Lego education wedo construction set

Обновлено: 03.05.2024

Привет, Хабр! Несколько лет обучающий набор LEGO Education WeDo 2.0 и детский язык Scratch развивались параллельно, но в начале этого года у Scratch появилась поддержка физических объектов, в том числе и модулей LEGO Education. О том, как можно использовать эту связку для обучения робототехнике и что она дает ученикам и педагогам, мы расскажем в этой статье.

Основной целью изучения робототехники и программирования является не только и не столько обучение проектированию и кодингу, сколько формирование универсальных навыков. Прежде всего, проектного мышления, которому практически не уделялось внимание в школах 1990-х и 2000-х, но которое стремятся активно развивать в рамках всех школьных дисциплин в наши дни. Постановка задачи, гипотезы, пошаговое планирование, проведение экспериментов, анализ — на этом строится практически любая современная профессия, однако в рамках стандартных школьных предметов, в которых очень велика доля «зубрежки», их развивать сложно.

Робототехника облегчает усвоение других школьных предметов благодаря наглядной демонстрации физических законов в действии. Так, учитель начальных классов Юлия Понятовская рассказала нам, как ее ученики собрали первую модель — головастика без конечностей, написали программу для его перемещения и запустили. Когда головастик не сдвинулся с места, дети бросились искать технические неисправности, но в итоге пришли к выводу, что причина не в коде и не в сборке, а в том, что способ перемещения головастика не подходит для суши.

Собственные возможности LEGO Education WeDo 2.0

Базовый набор LEGO Education WeDo 2.0 рассчитан на детей в возрасте 7-10 лет. В него входят: Smart Hub WeDo 2.0, электромотор, датчики движения и наклона, детали LEGO Education, лотки и наклейки для сортировки деталей, ПО WeDo 2.0, методическое пособие для учителя и инструкции по сборке основных моделей.

Для каждой из моделей мы прописали, какие понятия из разных наук они объясняют. Например, используя «Проигрыватель», удобно объяснять детям природу звука и что такое сила трения, а с помощью «Танцующего робота» — механику движений. Задачи могут варьироваться, создаваться педагогом «на ходу» и иметь множество решений, что помогает детям улучшить навыки поиска причинно-следственных связей.

Кроме занятий по робототехнике и объяснений физических законов, набор можно использовать для программирования, потому что писать код, «оживляющий» физические объекты, куда интереснее, чем создавать что-то виртуальное.

ПО набора LEGO Education WeDo 2.0 или Scratch

В WeDo 2.0 используются технологии LabVIEW от National Instruments, интерфейс состоит только из разноцветных значков с картинками, которые при помощи drag-and-drop выстраиваются в линейную последовательность.

Используя это ПО, дети учатся строить последовательные цепочки действий — но все же это далеко от настоящего программирования, и переход к «стандартным» языкам в дальнейшем может вызвать большие затруднения. С WeDo 2.0 удобно начинать обучение программированию, но для более сложных задач его возможностей уже мало.

Тут-то на помощь и приходит Scratch — визуальный язык программирования, который ориентирован на учеников 7-10 лет. Программы, написанные в Scratch, состоят из разноцветных графических блоков, с помощью которых можно управлять графическими объектами (спрайтами).

Задавая различные значения и связывая блоки между собой, можно создавать игры, анимацию и мультфильмы. Scratch позволяет изучать концепции структурного, объектно- и событийно-ориентированного программирования, знакомит с циклами, переменными и логическими выражениями.

Scratch чуть сложнее в освоении, но гораздо ближе к текстовым языкам программирования, чем собственное ПО WeDo, поскольку в нем прослеживается классическая иерархия текстовых языков (программа читается сверху вниз), а также требуется соблюдение отступов при использовании различных операторов (while, if. else и так далее). Также важно, что текст команды отображается на программном блоке и, если убрать «цветастость», мы получим код, который почти не отличается от классических языков. Поэтому ребенку будет гораздо проще перейти со Scratch на «взрослые» языки.

Долгое время команды, написанные в Scratch, позволяли работать только с виртуальными объектами, но в январе 2019 года вышла версия 3.0, которая поддерживает физические объекты (в том числе и модули LEGO Education WeDo 2.0) с помощью приложения Scratch Link. Теперь с теми же играми и мультиками можно взаимодействовать, используя моторы и датчики.
В отличие от собственного ПО WeDo 2.0 у Scratch больше возможностей: в базовое ПО можно встроить только один собственный звук, в нем нет возможности создавать собственные процедуры и функции (то есть объединять команды в один блок), а у Scratch таких ограничений нет. Это дает больше свободы и возможностей как ученикам, так и учителю.

Обучение с LEGO Education WeDo 2.0

Стандартное занятие включает в себя обсуждение задачи, конструирование, программирование и рефлексию.

Обозначить задачу можно с помощью анимированной презентации, которая входит в комплект материалов. Затем дети должны построить гипотезы относительно того, как работает данный механизм.

На втором этапе дети занимаются непосредственно сборкой LEGO-робота. Как правило, ученики работают в парах, но возможна индивидуальная или групповая работа. Для каждого из 16 пошаговых проектов есть подробные инструкции. А еще 8 открытых проектов дают полную свободу творчества при выборе решения поставленной задачи.

На этапе программирования необходимо учитывать, что начинать лучше с собственного ПО WeDo 2.0. Когда дети освоят его и научатся работать с блоками и моделями, можно логически перейти на Scratch.

На последнем этапе идет анализ сделанного, построение таблиц и графиков, проводятся эксперименты. На этом этапе можно дать задачу на доработку модели или усовершенствование механической или программной части.

Многие родители первоклашек, узнав, что популярный конструктор LEGO Mindstorms рассчитан на среднюю школу, откладывают рассмотрение робототехники как хобби и будущую профессию для своего чада. И зря. В образовательной линейки LEGO Education есть конструктор и для начальной школы – LEGO Education WeDo . Он основан на элементной базе LEGO System – тех самых популярных кирпичиках с шипами.

Конструктор состоит из следующих элементов:

158 базовых элементов (различные строительные кирпичики LEGO);
Мотор – его можно запрограммировать на движение по и против часовой стрелки, а также задать ему мощность;
Датчика наклона – он может определить 6 своих положений: «Носом вверх», «Носом вниз», «На левый бок», «На правый бок», «Нет наклона» и «Любой наклон»;
Датчика движения , который способен обнаружить объекты на расстоянии до 15 см;
Usb-коммутатор, с помощью которого робот подключается к компьютеру

Мотор и датчики также могут быть приобретены отдельно в нашем магазине.

С помощью данного набора школьники могут собрать и запрограммировать своих первых роботов. Программирование осуществляется на компьютере в специальной среде , похожей на NXT-G. Перетаскивая блоки команд и опроса датчиков, ребята могут составить алгоритм для робота. Кроме моторов и датчиков, программа робота может взаимодействовать и с компьютером: например, проиграть мелодию, отобразить текст на экране или вычислить арифметический пример. Хочу отметить, что создать автономного робота не удастся: все управление осуществляется с компьютера.

Данный набор даст отличную возможность учащимся познакомиться с робототехникой и создать интересный проект. Несколько инструкций по сборке роботов и обучающее видео можно найти на официальном сайте LEGO Education: Также вместе с набором поставляются инструкции для сборки роботов:

Но эти роботы – далеко не предел возможностей конструктора LEGO Education WeDo. Вот только некоторые проекты ребят, которые поделились своими конструкциями:

Для того, чтобы создавать более сложных роботов можно приобрести дополнительный ресурсный набор и комплект заданий . Они позволят узнать много нового о конструкторе LEGO Wedo и проложить его увлекательное изучение.

Для школ и кружков также потребуется купить лицензионное соглашение для установки программного обеспечения WeDo на несколько компьютеров. Комплект учебных проектов WeDo поможет ребятам реализовать новые идеи и разнообразить уроки робототехники.

После занятий с LEGO WeDo учащиеся будут полностью подготовлены для изучения более сложного конструктора – LEGO Education Mindstorms EV3 .

На сегодня существует не так много эффективных робототехнических пособий для обучения детей в раннем возрасте. Купить LEGO WeDo можно для ребенка 7-ми лет и даже младше. Это не просто груда разноцветных кубиков из коробки, а готовый образовательный комплект, позволяющий практиковать начальные навыки создания сложных механизмов и программирования. Строя и оживляя фигурки роботов, животных, воспроизводя настоящие модели техники, дети развивают ключевые навыки 21 века: коммуникабельность, критическое мышление, техническую смекалку и умение работать в команде.

Повышенная мотивация, которая возникает у ребенка при работе с конструктором ЛЕГО WeDo, положена в основу многих обучающих методик. Используя игру как стимул к усвоению новых знаний, педагоги добиваются поразительных успехов. Образовательная робототехника LEGO WeDo применяется на занятиях в кружках робототехники и начальных классах школы, что помогает малышам лучше понимать предметы: математику, конструирование, компьютерные науки и природоведение. Учителя же получают готовое методическое пособие – чтобы начать урок, нужно просто достать конструктор из коробки и установить ПО на компьютер.

Что из себя представляет конструктор LEGO Education WeDo?

Базовая версия конструктора получила название ПервоРобот, поскольку она стала первым учебным пособием по робототехнике для младшей школы. В основе набора находятся все те же кирпичики с «шипами», удобные для детских рук. В дополнение к ним производитель предлагает:

Сервомоторы;
Датчик наклона, который различает 6 положений;
Датчик расстояния, обнаруживающий объекты в радиусе 15 см;
Коммутатор USB, который «оживляет» робота при подключении к компьютеру;
Программное обеспечение;
Инструкции и уроки.

Роботы LEGO WeDo не являются автономными, их питание осуществляется через USB кабель. Однако такой подход сделал их более доступными по сравнению с другими робототехническими сериями ЛЕГО.

Помимо базового конструктора, в линейку ЛЕГО ВиДу включен ресурсный набор. В нем нет электронных элементов, только детали для сборки дополнительных моделей роботов. Недавно поклонникам серии также представилась возможность купить LEGO Education Wedo 2.0. Набор 2016 года получил собственный микрокомпьютер, усовершенствованные датчики и возможность работать автономно.

Какие навыки развивает конструктор?

Основам механики, робототехники, программирования;
Анализу и поиску оптимальных решений;
Работе в команде;
Настойчивости в реализации своих идей;
Проведению экспериментальных исследований;
Новым техническим терминам и понятиям.

Конструктор LEGO WeDo предлагает готовые модели роботов, которые собираются по инструкции. Но при этом он не исключает свободы творчества и возможности создания собственных проектов. Программная оболочка – графическая, т.е. ребенку не придётся писать код в традиционном понимание этого процесса. Построение алгоритмов осуществляется простым перетаскиванием блоков-картинок. Такой подход позволил перевести учебный процесс в понятный для малышей формат.

Как купить ЛЕГО ВиДу?

В нашем магазине вы сможете купить ЛЕГО WeDo базовый и ресурсный наборы, необходимые комплектующие к ним, а также новейшую версию конструктора 2.0. Для учителей есть специализированное ПО, а также методические материалы для проектной работы. Для школ и других учебных учреждений действуют специальные предложения.

Базовый набор Lego Перворобот 9580 предназначен для детей младшего школьного возраста для занятий в классе, а также для домашнего использования. Конструктор состоит из деталей Lego System, датчиков и моторов. С помощью базового набора можно собрать 12 моделей роботов. Lego Education — это специальные образовательные наборы от легендарного производителя развивающих игрушек LEGO для профессионального педагогического применения на базе лего-деталей, передовые образовательные методики и уникальное ПО.

9580 | 7+ | 2 ученика | 158 деталей

Набор WeDo от производителя Lego входит в образовательную серию программируемых конструкторов. Он разработан для привлечения детей к освоению роботостроения и изучению в игровой форме математики, окружающего мира, конструированию. Групповые занятия с применением конструктора WeDo способствуют развитию внимательности, творческого мышления, грамотной речи.

Подробные и понятные инструкции по сборке дают возможность быстро и легко собирать модели для занятий. Набор включает в себя большое количество ярких деталей Lego System, а также дополнительные детали для сборки механизмов, такие как оси, шестерни и эластичные ремни.

Состав базового набора

детали Lego System;
оси, шестерни, шкивы и ремни для создания механизмов;
две мини-фигурки, Маша и Максим;
мотор, питание (5В) подается через USB-порт компьютера;
датчик наклона, способный определять наклон по шести направлениям;
датчик движения, дальность действия – 15 см;
USB-коммутатор для связи робота с компьютером.

Модели, которые собираются на основе базового набора, разделены на четыре тематические группы.

1. Раздел «Удивительные механизмы», направленный на изучение понятий естественных наук.

Ученики знакомятся с конструкциями, принцип движения в которых основан на применении таких элементов, как ремни, шкивы, оси и шестерни. На примере моделей изучают принцип действия рычажно-кулачкового механизма.

2. Раздел «Дикие животные», с помощью которого дети знакомятся с современными технологиями. Принцип работы датчиков в механизмах изучается на примерах реакций диких животных на внешние факторы.

3. Раздел «Игра в футбол» ориентирован на тренировку математических способностей. Дети учатся устному счету, знакомятся с понятием теории вероятности, составляют рейтинговую таблицу на основе собранных данных.

4. Раздел «Приключения» разработан для развития мышления и устной речи. Используя построенные модели ученики рассказывают истории, в которых описывают последовательность событий и разыгрывают диалоги.

Работа по созданию перворобота Lego WeDo состоит из двух этапов:

- сборка стандартной модели по инструкции или конструирование робота самостоятельно;

- Подключение перворобота к персональному компьютеру и создание управляющей программы. Для этого обязательно понадобится ПО

Для оптимизации процесса занятий подойдут учебные материалы

А для построения более сложных конструкций рекомендуется приобрести Ресурсный набор LEGO WeDo 9585.

То, что робототехника в будущем будет все больше проникать в повседневную жизнь обычного человека, уже понятно многим, если не всем. И с какими возможностями и трудностями столкнется человечество — тоже дискуссия открыта.
Но как подготовить подрастающее поколение к этим изменениям, выработать у них правильное отношение к проблеме, ознакомить с принципами и правилами функционирования роботов?

Компания Lego очень серьезно подошла к этому вопросу и несколько лет назад выпустила специальный образовательный конструкторский набор LEGO Education WeDo. Несмотря на то, что набору уже несколько лет, только сейчас на него начали обращать внимание отечественные учебные заведения.

LEGO WeDo разрабатывался для учеников начальной школы (1-4 класс), но ничто не запрещает его использование для детей постарше.

В набор входят 158 деталей (все совместимы с прочими кубиками и компонентами Lego), а также:

USB-коммутатор, через который происходит управление моторами и датчиками;

мотор (направление вращения и мощность которого можно настраивать с помощью специального ПО);

датчик наклона (различает шесть положений — «Носом вверх», «Носом вниз», «На правый бок», «На левый бок», «Нет наклона», «На любой бок»);

датчик расстояния (обнаруживает объекты на расстоянии до 15 см);

программное обеспечение (представляет собой урезанный вариант графической среды программирования для «старших братьев» Mindstorms);

инструкции по сборке и программированию 12 базовых моделей моделей.

Кроме этого существует специально разработанные учебные программы и методические рекомендации вплоть до организации рабочего пространства на русском языке (чем не могут похвастаться другие образовательные комплекты Lego, преподаватели робототехники на основе Mindstorms меня поймут).

Все это позволяет организовать увлекательный учебный процесс для малышей и уже с первых школьных лет приобщиться к удивительному миру роботов, а также развить логику и творческое мышление.

Здесь можно найти видео работающих моделей из комплекта.

WeDo также рекомендуется родителям — it-шникам для игр со своим чадом.

P.S. Традиционный вопрос к читателям — какие подобные наборы для обучения детей 6-9 лет вы знаете?

Читайте также: