Hej, Habr! Under flera år har utbildningssetet LEGO Education WeDo 2.0 och barnspråket Scratch utvecklats parallellt, men tidigare i år började Scratch stödja fysiska föremål, inklusive LEGO Education-moduler. Vi kommer att prata om hur detta paket kan användas för att lära ut robotik och vad det ger till elever och lärare i den här artikeln.
Huvudmålet med att studera robotik och programmering är inte bara och inte så mycket att lära sig design och kodning, utan snarare bildandet av universella färdigheter. Först och främst designtänkande, som praktiskt taget inte uppmärksammades i 1990- och 2000-talens skolor, men som utvecklas aktivt inom alla skoldiscipliner idag. Att ställa ett problem, hypoteser, steg-för-steg-planering, genomföra experiment, analyser - nästan alla moderna yrkesgrupper bygger på detta, men det är svårt att utveckla dem inom ramen för vanliga skolämnen, där det finns en mycket hög andel av "proppa".
Robotik gör det lättare att lära sig andra skolämnen genom att tydligt visa fysiska lagar i aktion. Således grundskollärare Yulia Poniatovskaya vi såg hur hennes elever satte ihop den första modellen - en grodyngel utan lemmar, skrev ett program för att flytta den och lanserade den. När grodyngeln inte ville vika sig började barnen leta efter tekniska problem, men så småningom kom de fram till att problemet inte låg i koden eller monteringen, utan för att sättet som grodyngeln rörde sig på inte lämpade sig för sushi.
För att uppnå denna tydlighet och göra det lättare för barn är programvaran i utbildningspaketen en förenklad version av designprogram. Men de är inte lämpliga för att lära ut grunderna i programmering. Denna brist kan åtgärdas genom att arbeta med LEGO Education-set med programvara från tredje part: WeDo 2.0 kan programmeras med hjälp av pedagogiska språket Scratch.
Egna funktioner i LEGO Education WeDo 2.0
LEGO Education WeDo 2.0 Basic Set är designat för barn i åldrarna 7-10 år. Innehåller: Smart Hub WeDo 2.0, elmotor, rörelse- och lutningssensorer, LEGO Education delar, brickor och etiketter för sortering av delar, WeDo 2.0 programvara, lärarhandledning och instruktioner för montering av basmodeller.
För var och en av modellerna har vi skrivit ner vilka begrepp från olika vetenskaper de förklarar. Till exempel genom att använda "Spelaren" är det bekvämt att förklara för barn ljudets natur och vad friktionskraft är, och att använda "Dancing Robot" - rörelsemekaniken. Problem kan variera, skapas av läraren "i farten" och har många lösningar som hjälper barn att förbättra sina färdigheter i att hitta orsak-och-verkan-samband.
Förutom robotikklasser och förklaringar av fysiska lagar kan uppsättningen användas för programmering, eftersom att skriva kod som "animerar" fysiska objekt är mycket mer intressant än att skapa något virtuellt.
LEGO Education WeDo 2.0 eller Scratch-programvara
WeDo 2.0 använder LabVIEW-teknik från National Instruments; gränssnittet består endast av flerfärgade ikoner med bilder, som är ordnade i en linjär sekvens med dra-och-släpp.
Med hjälp av den här programvaran lär sig barn att bygga sekventiella kedjor av åtgärder - men det här är fortfarande långt ifrån riktig programmering, och övergången till "standardspråk" i framtiden kan orsaka stora svårigheter. WeDo 2.0 är bekvämt för att börja lära sig programmering, men för mer komplexa uppgifter räcker inte dess kapacitet längre.
Det är här Scratch kommer till undsättning – ett visuellt programmeringsspråk som riktar sig till elever i åldrarna 7-10 år. Program skrivna i Scratch består av flerfärgade grafikblock med vilka du kan manipulera grafiska objekt (sprites).
Genom att ställa in olika värden och länka ihop block kan du skapa spel, animationer och tecknade serier. Scratch låter dig lära dig begreppen strukturerad, objekt- och händelseorienterad programmering, introducera loopar, variabler och booleska uttryck.
Scratch är lite svårare att lära sig, men mycket närmare textbaserade programmeringsspråk än WeDos egen mjukvara, eftersom den följer den klassiska hierarkin av textspråk (programmet läses uppifrån och ner), och kräver även indrag när du använder olika uttalanden (medan, om...annat och etc). Det är också viktigt att kommandotexten visas på programblocket och om vi tar bort "färgfullheten" får vi kod som nästan inte skiljer sig från klassiska språk. Därför blir det mycket lättare för ett barn att byta från Scratch till "vuxna" språk.
Under lång tid tillät kommandon skrivna i Scratch bara att arbeta med virtuella objekt, men i januari 2019 släpptes version 3.0, som stöder fysiska objekt (inklusive LEGO Education WeDo 2.0-moduler) med Scratch Link-applikationen. Nu kan du interagera med samma spel och tecknade serier med hjälp av motorer och sensorer.
Till skillnad från WeDo 2.0:s egen programvara har Scratch fler möjligheter: basprogramvaran kan bara bädda in ett anpassat ljud, den tillåter dig inte att skapa dina egna procedurer och funktioner (det vill säga kombinera kommandon till ett block), medan Scratch inte har något sådana restriktioner. Detta ger mer frihet och möjlighet till både elever och lärare.
Lär dig med LEGO Education WeDo 2.0
En standardlektion innehåller diskussion om problemet, design, programmering och reflektion.
Du kan definiera uppgiften med hjälp av en animerad presentation, som ingår i materialuppsättningen. Barn måste sedan göra hypoteser om hur mekanismen fungerar.
I det andra steget är barn direkt involverade i att montera en LEGO-robot. Som regel arbetar eleverna i par, men individuellt eller grupparbete är möjligt. Det finns detaljerade instruktioner för vart och ett av de 16 steg-för-steg-projekten. Och ytterligare 8 öppna projekt ger fullständig kreativ frihet när man väljer en lösning på ett givet problem.
På programmeringsstadiet är det nödvändigt att ta hänsyn till att det är bättre att börja med din egen WeDo 2.0-mjukvara. När barnen behärskar det och lär sig att arbeta med block och modeller är det ett logiskt steg att gå vidare till Scratch.
I det sista skedet görs en analys av vad som har gjorts, konstruktion av tabeller och grafer och experiment genomförs. I detta skede kan du tilldela en uppgift för att förfina modellen eller förbättra den mekaniska delen eller mjukvarudelen.
Användbara material
- av LEGO WeDo 2.0 för lärare
- av LEGO WeDo 2.0
- officiell Scratch
- förlängning för att arbeta med fysiska objekt (inklusive WeDo 2.0) i Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 lektioner med LEGO Education WeDo 2.0-set
- för montering av WeDo 2.0-modeller
Källa: will.com