Robotika ir viena no interesantākajām un traucējošākajām skolas aktivitātēm. Viņa māca sastādīt algoritmus, izspēlē izglītības procesu un iepazīstina bērnus ar programmēšanu. Dažās skolās, sākot no 1. klases, mācās informātikas, mācās salikt robotus un sastādīt blokshēmas. Lai palīdzētu bērniem viegli saprast robotiku un programmēšanu un padziļināti mācīties matemātiku un fiziku vidusskolā, esam izlaiduši jaunu LEGO Education SPIKE Prime izglītības komplektu. Vairāk par to pastāstīsim šajā rakstā.
LEGO Education SPIKE Prime ir paredzēts 5.–7. klases bērnu mācīšanai skolās un robotikas pulciņos. Komplekts ļauj veidot algoritmus, izmantojot blokshēmas, un apbrīnot, kā attēli uz ekrāna pārvēršas kustībās un darbībās. Mūsdienu skolēniem ir svarīga redzamība un WOW efekts, un SPIKE Prime ir ēsma, kas var aizraut bērnus ar programmēšanu un eksaktajām zinātnēm.
Iestatīt pārskatu
Komplekts ir minimālistiski dzeltenā un baltā plastmasas kastē. Zem vāka ir kartons ar instrukcijām darba sākšanai un detaļu izvietojuma diagrammu paplātēs. Komplekts ir izveidots tā, lai to būtu viegli sākt, un tam ir nepieciešama minimāla skolotāja papildu apmācība.
Pašas detaļas ir iepakotas maisiņos ar numuriem, kas atbilst paplātēs esošo šūnu numuriem.
Pamatkomplektā ir vairāk nekā 500 LEGO elementu, tostarp jauni.
- Vairāki jauni kadri, kas samazina prototipēšanas laiku un ļauj būvēt lielākus modeļus.
- Jauns 2x4 kubs ar Technic ass atveri. Tas ļauj apvienot Technic un LEGO System elementus vienā projektā.
- Atjaunināta pamatplāksne no Technic klāsta.
- Jauni šauri riteņi, kas nodrošina precīzu vadību un palielina modeļu manevrēšanas spēju.
- Jauns grozāmais ritenis atbalsta veltņa formā.
- Jauni vadu klipši, kas pieejami vairākās krāsās, ļauj kārtīgi nostiprināt kabeļus.
Papildus pašām detaļām iekšpusē ir trīs motori - liels viens un divi vidēji, kā arī trīs sensori: attālums, krāsa un stiprums.
Motori ir savienoti tieši ar rumbu, un tiem ir rotācijas sensori ar precizitāti 1 grāds. Šī funkcija ir paredzēta, lai sinhronizētu motoru darbību, lai tie varētu kustēties vienlaikus ar nemainīgu ātrumu. Turklāt sensoru var izmantot, lai izmērītu modeļa kustības ātrumu un attālumu.
Krāsu sensors izšķir līdz pat 8 krāsām un var tikt izmantots kā gaismas sensors. Tajā ir arī iebūvēts infrasarkanais sensors, kas var nolasīt, piemēram, gaismas atspulgus.
Skāriensensors atpazīst šādas situācijas: poga nospiesta, nospiesta, smagi nospiesta. Šajā gadījumā sensors nosaka spiediena spēku ņūtonos vai procentos.
IR sensors tiek izmantots, lai noteiktu attālumu no robota līdz noteiktam punktam vai novērstu sadursmes. Spēj izmērīt attālumu procentos, centimetros un collās.
Pamatkomplekta iespējas var paplašināt, izmantojot resursu komplektu, kas sastāv no 603 daļām. Tajā ietilpst: papildu lielais komplekts un gaismas sensors, divi lieli riteņi, lieli konusveida zobrati, kas ļauj būvēt lielus pagrieziena galdus.
Centrmezgls
Rumbai ir iebūvēts žiroskops, kas spēj noteikt tā pozīciju telpā: orientāciju, sasvēršanos, ripošanos, malas noteikšanu no augšas, rumbas stāvokli krītot utt.. Iebūvētā atmiņa ļauj ielādēt un uzglabāt līdz pat 20 programmas. Programmas numurs tiek parādīts 5x5 pikseļu ekrānā, kurā tiek parādīti arī lietotāja attēli un centrmezgla darbības statuss.
Atrodas arī centrmezglā:
- MicroUSB savienotājs akumulatora uzlādēšanai vai savienošanai ar datoru.
- Bluetooth sinhronizācijas poga, ar kuru var izveidot bezvadu savienojumu ar datoru, lai programmētu centrmezglu.
- 6 porti (AF) komandu izpildei vai informācijas saņemšanai no sensoriem.
- Trīs centrmezgla vadības pogas.
- Iebūvēts skaļrunis.
Programmatūra
ПО LEGO Education SPIKE доступно для Windows, macOS, Android, iOS и Chromebook, его можно скачать . Programmatūras vide ir balstīta uz bērnu programmēšanas valodu Scratch. Tas sastāv no komandu kopas, no kurām katra ir noteiktas formas un krāsas grafisks bloks ar parametriem, kurus var mainīt manuāli, piemēram, kustības ātrums un diapazons, griešanās leņķis utt.
Tajā pašā laikā ar dažādām risinājuma sastāvdaļām (motoriem, sensoriem, mainīgajiem, operatoriem u.c.) saistītās komandu kopas tiek izceltas dažādās krāsās, kas ļauj ātri intuitīvi izdomāt, kā ieprogrammēt vajadzīgo.
Pati aplikācija satur arī daudz nodarbību plānu, kā arī aptuveni 30 dažādas instrukcijas modeļu salikšanai.
Pirmie soļi
Pēc lietojumprogrammas palaišanas un valodas izvēles tiek piedāvāti trīs sākuma soļi:
1) Ieprogrammējiet centrmezglu tā, lai ekrānā tiktu parādīta smaidoša seja;
2) Iepazīties ar motoru un sensoru darbību;
3) Salieciet "Blusu" modeli un ieprogrammējiet to kustībai.
Iepazīšanās ar SPIKE Prime sākas ar savienojuma iespēju aprakstu (izmantojot microUSB vai Bluetooth) un to, kā strādāt ar pikseļu ekrānu.
Vispirms ir jāiestata komandu secība, kas jāizpilda pēc programmas palaišanas, kā arī jāizvēlas konkrēti pikseļi, kas iedegsies centrmezgla ekrānā.
Otrais solis ietver motoru reakcijas uz dažādiem sensoru signāliem montāžu un programmēšanu. Piemēram, jūs varat ieprogrammēt motoru, lai tas sāktu griezties, kad jūs pievedat roku vai jebkuru priekšmetu attāluma sensora tuvumā.
Lai to izdarītu, mēs izveidojam komandu secību: ja objekts atrodas tuvāk par n centimetriem sensoram, tad motors sāk darboties.
Trešais un interesantākais solis: salieciet robotu blusu un ieprogrammējiet to, lai tas pārietu uz komandu. Lai to izdarītu, vispirms ir jāsamontē pats robots no daļām un diviem motoriem.
Tad sākam programmēt. Lai to izdarītu, mēs iestatām šādu algoritmu: kad programma ir ieslēgta, “blusai” divreiz jālec uz priekšu, tāpēc abiem motoriem vienlaikus jāveic divi pilni apgriezieni. Rotācijas ātrumu iestatīsim uz 50%, lai robots pārāk nelēktu.
Rezultāts ir neliels robots, kas lec uz priekšu, kad programma sākas. Skaistums!
Blusu robots ātri metās uz priekšu un atrada savu pirmo upuri, taču kaut kas nogāja greizi.
Pēc šīs apmācības pabeigšanas jūs varat sākt sarežģītākus projektus: lietojumprogrammā ir vairāk nekā 60 blokshēmas dažādām komplekta daļām (motori, rumbas, sensori utt.) Turklāt katru blokshēmu var nedaudz mainīt, izmantojot parametri. Arī programmatūras iekšpusē ir iespēja izveidot mainīgos lielumus un savas blokshēmas.
Skolotājiem
Komplektā ir iekļauti skolotājiem. Tie ietver mācību programmas, uzdevumus ar gataviem risinājumiem un uzdevumus, uz kuriem nav atbildes un ir jāizdomā radošs risinājums. Tas ļauj ātri sākt darbu ar personāla atlasi un veidot apmācības programmas.
Kopumā vietnē ir gatavi 4 kursi. “Izgudrotāju komanda” ir tehnoloģiju stundu kurss, kas nostiprina studentu izpratni par projekta aktivitāšu veikšanas procesu. Divi kursi ir saistīti ar datorzinātnēm. “Uzņēmējdarbības uzsākšana” nodrošina programmēšanas un algoritmu pamatiemaņas, bet “Noderīgās ierīces” iepazīstina ar lietiskā interneta principiem. Ceturtais kurss - “Gatavs sacensībām” ir paredzēts, lai sagatavotos sacensībām, un tam ir nepieciešams gan pamata, gan resursu komplekts.
Katrs kurss satur no 5 līdz 8 nodarbībām, kas ietver gatavu metodisko risinājumu, ko var ieviest izglītības procesā, lai nostiprinātu STEAM kompetences.
Salīdziniet ar citiem komplektiem
LEGO Education SPIKE Prime ir daļa no LEGO Education robotikas līnijas, kurā ietilpst komplekti dažāda vecuma bērniem:
- Express “Jaunais programmētājs” pirmsskolas izglītībai.
- WeDo 2.0 pamatskolai.
- LEGO Education SPIKE Prime vidusskolai.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 vidusskolēniem un pirmā kursa skolēniem.
SPIKE Prime funkcionalitāte pārklājas ar LEGO WeDo 2.0, kurai no šī gada ir pieejams Scratch atbalsts. Bet atšķirībā no WeD0 2.0, kas ļauj simulēt fiziskus eksperimentus, SPIKE Prime ir vairāk piemērots robotu radīšanai. Tā paredzēta, lai 5.-7.klasē skolēnus iepazīstinātu ar robotiku.
Ar šī risinājuma palīdzību skolēni varēs apgūt algoritmizācijas principus, attīstīt problēmu risināšanas prasmes, rotaļīgā veidā iepazīties ar robotikas pamatiem. Pēc SPIKE Prime varat pāriet uz LEGO MINDSTORMS Education EV3, kam ir MycroPython iespējas un kas ir piemērots progresīvāku robotikas un programmēšanas koncepciju apguvei.
PS Šī raksta tapšanas laikā netika nodarīts kaitējums robotiem vai haskijiem.
Avots: www.habr.com
