Robotics är en av de mest intressanta och banbrytande skolaktiviteterna. Hon lär ut hur man gör algoritmer, gamifierar inlärningsprocessen, introducerar barn för programmering. På vissa skolor, från 1:an, ägnar de sig åt datavetenskap, de lär sig att montera robotar och rita flödesscheman. För att barn lätt ska kunna förstå robotik och programmering, och kan studera matematik och fysik på djupet i gymnasiet, har vi släppt en ny LEGO Education SPIKE Prime inlärningsset. Vi kommer att berätta detaljerna om det i det här inlägget.
LEGO Education SPIKE Prime är designad för att undervisa barn i årskurs 5-7 i skolor och robotklubbar. Setet låter dig bygga algoritmer med hjälp av flödesscheman och beundra hur bilder på skärmen förvandlas till rörelser och handlingar. För moderna skolbarn är synlighet och WOW-effekt viktigt, och SPIKE Prime är ett lockbete som kan fängsla barn med programmering och exakta vetenskaper.
Ställ in översikt
Setet kommer i en minimalistisk gul och vit plastlåda. Under locket finns en kartong med instruktioner för att komma igång och ett diagram över placeringen av delar i brickorna. Setet är utformat så att det är lätt att börja arbeta med det och läraren behöver ett minimum av ytterligare utbildning.
Själva delarna är förpackade i påsar med nummer som motsvarar cellnumren i brickorna.
Core Set innehåller över 500 LEGO-element, inklusive nya.
- Flera nya ramar som minskar prototyptiden och låter dig skapa stora modeller.
- Ny 2x4 kub med Technic axelhål. Det låter dig kombinera delar av Technic och LEGO System i ett projekt.
- Uppdaterad bottenplatta från Technic-sortimentet.
- Nya smala hjul som ger exakt kontroll och ökar modellernas manövrerbarhet.
- Nytt svängbart hjul i form av en stödrulle.
- Nya trådklämmor, tillgängliga i flera färger, gör att du enkelt kan säkra kablar.
Förutom själva delarna finns det tre motorer inuti - en stor och två medelstora, samt tre sensorer: avstånd, färger och krafter.
Motorerna är anslutna direkt till navet och har rotationssensorer med en noggrannhet på 1 grad. Denna funktion tillhandahålls för att synkronisera driften av motorerna så att de kan röra sig samtidigt med en konstant hastighet. Dessutom kan sensorn även användas för att mäta modellens hastighet och avstånd.
Färgsensorn skiljer upp till 8 färger och kan användas som ljussensor. Den har även en inbyggd infraröd sensor som kan läsa av till exempel ljusets reflektion.
Peksensorn känner av följande situationer: knapp nedtryckt, släppt, starkt tryck. I detta fall bestämmer sensorn tryckkraften i newton eller i procent.
IR-sensorn används för att bestämma avståndet från roboten till en viss punkt eller för att undvika kollisioner. Kan mäta avstånd i procent, centimeter och tum.
Du kan utöka funktionerna för grunduppsättningen med hjälp av resursuppsättningen, som består av 603 delar. Den innehåller: ett extra stort set och en ljussensor, två stora hjul, stora vinkelväxlar som gör att du kan bygga stora skivspelare.
Nav
Navet har ett inbyggt gyroskop som kan bestämma dess position i rymden: orientering, lutning, rullning, kantdetektering uppifrån, navfallstillstånd etc. Det inbyggda minnet låter dig ladda ner och lagra upp till 20 program. Programnumret visas på en skärm med 5x5 pixlar, som även visar användarbilder och hubbens status.
På navet finns också:
- MicroUSB-kontakt för batteriladdning eller PC-anslutning.
- Bluetooth sync-knapp som låter dig ansluta trådlöst till en PC för navprogrammering.
- 6 portar (AF) för att utföra kommandon eller ta emot information från sensorer.
- Tre navkontrollknappar.
- Inbyggd högtalare.
Mjukvara
LEGO Education SPIKE-programvaran är tillgänglig för Windows, Mac OS, Android, iOS och Chromebook och kan laddas ner . Mjukvarumiljön är baserad på barnens programmeringsspråk Scratch. Den består av en uppsättning kommandon, som var och en är en grafisk ruta med en viss form och färg med parametrar som kan ändras manuellt, såsom hastighet och rörelseavstånd, rotationsvinkel, etc.
Samtidigt är uppsättningarna av kommandon associerade med olika komponenter i lösningen (motorer, sensorer, variabler, operatörer, etc.) markerade i olika färger, vilket gör att du snabbt kan förstå intuitivt hur du programmerar det du behöver.
Även i själva applikationen samlas en hel del lektionsplaneringar, samt ett 30-tal olika instruktioner för montering av modeller.
Första stegen
Efter att ha startat applikationen och valt språk erbjuds tre startsteg omedelbart:
1) Programmera hubben så att en smiley visas på skärmen;
2) Bekanta dig med driften av motorer och sensorer;
3) Montera Bloch-modellen och programmera den för rörelse.
Bekantskapen med SPIKE Prime börjar med en beskrivning av anslutningsmöjligheterna (via microUSB eller Bluetooth) och arbetet med pixelskärmen.
Först måste du ställa in en sekvens av kommandon som ska köras efter att programmet startar, och även välja specifika pixlar som kommer att lysa upp på hubbskärmen.
Det andra steget innebär att montera och programmera motorernas svar på olika signaler från sensorer. Du kan till exempel programmera motorn att börja rotera när du för din hand eller något föremål nära avståndssensorn.
För att göra detta skapar vi en sekvens av kommandon: om objektet är närmare än n centimeter till sensorn, börjar motorn att fungera.
Det tredje och mest intressanta steget är att montera en lopprobot och programmera den att hoppa på kommando. För att göra detta måste du först montera själva roboten från delar och två motorer.
Sedan börjar vi programmera. För att göra detta ställer vi in följande algoritm: när programmet slås på måste "loppan" hoppa framåt två gånger, så två motorer måste göra två hela rotationer samtidigt. Ställ in rotationshastigheten till 50 % så att roboten inte hoppar för mycket.
Vid utgången fick vi en liten robot som hoppar fram när programmet startar. Skönhet!
Lopproboten rusade snabbt fram, hittade det första offret, men något gick fel.
Efter det är utbildningen över, du kan gå vidare till mer komplexa projekt: i applikationen finns det mer än 60 blockscheman för olika delar av uppsättningen (motorer, nav, sensorer, etc.) Samtidigt, varje blockdiagrammet kan ändras något med hjälp av parametrarna. Även inne i mjukvaran finns möjlighet att skapa variabler och egna blockdiagram.
För lärare
Fäst på setet för lärare. De innehåller läroplaner, uppgifter med färdiga lösningar och uppgifter där det inte finns något svar och du behöver vara kreativ i att lösa. Detta gör att du snabbt kan komma igång med uppsättningen och bygga träningsprogram.
Det finns totalt 4 kurser på sajten. The Inventor Squad är en kurs för tekniklektioner som stärker elevernas förståelse för processen att genomföra projektaktiviteter. Två kurser är relaterade till datavetenskap. "Launching a Business" ger grundläggande programmering och algoritmiska färdigheter, och "Useful Devices" introducerar principerna för Internet of Things. Den fjärde kursen - "Redo för tävlingar" - är utformad för att förbereda för tävlingar och kräver både en grundläggande och en resursuppsättning.
Varje kurs innehåller från 5 till 8 lektioner, vilket inkluderar en färdig metodisk lösning som kan implementeras i utbildningsprocessen för att konsolidera STEAM-kompetenser.
Jämför med andra set
LEGO Education SPIKE Prime är en del av LEGO Educations robotlinje, som inkluderar set för barn i olika åldrar:
- Express "Ung programmerare" för förskoleutbildning.
- WeDo 2.0 för grundskolan.
- LEGO Education SPIKE Prime för gymnasiet.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 för gymnasie- och förstaårselever.
SPIKE Primes funktioner överlappar med LEGO WeDo 2.0, som har Scratch-stöd från och med i år. Men till skillnad från WeD0 2.0, som låter dig simulera fysiska experiment, är SPIKE Prime mer lämpad för att skapa robotar. Det är designat för att börja lära sig robotik i årskurs 5-7.
Med hjälp av denna lösning kommer skolbarn på ett lekfullt sätt att kunna bemästra principerna för algoritmisering, utveckla problemlösningsförmåga och bekanta sig med grunderna i robotik. Efter SPIKE Prime kan du gå vidare till LEGO MINDSTORMS Education EV3, som har förmågan att arbeta med MycroPython och är lämplig för att lära dig mer komplexa koncept inom robotik och programmering.
PS När du skrev den här artikeln skadades inte en enda robot och inte en enda husky.
Källa: will.com