Olá, Habr! Durante vários anos, o conjunto educacional LEGO Education WeDo 2.0 e a linguagem infantil Scratch desenvolveram-se em paralelo, mas no início deste ano o Scratch começou a suportar objetos físicos, incluindo módulos LEGO Education. Falaremos sobre como esse pacote pode ser usado para ensinar robótica e o que ele oferece aos alunos e professores neste artigo.
O principal objetivo do estudo de robótica e programação não é apenas e nem tanto aprender design e codificação, mas sim a formação de habilidades universais. Em primeiro lugar, o design thinking, que praticamente não recebeu atenção nas escolas das décadas de 1990 e 2000, mas que hoje está a ser ativamente desenvolvido em todas as disciplinas escolares. Definir um problema, hipóteses, planejar passo a passo, realizar experimentos, análises - quase todas as profissões modernas se baseiam nisso, mas é difícil desenvolvê-las no âmbito de disciplinas escolares padrão, nas quais há uma proporção muito alta de “apertar”.
A robótica facilita o aprendizado de outras disciplinas escolares, demonstrando claramente as leis físicas em ação. Assim, a professora primária Yulia Poniatovskaya vimos como seus alunos montaram o primeiro modelo - um girino sem membros, escreveram um programa para movê-lo e o lançaram. Quando o girino não se movia, as crianças começaram a procurar problemas técnicos, mas acabaram por chegar à conclusão de que o problema não estava no código ou na montagem, mas porque a forma como o girino se movia não era adequada para sushi.
Para conseguir essa clareza e facilitar para as crianças, o software dos kits educacionais é uma versão simplificada dos programas de design. Mas eles não são adequados para ensinar o básico da programação. Esta deficiência pode ser corrigida trabalhando com conjuntos LEGO Education com software de terceiros: WeDo 2.0 pode ser programado usando a linguagem educacional Scratch.
Recursos próprios do LEGO Education WeDo 2.0
O conjunto básico LEGO Education WeDo 2.0 foi projetado para crianças de 7 a 10 anos. Inclui: Smart Hub WeDo 2.0, motor elétrico, sensores de movimento e inclinação, peças LEGO Education, bandejas e etiquetas para classificação de peças, software WeDo 2.0, guia do professor e instruções para montagem de modelos básicos.
Para cada um dos modelos, escrevemos quais conceitos de diferentes ciências eles explicam. Por exemplo, usando o “Player”, é conveniente explicar às crianças a natureza do som e o que é a força de atrito, e usando o “Dancing Robot” - a mecânica dos movimentos. Os problemas podem variar, ser criados “na hora” pelo professor e ter muitas soluções, o que ajuda as crianças a melhorar as suas competências na procura de relações de causa e efeito.
Além de aulas de robótica e explicações de leis físicas, o conjunto pode ser utilizado para programação, pois escrever códigos que “animem” objetos físicos é muito mais interessante do que criar algo virtual.
Software LEGO Education WeDo 2.0 ou Scratch
WeDo 2.0 utiliza tecnologias LabVIEW da National Instruments; a interface consiste apenas em ícones multicoloridos com imagens, que são organizados em uma sequência linear usando arrastar e soltar.
Usando este software, as crianças aprendem a construir cadeias sequenciais de ações - mas isso ainda está longe da programação real, e a transição para linguagens “padrão” no futuro pode causar grandes dificuldades. WeDo 2.0 é conveniente para começar a aprender programação, mas para tarefas mais complexas suas capacidades não são mais suficientes.
É aqui que o Scratch vem em socorro - uma linguagem de programação visual voltada para alunos de 7 a 10 anos. Os programas escritos em Scratch consistem em blocos gráficos multicoloridos com os quais você pode manipular objetos gráficos (sprites).
Ao definir valores diferentes e vincular blocos, você pode criar jogos, animações e desenhos animados. Scratch permite que você aprenda os conceitos de programação estruturada, orientada a objetos e eventos, introduzindo loops, variáveis e expressões booleanas.
Scratch é um pouco mais difícil de aprender, mas muito mais próximo das linguagens de programação baseadas em texto do que o próprio software da WeDo, pois segue a hierarquia clássica das linguagens de texto (o programa é lido de cima para baixo), e também requer recuo ao usar várias instruções (while, if...else e etc). Também é importante que o texto do comando seja exibido no bloco do programa e, se removermos o “colorido”, obteremos um código que quase não difere das linguagens clássicas. Portanto, será muito mais fácil para uma criança mudar do Scratch para idiomas “adultos”.
Por muito tempo, os comandos escritos em Scratch só permitiam trabalhar com objetos virtuais, mas em janeiro de 2019 foi lançada a versão 3.0, que suporta objetos físicos (incluindo módulos LEGO Education WeDo 2.0) usando o aplicativo Scratch Link. Agora você pode interagir com os mesmos jogos e desenhos animados usando motores e sensores.
Ao contrário do software WeDo 2.0, o Scratch tem mais recursos: o software base só pode incorporar um som personalizado, não permite criar seus próprios procedimentos e funções (ou seja, combinar comandos em um bloco), enquanto o Scratch não tem tais restrições. Isso dá mais liberdade e oportunidade para alunos e professores.
Aprendendo com LEGO Education WeDo 2.0
Uma lição padrão inclui discussão do problema, design, programação e reflexão.
Você pode definir a tarefa por meio de uma apresentação animada, que acompanha o conjunto de materiais. As crianças então têm que formular hipóteses sobre como o mecanismo funciona.
Na segunda etapa, as crianças estão diretamente envolvidas na montagem de um robô LEGO. Regra geral, os alunos trabalham em pares, mas é possível trabalho individual ou em grupo. Existem instruções detalhadas para cada um dos 16 projetos passo a passo. E mais 8 projetos abertos dão total liberdade criativa na escolha de uma solução para um determinado problema.
Na fase de programação é necessário levar em consideração que é melhor começar com o seu próprio software WeDo 2.0. Depois que as crianças o dominam e aprendem a trabalhar com blocos e modelos, é um passo lógico passar para o Scratch.
Na última etapa, ocorre a análise do que foi feito, a construção de tabelas e gráficos e são realizados experimentos. Nesta fase, você pode atribuir uma tarefa para refinar o modelo ou melhorar a parte mecânica ou de software.
Materiais úteis
- por LEGO WeDo 2.0 para professores
- por LEGO WeDo 2.0
- Oficial Scratch
- extensão para trabalhar com objetos físicos (incluindo WeDo 2.0) no Scratch
- Nós fazemos 2.0.
- 11 aulas usando conjuntos LEGO Education WeDo 2.0
- para montagem de modelos WeDo 2.0
Fonte: habr.com