Robotika yra viena įdomiausių ir labiausiai trikdančių mokyklos veiklų. Ji moko sudaryti algoritmus, sužaidžia ugdymo procesą, supažindina vaikus su programavimu. Kai kuriose mokyklose nuo 1 klasės mokosi informatikos, mokosi surinkti robotus, braižyti struktūrines schemas. Siekdami padėti vaikams lengvai suprasti robotiką ir programavimą bei giliai mokytis matematikos ir fizikos vidurinėje mokykloje, išleidome naują LEGO Education SPIKE Prime mokomąjį rinkinį. Daugiau apie tai papasakosime šiame įraše.
LEGO Education SPIKE Prime skirtas mokyti 5–7 klasių vaikus mokyklose ir robotikos būreliuose. Rinkinys leidžia kurti algoritmus naudojant struktūrines schemas ir grožėtis, kaip paveikslėliai ekrane virsta judesiais ir veiksmais. Šiuolaikiniams moksleiviams svarbus matomumas ir WOW efektas, o SPIKE Prime – masalas, galintis sužavėti vaikus programavimu ir tiksliaisiais mokslais.
Nustatyti apžvalgą
Rinkinys yra minimalistinėje geltonos ir baltos spalvos plastikinėje dėžutėje. Po dangteliu yra kartonas su instrukcijomis, kaip pradėti, ir dalių išdėstymo dėkluose schema. Rinkinys sukurtas taip, kad jį būtų lengva pradėti naudoti ir jam reikia minimalaus papildomo mokytojo mokymo.
Pačios dalys supakuotos į maišelius su numeriais, atitinkančiais langelių skaičių dėkluose.
Pagrindiniame rinkinyje yra daugiau nei 500 LEGO elementų, įskaitant naujus.
- Keletas naujų kadrų, kurie sumažina prototipų kūrimo laiką ir leidžia kurti didesnius modelius.
- Naujas 2x4 kubas su Technic ašies anga. Tai leidžia sujungti Technic ir LEGO System elementus viename projekte.
- Atnaujinta pagrindo plokštė iš Technic asortimento.
- Nauji siauri ratai, užtikrinantys tikslų valdymą ir padidinantys modelių manevringumą.
- Naujas pasukamas ratas atraminio volelio pavidalu.
- Nauji laidų spaustukai, galimi kelių spalvų, leidžia tvarkingai pritvirtinti laidus.
Be pačių dalių, viduje yra trys varikliai - didelis vienas ir du vidutiniai, taip pat trys jutikliai: atstumo, spalvos ir stiprumo.
Varikliai yra prijungti tiesiai prie stebulės ir turi 1 laipsnio tikslumo sukimosi jutiklius. Ši funkcija skirta variklių veikimui sinchronizuoti, kad jie vienu metu galėtų judėti pastoviu greičiu. Be to, jutiklis gali būti naudojamas modelio judėjimo greičiui ir atstumui matuoti.
Spalvų jutiklis išskiria iki 8 spalvų ir gali būti naudojamas kaip šviesos jutiklis. Jame taip pat yra įmontuotas infraraudonųjų spindulių jutiklis, galintis nuskaityti, pavyzdžiui, šviesos atspindžius.
Jutiklinis jutiklis atpažįsta tokias situacijas: mygtukas paspaustas, atleistas, stiprus spaudimas. Šiuo atveju jutiklis nustato slėgio jėgą niutonais arba procentais.
IR jutiklis naudojamas atstumui nuo roboto iki tam tikro taško nustatyti arba susidūrimams išvengti. Galimybė išmatuoti atstumą procentais, centimetrais ir coliais.
Naudodami išteklių rinkinį, kurį sudaro 603 dalys, galite išplėsti pagrindinio rinkinio galimybes. Jį sudaro: papildomas didelis komplektas ir šviesos jutiklis, du dideli ratai, didelės kūginės pavaros, leidžiančios statyti didelius patefonus.
Hub
Stebulė turi įmontuotą giroskopą, galintį nustatyti jo padėtį erdvėje: orientaciją, pakreipimą, riedėjimą, briaunos nustatymą iš viršaus, stebulės kritimo būseną ir kt. Integruota atmintis leidžia įkelti ir saugoti iki 20 programų. Programos numeris rodomas 5x5 pikselių ekrane, kuriame taip pat rodomi vartotojo vaizdai ir šakotuvo veikimo būsena.
Taip pat centre yra:
- MicroUSB jungtis, skirta įkrauti akumuliatorių arba prijungti prie kompiuterio.
- Bluetooth sinchronizavimo mygtukas, leidžiantis belaidžiu būdu prisijungti prie kompiuterio, kad būtų galima programuoti šakotuvą.
- 6 prievadai (AF) komandoms vykdyti arba informacijai iš jutiklių priimti.
- Trys stebulės valdymo mygtukai.
- Integruotas garsiakalbis.
Programinė įranga
„LEGO Education SPIKE“ programinė įranga yra skirta „Windows“, „Mac OS“, „Android“, „iOS“ ir „Chromebook“ ir ją galima atsisiųsti . Programinės įrangos aplinka sukurta pagal vaikų programavimo kalbą Scratch. Jį sudaro komandų rinkinys, kurių kiekviena yra tam tikros formos ir spalvos grafinis blokas su parametrais, kuriuos galima keisti rankiniu būdu, pavyzdžiui, greitis ir judėjimo diapazonas, sukimosi kampas ir kt.
Tuo pačiu metu komandų rinkiniai, susiję su įvairiais sprendimo komponentais (varikliais, jutikliais, kintamaisiais, operatoriais ir kt.), yra paryškinti skirtingomis spalvomis, o tai leidžia greitai intuityviai suprasti, kaip užprogramuoti tai, ko jums reikia.
Pačioje programoje taip pat yra daug pamokų planų, taip pat apie 30 skirtingų modelių surinkimo instrukcijų.
Pirmieji žingsniai
Paleidus programą ir pasirinkus kalbą, iškart siūlomi trys pradžios žingsniai:
1) Suprogramuokite šakotuvą taip, kad ekrane būtų rodomas veidukas;
2) Susipažinti su variklių ir jutiklių veikimu;
3) Surinkite „Blusos“ modelį ir užprogramuokite jį judėti.
Pažintis su SPIKE Prime prasideda nuo ryšio galimybių (per microUSB arba Bluetooth) ir darbo su pikselių ekranu aprašymu.
Pirmiausia turite nustatyti komandų, kurios turėtų būti vykdomos paleidus programą, seką, taip pat pasirinkti konkrečius pikselius, kurie užsidegs koncentratoriaus ekrane.
Antrasis žingsnis apima variklių atsako į įvairius jutiklių signalus surinkimą ir programavimą. Pavyzdžiui, galite užprogramuoti variklį, kad jis pradėtų suktis, kai priartinate ranką ar bet kokį objektą prie atstumo jutiklio.
Norėdami tai padaryti, sukuriame komandų seką: jei objektas yra arčiau nei n centimetrų iki jutiklio, variklis pradeda veikti.
Trečias ir įdomiausias žingsnis – surinkti blusų robotą ir užprogramuoti jį peršokti pagal komandą. Norėdami tai padaryti, pirmiausia turite surinkti patį robotą iš dalių ir dviejų variklių.
Tada pradedame programuoti. Norėdami tai padaryti, nustatome tokį algoritmą: kai programa įjungta, „blusa“ turi šokti į priekį du kartus, todėl du varikliai turi atlikti du pilnus apsisukimus vienu metu. Sukimosi greitį nustatysime 50%, kad robotas per daug nešokinėtų.
Rezultatas – mažas robotas, kuris paleidžiant programą šoka į priekį. Grožis!
Blusų robotas greitai puolė į priekį ir rado pirmąją auką, tačiau kažkas nutiko.
Baigę šiuos mokymus galite pradėti sudėtingesnius projektus: programoje yra daugiau nei 60 blokinių schemų įvairioms komplekto dalims (varikliai, stebulė, jutikliai ir kt.) Be to, kiekvieną blokinę schemą galima šiek tiek pakeisti naudojant parametrai. Taip pat programinės įrangos viduje yra galimybė kurti kintamuosius ir savo struktūrines schemas.
Mokytojams
Komplekte yra mokytojams. Tai apima mokymo programas, užduotis su paruoštais sprendimais ir užduotis, į kurias atsakymo nėra ir reikia sugalvoti kūrybišką sprendimą. Tai leidžia greitai pradėti dirbti su įdarbinimu ir kurti mokymo programas.
Iš viso svetainėje paruošti 4 kursai. „Išradėjų būrys“ – tai technologijų pamokų kursas, kuris sustiprina mokinių supratimą apie projektinės veiklos vykdymo procesą. Du kursai yra susiję su informatika. „Verslo pradžia“ suteikia pagrindinius programavimo ir algoritmo įgūdžius, o „Naudingi įrenginiai“ – su daiktų interneto principais. Ketvirtasis kursas – „Pasiruošęs varžyboms“ – skirtas pasiruošti varžyboms ir reikalauja tiek pagrindinių, tiek išteklių rinkinio.
Kiekviename kurse yra nuo 5 iki 8 pamokų, kuriose yra paruoštas metodinis sprendimas, kurį galima diegti ugdymo procese STEAM kompetencijoms įtvirtinti.
Palyginkite su kitais rinkiniais
LEGO Education SPIKE Prime priklauso LEGO Education robotikos linijai, kurią sudaro rinkiniai įvairaus amžiaus vaikams:
- Ekspresas „Jaunasis programuotojas“ ikimokykliniam ugdymui.
- WeDo 2.0 pradinei mokyklai.
- LEGO Education SPIKE Prime vidurinei mokyklai.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3, skirtas vidurinių mokyklų ir pirmo kurso studentams.
SPIKE Prime funkcijos sutampa su LEGO WeDo 2.0, kuri nuo šių metų turės Scratch palaikymą. Tačiau skirtingai nei WeD0 2.0, leidžiantis imituoti fizinius eksperimentus, SPIKE Prime labiau tinka robotams kurti. Jis skirtas 5-7 klasių mokiniams supažindinti su robotika.
Šio sprendimo pagalba moksleiviai žaismingai galės įsisavinti algoritmavimo principus, lavinti problemų sprendimo įgūdžius, susipažinti su robotikos pagrindais. Po SPIKE Prime galite pereiti prie LEGO MINDSTORMS Education EV3, kuris turi galimybę dirbti su MycroPython ir tinka mokytis sudėtingesnių robotikos ir programavimo koncepcijų.
PS Rašant šį straipsnį nenukentėjo jokie robotai ar haskiai.
Šaltinis: www.habr.com