Robotics là một trong những hoạt động thú vị và đột phá nhất của trường. Cô ấy dạy cách tạo ra các thuật toán, đánh bạc quá trình học tập, giới thiệu cho trẻ em cách lập trình. Ở một số trường, các em học tin học từ lớp 1, học lắp ráp rô-bốt và vẽ sơ đồ. Để trẻ em có thể dễ dàng hiểu về người máy và lập trình, đồng thời có thể học chuyên sâu về toán và vật lý ở trường trung học, chúng tôi đã cho ra mắt bộ học tập LEGO Education SPIKE Prime mới. Chúng tôi sẽ cho bạn biết chi tiết về nó trong bài viết này.
LEGO Education SPIKE Prime được thiết kế để dạy trẻ em từ lớp 5 đến lớp 7 trong các trường học và câu lạc bộ người máy. Bộ này cho phép bạn xây dựng các thuật toán bằng sơ đồ và chiêm ngưỡng cách các hình ảnh trên màn hình chuyển thành các chuyển động và hành động. Đối với học sinh hiện đại, khả năng hiển thị và hiệu ứng WOW là rất quan trọng và SPIKE Prime là một thứ thu hút có thể thu hút trẻ em bằng lập trình và khoa học chính xác.
Đặt tổng quan
Bộ sản phẩm được đựng trong hộp nhựa tối giản màu vàng và trắng. Dưới nắp là một hộp các tông có hướng dẫn bắt đầu và sơ đồ sắp xếp các bộ phận trong khay. Bộ này được thiết kế sao cho dễ dàng bắt đầu làm việc với nó và giáo viên cần được đào tạo bổ sung tối thiểu.
Bản thân các bộ phận được đóng gói trong các túi có đánh số tương ứng với số ô trong khay.
Bộ cốt lõi bao gồm hơn 500 yếu tố LEGO, bao gồm cả những yếu tố mới.
- Một số khung mới giúp giảm thời gian tạo mẫu và cho phép bạn tạo các mô hình lớn.
- Khối lập phương 2x4 mới có lỗ trục Technic. Nó cho phép bạn kết hợp các yếu tố của Hệ thống Technic và LEGO trong một dự án.
- Tấm đế được cập nhật từ dòng Technic.
- Bánh xe hẹp mới cung cấp khả năng điều khiển chính xác và tăng khả năng cơ động của các mô hình.
- Bánh xe xoay mới ở dạng con lăn hỗ trợ.
- Kẹp dây mới, có nhiều màu, cho phép bạn cố định dây cáp gọn gàng.
Ngoài bản thân các bộ phận, bên trong còn có ba động cơ - một động cơ lớn và hai động cơ trung bình, cũng như ba cảm biến: khoảng cách, màu sắc và lực.
Các động cơ được kết nối trực tiếp với trung tâm và có cảm biến xoay với độ chính xác 1 độ. Tính năng này được cung cấp để đồng bộ hóa hoạt động của các động cơ để chúng có thể di chuyển đồng thời với tốc độ không đổi. Ngoài ra, cảm biến cũng có thể được sử dụng để đo tốc độ và khoảng cách của mô hình.
Cảm biến màu phân biệt tối đa 8 màu và có thể được sử dụng làm cảm biến ánh sáng. Nó cũng có một cảm biến hồng ngoại tích hợp có thể đọc được sự phản xạ ánh sáng chẳng hạn.
Cảm biến cảm ứng nhận biết các tình huống sau: nhấn nút, nhả nút, nhấn mạnh. Trong trường hợp này, cảm biến xác định lực áp suất tính bằng niutơn hoặc phần trăm.
Cảm biến hồng ngoại được sử dụng để xác định khoảng cách từ robot đến một điểm nhất định hoặc để tránh va chạm. Có thể đo khoảng cách theo phần trăm, cm và inch.
Bạn có thể mở rộng khả năng của bộ cơ bản bằng cách sử dụng bộ tài nguyên, bao gồm 603 phần. Nó bao gồm: một bộ lớn bổ sung và cảm biến ánh sáng, hai bánh xe lớn, bánh răng côn lớn cho phép bạn chế tạo các bàn xoay lớn.
Hub
Hub có một con quay hồi chuyển tích hợp có thể xác định vị trí của nó trong không gian: hướng, độ nghiêng, cuộn, phát hiện cạnh từ trên cao, trạng thái rơi của hub, v.v. Bộ nhớ trong cho phép bạn tải xuống và lưu trữ tối đa 20 chương trình. Số chương trình được hiển thị trên màn hình pixel 5x5, màn hình này cũng hiển thị hình ảnh người dùng và trạng thái của trung tâm.
Ngoài ra trên trung tâm là:
- Cổng kết nối microUSB để sạc pin hoặc kết nối PC.
- Nút đồng bộ Bluetooth cho phép bạn kết nối không dây với PC để lập trình trung tâm.
- 6 cổng (AF) để thực hiện lệnh hoặc nhận thông tin từ cảm biến.
- Ba nút điều khiển trung tâm.
- Loa tích hợp.
Phần mềm
Phần mềm LEGO Education SPIKE có sẵn cho Windows, Mac OS, Android, iOS và Chromebook và có thể tải xuống . Môi trường phần mềm dựa trên ngôn ngữ lập trình dành cho trẻ em Scratch. Nó bao gồm một tập hợp các lệnh, mỗi lệnh là một hộp đồ họa có hình dạng và màu sắc nhất định với các tham số có thể thay đổi thủ công, chẳng hạn như tốc độ và khoảng cách di chuyển, góc quay, v.v.
Đồng thời, các bộ lệnh liên quan đến các thành phần khác nhau của giải pháp (động cơ, cảm biến, biến, toán tử, v.v.) được đánh dấu bằng các màu khác nhau, cho phép bạn nhanh chóng hiểu cách lập trình những gì bạn cần.
Ngay cả trong chính ứng dụng, rất nhiều giáo án được thu thập, cũng như khoảng 30 hướng dẫn lắp ráp mô hình khác nhau.
Các bước đầu tiên
Sau khi khởi chạy ứng dụng và chọn ngôn ngữ, ba bước bắt đầu ngay lập tức được cung cấp:
1) Lập trình trung tâm để một mặt cười được hiển thị trên màn hình;
2) Làm quen với hoạt động của động cơ và cảm biến;
3) Lắp ráp mô hình Bloch và lập trình cho nó chuyển động.
Làm quen với SPIKE Prime bắt đầu bằng phần mô tả các tùy chọn kết nối (qua microUSB hoặc Bluetooth) và hoạt động với màn hình pixel.
Trước tiên, bạn cần thiết lập một chuỗi các lệnh sẽ được thực thi sau khi chương trình bắt đầu, đồng thời chọn các pixel cụ thể sẽ sáng trên màn hình trung tâm.
Bước thứ hai liên quan đến việc lắp ráp và lập trình phản ứng của động cơ đối với các tín hiệu khác nhau từ các cảm biến. Ví dụ: bạn có thể lập trình để động cơ bắt đầu quay khi bạn đưa tay hoặc bất kỳ vật nào lại gần cảm biến khoảng cách.
Để làm điều này, chúng tôi tạo một chuỗi lệnh: nếu đối tượng ở gần cảm biến hơn n cm, thì động cơ bắt đầu hoạt động.
Bước thứ ba và cũng là bước thú vị nhất là lắp ráp rô-bốt bọ chét và lập trình để nó nhảy theo lệnh. Để làm được điều này, trước tiên bạn cần tự lắp ráp robot từ các bộ phận và hai động cơ.
Sau đó, chúng tôi bắt đầu lập trình. Để làm điều này, chúng tôi đặt thuật toán sau: khi bật chương trình, "con bọ chét" phải nhảy về phía trước hai lần, do đó hai động cơ phải thực hiện hai vòng quay hoàn toàn cùng một lúc. Đặt tốc độ quay thành 50% để robot không nhảy quá nhiều.
Ở đầu ra, chúng tôi có một robot nhỏ nhảy về phía trước khi chương trình bắt đầu. Sắc đẹp!
Robot bọ chét nhanh chóng lao về phía trước, tìm thấy nạn nhân đầu tiên, nhưng đã xảy ra sự cố.
Sau đó, khóa đào tạo kết thúc, bạn có thể tiến hành các dự án phức tạp hơn: trong ứng dụng có hơn 60 sơ đồ khối cho các bộ phận khác nhau của bộ (động cơ, trung tâm, cảm biến, v.v.). sơ đồ khối có thể được thay đổi một chút bằng cách sử dụng các tham số. Ngoài ra, bên trong phần mềm còn có khả năng tạo các biến và sơ đồ khối của riêng bạn.
Đối với giáo viên
Kèm theo bộ cho giáo viên. Chúng bao gồm chương trình giảng dạy, các nhiệm vụ có giải pháp làm sẵn và các nhiệm vụ không có đáp án và bạn cần phải sáng tạo trong việc giải quyết. Điều này cho phép bạn nhanh chóng bắt đầu với việc thiết lập và xây dựng các chương trình đào tạo.
Có tổng cộng 4 khóa học trên trang web. The Inventor Squad là một khóa học dành cho các bài học công nghệ nhằm củng cố sự hiểu biết của học sinh về quy trình thực hiện các hoạt động của dự án. Hai khóa học có liên quan đến khoa học máy tính. “Khởi chạy doanh nghiệp” cung cấp các kỹ năng thuật toán và lập trình cơ bản, còn “Thiết bị hữu ích” giới thiệu các nguyên tắc của Internet vạn vật. Khóa học thứ tư - "Sẵn sàng cho các cuộc thi" - được thiết kế để chuẩn bị cho các cuộc thi và yêu cầu cả cơ bản và bộ tài nguyên.
Mỗi khóa học có từ 5 đến 8 bài học, bao gồm giải pháp phương pháp làm sẵn có thể áp dụng trong quá trình giáo dục để củng cố năng lực STEAM.
So sánh với các bộ khác
LEGO Education SPIKE Prime là một phần của dòng robot LEGO Education, bao gồm các bộ dành cho trẻ em ở các độ tuổi khác nhau:
- Thể hiện "Lập trình viên nhí" cho giáo dục mầm non.
- WeDo 2.0 cho trường tiểu học.
- LEGO Education SPIKE Prime cho trường trung học.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 dành cho học sinh trung học và năm nhất.
Các tính năng của SPIKE Prime trùng lặp với LEGO WeDo 2.0, có hỗ trợ Scratch bắt đầu từ năm nay. Nhưng không giống như WeD0 2.0, cho phép bạn mô phỏng các thí nghiệm vật lý, SPIKE Prime phù hợp hơn để tạo rô-bốt. Nó được thiết kế để bắt đầu học robot từ lớp 5-7.
Với sự trợ giúp của giải pháp này, học sinh một cách vui tươi sẽ có thể nắm vững các nguyên tắc của thuật toán, phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và làm quen với những kiến thức cơ bản về rô-bốt. Sau SPIKE Prime, bạn có thể chuyển sang LEGO MINDSTORMS Education EV3, có khả năng hoạt động với MycroPython và phù hợp để học các khái niệm phức tạp hơn về người máy và lập trình.
PS Khi viết bài này, không một con robot nào và không một con husky nào bị hại.
Nguồn: www.habr.com