Xin chào, Habr! Trong vài năm, bộ giáo dục LEGO Education WeDo 2.0 và ngôn ngữ Scratch dành cho trẻ em đã phát triển song song, nhưng đầu năm nay Scratch đã bắt đầu hỗ trợ các đối tượng vật lý, bao gồm các mô-đun LEGO Education. Chúng ta sẽ nói về cách sử dụng gói này để dạy robot cũng như những gì nó mang lại cho học sinh và giáo viên trong bài viết này.
Mục tiêu chính của việc nghiên cứu robot và lập trình không chỉ là học thiết kế và viết mã mà còn là hình thành các kỹ năng phổ quát. Trước hết, tư duy thiết kế, vốn hầu như không được chú ý trong trường học những năm 1990 và 2000, nhưng ngày nay đang được phát triển tích cực trong tất cả các môn học ở trường. Đặt vấn đề, giả thuyết, lập kế hoạch từng bước, tiến hành thí nghiệm, phân tích - hầu hết mọi ngành nghề hiện đại đều được xây dựng dựa trên điều này, nhưng rất khó để phát triển chúng trong khuôn khổ các môn học tiêu chuẩn ở trường, trong đó có tỷ lệ rất cao. của việc “nhồi nhét”.
Robotics giúp việc học các môn học khác ở trường trở nên dễ dàng hơn bằng cách thể hiện rõ ràng các định luật vật lý trong thực tế. Vì vậy, giáo viên tiểu học Yulia Poniatovskaya chúng tôi đã thấy cách học sinh của cô lắp ráp mô hình đầu tiên - một con nòng nọc không có chân tay, viết chương trình để di chuyển và phóng nó. Khi con nòng nọc không nhúc nhích, bọn trẻ bắt đầu tìm kiếm các vấn đề kỹ thuật, nhưng cuối cùng đi đến kết luận rằng vấn đề không nằm ở mã hay cách lắp ráp mà là do cách con nòng nọc di chuyển không phù hợp với món sushi.
Để đạt được sự rõ ràng này và giúp trẻ dễ dàng hơn, phần mềm trong bộ công cụ giáo dục là phiên bản đơn giản hóa của các chương trình thiết kế. Nhưng chúng không phù hợp để dạy những điều cơ bản về lập trình. Thiếu sót này có thể được khắc phục bằng cách làm việc với các bộ LEGO Education bằng phần mềm của bên thứ ba: WeDo 2.0 có thể được lập trình bằng ngôn ngữ giáo dục Scratch.
Tính năng riêng của LEGO Education WeDo 2.0
Bộ cơ bản LEGO Education WeDo 2.0 được thiết kế dành cho trẻ em từ 7-10 tuổi. Bao gồm: Smart Hub WeDo 2.0, động cơ điện, cảm biến chuyển động và độ nghiêng, các bộ phận LEGO Education, khay và nhãn để phân loại các bộ phận, phần mềm WeDo 2.0, sách hướng dẫn của giáo viên và hướng dẫn lắp ráp các mô hình cơ bản.
Đối với mỗi mô hình, chúng tôi đã viết ra những khái niệm từ các ngành khoa học khác nhau mà chúng giải thích. Ví dụ: sử dụng “Người chơi”, sẽ thuận tiện để giải thích cho trẻ em bản chất của âm thanh và lực ma sát là gì, đồng thời sử dụng “Robot nhảy múa” - cơ chế chuyển động. Các vấn đề có thể khác nhau, được giáo viên tạo ra một cách “nhanh chóng” và có nhiều giải pháp, giúp trẻ nâng cao kỹ năng tìm kiếm mối quan hệ nhân quả.
Ngoài các lớp học về robot và giải thích các định luật vật lý, bộ này có thể được sử dụng để lập trình, bởi vì việc viết mã “làm sinh động” các đối tượng vật lý thú vị hơn nhiều so với việc tạo ra thứ gì đó ảo.
Phần mềm LEGO Education WeDo 2.0 hoặc Scratch
WeDo 2.0 sử dụng công nghệ LabVIEW của National Instruments; giao diện chỉ bao gồm các biểu tượng nhiều màu kèm theo hình ảnh, được sắp xếp theo trình tự tuyến tính bằng cách kéo và thả.
Sử dụng phần mềm này, trẻ học cách xây dựng chuỗi hành động tuần tự - nhưng điều này vẫn còn xa so với lập trình thực tế và việc chuyển đổi sang ngôn ngữ “tiêu chuẩn” trong tương lai có thể gây ra khó khăn lớn. WeDo 2.0 thuận tiện cho việc bắt đầu học lập trình, nhưng đối với những nhiệm vụ phức tạp hơn, khả năng của nó không còn đủ nữa.
Đây là lúc Scratch ra tay giải cứu - một ngôn ngữ lập trình trực quan hướng đến học sinh từ 7-10 tuổi. Các chương trình được viết bằng Scratch bao gồm các khối đồ họa nhiều màu mà bạn có thể thao tác với các đối tượng đồ họa (các họa tiết).
Bằng cách đặt các giá trị khác nhau và liên kết các khối lại với nhau, bạn có thể tạo trò chơi, hoạt ảnh và phim hoạt hình. Scratch cho phép bạn tìm hiểu các khái niệm về lập trình có cấu trúc, hướng đối tượng và sự kiện, giới thiệu các vòng lặp, biến và biểu thức Boolean.
Scratch khó học hơn một chút, nhưng gần với các ngôn ngữ lập trình dựa trên văn bản hơn nhiều so với phần mềm của WeDo, vì nó tuân theo hệ thống phân cấp cổ điển của ngôn ngữ văn bản (chương trình được đọc từ trên xuống dưới) và cũng yêu cầu thụt lề khi sử dụng các câu lệnh khác nhau (while, if...else và v.v.). Điều quan trọng nữa là văn bản lệnh phải được hiển thị trên khối chương trình và nếu chúng ta loại bỏ “màu sắc”, chúng ta sẽ nhận được mã gần như không khác biệt so với các ngôn ngữ cổ điển. Vì vậy, trẻ sẽ dễ dàng chuyển từ ngôn ngữ Scratch sang ngôn ngữ “người lớn” hơn nhiều.
Trong một thời gian dài, các lệnh viết bằng Scratch chỉ cho phép làm việc với các đối tượng ảo, nhưng vào tháng 2019 năm 3.0, phiên bản 2.0 đã được phát hành, hỗ trợ các đối tượng vật lý (bao gồm mô-đun LEGO Education WeDo XNUMX) bằng ứng dụng Scratch Link. Giờ đây, bạn có thể tương tác với các trò chơi và phim hoạt hình tương tự bằng cách sử dụng động cơ và cảm biến.
Không giống như phần mềm riêng của WeDo 2.0, Scratch có nhiều tính năng hơn: phần mềm cơ bản chỉ có thể nhúng một âm thanh tùy chỉnh, không cho phép bạn tạo các quy trình và chức năng của riêng mình (tức là kết hợp các lệnh thành một khối), trong khi Scratch không có những hạn chế như vậy. Điều này mang lại nhiều tự do và cơ hội hơn cho cả học sinh và giáo viên.
Học tập với LEGO Education WeDo 2.0
Một bài học tiêu chuẩn bao gồm thảo luận về vấn đề, thiết kế, lập trình và suy ngẫm.
Bạn có thể xác định nhiệm vụ bằng cách sử dụng bản trình bày hoạt hình, có trong bộ tài liệu. Sau đó trẻ phải đưa ra các giả thuyết về cách thức hoạt động của cơ chế này.
Ở giai đoạn thứ hai, trẻ được trực tiếp tham gia lắp ráp robot LEGO. Theo quy định, học sinh làm việc theo cặp, nhưng có thể làm việc cá nhân hoặc nhóm. Có hướng dẫn chi tiết cho từng dự án trong số 16 bước. Và 8 dự án mở khác mang lại sự tự do sáng tạo hoàn toàn khi lựa chọn giải pháp cho một vấn đề nhất định.
Ở giai đoạn lập trình, cần lưu ý rằng tốt hơn hết bạn nên bắt đầu với phần mềm WeDo 2.0 của riêng mình. Khi trẻ thành thạo và học cách làm việc với các khối và mô hình, bước hợp lý là chuyển sang Scratch.
Ở giai đoạn cuối cùng là phân tích những gì đã được thực hiện, xây dựng các bảng và biểu đồ cũng như tiến hành các thí nghiệm. Ở giai đoạn này, bạn có thể giao nhiệm vụ để tinh chỉnh mô hình hoặc cải tiến phần cơ khí hoặc phần mềm.
Vật liệu hữu ích
- bởi LEGO WeDo 2.0 dành cho giáo viên
- bởi LEGO WeDo 2.0
- Chính thức Scratch
- sự mở rộng để làm việc với các đối tượng vật lý (bao gồm WeDo 2.0) trong Scratch
- WeDo 2.0.
- 11 bài học sử dụng bộ LEGO Education WeDo 2.0
- để lắp ráp các mô hình WeDo 2.0
Nguồn: www.habr.com