Ahoj Habr! Niekoľko rokov sa paralelne vyvíjala vzdelávacia sada LEGO Education WeDo 2.0 a detský jazyk Scratch, no začiatkom tohto roka začal Scratch podporovať fyzické objekty vrátane modulov LEGO Education. O tom, ako sa dá tento balík využiť pri výučbe robotiky a čo dáva študentom a učiteľom, si povieme v tomto článku.
Hlavným cieľom štúdia robotiky a programovania nie je len a ani tak učenie dizajnu a kódovania, ale skôr formovanie univerzálnych zručností. Predovšetkým dizajnérske myslenie, ktorému sa na školách 1990. a 2000. storočia nevenovala prakticky žiadna pozornosť, no dnes sa aktívne rozvíja vo všetkých školských odboroch. Stanovenie problému, hypotézy, plánovanie krok za krokom, vykonávanie experimentov, analýza - na tom je postavená takmer každá moderná profesia, ale je ťažké ich rozvíjať v rámci štandardných školských predmetov, v ktorých je veľmi vysoký podiel „napchatia“.
Robotika uľahčuje učenie sa iných školských predmetov tým, že jasne demonštruje fyzikálne zákony v akcii. Tak, učiteľka základnej školy Julia Poniatovskaya videli sme, ako jej žiaci zložili prvý model – pulca bez končatín, napísali program na jeho pohyb a spustili ho. Keď sa pulec nepohol, deti začali hľadať technické problémy, no nakoniec prišli na to, že problém nie je v kóde alebo zostave, ale preto, že spôsob, akým sa pulec pohyboval, nebol vhodný na sushi.
Na dosiahnutie tejto prehľadnosti a uľahčenie práce pre deti je softvér vo vzdelávacích súpravách zjednodušenou verziou návrhárskych programov. Ale nie sú vhodné na výučbu základov programovania. Tento nedostatok je možné napraviť prácou so súpravami LEGO Education so softvérom tretích strán: WeDo 2.0 je možné naprogramovať pomocou vzdelávacieho jazyka Scratch.
Vlastné funkcie LEGO Education WeDo 2.0
Základná sada LEGO Education WeDo 2.0 je určená pre deti vo veku 7-10 rokov. Obsahuje: Smart Hub WeDo 2.0, elektromotor, snímače pohybu a náklonu, diely LEGO Education, podnosy a štítky na triedenie dielov, softvér WeDo 2.0, príručku pre učiteľa a návod na skladanie základných modelov.
Ku každému z modelov sme spísali, ktoré pojmy z rôznych vied vysvetľujú. Napríklad pomocou „prehrávača“ je vhodné vysvetliť deťom povahu zvuku a čo je trecia sila a pomocou „tanečného robota“ - mechaniky pohybov. Problémy sa môžu líšiť, vznikajú učiteľom „za chodu“ a majú mnoho riešení, čo pomáha deťom zlepšiť ich zručnosti pri hľadaní vzťahov príčin a následkov.
Okrem hodín robotiky a vysvetľovania fyzikálnych zákonov sa dá sada využiť aj na programovanie, pretože písať kód, ktorý „animuje“ fyzické objekty, je oveľa zaujímavejšie ako vytvárať niečo virtuálne.
LEGO Education WeDo 2.0 alebo softvér Scratch
WeDo 2.0 využíva technológie LabVIEW od National Instruments, rozhranie tvoria iba viacfarebné ikony s obrázkami, ktoré sú usporiadané v lineárnej sekvencii pomocou drag-and-drop.
Pomocou tohto softvéru sa deti učia zostavovať sekvenčné reťazce akcií - ale to je stále ďaleko od skutočného programovania a prechod na „štandardné“ jazyky v budúcnosti môže spôsobiť veľké ťažkosti. WeDo 2.0 je vhodný na začatie učenia sa programovania, no na zložitejšie úlohy už jeho možnosti nestačia.
Tu prichádza na pomoc Scratch - vizuálny programovací jazyk, ktorý je určený pre študentov vo veku 7-10 rokov. Programy napísané v Scratchi pozostávajú z viacfarebných grafických blokov, pomocou ktorých môžete manipulovať s grafickými objektmi (sprites).
Nastavením rôznych hodnôt a prepojením blokov môžete vytvárať hry, animácie a karikatúry. Scratch vám umožňuje naučiť sa koncepty štruktúrovaného, objektovo a na udalosti orientovaného programovania, zavádzania slučiek, premenných a booleovských výrazov.
Scratch je o niečo ťažšie sa naučiť, ale oveľa bližšie k programovacím jazykom založeným na texte ako vlastný softvér WeDo, pretože sa riadi klasickou hierarchiou textových jazykov (program sa číta zhora nadol) a tiež vyžaduje odsadenie pri použití rôznych príkazov (zatiaľ čo, ak...else atď.). Dôležité je aj to, že text príkazu je zobrazený na programovom bloku a ak odstránime „farebnosť“, dostaneme kód, ktorý sa takmer nelíši od klasických jazykov. Preto bude pre dieťa oveľa jednoduchšie prejsť zo Scratch na „dospelý“ jazyk.
Príkazy napísané v Scratchi dlho umožňovali prácu len s virtuálnymi objektmi, no v januári 2019 vyšla verzia 3.0, ktorá podporuje fyzické objekty (vrátane modulov LEGO Education WeDo 2.0) pomocou aplikácie Scratch Link. Teraz môžete komunikovať s rovnakými hrami a karikatúrami pomocou motorov a senzorov.
Na rozdiel od vlastného softvéru WeDo 2.0 má Scratch viac možností: základný softvér dokáže vložiť iba jeden vlastný zvuk, neumožňuje vytvárať vlastné procedúry a funkcie (teda kombinovať príkazy do jedného bloku), zatiaľ čo Scratch nemá takéto obmedzenia. To dáva viac slobody a príležitostí pre študentov aj učiteľov.
Učenie s LEGO Education WeDo 2.0
Štandardná lekcia zahŕňa diskusiu o probléme, dizajn, programovanie a reflexiu.
Úlohu môžete definovať pomocou animovanej prezentácie, ktorá je súčasťou sady materiálov. Deti potom musia vytvárať hypotézy o tom, ako mechanizmus funguje.
V druhej fáze sú deti priamo zapojené do zostavovania LEGO robota. Žiaci pracujú spravidla vo dvojiciach, je však možná individuálna alebo skupinová práca. Existujú podrobné pokyny pre každý zo 16 projektov krok za krokom. A 8 ďalších otvorených projektov dáva úplnú kreatívnu slobodu pri výbere riešenia daného problému.
Vo fáze programovania je potrebné vziať do úvahy, že je lepšie začať s vlastným softvérom WeDo 2.0. Keď to deti zvládnu a naučia sa pracovať s blokmi a modelmi, je logickým krokom prejsť na Scratch.
V poslednej fáze prebieha analýza toho, čo sa urobilo, zostavujú sa tabuľky a grafy a vykonávajú sa experimenty. V tejto fáze môžete zadať úlohu na zdokonalenie modelu alebo zlepšenie mechanickej alebo softvérovej časti.
Užitočné materiály
- od LEGO WeDo 2.0 pre učiteľov
- od LEGO WeDo 2.0
- úradné Poškriabaniu
- predĺženie pre prácu s fyzickými objektmi (vrátane WeDo 2.0) v aplikácii Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 lekcií s použitím súprav LEGO Education WeDo 2.0
- na montáž modelov WeDo 2.0
Zdroj: hab.com