Hallo, Habr! Jarenlang ontwikkelden de LEGO Education WeDo 2.0 educatieve set en de kindertaal Scratch zich parallel, maar eerder dit jaar begon Scratch fysieke objecten te ondersteunen, waaronder LEGO Education-modules. In dit artikel zullen we bespreken hoe deze bundel kan worden gebruikt om robotica te onderwijzen en wat deze voor studenten en docenten oplevert.
Het belangrijkste doel van het bestuderen van robotica en programmeren is niet alleen en niet zozeer het leren ontwerpen en coderen, maar eerder de vorming van universele vaardigheden. In de eerste plaats het ontwerpdenken, dat in de jaren negentig en 1990 vrijwel geen aandacht kreeg op scholen, maar dat tegenwoordig binnen alle schooldisciplines actief wordt ontwikkeld. Een probleem stellen, hypothesen, stapsgewijze planning, experimenten uitvoeren, analyses - bijna elk modern beroep is hierop gebouwd, maar het is moeilijk om ze te ontwikkelen binnen het raamwerk van standaard schoolvakken, waarin er een zeer hoog aandeel is van “krammen”.
Robotica maakt het leren van andere schoolvakken eenvoudiger door natuurkundige wetten duidelijk in actie te demonstreren. Aldus basisschoolleraar Yulia Poniatovskaya we zagen hoe haar studenten het eerste model - een kikkervisje zonder ledematen - in elkaar zetten, een programma schreven om het te verplaatsen en het lanceerden. Toen het kikkervisje niet wilde wijken, gingen de kinderen op zoek naar technische problemen, maar kwamen uiteindelijk tot de conclusie dat het probleem niet in de code of de montage zat, maar omdat de manier waarop het kikkervisje bewoog niet geschikt was voor sushi.
Om deze duidelijkheid te bereiken en het voor kinderen gemakkelijker te maken, is de software in de educatieve kits een vereenvoudigde versie van ontwerpprogramma's. Maar ze zijn niet geschikt om de basisprincipes van programmeren te leren. Deze tekortkoming kan worden verholpen door te werken met LEGO Education-sets met software van derden: WeDo 2.0 kan worden geprogrammeerd met behulp van de educatieve taal Scratch.
Eigen kenmerken van LEGO Education WeDo 2.0
De LEGO Education WeDo 2.0 Basisset is ontworpen voor kinderen van 7-10 jaar. Inclusief: Smart Hub WeDo 2.0, elektromotor, bewegings- en kantelsensoren, LEGO Education onderdelen, bakjes en labels voor het sorteren van onderdelen, WeDo 2.0 software, docentenhandleiding en instructies voor het in elkaar zetten van basismodellen.
Voor elk van de modellen hebben we opgeschreven welke concepten uit verschillende wetenschappen ze verklaren. Met behulp van de "Player" is het bijvoorbeeld handig om aan kinderen de aard van geluid uit te leggen en wat wrijvingskracht is, en met behulp van de "Dansende Robot" - de mechanica van bewegingen. Problemen kunnen variëren, door de leerkracht ‘on the fly’ worden gecreëerd en er zijn veel oplossingen, waardoor kinderen hun vaardigheden in het vinden van oorzaak-en-gevolgrelaties kunnen verbeteren.
Naast roboticalessen en uitleg van natuurkundige wetten kan de set worden gebruikt voor programmeren, omdat het schrijven van code die fysieke objecten ‘animeert’ veel interessanter is dan het creëren van iets virtueel.
LEGO Education WeDo 2.0 of Scratch-software
WeDo 2.0 maakt gebruik van LabVIEW-technologieën van National Instruments; de interface bestaat alleen uit veelkleurige pictogrammen met afbeeldingen, die in een lineaire volgorde zijn gerangschikt met behulp van slepen en neerzetten.
Met behulp van deze software leren kinderen opeenvolgende reeksen acties op te bouwen - maar dit is nog verre van echt programmeren, en de overgang naar 'standaard'-talen in de toekomst kan grote moeilijkheden veroorzaken. WeDo 2.0 is handig om te beginnen met programmeren, maar voor complexere taken zijn de mogelijkheden niet langer voldoende.
Dit is waar Scratch te hulp schiet: een visuele programmeertaal die gericht is op leerlingen van 7-10 jaar. Programma's geschreven in Scratch bestaan uit veelkleurige grafische blokken waarmee je grafische objecten (sprites) kunt manipuleren.
Door verschillende waarden in te stellen en blokken aan elkaar te koppelen, kun je games, animaties en tekenfilms maken. Met Scratch kunt u de concepten van gestructureerd, object- en gebeurtenisgeoriënteerd programmeren leren, waarbij u lussen, variabelen en Booleaanse expressies introduceert.
Scratch is iets moeilijker te leren, maar staat veel dichter bij op tekst gebaseerde programmeertalen dan de eigen software van WeDo, omdat het de klassieke hiërarchie van teksttalen volgt (het programma wordt van boven naar beneden gelezen) en vereist ook inspringen bij gebruik van verschillende instructies (while, if...else en enz.). Het is ook belangrijk dat de commandotekst op het programmablok wordt weergegeven en als we de “kleurrijkheid” verwijderen, krijgen we code die bijna niet verschilt van klassieke talen. Daarom zal het voor een kind veel gemakkelijker zijn om van Scratch naar “volwassenen”-talen over te schakelen.
Lange tijd maakten commando's die in Scratch waren geschreven alleen het werken met virtuele objecten mogelijk, maar in januari 2019 werd versie 3.0 uitgebracht, die fysieke objecten ondersteunt (inclusief LEGO Education WeDo 2.0-modules) met behulp van de Scratch Link-applicatie. Nu kun je met dezelfde games en tekenfilms communiceren met behulp van motoren en sensoren.
In tegenstelling tot de eigen software van WeDo 2.0 heeft Scratch meer mogelijkheden: de basissoftware kan slechts één aangepast geluid insluiten, het staat je niet toe om je eigen procedures en functies te creëren (dat wil zeggen commando's in één blok te combineren), terwijl Scratch geen dergelijke beperkingen. Dit geeft meer vrijheid en mogelijkheden voor zowel leerlingen als docenten.
Leren met LEGO Education WeDo 2.0
Een standaardles omvat het bespreken van het probleem, het ontwerpen, programmeren en reflecteren.
U kunt de taak definiëren met behulp van een geanimeerde presentatie, die is opgenomen in de set materialen. Kinderen moeten dan hypothesen maken over hoe het mechanisme werkt.
In de tweede fase zijn kinderen direct betrokken bij het in elkaar zetten van een LEGO-robot. In de regel werken de leerlingen in tweetallen, maar individueel of in groepsverband werken is mogelijk. Er zijn gedetailleerde instructies voor elk van de 16 stapsgewijze projecten. En nog 8 open projecten geven volledige creatieve vrijheid bij het kiezen van een oplossing voor een bepaald probleem.
In de programmeerfase moet er rekening mee worden gehouden dat het beter is om met uw eigen WeDo 2.0-software te beginnen. Als kinderen het eenmaal onder de knie hebben en leren werken met blokken en modellen, is het een logische stap om over te stappen naar Scratch.
In de laatste fase vindt er een analyse plaats van wat er is gedaan, worden tabellen en grafieken gemaakt en worden er experimenten uitgevoerd. In dit stadium kunt u een taak toewijzen om het model te verfijnen of het mechanische of softwaregedeelte te verbeteren.
Nuttige materialen
- van LEGO WeDo 2.0 voor leraren
- door LEGO WeDo 2.0
- officieel Kras
- uitbreiding voor het werken met fysieke objecten (inclusief WeDo 2.0) in Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 lessen met LEGO Education WeDo 2.0-sets
- voor het samenstellen van WeDo 2.0-modellen
Bron: www.habr.com