樂高教育 WeDo 2.0 和 Scratch - 兒童機器人教學的新組合

你好,哈布爾! 多年來,樂高教育 WeDo 2.0 教育套裝和兒童語言 Scratch 並行開發,但今年早些時候,Scratch 開始支援實體對象,包括樂高教育模組。 在本文中,我們將討論如何使用該捆綁包來教授機器人技術以及它為學生和教師帶來的好處。 

樂高教育 WeDo 2.0 和 Scratch - 兒童機器人教學的新組合

學習機器人和程式設計的主要目標不僅僅是學習設計和編碼,而是形成通用技能。 首先,設計思維在 1990 世紀 2000 年代和 XNUMX 年代的學校中幾乎沒有受到關注,但如今它正在學校所有學科中積極發展。 提出問題、假設、逐步規劃、進行實驗、分析——幾乎所有現代職業都是建立在這個基礎上的,但很難在標準學校科目的框架內發展它們,其中比例非常高的「臨時抱佛腳」。

機器人技術透過清楚地展示實際的物理定律,使學習其他學校科目變得更加容易。 因此,小學老師尤利婭·波尼亞托夫斯卡婭(Yulia Poniatovskaya) 他告訴 我們看到她的學生如何組裝第一個模型——一隻沒有四肢的蝌蚪,編寫一個程式來移動它並啟動它。 當蝌蚪不動時,孩子們開始尋找技術問題,但最終得出的結論是,問題不在於代碼或彙編,而是因為蝌蚪移動的方式不適合壽司。

為了實現這種清晰度並讓孩子更容易理解,教育套件中的軟體是設計程式的簡化版本。 但它們不適合教授程式設計基礎知識。 這個缺點可以透過將樂高教育套裝與第三方軟體結合使用來修正:WeDo 2.0 可以使用 Scratch 教育語言進行程式設計。 

樂高教育 WeDo 2.0 自身特點

樂高教育 WeDo 2.0 和 Scratch - 兒童機器人教學的新組合

樂高教育 WeDo 2.0 基本套裝專為 7-10 歲兒童設計。 包括:智慧中心 WeDo 2.0、電動馬達、運動和傾斜感測器、樂高教育零件、用於分類零件的托盤和標籤、WeDo 2.0 軟體、教師指南和基本模型組裝說明。

對於每個模型,我們都寫下了它們所解釋的不同科學的概念。 例如,使用「播放器」可以方便地向孩子解釋聲音的本質和摩擦力是什麼,以及使用「跳舞機器人」——運動原理。 問題可能多種多樣,由老師「即時」創建,並有多種解決方案,這有助於孩子提高尋找因果關係的技能。 

除了機器人課程和物理定律的解釋之外,該套件還可以用於編程,因為編寫「動畫」物理物件的程式碼比創建虛擬的東西有趣得多。

樂高教育 WeDo 2.0 或 Scratch 軟體

WeDo 2.0使用National Instruments的LabVIEW技術;介面僅由帶有圖片的多色圖示組成,這些圖示透過拖放以線性順序排列。 

樂高教育 WeDo 2.0 和 Scratch - 兒童機器人教學的新組合

使用該軟體,孩子們可以學習建立連續的動作鏈——但這距離真正的程式設計還很遠,而且將來向「標準」語言的過渡可能會造成很大的困難。 WeDo 2.0 對於開始學習程式設計來說很方便,但對於更複雜的任務,它的能力已經不夠了。 

這就是 Scratch 發揮作用的地方——一種針對 7-10 歲學生的視覺化程式語言。 用 Scratch 編寫的程式由多色圖形塊組成,您可以使用它們來操作圖形物件(精靈)。 

樂高教育 WeDo 2.0 和 Scratch - 兒童機器人教學的新組合

透過設定不同的值並將區塊連接在一起,您可以創建遊戲、動畫和卡通。 Scratch 讓您學習結構化、物件導向和事件導向的程式設計概念,引入循環、變數和布林運算式。 

Scratch 稍微難學一點,但比 WeDo 自家的軟體更接近基於文本的程式語言,因為它遵循文本語言的經典層次結構(程式從上到下閱讀),並且還需要使用各種語句(while、if. ..else 等)時的縮排。 同樣重要的是,命令文字顯示在程式區塊上,如果我們消除“色彩”,我們得到的程式碼幾乎與經典語言沒有什麼不同。 因此,孩子從 Scratch 語言切換到「成人」語言會容易得多。

長期以來,用 Scratch 編寫的命令只允許處理虛擬對象,但在 2019 年 3.0 月,發布了 2.0 版本,支援使用 Scratch Link 應用程式處理實體物件(包括樂高教育 WeDo XNUMX 模組)。 現在,您可以使用馬達和感測器與相同的遊戲和卡通進行互動。
與 WeDo 2.0 自己的軟體不同,Scratch 擁有更多功能:基礎軟體只能嵌入一種自訂聲音,它不允許您創建自己的程式和功能(即將命令組合成一個區塊),而 Scratch 沒有這樣的限制。 這為學生和老師提供了更多的自由和機會。

透過樂高教育 WeDo 2.0 學習

標準課程包括問題討論、設計、程式設計和反思。 

您可以使用動畫演示來定義任務,該演示包含在材料集中。 然後孩子必須對該機制如何運作做出假設。

在第二階段,孩子們直接參與組裝樂高機器人。 通常,學生兩人一組進行作業,但個人或小組作業也是可以的。 16 個逐步項目中的每一個都有詳細說明。 另外 8 個開放項目在選擇給定問題的解決方案時提供了完全的創作自由。

在程式設計階段,需要考慮到最好從自己的WeDo 2.0軟體開始。 一旦孩子們掌握了它並學會如何使用區塊和模型,那麼轉向 Scratch 就是合乎邏輯的一步。

在最後階段,對所做的工作進行分析,建立表格和圖表,並進行實驗。 在此階段,您可以指派任務來完善模型或改進機械或軟體零件。

有用的材料

來源: www.habr.com

添加評論