Проект по робототехнике lego wedo

Обновлено: 13.05.2024

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Обращаем Ваше внимание, что c 1 сентября 2022 года вступают в силу новые федеральные государственные стандарты (ФГОС) начального общего образования (НОО) №286 и основного общего образования (ООО) №287. Теперь требования к преподаванию каждого предмета сформулированы предельно четко: прописано, каких конкретных результатов должны достичь ученики. Упор делается на практические навыки и их применение в жизни.

Мы подготовили 2 курса по обновлённым ФГОС, которые помогут Вам разобраться во всех тонкостях и успешно применять их в работе. Только до 30 июня Вы можете пройти дистанционное обучение со скидкой 40% и получить удостоверение.

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

«Развитие технического творчества у детей старшего дошкольного возраста через робототехнику с конструктором

«LEGO Education Wedo»

(из опыта работы)

г. Губаха, 2018 г

2 слайд. Актуальность.

Образовательные конструкторы LEGO очень точно вписывается в стандарты нового поколения, которые ориентированы на результаты образования на основе деятельностного подхода. Деятельность одно из условий развития у ребенка познавательных процессов. Робототехника – это «точка роста», так как она нацеливает на подготовку детей к жизни в информационном обществе. Уникальность робототехники в том, что она позволяет объединить конструирование и программирование, позволяет использовать информационно-коммуникативные технологии.

Lego-технология и робототехника значима в свете внедрения ФГОС, так как:

· являются великолепным средством для интеллектуального развития дошкольников, обеспечивающих интеграцию образовательных областей (Речевое, Познавательное и Социально-коммуникативное развитие);

· позволяют педагогу сочетать образование, воспитание и развитие дошкольников в режиме игры (учиться и обучаться в игре);

· формируют познавательную активность, способствует воспитанию социально-активной личности, формирует навыки общения и сотворчества;

· объединяют игру с исследовательской и экспериментальной деятельностью, предоставляют ребенку возможность экспериментировать и созидать свой собственный мир, где нет границ.

3 слайд. Потенциальная ценность работы.

Причины все более активного вхождения робототехники в дошкольное образование связаны с ее возможностями и решаемыми с ее помощью задачами. Причем все это делается в игровой форме; с понятными для ребенка материалами конструкторами Lego.

Робототехника удивительным образом соединяет в себе решение многих задач:

• развитие мелкой моторики за счет работы с мелкими деталями конструкторов;

• навыки математики и счета: даже на уровне подбора деталей для робота приходиться иметь дело с балками разной длины, сравнением деталей по величине и счетом в пределах 10-15;

• первый опыт программирования;

• навыки конструирования, знакомство с основами механики;

• работа в команде: робота обычно делают вдвоем или втроем;

• навыки презентации: когда продукт завершен, надо о нем рассказать.

4 слайд. Степень новизны, вносимая в существующую практику. Заключается технической направленности обучения, которое базируется на новых технологиях с применением конструктора нового поколения, что способствует развитию информационной культуры и взаимодействию с миром технического творчества.

5 слайд. Методологические основы занятий по робототехнике.

Маленький ребенок – инженер по своей природе. Ему нравится создавать новое, изобретать необычные конструкции. Психолого-педагогические исследования (Л.А. Венгер, Н.Н. Поддъяков, Л.А. Парамонова и др.) показывают, что наиболее эффективным способом развития склонности у детей к техническому творчеству, зарождения творческой личности в технической сфере, является практическое изучение, проектирование и самостоятельное изготовление детьми технических объектов, обладающих признаками полезности или субъективной новизны, развитие которых происходит в процессе специально организованного обучения. Конструирование и робототехника являются одними из важнейших направлений научно-технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.

6-7 слайд. Цель и задачи кружка.

Мной была разработана программа кружка « Lego -мастера».

Цель: Раскрытие интеллектуального и творческого потенциала воспитанников через освоение робототехнического конструирования с использованием основ программирования.

Основными задачами являются:

Обучающие

· способствовать развитию у детей умения создавать механические модели построек и программировать их,

· содействовать расширению области самостоятельных действий детей при решении технических задач на практике в процессе конструирования моделей.

· познакомить с правилами безопасной работы при конструировании робототехнических моделей..

Развивающие:

· развивать конструкторские навыки, творческую инициативу и самостоятельность;

· развивать психофизические качества детей: память, внимание, логическое и аналитическое мышление;

· развивать мелкую моторику.

Воспитательные:

· воспитывать у детей интерес к техническим видам творчества;

· развивать коммуникативные компетенции: участия в беседе, обсуждении;

· формировать навыки сотрудничества: работа в коллективе, в команде, малой группе (в паре);

· развивать социально-трудовые компетенции: трудолюбие, самостоятельность, умение доводить начатое дело до конца.

8 слайд . Перспективный план.

Для работы с конструктором был разработан Перспективный план, который был рассчитан на учебный год. План расписан по месяцам. В каждом месяце 2 занятия, 1 занятие рассчитано на 2 недели (одно занятие на сборку модели, второе занятие на программирование).

9 слайд. Основные формы деятельности:

- совместная деятельность, способствует созданию ситуации успеха,

- малыми группами (парами) учит конструктивно взаимодействовать со сверстниками

-индивидуальная работа, повышает самооценку ребёнка,

-самостоятельная практическая деятельность, формирует чувство уверенности в себе и своих силах.

10-11 слайд. Первым этапом нашей работы стало знакомство с новым видом конструктора с названием необходимых деталей с программой для программирования. А также ввели правила безопасности при работе с конструктором.

Следующим этапом нашей работы стала реализация мероприятий, направленных на развитие конструктивной деятельности и технического творчества дошкольников. «Шаг за шагом» каждый ребёнок работал в собственном темпе, переходя от простых задач к более сложным. Работая с конструктором L ego индивидуально, парами, или в командах, воспитанники имели возможность экспериментировать при создании моделей, обсуждать идеи, возникающие во время работы, воплощать их в постройке, планировать их усовершенствование и т.д.

12-13 слайд. Тематика моделей роботов: умная вертушка, танцующие птицы, обезьянка барабанщица, голодный аллигатор, вратарь, башенный кран и др.

14 – 15 слайд. В свою работу по легоконструированию мы также привлекли и родителей. Разработали консультации «LEGO в жизни ребенка», «Роль LEGO в познавательном развитии детей» . Познакомили их с конструктором нового поколения. Провели для них семинар-практикум. И родители стали нашими помощниками в участии в дистанционной онлайн-игре «Lego TRAVEL» и муниципальном робототехническом форуме «Икарёнок».

16 слайд. Практическая значимость (реальный эффект, получаемый в результате данной разработки):

- дети проявляют инициативу в роботехнической деятельности: интересуются причинно-следственными связями, пытаются самостоятельно придумывать объяснения технических задач;

-умеют конструктивно взаимодействовать со сверстниками и взрослыми,

- способны к волевым усилиям при решении технических задач,

- способны к принятию собственных творческо-технических решений, опираясь на свои знания и умения,

-участвуют в совместном техническом творчестве (TRAVEL».)

(могут следовать социальным нормам поведения и правилам в техническом соревновании, в отношениях со взрослыми и сверстниками

-удовлетворение родителей в образовательных услугах;

- Повышение профессионального уровня педагога;

- Формированию положительного имиджа детского образовательного учреждения;

- Обеспечению работы в соответствии с ФГОС ДО;

-Участию воспитанников ДОУ в конкурсах технической направленности:

в дистанционной онлайн-игре «Lego TRAVEL».;

муниципальный робототехнический форум «Икарёнок»

Анализируя свою работу в этом направлении, могу отметить рост технических навыков и умений. Значительно улучшилось эмоциональное отношение к данной деятельности. Дети с большим удовольствием приступают к работе, работают более увлеченно, стремятся к результату, несмотря на затруднения. Поделки из Lego стали самыми популярными среди других игрушек. Сложность, качество, оригинальность поделок возросли.

17 слайд . Список литературы.

1. Бедфорд Аллан «Большая книга LEGO» - Издательство: Манн, Иванов и Фербер, 256 с.

2. Образовательная робототехника (Lego WeDo). Сборник методических рекомендаций и практикумов / Корягин А.В., Смольянинова Н.М. - М. : ДМК Пресс, 2016.

3. Методический комплект заданий к набору первые механизмы Lego education сложные задания, связанные с физикой.

4. Парамонова Л.А. «Теория и методика творческого конструирования в детском саду» М.;Академия,2002г.-192с.

5. Программное обеспечение Lego Egucation Wego 1,2, Lego Egucation Wego 2.0.

6. Фешина Е.В. Лего-конструирование в детском саду. - М.: ТЦ Сфера, 2012.-114с.

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

Нормативно-правовая база

Дополнительная общеобразовательная программа «Робототехника» разработана в соответствии с учетом нормативно-правовых документов:

1. Конституция РФ

2. Конвенция ООН прав ребенка

3. Закон РФ «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012г. № 273-ФЗ

5. Федеральной целевой программы «Развитие дополнительного образования детей в Российской Федерации до 2020 года»

6. Санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПин 2.4.4. 3172-14 для учреждения дополнительного образования детей от 04.07.2014г. №41

7. «Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программаа» (Приказ министерства образования и науки РФ от 29.08.2013г.)

8. Устав МАУК «Дом культуры Верхнее Дуброво»

9. Программа развития МАУК «Дом культуры городского округа Верхнее Дуброво»

Направленность, образовательная область и предмет изучения

Программа «Робототехника» предназначена для того, чтобы положить начало формированию у учащихся начальной школы целостного представления о мире техники, устройстве конструкций, механизмов и машин, их месте в окружающем мире. Реализация данного курса позволяет стимулировать интерес и любознательность, развивать способности к решению проблемных ситуаций умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовать их, расширить технический математический словарь ученика.

Новизна, актуальность, педагогическая целесообразность изучаемого курса

Новизна заключается в изменении подхода к обучению ребят, а именно – внедрению в образовательный процесс новых информационных технологий, побуждающих учащихся решать самые разнообразные логические и конструкторские проблемы. Занятия направления «Робототехника» представляют уникальную возможность для детей младшего школьного возраста освоить основы робототехники, создав действующие модели роботов на базе конструктора LEGO Education WeDo 2.0.

Актуальность: развития этой темы заключается в том, что в настоящий момент в России развиваются нано технологии, электроника, механика, компьютеризация и программирование, т.е. созревает благодатная почва для развития компьютерных технологий и робототехники.

Цель программы: организация внеурочной деятельности школьников, развитие их творческих способностей с использованием возможностей робототехники и мотивация к изучению наук естественно – научного цикла: окружающего мира, физики, информатики, математики, в процессе конструирования и проектирования. Воспитание информационной, технической и исследовательской культуры.

Ø развитие алгоритмического и логического мышления;

Ø развитие умения творчески подходить к решению задачи;

Ø воспитание интереса к конструированию и программированию;

Ø развитие умения работать по предложенным инструкциям;

Ø развитие умения излагать мысли в четкой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путем логических рассуждений;

Ø развитие навыков, связанных с поиском, обработкой информации и представлением результатов своей деятельности;

Ø воспитывать умение работы в команде, эффективно распределять обязанности ;

Ø развитие коммуникативных навыков;

Ø ознакомление с основными принципами механики;

Ø научить приемам сборки и программирования робототехнических устройств;

Формы и режим занятий

Форма учебного занятия: групповые занятия.

В ходе реализации данной программы могут быть использованы разнообразные методы обучения: словесный (беседы , блиц-опрос, устное изложение педагога), наглядный, объяснительно-иллюстративный, практический методы (тренировки, познавательная игра, соревнования по робототехнике). Выбор методов и форм обучения в каждом конкретном случае зависит от уровня знаний и подготовки обучающихся, при этом основное - побуждение учащихся к активному восприятию представляемой информации и выработка собственного подхода при решении задач технического проектирования.

Количество часов первого года обучения -70

Количество занятий в неделю - 2.

Продолжительность занятия - 45 мин.

Форма занятий - индивидуальная, малая группа.

Обучение: теоретические занятия и беседы в соответствии с учебным планом; изучение схем и чертежей устройств с микроконтроллерами; примеры написания прикладных управляющих и вспомогательных программ для задач автоматического управления; сборка действующих моделей роботов с электромеханическим приводом; решение творческих задач, как в составе творческих коллективов, так и индивидуально, работа по образцу; лекция; тренировка; соревнования и другие.

Воспитание: рассказы о выдающихся изобретателях и инженерах, индивидуальные беседы с учащимися, поощрение наиболее отличившихся в процессе обучения.

Контроль: контрольные задания на различных этапах обучения, мини-конкурсы на более полное и оригинальное решение отдельных задач управления.

В течение учебного года в объединении осуществляется дополнительный набор детей, а также их отчисление.

Ожидаемые результаты:

Ø - ознакомиться с творчеством ведущих конструкторов

Ø - ознакомиться с историей развития роботов

Ø - освоиться в мире электронного творчества

Ø - сформирует нравственные и эстетические взгляды, мировоззрения, расширение общего кругозора, развитие культуры общения, а также мышление.

Формы подведения итогов реализации образовательной программы

В течение года проводится текущий контроль с целью обобщения и систематизации получаемых знаний с помощью:

Исследуйте результат действия уравновешенных и неуравновешенных сил на движение объекта.

1. Подготовка

( 30 минут )

• Ознакомьтесь с процессом общей подготовки в главе «Управление работой в классе».
• Ознакомьтесь с проектом, чтобы хорошо представлять порядок действий.
• Определите, как вы хотите представить этот проект: используйте видео, представленное в проекте в ПО WeDo 2.0, или материалы по своему усмотрению.
• Определите конечный результат данного проекта: параметры для представления и создания документа.
• Убедитесь, что отведенного времени достаточно для достижения целей.

2. Исследование

( 30-60 минут )

PLAY

Вступительный ролик может подготовить почву для рассмотрения и обсуждения с учащимися последующих идей по этому проекту.

Вступительный ролик
Прошло много времени с тех пор, как люди впервые попробовали перемещать большие объекты. От древних цивилизаций до современности для того, чтобы тянуть или толкать объекты, использовались различные инструменты.

Если не удается сдвинуть что-то, это происходит потому, что такая же или большая сила тянет объект в противоположном направлении.
Если объект начинает перемещаться, это означает, что сила в направлении движения больше.
На Земле трение играет в этой системе важную роль.
По поверхности с меньшим трением тот же вес тянуть легче, чем по неровной поверхности.

Область науки о силах и движении была подробно изучена и разъяснена ученым Исааком Ньютоном в XVII веке. Вы каждый день сталкиваетесь с законами физики, описанными им.

Вопросы для обсуждения

Какими способами можно привести объект в движение?
Чтобы заставить объект двигаться, надо тянуть или толкать объект, другими словами, нужно приложить к нему силу.
Можете ли вы объяснить трение? По какой поверхности легче тянуть предмет: по обычной или скользкой?
Этот вопрос относится к трению. Перемещать объект по гладкой поверхности легче, чем по шероховатой. В зависимости от массы объекта, объект может быть труднее перемещать по скользкой поверхности, потому что сцепление в данном случае при тяге оказывается меньше.
Спрогнозируйте, что произойдет, если сила тяги в одном направлении больше, чем в другом.
Этот ответ должен быть основан на прогнозах учащихся,
высказанных на начальном этапе. Это означает, что на данный
момент ответы учащихся могут быть неверными. После урока учащиеся должны иметь возможность обсудить тот факт, что объект будет перемещаться в направлении наибольшей толкающей или тянущей силы.
Можно ли вывести соотношение между уравновешенными силами и способностью объектов к перемещению?
Неуравновешенные силы могут привести к изменениям в
движении объекта (ускорению, замедлению и т. д.).

Дайте учащимся выбрать инструмент (-ы), который (-е) они считают наиболее подходящим (-и) для документирования своих идей и обмена ими. Порекомендуйте использовать записи, видео, изображения, конспекты или другие способы документирования.

3. Создание

( 45-60 минут )

Построение и программирование робота-тягача
Учащиеся будут следовать инструкциям по сборке для создания роботатягача. Этот робот-тягач будет тянуть некоторые объекты, помещенные в его корзину. Это исследование может быть проведено на различных типах поверхностей, таких как дерево или ковер. Используйте одну и ту же поверхность в течение всего проекта.

1. Постройте робот-тягач.
В этом проекте используется модуль колебаний — коническая шестерня. Коническое зубчатое колесо изменяет ось вращения из вертикального положения до горизонтального, передавая движение от мотора на колеса. Корзина содержит ряд скользящих кубиков, чтобы уменьшить трение.

2. Запрограммируйте робота для перетаскивания.
Эта программа будет отображать цифры 3, 2, 1 перед включением двигателя на мощности 10 на 2 секунды.

Предложение
Прежде чем учащиеся приступят к исследованию, предложите им изменить параметры программы, чтобы полностью понять ее действие.

Тестирование робота-тягача
Используя эту модель, учащиеся должны провести исследование сил тяги.

1. Проводите исследование, добавляя сначала небольшие, а затем тяжелые предметы в корзину, пока устройство не остановится.
Потребуется около 300 г груза на обычной поверхности, чтобы остановить движущийся робот-тягач. Учащиеся могут использовать любой предмет, но не слишком тяжелый, так как целью этого этапа является достижение равновесия. На этом этапе учащиеся получают уравновешенные силы. Можно использовать стрелку, чтобы символизировать направление действия силы.

Можно также использовать небольшие шины в качестве объектов для
утяжеления корзины. Они увеличат трение со стороны корзины.

2. Используя то же количество кубиков, установите на модель большие шины и проверьте, что произойдет.
Учащиеся будут устанавливать шины на робот-тягач. Это приведёт к тому, что трение между колесами и поверхностью будет больше со стороны роботатягача, увеличивая силу тяги в том направлении. Система сразу же станет неуравновешенной.

Эти опытные данные подтверждают идею о том, что если сила тяги больше сил, действующих в противоположном направлении, объекты должны двигаться.

3. Найдите самый тяжелый объект, который может тянуть ваша модель, когда она оснащена шинами.
Этот последний этап будет зависеть от трения поверхности, на которой работают учащиеся.

Создание (дополнительно)
Используйте раздел .Дополнительные исследования. учебного проекта, чтобы расширить задание. Имейте в виду, что эти задачи выходят за рамки раздела «Исследование» и предназначены для старших или более подготовленных учащихся.

Дополнительное исследование
В роботе-тягаче, с которым работают учащиеся, используется коническая зубчатая передача, чтобы изменять направление вращения мотора. Это не оказывает существенного влияния на показатели движения.

Соберите ещё один робот-тягач.
Предложите учащимся исследовать новые проекты для тяговой машины. Пусть они построят собственную модель, выполнят те же испытания, как и с первым роботом-тягачом, и сравнят результаты двух исследований. В поисках вдохновения просмотрите модели в Библиотеке проектирования.

Предложение для совместной работы
Выберите самую сильную машину в классе
После того как группы закончат испытания, организуйте перетягивание каната.
• Объедините группы в пары по две.
• Соедините роботов задними частями друг к другу цепью LEGO..
• Перед началом соревнования попросите группы поместить в
корзины равный груз.
• Необходимо запустить моторы по вашему сигналу, чтобы роботы
тянули в противоположные стороны. Кто сильнее?

1. Соберите ещё один робот-тягач.
Предложите учащимся исследовать новые проекты для тяговой машины. Пусть они построят собственную модель, выполнят те же испытания, как и с первым роботом-тягачом, и сравнят результаты двух исследований. В поисках вдохновения просмотрите модели в Библиотеке проектирования.

Предложение для совместной работы
Выберите самую сильную машину в классе
После того как группы закончат испытания, организуйте перетягивание каната.

Объедините группы в пары по две.
Соедините роботов задними частями друг к другу цепью LEGO..
Перед началом соревнования попросите группы поместить в корзины равный груз.
Необходимо запустить моторы по вашему сигналу, чтобы роботы тянули в противоположные стороны. Кто сильнее?

4. Обмен результатами

( 45+ минут )

Создание документа
Попросите учащихся задокументировать свой проект различными способами. Например:

попросите их сделать снимок экрана с результатами;
предложите учащимся сравнить эти изображения с реальными;
попросите учащихся записать видео, описывающее их проект, и представить его в классе.

Предложения
Учащиеся могут собирать данные в формате диаграммы или таблицы.
Учащиеся могут также построить график результатов своих испытаний.

Представление результатов
В конце этого проекта учащиеся должны представить результат своих исследований.

Чтобы расширить презентации учащихся, выполните следующее:

убедитесь, что учащиеся используют такие слова, как «уравновешенная сила», «неуравновешенная сила», «толкать», «тянуть», «трение» и «вес »;
попросите их использовать стрелки для представления сил;
попросите их изложить объяснение в контексте;
попросите их проанализировать свои проекты с точки зрения реальных жизненных ситуаций, в которых они наблюдали уравновешенные и неуравновешенные силы;
обсудите связь между их выводами и этими конкретными ситуациями.

Категории оценки проекта согласно ФГОС

Можно использовать эти категории оценки вместе с сеткой категорий
наблюдения, приведенной в главе «Оценка с помощью WeDo 2.0»

Исследование
На этапе исследования убедитесь, что учащийся активно участвует в обсуждении, задает вопросы, отвечает на них и правильно использует термины «тяга», «силы» и «трение».

Учащийся не может дать ответы на вопросы, адекватно участвовать в обсуждении или описать идеи тяги, или соотнести их с силами.
Учащийся с помощью подсказок может дать ответы на вопросы, адекватно
участвовать в обсуждении или с помощью учителя описать тягу как пример силы.
Учащийся может адекватно отвечать на вопросы, участвовать в обсуждении
в классе или описать тягу как пример силы.
Учащийся может дополнять объяснения в ходе обсуждения или подробно
описать понятие силы на примере тяги.

Создание
На этапе создания убедитесь, что учащийся работает в составе группы,
может делать прогнозы о том, что должно произойти, и может использовать
информацию, собранную на этапе исследования.

Учащийся не может хорошо работать в группе, делать прогнозы о результатах исследования или использовать собранную информацию.
Учащийся может работать в группе и прогнозировать с дополнительной
помощью ход исследования.
Учащийся с подсказками может собирать и использовать информацию,
работать в группе и участвовать в групповых обсуждениях, делать прогнозы и собирать информацию для использования в ходе презентации для объяснения материала.
Учащийся может работать в группе, выступать лидером и обосновывать прогнозы для объяснения силы тяги.

Обмен результатами
На этапе обмена результатами убедитесь, что учащийся может объяснить, что происходит с моделью с точки зрения силы, протестировал различные сочетания и может спрогнозировать другие результаты, а также может использовать важную информацию из своего проекта, чтобы создать итоговый отчет.

Учащийся не может участвовать в обсуждении исследования, объяснить модель, используя концепцию силы, или использовать информацию для создания итогового проекта.
Учащийся, с подсказками, может участвовать в обсуждениях исследования
сил, завершил несколько сценариев исследования для составления прогнозов и использует ограниченное количество информации для создания итогового проекта.
Учащийся может участвовать в обсуждениях исследования сил и использовать информацию, собранную в ходе исследования, для создания итогового проекта.
Учащийся может активно участвовать в обсуждении в классе по данной теме и использовать собранную информацию для создания итогового проекта, который включает в себя дополнительные необходимые элементы.

5. Индивидуальный подход

Рекомендуется начать с этого проекта.
Чтобы обеспечить успех, можно предложить дополнительные рекомендации по сборке и программированию. Например:

объясните использование моторов;
объясните простые строки программы;
объясните, как проводить исследование;
определите факторы, на которых необходимо сосредоточиться, такие как силы тяги и трения.

Объясните доступно и четко, каким способом учащиеся должны представлять и документировать свои результаты (например, во время представления работ перед другими группами).

Дополнительное исследование
В качестве дополнительной задачи выделите время для экспериментов с использованием созданных учащимися конструкций, принципов сборки и программирования. Это позволит им исследовать дополнительные законы тяги.

Кроме того, попросите учащихся провести дополнительное исследование и сравнить силу своих роботов, соревнуясь в конкурсе по перетягиванию каната. Готовьтесь к азартной игре!

Ошибочные представления
Учащиеся могут полагать, что если что-то не движется, то на этот объект силы не действуют. Хорошим примером может послужить попытка перемещения автомобиля, стоящего на ручном тормозе. Поскольку автомобиль не двигается, учащиеся думают, что никакая сила на него не действует, но она есть. С научной_

В помощь преподавателю

Учащиеся смогут:
изучите, что такое силы, и как они заставляют предметы перемещаться;
создадите и запрограммируете робота для изучения результатов действия уравновешенных и неуравновешенных сил на движение предметов;
подготовите отчёт и представите свои выводы о силах.

Мы начинаем серию публикаций про конструкторы Lego WeDo. Сегодня первая часть — обзор базового и ресурсного наборов, основные характеристики и возможности платформы.

Робототехника для начинающих

Lego Education WeDo позиционируется как образовательная робототехническая платформа для детей от 7 лет. На самом деле конструкторы можно использовать и раньше (об этом будет отдельная вторая часть нашего мини-сериала).

Что в коробках этих лего-наборов и чему можно научить мальчиков и девочек младше 10 лет? В основе конструктора WeDo фирменная база Lego System — кирпичи с шипами, с которыми современные дети, как правило, знакомятся очень рано. К ним добавлены датчики и USB-коммутатор для подключения к компьютеру и оживления создаваемых конструкций.

Конструктор выпускается в двух версиях — базовой и ресурсной.

Перворобот Lego WeDo

Базовый набор Lego WeDo называется также Перворобот. В нем содержатся:

USB-коммутатор,
мотор,
датчик расстояния,
датчик наклона,
158 строительных элементов.

Набор выпускается в пластиковом ящике с крышкой, что конечно очень удобно для хранения мелких деталей.

Базовый набор Lego WeDo

Лего-кирпичики в наборе яркие и разноцветные: красные, желтые, зеленые и белые. Часть деталей и датчики традиционных для Mindstorms серых цветов. (На фото детали обоих наборов).

Разноцветные кирпичики Lego WeDo

В наборе нет полноценного контроллера. Управление моторами и датчиками осуществляется через USB-коммутатор с помощью программного обеспечения, которое выполняется на компьютере.

Датчик расстояния позволяет обнаружить объекты на расстоянии до 15 см, соответственно можно запрограммировать выполнение каких-либо действий при наступлении этого события. Например, чтобы машинка при обнаружении препятствия не сталкивалась с ним, а ехала в обратную сторону.

Датчик наклона различает шесть положений: «носом вверх», «носом вниз», «на левый бок», «на правый бок», «нет наклона» и «любой наклон». На каждое такое событие можно задать свое действие.

Через USB-порт компьютера подается питание на моторы, а также осуществляется обмен данными между датчиками и компьютером.

USB-коммутатор, мотор, датчики Lego WeDo

Таким образом, построенные с Lego WeDo модели не являются автономными роботами, для их работы требуется компьютер. Но зато такой подход позволяет снизить стоимость конструктора.

Совет от Занимательной робототехники: лучше купить длинный USB-удлинитель, чтобы ребенок мог играть с созданными роботами на полу (на расстоянии от компьютера).

Состав ресурсного набора Lego WeDo

Ресурсный набор WeDo приобретается дополнительно к базовому и расширяет его технические и образовательные возможности. Этот набор не содержит электроники, зато в него входят 326 дополнительных элементов. Обойтись без него вполне можно, но количество моделей, которые можно построить, имея обе версии, значительно возрастает.

Ресурсный набор Lego WeDo

Строительные элементы в этом наборе — это не только кирпичики, но и различные структурные детали, шестеренки и роторы, колеса и оси, соединительные и поворотные звенья, резинки. Вот такие колеса, например, входят в набор:

Колеса Lego WeDo

Ресурсный набор также продается в удобном пластмассовом контейнере с крышкой:

Ресурсный набор Lego WeDo

Каких роботов можно создать с Lego WeDo

Из конструктора можно создавать разные модели, как по инструкциям Lego, так и придумывая самостоятельно. В форме игры можно знакомиться с различными механизмами и даже учиться проектировать.

Из базового набора Lego предлагает собрать 12 моделей (4 темы, по 3 модели на каждую тему).

«Танцующие птицы», «Умный волчок», «Обезьянка-барабанщик» — модели темы «Удивительные механизмы».

«Голодный крокодил», «Рычащий лев», «Летящая птица» — модели темы «Дикие животные».

«Нападающий», «Вратарь», «Веселые болельщики» — модели темы «Игра в футбол».

«Спасение самолета», «Большое бегство», «Лодка на бурном море» — модели темы «Приключения».

Приобретение ресурсного набора существенно расширяет возможности. С ним дополнительно можно собрать проекты: «Кран», «Колесо обозрения», «Дом и машина» и другие.

Программирование Lego WeDo

Программная среда Lego Education WeDo (Lego Education WeDo Software) графическая. В ней не нужно писать код — только drag-and-drop перетаскивание блоков. Это, безусловно, более понятный формат программирования для детей — начинающих робототехников.

Программирование в среде Lego WeDo

Программное обеспечение Lego Education WeDo создано на основе LabVIEW. Возможность создания циклов, ветвлений присутствует. Конечно, нет никаких массивов и сложной математики. Этакое введение в программирование в форме игры.

Программирование с Lego WeDo

Программное обеспечение не входит в базовый набор, его нужно приобретать отдельно. Если в процессе обучения будет использоваться один компьютер, требуется приобрести лицензию на одно рабочее место. Использовать программное обеспечение на всех компьютерах учебного заведения позволяет многопользовательская лицензия.

Upd. 16.03.2017: С января 2017 года все программные продукты и методические материалы LEGO Education стали распространяться бесплатно. Их можно скачать с сайта LEGO Education.

Программное обеспечение Lego WeDo

Совет от Занимательной робототехники: можно использовать и ПО сторонних производителей. Например, Скретч, который бесплатен и открывает пользователям больше возможностей. Правда, он немного сложнее для освоения.

Учебные материалы Lego Education WeDo

Лего традиционно отличается не только качественной механикой конструкторов, но и проработанными методическими материалами.

Используя созданные Lego Education учебные материалы, можно не только научить детей собирать модели по инструкции, но и дать знания из многих областей. Например, тема «Удивительные механизмы» знакомит детей с механикой. Ученики изучают ременные, зубчатые, кулачковые передачи, рычаги. На занятиях темы «Дикие животные» дети «оживляют» игрушки с помощью датчиков. Тема «Игра в футбол» посвящена изучению математики. Тема «Приключения» развивает языковые навыки. Разработанные Lego Education занятия используют проектный формат учебной деятельности.

Комплект занятий и книга учителя входят в состав программного обеспечения. Для занятий с детьми старше 8 лет можно дополнительно приобрести методические материалы, содержащие усложненные задания.

Upd. 16.03.2017: С января 2017 года методические материалы LEGO Education стали распространяться бесплатно. Их можно скачать с сайта LEGO Education.

Комплект учебных проектов Lego WeDo 8+

На сайте Lego есть цитата Митча Резника, профессора педагогики, директора Педагогической медиалаборатории Массачусетского технологического института:

LEGO Education WeDo служит отличной платформой для развития у учеников ключевых навыков XXI века, являясь несомненно лучшей робототехнической системой для начальной школы.

Где купить и сколько стоит Lego WeDo

Рекомендованные Lego Education цены: базовый набор 9500 рублей, ресурсный — 4100 рублей, однопользовательская лицензия ПО — 7000 рублей, многопользовательская — 19 300 рублей.

Для образовательных учреждений чаще всего действуют специальные условия.

В следующей серии…

Мы решили попробовать освоить конструктор Lego WeDo с ребенком 3,5 лет. Что из этого вышло, а также ответ на вопрос, стоит ли покупать WeDo для домашнего использования, читайте в следующей части.

Александр С. Гагарин

14 комментариев к статье “Робототехника для малышей с Lego WeDo. Часть 1: обзор и возможности”

В нашем центре мы преподаём робототехнику уже для детей с 4 лет (в качестве эксперимента) на базе конструктора Lego Education WeDo. Дети такого возраста хорошо находят и классифицируют нужные детали, могут собрать простые конструкции. Проблема возникает при сборке, где для соединения деталей надо приложить некоторое усилие (например, два блока соединяются двумя соединительными штифтами с втулками) — это связано со слабо развитой костной и мышечной системой рук (согласно возрастной физиологии). В программировании тоже минус — так как никакого чёткого осмысления в этом возрасте нет (по определению логических связей и умении ими оперировать), так как в возрасте от 3 лет, согласно методическим рекомендациям, начинаются занятия на развитие когнитивного мышления, мелкой моторики, наглядно-образного мышления (всё это развивается в детском саду или детских центрах, или дома при интенсивном участии родителей). И в ходе этих занятий, в среднем, только к 5 годам уже сформировывается фундамент в физическом и умственном развитии. Как раз для сравнения ребёнок 5 лет к такому конструктору уже подходит осмысленнее, возникает сильный интерес в графическом программировании, доминирует также и исследовательская часть. По нашему опыту — минимальный порог 5 лет. Все говорят что данный конструктор только для малышей — это не так, он и для взрослого поколения тоже полезен…

У знакомых ребенок (5 лет) занимается в кружке с леговиду, им очень нравится. Я решила попробовать позаниматься дома, посмотрим что из этого выйдет))

В прошлой серии мы писали о составе и возможностях лего-наборов WeDo, сегодня тест-драйв. Знакомьтесь, это Альберт. Ему три с половиной года, с лего-кирпичиками разных размеров знаком, как и большинство детей его возраста. Поскольку Альберт с рождения живет среди разговоров о роботах, часто ходит на робототехнические мероприятия и часто «помогает» нам что-то мастерить, мне кажется, он считает себя вполне уже состоявшимся робототехником и с роботами он на «ты».

Альберт, «Занимательная робототехника»

Новые коробки с базовым и ресурсным наборами Lego WeDo ребенок встретил с большим воодушевлением.

Будем роботов строить! Балка, ось, шестеренка, мотор,

— повторяет за мной Альберт. Он только что познакомился с названиями деталей. Образовательный процесс пошел.

Будем строить роботов!

Lego WeDo: конструирование и первое программирование

Из конструктора можно создавать разные модели роботов. У Lego достаточное количество методических материалов, но можно проектировать и самостоятельно. Строго говоря, это конечно не роботы, в наборе нет полноценного контроллера и программа выполняется на компьютере, транслируя управляющие сигналы через USB-коммутатор. Только ребенку говорить об этом не стоит, чтобы не погасить энтузиазм. Указывая на коммутатор, я сказал, что это настоящий контроллер, электронный мозг, и его мы будем программировать, используя ноутбук.

Ноутбук нужен, чтобы программировать робота

Еще до того как я показал картинки стандартных WeDo-проектов, Альберт настроился строить «машину-робот-гонку» (что означает гоночная машина-робот). Поэтому мы принялись собирать не самый простой проект «Дом и машина». Конечно, сам собрать модель по инструкции ребенок такого возраста бы не смог, но вместе мы справились. Я старался по максимуму ничего не трогать руками, а только показывать, что и как нужно соединить.

«Возьми ось, здесь нужно поставить втулку…», — пока Альберт собирал, выучил многие детали. Стоит отметить, что детали, названия которых я не знал точно и обозначил как «вот эта желтая штука», ребенок до сих пор путает. А те, что сразу были названы правильно, — нет. Я не думаю, что это совпадение. Дело в том, что для детского образного мышления первая эмоциональная реакция формируют сильную связь. Если предмет, его образ ребенку сильно понравился (или наоборот сильно не понравился), то, как бы его не назвал взрослый, это хорошо запомнится. Лучше это использовать и называть деталь с первого раза правильно. Поэтому, я быстро решил придерживаться правила: если не знаешь название, лучше не сочинять, а еще сильнее разогреть интерес к детали и ее названию. Например, сказать: «Какая интересная деталь! Интересно, как она называется? Сейчас посмотрим». А потом вместе удовлетворить любопытство, прочитать и сообщить правильное название. Конечно, с ребенком в первую очередь нужно играть, а не зацикливаться на зубрежку. В форме игры можно и выучить названия деталей, и научиться конструированию.

Собираем Lego WeDo

Чтобы собранная машинка или другая модель «ожила», нужно подсоединить USB-коммутатор к компьютеру, составить и запустить программу. Видимо где-то в этот момент у детей и просыпается любовь к программированию. Ведь без этого здесь ничего не работает! Пока я устанавливал программное обеспечение, юный робототехник радостно повторял:

Да, правильнее было все установить заранее — ребенку нужен быстрый результат.

Программная среда Lego Education WeDo Software графическая. В ней не нужно писать код, только drag-and-drop перетаскивание блоков. Конечно, это единственный возможный формат программирования для детей до 7 лет.

Графическая среда Lego Education WeDo Software

Важное достоинство программной среды мне помог открыть Альберт. Когда мы составили программу для машинки, я увидел, что ребенок явно ожидал чего-то большего. Ехать вперед, если датчик «видит» препятствие — ехать назад, потом снова вперед. Такой скукотой сложно удивить современного малыша. Обычная машинка, которая катается туда-сюда. Для него в этом нет ничего удивительного. Дело не в том, что собрана модель с одним мотором и машинка не поворачивает. Это нисколько не беспокоило ребенка, дело в другом. Очевидно было, что он ждал «настоящего программирования», драйва, явного эффекта от действий за ноутбуком. Ему же было декларировано, что это робот, а не просто машинка. Разочарование было где-то рядом…

Но тут мы добавили в программу звуковой сигнал. Это и есть важнейшее, на мой взгляд, достоинство среды программирования Lego WeDo. Я не про наличие команды издать звук, которая есть в любой среде, а про сами звуки. Они детские и хорошо подобраны. Робот «ожил». Теперь срабатывание датчика было очевидно по «трах-бабах» или реву аллигатора. Мы перебрали все звуки, и почти от каждого Альберт приходил в восторг. Но, главное, что он явно начал улавливать связь между срабатыванием датчика и выполнением команды.

Таким образом, я сделал вывод, что даже такое псевдопрограммирование с 3,5-летним ребенком может иметь смысл. Альберт начал понимать, где начало программы и как ее запустить, как выключить программу, осознал, что для того, чтобы у робота что-то задвигалось, надо подать с ноутбука команду. Забавно, но именно звуки стали главной мотивацией на этом этапе.

Юный конструктор потрудился на славу. Жарко может стать, даже когда работаешь головой.

У детей до 10 лет преобладает мышление образами, для них важны эмоции, которые нужно создавать. Мне кажется, любое действие в программе лучше сопроводить отдельным звуком. Кстати, когда я поставил случайный звук, это стало раздражать ребенка. Это не здорово, если между действиями робота и звуками, которые он издает, связь не понятна.

За ходом выполнения программы можно наблюдать на мониторе, но это оказалось полезно только мне, а моего ученика интересовало мало. С ребенком постарше можно уже изучать процесс отладки и анализировать, почему программа работает не верно. Но это пока не наш случай.

Тот факт, что игрушка работает только с подключенным USB-кабелем, малыша нисколько не смущал. Выручал удлинитель USB, который позволял не быть привязанным к ноутбуку слишком близко и играть на расстоянии. Удлинитель также иногда выполнял роль поводка.

Возраст для занятий с Lego WeDo

Lego Education декларирует, что конструкторы WeDo предназначены для занятий с детьми от 7 лет, а с 10 лет следует переходить на Lego Mindstorms.

Мы полагаем, что вполне можно начинать занятия с учениками года на 2-3 младше, чем рекомендует производитель. Если ребенок уже не тянет мелкие детали в рот, то почему бы не попробовать? Занятия с конструкторами Lego WeDo для детей младше 7 лет проводят многие центры дошкольного образования (выберете при поиске платформу «Lego WeDo»).

Научился сам — зови друзей

Конечно с малышами могут возникать сложности, и не только с программированием. Но в любом случае такие занятия очень полезны и прививают ценные знания и умения. Подобные уроки для многих могут стать хорошей подготовкой к более серьезным занятиям робототехникой в будущем.

В нашем центре мы преподаем робототехнику уже для детей с 4 лет (в качестве эксперимента) на базе конструктора Lego Education WeDo. Дети такого возраста хорошо находят и классифицируют нужные детали, могут собрать простые конструкции. Проблема возникает при сборке, где для соединения деталей надо приложить некоторое усилие. Например, два блока соединяются двумя соединительными штифтами с втулками. Это связано со слабо развитой костной и мышечной системой рук согласно возрастной физиологии. В программировании тоже минус, так как никакого четкого осмысления по определению логических связей и умении ими оперировать в этом возрасте нет.

В возрасте от 3 лет, согласно методическим рекомендациям, начинаются занятия на развитие когнитивного мышления, мелкой моторики, наглядно-образного мышления. Все это развивается в детском саду, детских центрах или дома при интенсивном участии родителей. В ходе этих занятий, в среднем только к 5 годам сформировывается фундамент в физическом и умственном развитии. Ребенок 5 лет к такому конструктору уже подходит осмысленнее, у него возникает сильный интерес к графическому программированию, доминирует также и исследовательская часть. По нашему опыту — минимальный порог 5 лет.

Все говорят, что данный конструктор только для малышей — это не так, он и для взрослого поколения тоже полезен,

— говорит Корягин Андрей, преподаватель робототехники детского центра ПифаГрад, г. Воронеж.

Не могу не согласится с тем, что занятия с конструктором Lego WeDo полезны и взрослым. Правда, судя по таким фото в Интернете, взрослым они даются сложнее, чем малышам :)

При обучении детей старше 10-12 лет лучше применять другие конструкторы, которые открывают перед учениками более широкие возможности.

Опираясь на собственный опыт, могу сказать, что конструктор Lego WeDo ограничен в наборе используемых инструментов. Он полезен на уровне понимания основ программирования и конструирования, но только до определенного момента. Его возрастные рамки можно ограничить возрастом 8 класса, а в более старшем возрасте, как мне кажется, его использование неприемлемо, так как он ограничивает кругозор.

— говорит Александр Ефимов, руководитель сборной Новосибирского государственного университета по робототехнике.

Заниматься с Lego WeDo дома или в секции?

Можно ли заниматься с Lego WeDo дома самостоятельно? Наш ответ: конечно, да. Но будьте готовы, что это потребует от вас определенных усилий и хотя бы небольшой предварительной подготовки. Т.е. не получится просто выдать игрушку ребенку и оставить его на пару часов. Впрочем, покупая Lego WeDo домой, вы конечно особо ничем не рискуете — вряд ли набор останется не при делах. В крайнем случае ребенок будет использовать его просто для лего-конструирования, а не для начальных шагов в робототехнику и программирование.

Если вам нравятся возможности Lego WeDo, но по каким-то причинам вы не можете осваивать его дома — выбирайте детский сад, где есть дополнительные занятия по робототехнике (как правило это будет WeDo или Huna-MRT), или соответствующую секцию. Кружки робототехники удобно выбирать с помощью нашего каталога кружков (выберете свой регион и платформу WeDo). Безусловно, кружок робототехники обеспечит более систематическое обучение и (хочется верить) специально подготовленных педагогов.

С Lego WeDo можно заниматься дома

Где купить и сколько стоит Lego WeDo

В следующей серии…

А что, если попробовать Lego Mindstorms для ребенка 3,5 лет? Нужен ли вообще конструктор Lego WeDo? В следующей серии сравниваем различные платформы.

«Занимательная робототехника» с Lego WeDo

Цены приведены на день выхода статьи.

12 комментариев к статье “Робототехника для малышей с Lego WeDo. Часть 2: личный опыт”

3,5 — рановато все-таки, хотя дети разные

Спасибо за интересный материал. Я занимаюсь с ребенком дома с lego wedo. Нам нравится, правда только-только начала, поэтому ищу все материалы на эту тему. основная проблема — усидчивость, не хочет (не может) сын столько усидеть. А если растягивать сборку на несколько заходов — тоже плохо. Что посетуете?

а лет ребенку сколько?

Анна, это тот случай, когда советы давать намного легче, чем их реализовывать, но тем не менее, попробуйте:
1. Максимально все подготовить заранее, чтоб с ребенком вам не приходилось ждать поиска usb подлиннее, загрузки компьютера, установки ПО и т.п.
2. Выбирайте для начала максимально простые модели, где можно за короткое время достичь результата.
3. Можно не говорить сразу, что робота надо «оживлять». Т.е. первую цель ставим — собрать модель. Собрали — убрали. На следующий день — уже программирование.

Анна, дети бывают разные, всё зависит в какой атмосфере он развивался до этого (говорю вам как педагог). Какие у него были игрушки в раннем детстве (сюжетные или конструкторские (логические))? Как часто родители читали ребёнку и рассуждали о смысле прочитанного? Что у вас преобладает в доме — книги (научные, энциклопедии, познавательные), различные наборы конструкторов (начиная с советского периода, когда родители в них играли и заканчивая современными), инструменты (папа или мама занимается разбирается в электрике, столярном деле и т.д.), научные измерительные приборы (один из родителей или оба связаны так или иначе с инженерной профессией, научной или аналитической). Вспомните как вы объясняли мир отвечая на вопросы ребёнка (вы применяли уменьшительно — ласкательные слова всегда или почти всегда, избегали прямого ответа, отнекивались или разговаривали с ним на правильном языке как почти взрослым (конечно в умеренных количествах))? Вы разрешали ребёнку разбирать его игрушки? Как часто вы в семье вместе собирались и играли (собирали конструкции, играли в логические игры)? Вроде бы вопросы не относятся прямо на ваш вопрос, но это совсем не так. Об этом писал Дистервег, Джон Локк, Ушинский. В зависимости как проходило воспитание формировалась личность ребёнка и его поведенческие навыки в общении с другими людьми. Отсюда: либо ребёнку интересно создавать сложные конструкции, ему нравиться создавать сложные логические операции или же он как говорят «ушёл в детство» все игры сводятся к сюжетно-ролевым (ему не интересно программировать и собирать сложные конструкции по инструкции, а он сам хочет построить своё простое,но красивое (и пусть это будет домик, или площадка на которой играют дети — зато это будет сделано красиво и эстетично с большей долей фантазии). Поэтому сначала после первой сборке с ребёнком предложите ему волю в творчестве на какое то время (например, усложнить конструкцию, построить дополнение к ней и т.д. — тут не важен сам вопрос, тут важно, что будет делать ребёнок при этом). Я так думаю что ребёнок у вас выберет второе направление — эстетически-сюжетное. Он вам будет собирать многое, но не по инструкции. Если так то попросить рассказать о том что он собрал,зачем это и т.д. Вы можете развивать конструкцию ребёнка достаточно долго и в конце концов придёте и к программированию, но делать это придётся постепенно… Как есть фраза: Педагоги — это хирурги человеческих душ (так как находятся среди детей,которые станут взрослыми)

Читайте также: