Робототехника лего для начинающих программирование

Обновлено: 24.04.2024

Потому что программирование открывает мир безграничных возможностей. Мы могли бы этим ограничиться, потому что это самый быстрый ответ. Но если вы продолжите читать, то мы расскажем о своем открытии: что происходит, когда дети учатся программировать через игру!

Взгляните на возрастные маркировки на приведенных ниже наборах, чтобы найти идеальный набор для возраста и уровня навыков вашего ребенка.

Избранные наборы

Робот-изобретатель

Базовый набор LEGO® Education SPIKE™ Prime

Набор LEGO® Education BricQ Motion Prime

Набор LEGO® Education BricQ Motion Старт

Программирование роботов LEGO® для детей

Спросите своего ребенка, что бы его игрушка-робот делала, и мы гарантируем, что ответ вас или рассмешит, или удивит, или приведет к оживленной дискуссии о том, что делает людей людьми, а роботов роботами, или все вместе. Набор для сборки роботов — это классный способ для мальчиков и девочек построить и запрограммировать свою версию того, как робот должен выглядеть и действовать. (Вам не обязательно говорить, что это тоже образование.) Он может быть симпатичным, классным, опасным, полезным, смешным или даже акробатическим. Это забавный проект, над которым они могут работать в качестве хобби, в одиночку, с друзьями или с вашей помощью. Возможности безграничны.

Кто может учиться программированию c игрушками LEGO®?

Учиться программированию с этими наборами LEGO® может кто угодно. У вас очень хорошие предпосылки, если вы любопытны и игривы по своей природе — как дети. На самом деле, это единственные базовые навыки, необходимые для начала экспериментов по программированию.

Keep them learning at home

For the first time ever, the award-winning LEGO® Education line is now available for home learning. These products use bricks, programming tools, and supporting lesson plans to help kids develop their communication, creativity and critical thinking-skills in a fun and exciting way.

Какую пользу приносит детям изучение программирования?

Программирование может спровоцировать и стимулировать желание и способность вашего ребенка сочетать свое чувство логики с интуицией. Дети сразу же распознают это как инструмент для тестирования своего творческого потока вопросов и идеи «что произойдет, если я это сделаю?».

Когда ваш ребенок учится программировать робота на компьютере, планшете или другом экране, это не просто потраченное время. Это активное участие и развивающая деятельность, которая в процессе учит их ценным жизненным навыкам:

Знаете ли вы, что изучение языка и структуры программного кода — например, HTML, — очень похоже на изучение другого языка? Навыки, которые ваш ребенок узнает из программирования, могут быть непосредственно применены к изучению правил грамматики и синтаксиса других языков!

Организационные навыки и навыки решения проблем

Когда вы поднимаете руку со стаканом молока ко рту, вы не задумываетесь над тем, как вы это делаете. Когда дети пытаются запрограммировать действия робота или компьютерной программы или игры, они учатся идентифицировать все отдельные шаги, которые при объединении приводят к длинному путешествию. Они учатся предвидеть препятствия, находить творческие обходы или добавлять неожиданные детали, которые прибавляют опыт. Мы не можем пообещать, что если они сегодня успешно создадут робота, который поднимает стакан молока, то через 20 лет они отправят ракету на Марс, но они совершенно точно могут попробовать!

Любопытство, творчество и уверенность

Дети могут создать логово злодеев, ракету или кукольный дом из картонной коробки и мелков. Представьте себе, что они могут сделать с кодом! Дети находят творческие способы использовать то, что им нужно, чтобы создать что-то новое. Если они хотят запрограммировать список воспроизведения, оживить животное или робота LEGO® или даже создать новую игру, они могут использовать строительные блоки кода, чтобы создавать свои собственные уникальные игрушки, гаджеты или интересные истории для игр с друзьями. Это очень здорово.

Более уверенное будущее со STEM

Кем бы ни хотел стать ваш ребенок — врачом, шофером больших грузовиков, шеф-поваром или художником, — скорее всего он будет работать в рамках одной или нескольких дисциплин STEM: наука, технологии, принципы конструирования и математика. Ему не обязательно быть экспертом в STEM — одно лишь изучение основ программирования может дать ему гораздо более глубокое понимание технологий, с которыми он будет работать, а также инструменты, необходимые для улучшения рабочего процесса в своей области.

Как дети учатся программировать с игрушками LEGO®?

Для детей игра — лучший способ изучить что-то новое. То же самое касается программирования. Вот как вы можете начать с веселыми, простыми или даже сложными программами с помощью правильных игрушек LEGO® для девочек и мальчиков всех возрастов.

LEGO® BOOST — программируемые роботы и игрушки для детей в возрасте от 7 до 12 лет

Набор для конструирования и программирования LEGO® BOOST (17101) — это увлекательная игрушка для игры дома. Она поставляется с инструкциями по строительству пяти разных моделей роботов. В бесплатном приложении для программирования вы найдете инструкции для базовых фреймов, которые позволят ребенку построить любого робота или механическую машину, которую он только может себе представить!

LEGO MINDSTORMS® для детей в возрасте от 10 лет

LEGO® MINDSTORMS® — это набор для сборки, перестройки, программирования и управления семнадцатью роботами LEGO! Бесплатные программы и приложения позволяют подключить роботов к компьютерам, планшетам или смартфонам.

LEGO® Education WeDo 2.0 для дошкольного обучения, начальной и средней школы

LEGO® Education WeDo 2.0 — это серия обучающих наборов, разработанная в качестве инструмента для учителей для проведения увлекательных уроков для учащихся в программах дошкольного обучения, а также в начальной и средней школе.

Нужна помощь с игрушками для программирования LEGO®?

Не хватает деталей? Вы потеряли инструкции по сборке? У вас есть вопросы о функции, приложении или элементе вашей игрушки для программирования? Дружелюбные сотрудники службы поддержки клиентов LEGO® (среди которых нет роботов) будут рады вам помочь!

Роза Бурганиева, преподаватель робототехники АНО «ЦПИТ «Открытая аудитория» и автор видеоблога «LEGO WeDo 2.0 Для учителей», рассказывает, как на занятиях робототехники с конструкторами LEGO научить младших школьников программировать, а не зацикливаться на конструировании.

Многие учителя робототехники говорят, что LEGO не совсем подходит для обучения детей программированию. Не верьте сразу на слово. Вспомните про блок-схемы, которые вы сами когда-то проходили в школе на информатике. А теперь давайте вместе попробуем «переложить» их на проекты LEGO WeDo 2.0.

По своей первой профессии я – учитель английского языка, но так сложились звезды, что мне посчастливилось познакомиться с лего-робототехникой, и уже 3 года я получаю удовольствие от того, что собираю с учениками роботов.

В первый год работы с LEGO WeDo 2.0 я, в основном, занималась тем, что ловила постоянно падающих со стола роботов, учила ребят работать в команде и подолгу рассматривала собранные конструкции.

На второй год я заскучала. Собирать модели и программировать по образцу стало уже неинтересно. Захотелось новенького. И я решила перенести акцент занятий с конструирования на программирование.

К сожалению, на тот момент я не нашла в интернете готовых рекомендаций, как научить младшего школьника программировать. Зато несколько раз наткнулась на изображение блок-схем, которые сама изучала когда-то школе. И тут меня озарило! Я буду учить ребят программировать, используя блок-схемы.

Блок-схема – последовательность действий, записанная в виде геометрических фигур, где любое действие оформляется в виде прямоугольника, условие – в виде ромба, данные – в виде скошенного прямоугольника.

Таким образом, я оформила команды в ламинированные таблички и стала потихоньку приучать ребят к составлению блок-схем до кодирования.

Более подробно о том, как использовать блок-схемы при работе с Lego WeDo 2.0, вы можете узнать из видео на моем канале.

Удивительно, буквально на днях, одна из подписчиц, тоже лего-робототехник, посмотрев это видео, оставила комментарий, что теперь она знает, как заниматься на WeDo 2.0 дистанционно. Попозже узнаю, как идут ее занятия WeDo-онлайн.

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

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

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.

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)

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.

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

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))

Привет, Хабр! Мы уже рассказывали о платформе LEGO MINDSTORMS Education EV3. Основные задачи этой платформы — обучение на практических примерах, развитие навыков STEAM и формирование инженерного мышления. В ней можно проводить лабораторные работы по изучению механики и динамики. Лабораторные стенды из кубиков LEGO и утилиты по регистрации и обработке данных делают опыты еще интереснее и нагляднее и помогают детям лучше понять физику. Например, школьники могут собрать данные о температуре плавления и с помощью приложения систематизировать их и представить в виде графика. Но это только начало: сегодня мы расскажем, как дополнить этот набор средой программирования MicroPython и использовать его для обучения робототехнике.

Учим программированию с помощью EV3

Современные школьники хотят видеть красочный результат. Да, им скучно, если программа выводит в консоль числа, и они хотят рассматривать цветные графики, диаграммы и создавать настоящих роботов, движущихся и выполняющих команды. Обычный код тоже кажется детям слишком сложным, поэтому обучение лучше начинать с чего-нибудь полегче.

Базовая среда программирования EV3 создана на основе графического языка LabVIEW и позволяет задавать алгоритмы для робота визуально: команды представлены в виде блоков, которые можно перетаскивать и соединять.

Такой способ хорошо работает, когда нужно показать, как строятся алгоритмы, но он не подходит для программ с большим количеством блоков. При усложнении сценариев необходимо переходить на программирование с помощью кода, но детям трудно сделать этот шаг.

Здесь есть несколько хитростей, одна из которых — показать, что код выполняет те же задачи, что и блоки. В среде EV3 это можно сделать благодаря интеграции с MicroPython: дети создают одну и ту же программу в базовой среде программирования с помощью блоков и на языке Python в Visual Studio Code от Microsoft. Они видят, что оба способа работают одинаково, но кодом решать сложные задачи удобнее.

Переходим на MicroPython

Среда EV3 построена на базе процессора ARM9, и разработчики специально оставили архитектуру открытой. Это решение позволило накатывать альтернативные прошивки, одной из которых стал образ для работы с MicroPython. Он позволяет использовать Python для программирования EV3, что делает работу с набором еще ближе к задачам из реальной жизни.

Чтобы начать работать, нужно скачать образ EV3 MicroPython на любую microSD-карту, установить ее в микрокомпьютер EV3 и включить его. Затем нужно установить бесплатное расширение для Visual Studio. И можно приступить к работе.

Программируем первого робота на MycroPython

На нашем сайте есть несколько уроков для освоения базовых понятий робототехники. Модели на EV3 знакомят детей с азами, которые используются в самоуправляемых автомобилях, заводских роботах-сборщиках, станках с ЧПУ.

Мы возьмем для примера чертежную машину, которую можно научить рисовать узоры и геометрические фигуры. Данный кейс является упрощенным вариантом взрослых роботов-сварщиков или фрезеровщиков и показывает, как можно использовать EV3 совместно с MicroPython для обучения школьников. А еще чертежная машина может разметить отверстия в печатной плате для папы, но это уже другой уровень, требующий математических расчетов.

Для работы нам понадобятся:

базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3;
большой лист клетчатой бумаги;
цветные маркеры.

Сначала инициализируем библиотеку модулей EV3:

Настраиваем платформу, которая вращает ручку как мотор в порте B. Задаем передаточное отношение двухступенчатой зубчатой передачи с количеством зубьев 20-12-28 соответственно.

Настраиваем подъемный механизм для ручки как мотор в порте C:

Настраиваем гироскоп, измеряющий угол наклона ручки, в порте 2:

Настраиваем цветовой датчик в порте 3. Датчик используется, чтобы определять белую бумагу под чертежной машиной:

Настраиваем датчик касания в порте 4. Робот начинает рисовать, когда датчик нажат:

Определяем функции, которые поднимают и опускают ручку:

Определяем функцию для поворота ручки на заданный угол или до определенного угла:

Если целевой угол больше, чем текущий угол гироскопического датчика, продолжаем движение по часовой стрелке с положительной скоростью:

Если целевой угол меньше, чем текущий гироскопического датчика, то двигаемся против часовой стрелки:

Останавливаем вращающуюся платформу, когда целевой угол будет достигнут:

Устанавливаем начальное положение ручки в верхнем положении:

Теперь идет основная часть программы — бесконечный цикл. Сначала EV3 ожидает, когда датчик цвета обнаружит белую бумагу или синюю стартовую клетку, а датчик касания будет нажат. Затем он рисует узор, возвращается в исходное положение и повторяет все заново.

Когда устройство не готово, светодиоды на контроллере принимают красный цвет, и на ЖК-экране отображается изображение «палец вниз»:

Дожидаемся, когда датчик цвета считает синий или белый цвет, устанавливаем цвет светодиодов зеленым, отображаем на ЖК-экране изображение «палец вверх» и сообщаем, что устройство готово к работе:

Дожидаемся нажатия датчика касания, присваиваем гироскопическому датчику значение угла 0 и начинаем рисовать:

Поднимаем держатель ручки и возвращаем его в исходное положение:

Вот такая несложная программа у нас получилась. И теперь запускаем ее и смотрим на робота-чертежника в деле.

Что дают такие примеры

EV3 — это инструмент для профориентации в рамках профессий STEM и точка входа в инженерные специальности. Так как на нем можно решать практические задачи, дети получают опыт технических разработок и создания промышленных роботов, учатся моделировать реальные ситуации, понимать программы и анализировать алгоритмы, осваивают базовые конструкции программирования.

Поддержка MicroPython делает платформу EV3 подходящей для обучения в старших классах. Ученики могут попробовать себя в роли программистов на одном из самых популярных современных языков, познакомиться с профессиями, связанными с программированием и инженерным проектированием. Наборы EV3 показывают, что писать код — это не страшно, готовят к серьезным инженерным задачам и помогают сделать первый шаг к освоению технических специальностей. А для тех, кто работает в школе и связан с образованием, у нас подготовлены программы занятий и учебные материалы. В них детально расписано, какие навыки формируются при выполнении тех или иных задач, и как полученные навыки соотносятся со стандартами обучения.

Читайте также: