Ciao, Habr! Negli ultimi anni, il kit educativo LEGO Education WeDo 2.0 e il linguaggio per bambini Scratch si sono sviluppati parallelamente, ma all'inizio di quest'anno Scratch ha introdotto il supporto per oggetti fisici, inclusi i moduli LEGO Education. In questo articolo parleremo di come è possibile utilizzare questa combinazione per insegnare la robotica e quali benefici porta a studenti e insegnanti.
L'obiettivo principale dello studio della robotica e della programmazione non è solo quello di insegnare progettazione e coding, ma soprattutto di sviluppare competenze universali. In primo luogo, il pensiero progettuale, che non ha ricevuto molta attenzione nelle scuole degli anni '90 e 2000, ma che ora si cerca attivamente di promuovere in tutte le discipline scolastiche. Definire compiti, formulare ipotesi, pianificare in modo sequenziale, condurre esperimenti e analizzare: su questi aspetti si fonda praticamente qualsiasi professione moderna, ma all'interno dei normali corsi scolastici, dove c'è una grande quantità di “memoria meccanica”, è difficile svilupparli.
La robotica facilita l'apprendimento di altre materie scolastiche grazie alla dimostrazione visiva delle leggi fisiche in azione. Così, l'insegnante di scuola primaria Yulia Poniatovskaya a noi come i suoi alunni hanno assemblato il loro primo modello — un girino senza arti, hanno scritto un programma per il suo movimento e lo hanno avviato. Quando il girino non si è mosso di un millimetro, i bambini si sono messi a cercare difetti tecnici, ma alla fine sono arrivati alla conclusione che la causa non era nel codice né nell'assemblaggio, ma nel fatto che il metodo di movimento del girino non era adatto per la terraferma.
Per raggiungere tale chiarezza e semplificare il lavoro ai bambini, il software nei kit didattici è una versione semplificata dei programmi di progettazione. Ma per insegnare le basi della programmazione non sono adeguati. Questo difetto può essere corretto lavorando con i kit LEGO Education utilizzando software di terze parti: WeDo 2.0 può essere programmato con il linguaggio educativo Scratch.
Le potenzialità di LEGO Education WeDo 2.0
Il kit di base LEGO Education WeDo 2.0 è progettato per bambini dai 7 ai 10 anni. Include: Smart Hub WeDo 2.0, motore elettrico, sensori di movimento e inclinazione, pezzi LEGO Education, vassoi e adesivi per la suddivisione dei pezzi, software WeDo 2.0, guida metodologica per l'insegnante e istruzioni per l'assemblaggio dei modelli di base.
Per ciascuno dei modelli abbiamo indicato quali concetti di diverse scienze spiegano. Ad esempio, utilizzando il «Lettore», è comodo spiegare ai bambini la natura del suono e cosa sia la forza d'attrito, mentre con il «Robot danzante» si può affrontare la meccanica dei movimenti. Le attività possono variare, essere create dall'insegnante «al volo» e avere molteplici soluzioni, aiutando i bambini a migliorare le loro capacità di ricerca delle relazioni causa-effetto.
Oltre alle lezioni di robotica e alle spiegazioni delle leggi fisiche, il kit può essere utilizzato per la programmazione, poiché scrivere codice che «dà vita» agli oggetti fisici è molto più interessante che creare qualcosa di virtuale.
Software del kit LEGO Education WeDo 2.0 o Scratch
In WeDo 2.0 si utilizzano tecnologie LabVIEW di National Instruments, e l'interfaccia è composta solo da icone colorate con immagini che possono essere disposte in sequenza lineare tramite drag-and-drop.
Utilizzando questo software, i bambini imparano a costruire catene di azioni sequenziali — ma rimane comunque lontano dalla programmazione vera e propria, e il passaggio a linguaggi "standard" in seguito può presentare notevoli difficoltà. WeDo 2.0 è un buon punto di partenza per imparare a programmare, ma le sue capacità sono limitate per compiti più complessi.
Qui entra in gioco Scratch — un linguaggio di programmazione visuale pensato per studenti tra i 7 e i 10 anni. I programmi scritti in Scratch sono costituiti da blocchi grafici colorati che consentono di controllare oggetti grafici (sprite).
Impostando valori diversi e collegando i blocchi tra loro, è possibile creare giochi, animazioni e cartoni animati. Scratch permette di apprendere concetti di programmazione strutturata, orientata agli oggetti e agli eventi, e introduce a cicli, variabili ed espressioni logiche.
Scratch è un po' più complesso da apprendere, ma è molto più vicino ai linguaggi di programmazione testuali rispetto al software WeDo, poiché mostra la classica gerarchia dei linguaggi testuali (il programma viene letto dall'alto verso il basso) e richiede l'osservanza degli spazi quando si utilizzano diversi operatori (while, if…else e così via). È anche importante notare che il testo del comando viene visualizzato nel blocco di programmazione e, se si elimina il "colore", otteniamo un codice che è quasi indistinguibile dai linguaggi classici. Di conseguenza, sarà molto più facile per un bambino passare da Scratch a linguaggi "adulti".
A lungo le istruzioni scritte in Scratch permettevano di lavorare solo con oggetti virtuali, ma a gennaio 2019 è stata rilasciata la versione 3.0, che supporta oggetti fisici (compresi i moduli LEGO Education WeDo 2.0) tramite l'app Scratch Link. Ora è possibile interagire con gli stessi giochi e cartoni animati utilizzando motori e sensori.
A differenza del software proprietario WeDo 2.0, Scratch offre molte più funzionalità: nel software di base è possibile integrare solo un suono personalizzato, non c'è la possibilità di creare procedure e funzioni personalizzate (cioè di unire comandi in un blocco), mentre Scratch non presenta tali limitazioni. Questo dà maggiore libertà e opportunità sia agli studenti che all'insegnante.
Apprendimento con LEGO Education WeDo 2.0
Una lezione standard include la discussione del problema, la costruzione, la programmazione e la riflessione.
Il compito può essere presentato attraverso una presentazione animata inclusa nei materiali. Successivamente, i bambini devono formulare ipotesi su come funziona il meccanismo.
Nella seconda fase, i bambini si dedicano alla costruzione del robot LEGO. Solitamente, gli studenti lavorano in coppia, ma è possibile lavorare in modo individuale o in gruppo. Per ciascuno dei 16 progetti passo-passo ci sono istruzioni dettagliate. Inoltre, 8 progetti aperti offrono completa libertà creativa nella scelta della soluzione al compito assegnato.
Nella fase di programmazione, è importante considerare che è meglio iniziare con il proprio software WeDo 2.0. Quando i bambini lo padroneggeranno e impareranno a lavorare con i blocchi e i modelli, si può passare logicamente a Scratch.
Nell'ultima fase si analizza quanto realizzato, si costruiscono tabelle e grafici, si conducono esperimenti. In questa fase si può assegnare un compito per migliorare il modello o perfezionare la parte meccanica o software.
Materiali utili
- su LEGO WeDo 2.0 per insegnanti
- su LEGO WeDo 2.0
- Ufficiale Scratch
- Espansione per lavorare con oggetti fisici (incluso WeDo 2.0) in Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 lezioni utilizzando i set LEGO Education WeDo 2.0
- per l'assemblaggio dei modelli WeDo 2.0
Fonte: habr.com
