Robotika je jednou z najzaujímavejších a najrušivejších školských aktivít. Učí, ako skladať algoritmy, gamifikuje vzdelávací proces a zoznamuje deti s programovaním. Na niektorých školách sa už od 1. ročníka učia informatiku, učia sa zostavovať roboty a zostavovať vývojové diagramy. Aby sme deťom pomohli ľahko pochopiť robotiku a programovanie a do hĺbky študovať matematiku a fyziku na strednej škole, vydali sme novú vzdelávaciu súpravu LEGO Education SPIKE Prime. V tomto príspevku vám o tom povieme viac.
LEGO Education SPIKE Prime je určené na výučbu detí v 5. – 7. ročníku v školách a v robotických krúžkoch. Sada vám umožňuje vytvárať algoritmy pomocou vývojových diagramov a obdivovať, ako sa obrázky na obrazovke menia na pohyby a akcie. Pre moderných školákov je dôležitá viditeľnosť a WOW efekt a SPIKE Prime je návnada, ktorá dokáže deti zaujať programovaním a exaktnými vedami.
Nastaviť prehľad
Sada je dodávaná v minimalistickom žlto-bielom plastovom boxe. Pod vekom je kartón s návodom na spustenie a schémou rozmiestnenia dielov v zásobníkoch. Súprava je navrhnutá tak, aby sa s ňou dalo ľahko začať a aby si učiteľ vyžadoval minimálne dodatočné školenie.
Samotné diely sú balené vo vrecúškach s číslami, ktoré zodpovedajú číslam buniek v zásobníkoch.
Základná sada obsahuje viac ako 500 LEGO prvkov, vrátane nových.
- Niekoľko nových rámov, ktoré skracujú čas prototypovania a umožňujú stavať väčšie modely.
- Nová kocka 2x4 s otvorom na nápravu Technic. Umožňuje vám kombinovať prvky Technic a LEGO System v jednom projekte.
- Aktualizovaná základná doska z radu Technic.
- Nové úzke kolesá, ktoré poskytujú presné ovládanie a zvyšujú manévrovateľnosť modelov.
- Nové otočné koleso vo forme nosného valčeka.
- Nové spony na drôty, dostupné v niekoľkých farbách, vám umožnia úhľadne zaistiť káble.
Okrem samotných dielov sú vo vnútri tri motory – veľký a dva stredné, ako aj tri senzory: vzdialenosť, farba a sila.
Motory sú pripojené priamo k náboju a majú snímače otáčania s presnosťou 1 stupňa. Táto funkcia slúži na synchronizáciu chodu motorov, aby sa mohli pohybovať súčasne konštantnou rýchlosťou. Okrem toho je možné senzor použiť na meranie rýchlosti a vzdialenosti pohybu modelu.
Farebný senzor rozlišuje až 8 farieb a môže byť použitý ako svetelný senzor. Má v sebe zabudovaný aj infračervený senzor, ktorý dokáže čítať napríklad odrazy svetla.
Dotykový senzor rozpoznáva tieto situácie: stlačené tlačidlo, stlačené, silno stlačené. V tomto prípade snímač určuje tlakovú silu v Newtonoch alebo v percentách.
IR senzor slúži na určenie vzdialenosti od robota k určitému bodu alebo na predchádzanie kolíziám. Schopný merať vzdialenosť v percentách, centimetroch a palcoch.
Možnosti základnej sady môžete rozšíriť pomocou sady zdrojov, ktorá pozostáva zo 603 častí. Obsahuje: dodatočnú veľkú súpravu a svetelný senzor, dve veľké kolesá, veľké kužeľové prevody, ktoré umožňujú postaviť veľké gramofóny.
Stredisko
Náboj má zabudovaný gyroskop, ktorý dokáže určiť jeho polohu v priestore: orientáciu, náklon, rolovanie, určenie hrany zhora, stav pádu náboja atď.Vstavaná pamäť umožňuje načítať a uložiť až 20 programov. Číslo programu sa zobrazuje na obrazovke s rozmermi 5 x 5 pixelov, kde sa zobrazujú aj obrázky používateľov a prevádzkový stav hubu.
Nachádza sa tiež na uzle:
- MicroUSB konektor pre nabíjanie batérie alebo pripojenie k PC.
- Bluetooth synchronizačné tlačidlo, pomocou ktorého vytvoríte bezdrôtové spojenie s PC na naprogramovanie hubu.
- 6 portov (AF) na vykonávanie príkazov alebo prijímanie informácií zo senzorov.
- Tri ovládacie tlačidlá rozbočovača.
- Vstavaný reproduktor.
Softvér
Softvér LEGO Education SPIKE je dostupný pre Windows, Mac OS, Android, iOS a Chromebook a je možné si ho stiahnuť . Softvérové prostredie je založené na detskom programovacom jazyku Scratch. Pozostáva zo sady príkazov, z ktorých každý je grafickým blokom určitého tvaru a farby s parametrami, ktoré možno manuálne meniť, napríklad rýchlosť a rozsah pohybu, uhol natočenia atď.
Zároveň sú rôznymi farbami zvýraznené sady príkazov spojených s rôznymi komponentmi riešenia (motory, snímače, premenné, operátori atď.), čo vám umožňuje rýchlo intuitívne prísť na to, ako naprogramovať to, čo potrebujete.
Samotná aplikácia obsahuje aj veľa plánov lekcií, ako aj asi 30 rôznych návodov na skladanie modelov.
Prvé kroky
Po spustení aplikácie a výbere jazyka sa okamžite ponúkajú tri počiatočné kroky:
1) Naprogramujte hub tak, aby sa na obrazovke zobrazoval smajlík;
2) Zoznámte sa s prevádzkou motorov a snímačov;
3) Zostavte model „Blea“ a naprogramujte ho na pohyb.
Zoznámenie sa so SPIKE Prime začína popisom možností pripojenia (cez microUSB alebo Bluetooth) a ako pracovať s pixelovou obrazovkou.
Najprv je potrebné nastaviť postupnosť príkazov, ktoré sa majú vykonať po spustení programu a tiež vybrať konkrétne pixely, ktoré sa rozsvietia na obrazovke hubu.
Druhý krok zahŕňa zostavenie a naprogramovanie odozvy motorov na rôzne signály zo snímačov. Môžete napríklad naprogramovať motor tak, aby sa začal otáčať, keď priblížite ruku alebo akýkoľvek predmet k senzoru vzdialenosti.
Aby sme to dosiahli, vytvoríme postupnosť príkazov: ak je objekt bližšie ako n centimetrov k senzoru, motor začne pracovať.
Tretí a najzaujímavejší krok: zostavte robotickú blchu a naprogramujte ju, aby skočila na povel. Aby ste to urobili, musíte najskôr zostaviť samotného robota z dielov a dvoch motorov.
Potom začneme programovať. Aby sme to dosiahli, nastavili sme nasledujúci algoritmus: keď je program zapnutý, „blcha“ musí dvakrát skočiť dopredu, takže dva motory musia vykonať dve plné otáčky súčasne. Nastavíme rýchlosť otáčania na 50%, aby robot príliš neskákal.
Výsledkom je malý robot, ktorý po spustení programu poskočí dopredu. Krása!
Blší robot sa rýchlo rozbehol vpred a našiel svoju prvú obeť, ale niečo sa pokazilo.
Po absolvovaní tohto školenia môžete začať so zložitejšími projektmi: v aplikácii je viac ako 60 blokových schém pre rôzne časti zostavy (motory, náboje, snímače atď.) Navyše je možné každú blokovú schému mierne zmeniť pomocou parametre . V rámci softvéru je tiež možnosť vytvárať premenné a vlastné vývojové diagramy.
Pre učiteľov
Súčasťou sady sú pre učiteľov. Zahŕňajú učebné osnovy, úlohy s hotovými riešeniami a úlohy, na ktoré neexistuje odpoveď a je potrebné prísť s kreatívnym riešením. To vám umožní rýchlo začať pracovať s náborom a zostavovať školiace programy.
Celkovo sú na stránke pripravené 4 kurzy. „Inventor Squad“ je kurz pre technologické lekcie, ktorý u študentov posilňuje pochopenie procesu vykonávania projektových aktivít. Dva kurzy sa týkajú informatiky. „Začatie podnikania“ poskytuje základné programovacie a algoritmické zručnosti a „Užitočné zariadenia“ predstavuje princípy internetu vecí. Štvrtý kurz – „Ready for Competitions“ – je určený na prípravu na súťaže a vyžaduje si základnú aj zdrojovú sadu.
Každý kurz obsahuje od 5 do 8 lekcií, ktorých súčasťou je hotové metodické riešenie, ktoré je možné implementovať do vzdelávacieho procesu na upevnenie kompetencií STEAM.
Porovnajte s inými sadami
LEGO Education SPIKE Prime je súčasťou radu robotov LEGO Education, ktorý obsahuje súpravy pre deti rôzneho veku:
- Express „Mladý programátor“ pre predškolské vzdelávanie.
- WeDo 2.0 pre základné školy.
- LEGO Education SPIKE Prime pre strednú školu.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 pre študentov stredných škôl a prvých ročníkov.
Funkcionalita SPIKE Prime sa prekrýva s LEGO WeDo 2.0, ktorý má od tohto roka podporu Scratch. Ale na rozdiel od WeD0 2.0, ktorý umožňuje simulovať fyzikálne experimenty, je SPIKE Prime vhodnejší na vytváranie robotov. Je určený na zoznámenie žiakov s robotikou v 5. – 7. ročníku.
Pomocou tohto riešenia si školáci osvoja princípy algoritmizácie, rozvinú si zručnosti pri riešení problémov a hravou formou sa zoznámia so základmi robotiky. Po SPIKE Prime môžete prejsť na LEGO MINDSTORMS Education EV3, ktoré má funkcie MycroPython a je vhodné na učenie sa pokročilejšej robotiky a konceptov programovania.
PS Počas písania tohto článku neboli zranené žiadne roboty ani husky.
Zdroj: hab.com