机器人技术是最有趣和最具突破性的学校活动之一。 她教授如何制作算法、将学习过程游戏化、向孩子们介绍编程。 在一些学校，从一年级开始，他们就开始学习计算机科学，学习组装机器人和绘制流程图。 为了让孩子们能够轻松了解机器人和编程，并能够在高中深入学习数学和物理，我们发布了全新的乐高教育 SPIKE Prime 学习套装。 我们将在这篇文章中告诉您有关它的详细信息。
乐高教育 SPIKE Prime 专为学校和机器人俱乐部中 5-7 年级的儿童而设计。 该套件允许您使用流程图构建算法，并欣赏屏幕上的图片如何转变为动作和动作。 对于现代学童来说，可见性和惊叹效果非常重要，而 SPIKE Prime 是一种可以通过编程和精确科学来吸引孩子们的诱惑。
设置概览
该套装采用简约的黄色和白色塑料盒包装。 盖子下面是一个纸板箱，里面有入门说明和托盘中零件放置图。 该套件的设计使其易于上手，并且教师只需要最少的额外培训。
零件本身包装在袋子中，袋子上的编号与托盘中的电池编号相对应。
核心套装包含 500 多个乐高元素，其中包括新元素。
- 几个新框架可减少原型制作时间并允许您创建大型模型。
- 带 Technic 轴孔的新型 2x4 立方体。 它允许您将 Technic 和 LEGO System 的元素结合到一个项目中。
- 更新了 Technic 系列的底板。
- 新型窄轮可提供精确控制并提高模型的机动性。
- 支撑滚轮形式的新型旋转轮。
- 新的线夹有多种颜色可供选择，可让您整齐地固定电缆。
除了部件本身之外，内部还有三个电机——一个大电机和两个中型电机，以及三个传感器：距离、颜色和力。
电机直接连接到轮毂，并具有精度为 1 度的旋转传感器。 提供此功能是为了同步电机的操作，以便它们能够以恒定速度同时移动。 此外，传感器还可以用来测量模型的速度和距离。
颜色传感器最多可区分 8 种颜色，并可用作光传感器。 它还具有内置红外传感器，可以读取光的反射等信息。
触摸传感器可识别以下情况：按钮按下、释放、强力压力。 在这种情况下，传感器确定压力（以牛顿或百分比为单位）。
红外传感器用于确定机器人到某一点的距离或避免碰撞。 能够以百分比、厘米和英寸为单位测量距离。
您可以使用资源集扩展基本集的功能，该资源集由 603 个部分组成。 它包括：额外的大型套件和光传感器、两个大轮子、大型锥齿轮，可让您构建大型转盘。
中心
集线器具有内置陀螺仪，可以确定其在空间中的位置：方向、倾斜、滚动、上方边缘检测、集线器下落状态等。内置存储器允许您下载和存储最多 20 个程序。 程序编号显示在 5x5 像素的屏幕上，屏幕上还显示用户图像和集线器的状态。
中心上还有：
- MicroUSB 连接器用于电池充电或 PC 连接。
- 蓝牙同步按钮，允许您无线连接到 PC 进行集线器编程。
- 6 个端口 (AF)，用于执行命令或接收来自传感器的信息。
- 三个集线器控制按钮。
- 内置扬声器。
Программноеобеспечение
乐高教育 SPIKE 软件适用于 Windows、Mac OS、Android、iOS 和 Chromebook，并且可以下载 。 软件环境基于儿童编程语言Scratch。 它由一组命令组成，每个命令都是一个具有一定形状和颜色的图形框，其参数可以手动更改，例如移动的速度和距离、旋转角度等。
同时，与解决方案的各个组件（电机、传感器、变量、操作器等）相关的命令集以不同的颜色突出显示，这使您可以快速直观地了解如何对您需要的内容进行编程。
即使在应用程序本身中，也收集了大量的课程计划，以及大约 30 种不同的模型组装说明。
第一步骤
启动应用程序并选择语言后，立即提供三个启动步骤：
1) 对集线器进行编程，以便在屏幕上显示笑脸；
2）熟悉电机和传感器的操作；
3) 组装 Bloch 模型并对其进行运动编程。
了解 SPIKE Prime 首先介绍连接选项（通过 microUSB 或蓝牙）并使用像素屏幕。
首先，您需要设置在程序启动后应执行的一系列命令，并选择将在中心屏幕上点亮的特定像素。
第二步涉及对电机对来自传感器的各种信号的响应进行组装和编程。 例如，您可以对电机进行编程，使其在您的手或任何物体靠近距离传感器时开始旋转。
为此，我们创建了一系列命令：如果物体距离传感器小于 n 厘米，则电机开始工作。
第三步也是最有趣的一步是组装跳蚤机器人并对其进行编程以根据命令跳跃。 为此，您首先需要用零件和两个电机组装机器人本身。
然后我们开始编程。 为此，我们设置了以下算法：当程序打开时，“跳蚤”必须向前跳两次，因此两个电机必须同时旋转两圈。 将旋转速度设置为 50%，这样机器人就不会跳跃太多。
在输出处，我们得到了一个小机器人，当程序启动时它会向前跳跃。 美丽！
跳蚤机器人迅速向前冲去，找到了第一个受害者，但出了问题。
之后，培训结束，可以进行更复杂的项目：在应用中，套件的各个部分（电机、轮毂、传感器等）有 60 多个框图。同时，每个可以使用参数稍微改变框图。 此外，在软件内部还可以创建变量和您自己的框图。
给老师
附上套装 对于教师来说。 它们包括课程、具有现成解决方案的任务，以及没有答案且需要创造性解决的任务。 这使您可以快速开始设置并构建培训计划。
网站上共有 4 门课程。 发明家小队是一门技术课程，旨在加强学生对开展项目活动过程的理解。 两门课程与计算机科学相关。 “创业”提供基本的编程和算法技能，“有用的设备”介绍物联网的原理。 第四门课程——“比赛准备”——旨在为比赛做准备，需要基础和资源集。
每门课程包含 5 到 8 节课，其中包括现成的方法解决方案，可以在教育过程中实施，以巩固 STEAM 能力。
与其他套装比较
乐高教育 SPIKE Prime 是乐高教育机器人系列的一部分，该系列包括适合不同年龄段儿童的套装：
- 表达幼儿教育的“少儿程序员”。
- 面向小学的 WeDo 2.0。
- 适合高中的乐高教育 SPIKE Prime。
- 乐高 MINDSTORMS Education EV3 适合高中生和一年级学生。
SPIKE Prime 的功能与 LEGO WeDo 2.0 重叠，后者从今年开始支持 Scratch。 但与允许模拟物理实验的 WeD0 2.0 不同，SPIKE Prime 更适合创建机器人。 它旨在让 5-7 年级开始学习机器人技术。
借助该解决方案，学童将能够以有趣的方式掌握算法原理，培养解决问题的能力，并熟悉机器人技术的基础知识。 在 SPIKE Prime 之后，您可以继续使用 LEGO MINDSTORMS Education EV3，它能够与 MycroPython 配合使用，适合学习更复杂的机器人和编程概念。
PS：在撰写本文时，没有一个机器人和哈士奇受到伤害。
来源： habr.com