Witaj, Habro! Przez kilka lat zestaw edukacyjny LEGO Education WeDo 2.0 i język dla dzieci Scratch rozwijały się równolegle, jednak na początku tego roku Scratch zaczął obsługiwać obiekty fizyczne, w tym moduły LEGO Education. W tym artykule porozmawiamy o tym, jak można wykorzystać ten pakiet do nauczania robotyki i co daje uczniom i nauczycielom.
Głównym celem studiowania robotyki i programowania jest nie tylko nauka projektowania i kodowania, ale raczej kształtowanie uniwersalnych umiejętności. Przede wszystkim myślenie projektowe, któremu w szkołach w latach 1990. i 2000. praktycznie nie poświęcano uwagi, a które obecnie jest aktywnie rozwijane we wszystkich dyscyplinach szkolnych. Stawianie problemu, hipotezy, planowanie krok po kroku, przeprowadzanie eksperymentów, analiza - na tym opiera się prawie każdy współczesny zawód, ale trudno je rozwijać w ramach standardowych przedmiotów szkolnych, w których jest bardzo duży odsetek „wkuwania”.
Robotyka ułatwia naukę innych przedmiotów szkolnych, wyraźnie demonstrując prawa fizyczne w działaniu. Zatem nauczycielka szkoły podstawowej Julia Poniatovskaya widzieliśmy, jak jej uczniowie złożyli pierwszy model – kijankę bez kończyn, napisali program do jej poruszania i uruchomili. Kiedy kijanka nie chciała się ruszyć, dzieci zaczęły szukać problemów technicznych, ale w końcu doszły do wniosku, że problem nie leży w kodzie ani w montażu, ale w tym, że sposób poruszania się kijanki nie jest odpowiedni dla sushi.
Aby osiągnąć tę przejrzystość i ułatwić dzieciom, oprogramowanie zawarte w zestawach edukacyjnych stanowi uproszczoną wersję programów do projektowania. Nie nadają się jednak do nauczania podstaw programowania. Mankament ten można skorygować współpracując z zestawami LEGO Education z oprogramowaniem firm trzecich: WeDo 2.0 można programować w języku edukacyjnym Scratch.
Własne funkcje LEGO Education WeDo 2.0
Zestaw podstawowy LEGO Education WeDo 2.0 przeznaczony jest dla dzieci w wieku 7-10 lat. Zawiera: Smart Hub WeDo 2.0, silnik elektryczny, czujniki ruchu i pochylenia, części LEGO Education, tacki i etykiety do sortowania części, oprogramowanie WeDo 2.0, podręcznik dla nauczyciela i instrukcje składania podstawowych modeli.
Dla każdego z modeli spisaliśmy, jakie pojęcia z różnych nauk wyjaśniają. Na przykład za pomocą „Odtwarzacza” wygodnie jest wyjaśnić dzieciom naturę dźwięku i czym jest siła tarcia, a za pomocą „Tańczącego robota” - mechanikę ruchów. Problemy mogą być różnorodne, tworzone przez nauczyciela „w locie” i mieć wiele rozwiązań, co pozwala dzieciom doskonalić umiejętność odnajdywania związków przyczynowo-skutkowych.
Oprócz zajęć z robotyki i objaśnień praw fizyki, zestaw można wykorzystać do programowania, gdyż pisanie kodu „animującego” obiekty fizyczne jest o wiele ciekawsze niż tworzenie czegoś wirtualnego.
Oprogramowanie LEGO Education WeDo 2.0 lub Scratch
WeDo 2.0 korzysta z technologii LabVIEW firmy National Instruments, a interfejs składa się wyłącznie z wielokolorowych ikon ze zdjęciami, które są ułożone w liniowej sekwencji metodą „przeciągnij i upuść”.
Korzystając z tego oprogramowania, dzieci uczą się budować sekwencyjne łańcuchy działań - ale to wciąż dalekie od prawdziwego programowania, a przejście na „standardowe” języki w przyszłości może powodować duże trudności. WeDo 2.0 jest wygodny na początek nauki programowania, jednak przy bardziej skomplikowanych zadaniach jego możliwości nie są już wystarczające.
I tu z pomocą przychodzi Scratch – wizualny język programowania skierowany do uczniów w wieku 7-10 lat. Programy napisane w Scratchu składają się z wielobarwnych bloków graficznych, za pomocą których można manipulować obiektami graficznymi (spritami).
Ustawiając różne wartości i łącząc ze sobą bloki, możesz tworzyć gry, animacje i kreskówki. Scratch pozwala poznać pojęcia programowania strukturalnego, obiektowego i zorientowanego na zdarzenia, wprowadzając pętle, zmienne i wyrażenia logiczne.
Scratch jest nieco trudniejszy do nauczenia, ale znacznie bliższy tekstowym językom programowania niż własne oprogramowanie WeDo, ponieważ opiera się na klasycznej hierarchii języków tekstowych (program czytany jest od góry do dołu), a także wymaga wcięcia podczas używania różnych instrukcji (while, if...else i itp.). Ważne jest również, aby tekst polecenia był wyświetlany w bloku programu i jeśli usuniemy „kolorowość”, otrzymamy kod, który prawie nie różni się od języków klasycznych. Dzięki temu dziecku będzie znacznie łatwiej przestawić się z języka Scratch na języki „dla dorosłych”.
Przez długi czas polecenia pisane w Scratchu pozwalały jedynie na pracę z obiektami wirtualnymi, jednak w styczniu 2019 roku ukazała się wersja 3.0, która obsługuje obiekty fizyczne (m.in. moduły LEGO Education WeDo 2.0) za pomocą aplikacji Scratch Link. Teraz możesz wchodzić w interakcję z tymi samymi grami i kreskówkami za pomocą silników i czujników.
W przeciwieństwie do własnego oprogramowania WeDo 2.0, Scratch ma więcej możliwości: oprogramowanie bazowe może osadzić tylko jeden niestandardowy dźwięk, nie pozwala na tworzenie własnych procedur i funkcji (czyli łączenie poleceń w jeden blok), natomiast Scratch nie ma możliwości takie ograniczenia. Daje to większą swobodę i możliwości zarówno uczniom, jak i nauczycielowi.
Nauka z LEGO Education WeDo 2.0
Standardowa lekcja obejmuje omówienie problemu, projektowanie, programowanie i refleksję.
Zadanie możesz zdefiniować za pomocą animowanej prezentacji, która znajduje się w zestawie materiałów. Następnie dzieci muszą postawić hipotezy na temat działania mechanizmu.
W drugim etapie dzieci są bezpośrednio zaangażowane w składanie robota LEGO. Z reguły uczniowie pracują w parach, ale możliwa jest praca indywidualna lub grupowa. Istnieją szczegółowe instrukcje dla każdego z 16 projektów krok po kroku. A 8 kolejnych otwartych projektów daje pełną swobodę twórczą przy wyborze rozwiązania danego problemu.
Na etapie programowania należy wziąć pod uwagę, że lepiej zacząć od własnego oprogramowania WeDo 2.0. Gdy dzieci opanują tę umiejętność i nauczą się pracować z klockami i modelami, logicznym krokiem będzie przejście do programu Scratch.
Na ostatnim etapie następuje analiza tego, co zostało zrobione, konstrukcja tabel i wykresów oraz przeprowadzane są eksperymenty. Na tym etapie możesz zlecić zadanie udoskonalenia modelu lub ulepszenia części mechanicznej lub programowej.
Przydatne materiały
- przez LEGO WeDo 2.0 dla nauczycieli
- przez LEGO WeDo 2.0
- Oficjalny Scratch
- rozbudowa do pracy z obiektami fizycznymi (m.in. WeDo 2.0) w Scratchu
- WeDo 2.0.
- 11 lekcji z wykorzystaniem zestawów LEGO Education WeDo 2.0
- do montażu modeli WeDo 2.0
Źródło: www.habr.com