Робототехника - мектептегі ең қызықты және кедергі жасайтын іс-шаралардың бірі. Ол алгоритм құрастыруды үйретеді, оқу процесін ойынға айналдырады, балаларды бағдарламалаумен таныстырады. Кейбір мектептерде 1-сыныптан бастап информатиканы оқып, робот құрастыруды, блок-схемаларды құрастыруды үйренеді. Балаларға робототехника мен бағдарламалауды оңай түсінуге және орта мектепте математика мен физиканы терең меңгеруге көмектесу үшін біз жаңа LEGO Education SPIKE Prime білім жинағын шығардық. Бұл туралы толығырақ осы постта айтамыз.
LEGO Education SPIKE Prime 5–7 сыныптардағы балаларды мектептерде және робототехника үйірмелерінде оқытуға арналған. Жиын блок-схемалардың көмегімен алгоритмдер құруға және экрандағы суреттердің қозғалыстар мен әрекеттерге қалай айналатынын тамашалауға мүмкіндік береді. Заманауи мектеп оқушылары үшін көріну және WOW эффектісі маңызды, ал SPIKE Prime - бұл балаларды бағдарламалау және нақты ғылымдармен баурап алатын жем.
Шолуды орнату
Жинақ минималистік сары және ақ пластикалық қорапта келеді. Қақпақтың астында жұмысқа кірісуге арналған нұсқаулық және науалардағы бөлшектерді орналастыру схемасы бар картон бар. Жинақ жұмысты оңай бастауға арналған және мұғалім үшін ең аз қосымша дайындықты қажет етеді.
Бөлшектердің өзі науалардағы ұяшықтардың санына сәйкес келетін нөмірлері бар пакеттерге оралған.
Негізгі жиынтықта 500-ден астам LEGO элементтері бар, оның ішінде жаңа.
- Прототиптеу уақытын азайтатын және үлкенірек үлгілерді жасауға мүмкіндік беретін бірнеше жаңа кадрлар.
- Техникалық ось тесігі бар жаңа 2x4 текше. Ол Technic және LEGO System элементтерін бір жобада біріктіруге мүмкіндік береді.
- Техникалық диапазоннан жаңартылған негізгі тақта.
- Дәл басқаруды қамтамасыз ететін және модельдердің маневрлік қабілетін арттыратын жаңа тар дөңгелектер.
- Тірек ролик түріндегі жаңа айналмалы дөңгелек.
- Бірнеше түстерде қол жетімді жаңа сым қыстырғыштары кабельдерді ұқыпты бекітуге мүмкіндік береді.
Бөлшектердің өзінен басқа, ішінде үш қозғалтқыш бар - үлкен бір және екі орташа, сондай-ақ үш сенсор: қашықтық, түс және күш.
Қозғалтқыштар хабқа тікелей қосылған және 1 дәрежелі дәлдікпен айналу сенсорлары бар. Бұл мүмкіндік қозғалтқыштардың жұмысын бір уақытта тұрақты жылдамдықпен қозғала алатындай синхрондау үшін қамтамасыз етілген. Бұған қоса, сенсорды модель қозғалысының жылдамдығы мен қашықтығын өлшеу үшін пайдалануға болады.
Түс сенсоры 8 түске дейін ажыратады және оны жарық сенсоры ретінде пайдалануға болады. Сондай-ақ, мысалы, жарық шағылыстарын оқи алатын инфрақызыл сенсоры бар.
Сенсорлық сенсор келесі жағдайларды таниды: түйме басылған, басылған, қатты басылған. Бұл жағдайда сенсор қысым күшін Ньютонмен немесе пайызбен анықтайды.
IR сенсоры роботтан белгілі бір нүктеге дейінгі қашықтықты анықтау немесе соқтығысуды болдырмау үшін қолданылады. Қашықтықты пайызбен, сантиметрмен және дюйммен өлшеуге қабілетті.
603 бөліктен тұратын ресурстар жиынтығын пайдаланып, негізгі жинақтың мүмкіндіктерін кеңейтуге болады. Оған мыналар кіреді: қосымша үлкен жиынтық пен жарық сенсоры, екі үлкен дөңгелек, үлкен айналмалы табақтарды жасауға мүмкіндік беретін үлкен конустық беріліс.
Хаб
Концентраторда оның кеңістіктегі орнын анықтай алатын кіріктірілген гироскоп бар: бағдарлау, еңкейту, айналдыру, жиекті жоғарыдан анықтау, хабтың құлау күйі және т.б.. Кірістірілген жад жүктеуге және сақтауға мүмкіндік береді. 20 бағдарлама. Бағдарлама нөмірі 5x5 пиксельдік экранда көрсетіледі, мұнда пайдаланушы кескіндері мен хабтың жұмыс күйі де көрсетіледі.
Сондай-ақ хабта орналасқан:
- Батареяны зарядтауға немесе компьютерге қосуға арналған MicroUSB қосқышы.
- Bluetooth синхрондау түймесі, оның көмегімен хабты бағдарламалау үшін компьютермен сымсыз байланыс орнатуға болады.
- Пәрмендерді орындауға немесе сенсорлардан ақпаратты алуға арналған 6 порт (AF).
- Үш концентраторды басқару түймесі.
- Кірістірілген динамик.
Бағдарламалық жасақтама
LEGO Education SPIKE бағдарламалық құралы Windows, Mac OS, Android, iOS және Chromebook үшін қол жетімді және жүктеп алуға болады . Бағдарламалық қамтамасыз ету ортасы балаларға арналған Scratch бағдарламалау тіліне негізделген. Ол командалар жиынтығынан тұрады, олардың әрқайсысы қолмен өзгертуге болатын параметрлері бар белгілі бір пішін мен түсті графикалық блок, мысалы, қозғалыс жылдамдығы мен ауқымы, айналу бұрышы және т.б.
Бұл ретте шешімнің әртүрлі құрамдас бөліктерімен (қозғалтқыштар, сенсорлар, айнымалылар, операторлар және т.б.) байланысты командалар жиыны әртүрлі түстермен ерекшеленеді, бұл сізге қажет нәрсені қалай бағдарламалау керектігін интуитивті түрде жылдам анықтауға мүмкіндік береді.
Қосымшаның өзінде көптеген сабақ жоспарлары, сондай-ақ үлгілерді жинауға арналған 30-ға жуық әртүрлі нұсқаулар бар.
алғашқы қадамдар
Қолданбаны іске қосып, тілді таңдағаннан кейін бірден үш бастапқы қадам ұсынылады:
1) Хабты экранда смайлик пайда болатындай бағдарламалаңыз;
2) Қозғалтқыштар мен датчиктердің жұмысымен танысу;
3) «Бүрге» үлгісін жинап, оны жылжытуға бағдарламалаңыз.
SPIKE Prime бағдарламасымен танысу қосылым опцияларының сипаттамасынан (microUSB немесе Bluetooth арқылы) және пиксельдік экранмен жұмыс істеуден басталады.
Алдымен бағдарламаны іске қосқаннан кейін орындалатын пәрмендер тізбегін орнату керек, сонымен қатар хаб экранында жанатын нақты пикселдерді таңдау керек.
Екінші қадам сенсорлардан келетін әртүрлі сигналдарға қозғалтқыштардың жауабын құрастыруды және бағдарламалауды қамтиды. Мысалы, қолыңызды немесе кез келген затты қашықтық сенсорына жақындатқанда қозғалтқышты айнала бастайтын етіп бағдарламалауға болады.
Мұны істеу үшін біз командалар тізбегін жасаймыз: егер объект сенсорға n сантиметрден жақын болса, онда қозғалтқыш жұмыс істей бастайды.
Үшінші және ең қызықты қадам: робот бүргесін жинап, оны командаға секіру үшін бағдарламалаңыз. Ол үшін алдымен роботтың өзін бөліктерден және екі қозғалтқыштан құрастыру керек.
Содан кейін біз бағдарламалауды бастаймыз. Мұны істеу үшін біз келесі алгоритмді орнатамыз: бағдарлама қосылған кезде «бүрге» екі рет алға секіруі керек, сондықтан екі қозғалтқыш бір уақытта екі толық айналым жасауы керек. Робот көп секірмеуі үшін айналу жылдамдығын 50% орнатамыз.
Нәтиже - бағдарлама басталған кезде алға секіретін шағын робот. Сұлулық!
Бүргелік робот тез алға ұмтылып, алғашқы құрбанын тапты, бірақ бірдеңе дұрыс болмады.
Бұл тренинг аяқталғаннан кейін сіз күрделірек жобаларды бастауға болады: қолданбада жиынтықтың әртүрлі бөліктеріне (моторлар, хабтар, сенсорлар және т.б.) арналған 60-тан астам блок-схемалар бар.Сонымен қатар, әрбір блок-схеманы пайдалану арқылы аздап өзгертуге болады. параметрлері. Сондай-ақ бағдарламалық жасақтаманың ішінде айнымалылар мен өзіңіздің блок диаграммаларыңызды құру мүмкіндігі бар.
Мұғалімдерге арналған
Жинақпен бірге беріледі мұғалімдерге арналған. Оларға оқу бағдарламалары, дайын шешімдері бар тапсырмалар және жауабы жоқ және шығармашылық шешім табу керек тапсырмалар кіреді. Бұл жалдаумен жұмысты жылдам бастауға және оқу бағдарламаларын құруға мүмкіндік береді.
Сайтта барлығы 4 курс дайын. «Өнертапқыштар отряды» - бұл студенттердің жобалық іс-әрекеттерді өткізу процесі туралы түсінігін нығайта түсетін технология сабақтарына арналған курс. Екі курс информатикаға қатысты. «Бизнес бастау» негізгі бағдарламалау және алгоритмдік дағдыларды қамтамасыз етеді, ал «Пайдалы құрылғылар» Интернет заттарының принциптерімен таныстырады. Төртінші курс – «Жарыстарға дайын» – жарыстарға дайындалуға арналған және негізгі және ресурстық жинақты қажет етеді.
Әрбір курс 5-тен 8-ге дейінгі сабақты қамтиды, оған STEAM құзыреттерін бекіту үшін оқу процесінде енгізуге болатын дайын әдістемелік шешім кіреді.
Басқа жинақтармен салыстырыңыз
LEGO Education SPIKE Prime LEGO Education робототехника желісінің бөлігі болып табылады, ол әртүрлі жастағы балаларға арналған жинақтарды қамтиды:
- Мектепке дейінгі тәрбиеге арналған «Жас бағдарламашы» экспресс.
- Бастауыш мектепке арналған WeDo 2.0.
- Орта мектепке арналған LEGO Education SPIKE Prime.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 орта мектеп пен бірінші курс студенттеріне арналған.
SPIKE Prime функционалдығы осы жылдан бастап Scratch қолдауы бар LEGO WeDo 2.0 нұсқасымен сәйкес келеді. Бірақ физикалық эксперименттерді модельдеуге мүмкіндік беретін WeD0 2.0 нұсқасынан айырмашылығы, SPIKE Prime роботтарды жасау үшін қолайлы. Ол 5-7 сынып оқушыларын робототехникамен таныстыруға арналған.
Бұл шешімнің көмегімен мектеп оқушылары алгоритмдеу принциптерін меңгеріп, есептер шығару дағдыларын дамытады, робототехника негіздерімен ойын түрінде танысады. SPIKE Prime қолданбасынан кейін MycroPython мүмкіндіктері бар және робототехника мен бағдарламалау тұжырымдамаларын үйренуге қолайлы LEGO MINDSTORMS Education EV3 нұсқасына өтуіңізге болады.
PS Осы мақаланы жазу кезінде роботтар немесе хаскилер зардап шеккен жоқ.
Ақпарат көзі: www.habr.com