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Bildungslösungen LEGO Education. Was können Ihre Kinder aufwachsen?



Die Implementierung verschiedener Programme zur Entwicklung von Fähigkeiten für Studenten erfolgt in allen Ländern der Welt. In den Eingeweiden der einzelnen Bildungsministerien denken sie zunehmend darüber nach, wie sie Schüler, die in der modernen technologischen Welt leben können, ausbilden und ihr universelles Wissen und Können entwickeln können, das im sich schnell verändernden 21. Jahrhundert gefragt sein wird. Große Unternehmen - Microsoft, Intel, Google, IBM, die LEGO Group und andere - entwickeln Bildungsprogramme für Schulen und „Kreise“ junger Techniker, um einen wesentlichen Beitrag zur Verbreitung dieses Themas zu leisten. Fortgeschrittene Lehrer und Universitätsprofessoren lernen aus ihren Kursen und beziehen relevante Entwicklungen in ihre Klassen ein. Bevor jedoch Regierungsstrukturen miteinander verbunden werden, werden alle diese Aktivitäten ungleichmäßig und spontan ausgeführt.

Der Prozess wird strukturierter nach Koordination mit dem staatlichen Bildungssystem, dem Aufkommen von Spezialkursen für Lehrer, der Einführung von Klassen in Schulen, beginnend mit Grundschulklassen. So ist beispielsweise Lego Education - sein Konzept der integrierten Ausbildung in Robotik und Programmierung wird in Bildungseinrichtungen auf der ganzen Welt, einschließlich Russland, umgesetzt.

Unternehmensmission


Die Mission der LEGO Gruppe ist es, die „Baumeister“ von morgen zu inspirieren und zu entwickeln. LEGO Education sieht seine Mission etwas anders: Wir entwickeln und implementieren Bildungslösungen, die den Schülern helfen, nicht nur beim Lernen, sondern auch in ihrem zukünftigen Leben erfolgreich zu sein. Andererseits verstehen wir, dass es in der Verantwortung des Lehrers liegt, bestimmte Kenntnisse mit spezifischen, messbaren Ergebnissen zu vermitteln, und die Lösungen von LEGO Education berücksichtigen diese Anforderungen natürlich.

Interessante Fakten
  • LEGO «LEG» «GODT», “ ”.
  • LEGO Group LEGO 28 1958 . LEGO System ( LEGO) , .
  • LEGO DUPLO LEGO , . .
  • , 86 LEGO!
  • 2012 45,7 LEGO 5,2 .
  • LEGO Group – , .
  • 2012 LEGO , , 18 .
  • , 40 LEGO.
  • 1978 . 4 LEGO, !
  • LEGO.
  • LEGO MINDSTORMS Education 1998 LEGO Group MIT ( ), . 2006 2013 .



WeDo 2.0


Mit den WeDo 2.0- Kits von LEGO Education können Grundschulkinder nicht nur Fächer aus dem Lehrplan lernen, sondern auch nach und nach bestimmen, was für sie in Zukunft interessant sein wird.

Lassen Sie uns näher auf die Sets selbst und ihre Fähigkeiten eingehen.

Container

WeDo 2.0-Kits werden in einem Kunststoffbehälter geliefert, in dem sowohl die Kit-Details selbst als auch die daraus montierten Roboter und Modelle bequem aufbewahrt werden können, sofern die Abmessungen dies zulassen. Der Behälter ist langlebig, was ihn vor häufigem Gebrauch und vor regelmäßigem Sturz schützt. Im oberen Fach können Sie Kleinteile aufbewahren.





Es wird davon ausgegangen, dass das Kind ein programmierbares Geländefahrzeug aus dem Basissatz zusammenbauen kann, so dass es nicht ohne Räder auskommen kann.



Das Kit selbst enthält:

  • eine Anzahl von Teilen (280 Stück) zum Zusammenbau von Robotern und Mechanismen des gewünschten Designs, die nur durch die Vorstellungskraft des Kindes (oder des Elternteils, das ihm hilft) begrenzt sind;
  • "Gehirne" des Sets - eine spezielle Steuereinheit für Sensoren und Motoren, SmartHub WeDo 2.0;
  • in der Tat Sensoren (Bewegungen und Entfernungen, Gyroskop) und ein kleiner Motor;
  • Kabel zum Anschluss von Sensoren und Motoren an das Steuergerät.




Beginnen wir mit der Hauptsache. Aus dem Gehirn dieses Sets.

SmartHub




Er ist der SmartHub WeDo 2.0. Alle Gedanken, Wünsche, Geheimnisse und Möglichkeiten des zukünftigen Roboters sind in diesem einfachen Baustein eingeschlossen. Von den verfügbaren Steuerelementen aktiviert nur die grüne Taste den Bluetooth-Pairing-Modus. Die Steuereinheit verfügt im Gegensatz zum älteren Bruder LEGO MINDSTORMS Education EV3 über kein Display. Sie können sie daher nur mit einem Tablet oder Computer mit installierter Software (iOS, Android, Windows 7, Windows 8.1, Windows 10, OS X) programmieren. . Die auf dem Foto gezeigten Eingänge dienen zum Anschließen von Sensoren und eines Motors.



Der SmartHub stellt auch über Bluetooth Low Energy (BT 4.0 und höher) eine Verbindung zu einem PC her. Es wird mit zwei normalen Fingerbatterien (AA) oder einer speziellen Batterie (separat erhältlich) betrieben.

Nach dem Einschalten des Pairing-Modus haben Sie 10 Sekunden Zeit, damit Ihr Tablet oder PC die Steuereinheit erkennt und erfolgreich eine Verbindung zu ihr herstellt.

Die Software selbst ist sehr freundlich und in der Tat ein Blockdiagramm-Designer. Unmittelbar auf der Hauptseite der Anwendung sehen Sie einen verständlichen Cartoon, der die Funktionen der Software selbst und ihre Benutzeroberfläche beschreibt und den Prozess des Kompilierens der Algorithmen ausführlich beschreibt. Alle erforderlichen Hintergrundinformationen für den Lehrer werden auf einer separaten Schaltfläche platziert, und der Projektmanager nimmt die Hälfte des Bildschirms ein, sodass Sie die aktuellen anzeigen oder einen neuen erstellen können.



Um mit dem Erstellen zu beginnen, müssen Sie ein neues Projekt erstellen. Danach öffnet sich das Programmierfenster. Hier ist es - der erste Schritt auf dem Weg eines jungen Programmierers! Um ein Programm zu erstellen, das den Roboter steuert, müssen Sie die richtige Abfolge von Flussdiagrammen erstellen, ein Programm. Jedes Element des Flussdiagramms wird durch das Symbol der entsprechenden Aktion angezeigt, sodass selbst ein Kind schnell versteht, in welcher Reihenfolge die Blöcke angeordnet werden sollten, um die erforderlichen Aktivitäten von seinem Roboter zu erhalten.



Vielleicht wird das Kind von dem Prozess der Programmierung des Roboters, der Analyse von Algorithmen und dem Studium von Flussdiagrammen fasziniert sein, dank derer der Roboter bestimmte Aktionen ausführt, sowie von der Erstellung eigener Algorithmen und Programme. Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird das Kind nach seiner Reife den Weg der Programmierung beschreiten, und die Welt wird einen weiteren hervorragenden Programmierer sehen, der sich schon in jungen Jahren für dieses Gebiet interessiert hat.

Vielleicht ist für ein Kind der Prozess des Sammelns eines Roboters aus Teilen viel interessanter, und er wählt diesen Weg - Entwerfen, Erstellen neuer Materialien, die den Anforderungen der neuen Zeit entsprechen. Übrigens ist es auch wichtig, das Team zu programmieren und aufzubauen - Kinder können Rollen und Verantwortlichkeiten verteilen. Danach beginnt jeder, an seinem Teil der Aufgabe zu arbeiten, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen und sein Fachwissen in einem bestimmten Bereich zu erweitern. Beachten Sie, dass das WeDo 2.0-Kit für zwei Kinder empfohlen wird.

Sensoren und Motoren


Gyroskop (Neigungssensor). Ermöglicht es Ihnen, die Position im Raum zu verfolgen und sicher an der Struktur befestigt zu sein. Dank dessen können Sie auch das Verhalten des Formulars „Wenn Sie sich um 45 Grad nach links drehen, schalten Sie die Motoren aus und hören Sie auf, sich zu bewegen“ oder „In einer Minute nach dem Berühren des Sensors beginnen Sie sich zu bewegen“ programmieren. Solche Teams werden besonders von den Besitzern von Katzen geschätzt.

Bewegungssensor. Es kann die Bewegung von Objekten in einem Radius von etwa 15 Zentimetern erfassen und den Abstand zu solchen Objekten bestimmen.

Der durchschnittliche Motor ist WeDo 2.0. Ohne dieses Element hätte der Roboter oder die Maschine tatsächlich Probleme hinsichtlich der Bewegung.



Die Sensoren und der Motor haben Sitze für Standardteile auf dem Gehäuse, so dass die Montage aneinander oder das zusammengebaute Design recht einfach ist. Sie werden mit den mitgelieferten Kabeln an den SmartHub angeschlossen.

Bitte beachten Sie, dass der SmartHub nur zwei Eingänge hat, sodass Sie gleichzeitig entweder 1 Sensor und 1 Motor oder zwei Sensoren verwenden können (und den bedrohlich toten Roboter bewundern können).

Da SmartHub keinen Bildschirm hat, benötigen Sie für die Programmierung des Roboters selbst einen PC oder ein Tablet. Auf den Märkten gibt es Versionen des WeDo 2.0-Programms für Smartphones unter iOS und Android, aber der Hersteller hat die Bildschirmgröße angemessen begrenzt. Beispielsweise weigert sich die Anwendung, auf dem Samsung Galaxy S7 oder iPhone 5S installiert zu werden, aber sie wird erfolgreich auf dem iPad mini 2 installiert. Nachdem Sie die Anwendung gestartet haben, verstehen Sie, warum. Denn wenn Sie immer noch ein Flussdiagramm mit Aktionen für den Roboter auf dem Tablet erstellen können, wird es auf dem Telefon viel schwieriger.



Die Software ist sehr einfach und intuitiv. Jedes Element des Flussdiagramms, das eine bestimmte Aktion des Roboters enthält (bewegen, stehen, auf Bedingungen warten, auf Messwerte vom Sensor warten usw.), ist durch ein sehr offensichtliches Symbol gekennzeichnet. Das Programm selbst ist visuell eine Kette von Elementen von Flussdiagrammen.

Nachdem Sie das Tablet mit dem SmartHub gekoppelt haben, können Sie das erstellte Programm schnell in den Speicher des Roboters laden und dessen Ausführung starten.





Wenn wir über eine Grundschule sprechen, ist ein pädagogisches Element ernster erforderlich, und der ältere Bruder von WeDo 2.0 - LEGO MINDSTORMS Education EV3 - kommt ins Spiel .

Wie WeDo 2.0 wird es in einem geräumigen, robusten Plastikbehälter geliefert.



Beginnen wir noch einmal mit dem Gehirn.

LEGO MINDSTORMS Education EV3 Mikrocomputer


Wie Sie sehen können, sieht es viel ernster aus als das SmartHub WeDo.



Hier gibt es einen Bildschirm, auf dem Sie nicht nur verschiedene Bilder anzeigen können, wenn dies gewünscht wird (oder wenn der Roboter bestimmte Befehle ausführt), sondern diese auch programmieren können, ohne eine Verbindung zu einem PC oder mobilen Geräten herzustellen. Das heißt, einfach mit sechs physischen Tasten - die Menüführung ist sehr intuitiv. Die Programmierung erfolgt durch Erstellen einer Kette von Flussdiagrammen, die jeweils zusammengestellt und im Gerätespeicher gespeichert werden können.

Der Bildschirm ist schwarzweiß ohne Hintergrundbeleuchtung.

Der Mikrocomputer selbst bestimmt den Typ des Sensors oder Motors, wenn er angeschlossen ist, kann Töne wiedergeben (es gibt einen eingebauten Lautsprecher), Bilder und verfügt über zwei eingebaute LEDs mit Steuerungsfunktion (und sie zeigen auch den aktuellen Status der Batterie an).

Apropos Ernährung.

Zum Arbeiten benötigen Sie entweder 6-Finger-Batterien (AA) oder eine spezielle Batterie für 2200 mAh, die im Kit enthalten ist.





Der Mikrocomputer kann entweder über ein Kabel (miniUSB - USB) oder über WLAN oder Bluetooth mit einem PC verbunden werden, was für jeden bequemer ist.



DCBA (tatsächlich A B C D) auf dem Foto zeigt die Eingänge für Motoren, von denen es drei gibt. Es gibt so viele Anschlüsse, weil Sie diese Motoren auf unterschiedliche Weise anschließen können, und es kann vorkommen, dass Sie aufgrund des Designs Ihres Roboters die Radmotoren anschließen können B und C, aber Sie können den Servomotor nur an A anschließen, da D beispielsweise durch einen Teil blockiert ist.



1-2-3-4 - jeweils Eingänge zum Anschließen von Sensoren (5 Stück in einem Satz). Wie ein aufmerksamer Leser feststellen wird, dass das gleichzeitige Anschließen aller Sensoren vom Gerät an den Mikrocomputer fehlschlägt, ist es schwierig, mit der Mathematik zu argumentieren.



USB-Anschluss und microSD-Steckplatz (Sie können viele Trainingsprogramme auf die Karte schreiben und sie über den integrierten Dateimanager von verschiedenen Mikrocomputern aus ausführen. Es sieht nicht komplizierter aus, als einen Musiktitel im Ordner zu finden und ihn zu starten). Sie können von allen verfügbaren Sensoren aus auch Telemetrie in Echtzeit auf eine Karte schreiben. Sie erhalten eine Art Big Data, das beispielsweise während eines Feldversuchs erfasst wird.

Der Mikrocomputer wird durch Drücken der mittleren Taste eingeschaltet, durch Drücken der Taste „Zurück“ oder durch das in den Einstellungen festgelegte Zeitlimit ausgeschaltet.

Motoren und Sensoren




Große Servomotoren. Im Set - zwei Stück. Ideal für die Raddrehung, aber auch hier ist der Verwendungsbegrenzer nur eine Fantasie. Nun, mehr gesunder Menschenverstand und Beständigkeit gegen Materialien. Der Mikrocomputer kann dank des eingebauten Rotationssensors Windungen mit einer Genauigkeit von 1 Grad von ihnen telemetrieren.



Mittlerer Servomotor Inklusive einer. Es unterscheidet sich von großen nur in Aussehen, Größe und Menge im Set.



Kreiselsensor. Misst und überträgt die Drehzahl in Grad an den Mikrocomputer. Es funktioniert nur in einer physischen Ebene (optional).



Berührungssensoren (in zwei Teilen).Es können drei verschiedene Zustände aufgezeichnet werden: kein Klicken, Drücken, Klicken (bis zum Ende vollständig drücken und den Klick loslassen). Kann die Anzahl der Klicks zählen. Hilft bei der Feststellung des Vorhandenseins eines Hindernisses durch physischen Kontakt damit.



Ultraschallsensor Es sieht zwar aus wie Augen, aber tatsächlich ist es ein Sonar eines Roboters (eigentlich ersetzt er seine Augen). Die Entfernung zu Objekten und die Anwesenheit von Objekten im Bewegungspfad des Roboters werden gemessen. Hilft einem schnell fahrenden Roboter, ein Hindernis zu erkennen und in einer bestimmten Entfernung davon anzuhalten. Oder geh um sie herum.



FarbsensorMithilfe von LEDs können Sie Objekte einer bestimmten Farbe erkennen, wodurch der Roboter beispielsweise wie folgt programmiert werden kann: „Fahren Sie auf der grünen Fläche vorwärts, biegen Sie beim Betreten der gelben Zone rechts ab, verringern Sie die Geschwindigkeit im roten Bereich und halten Sie an, wenn das Licht im Raum ausgeht.“ . Der Sensor unterscheidet auch zwischen Lichtstärken, reflektiertem Licht und Umgebungslicht.



Die Anweisungen für das Kit sind in den besten Traditionen von LEGO beigefügt - alles ist einfach und klar, wenn der Verdacht besteht, dass es für den Benutzer schwierig sein wird, ein bestimmtes Teil zu finden - es wird in voller Größe dupliziert, einfach anhängen und vergleichen - ob Sie danach gesucht haben. In den Papieranweisungen wird natürlich das Montageplan eines bestimmten Modells vorgeschlagen (das alle Funktionen des Kits schnell versteht und die Prinzipien von Sensoren und Anwendungen erlernt). Außerdem enthält die Software zusätzliche Anweisungen und Lektionen.

Da es sich jedoch um LEGO MINDSTORMS handelt, ist die Gesamtzahl der möglichen Modelle nur durch die Vorstellungskraft des Kindes begrenzt.



Außerdem beschreiben die Anweisungen die Flussdiagramme für bestimmte Aktionen, die direkt vom Mikrocomputer ausgeführt werden können.

Wie Sie sehen, ist die Montage des Roboters oder seiner Steuerung nicht besonders kompliziert. Die Schüler kommen damit recht schnell fertig.

Übrigens ist es nicht erwägenswert, dass Sets solcher Roboterdesigner dazu beitragen können, den Beruf nur für Kinder mit einer technischen Mentalität zu bestimmen.

Ein Kind, das eine absolute Geisteswissenschaft ist, wird in der Lage sein, die Hauptsache zu entwickeln - das Ziel, diesen oder jenen Roboter zu erschaffen. Warum sollte ein Roboter irgendwohin gehen? Zeichne oder füge einen Labyrinthort für ihn hinzu. Oder überlegen Sie sich ein kurzes Skript, in dem die von Freunden zusammengestellten Roboter miteinander interagieren.

Eine der Hauptfolgen der Verwendung von LEGO Education Kits in der Schule ist die Bildung von Interesse am Lernprozess selbst. Jede Lektion sollte für das Kind nicht nur ein Zeitintervall sein, nach dem Sie nach Hause gehen können, sondern auch Zeit, die Sie interessanterweise darauf verwenden können, etwas Neues zu konstruieren, während Sie das Fach selbst studieren.

Ständige Interaktion mit Kits, häufiges Programmieren und Erstellen von Flussdiagrammen, Vorhandensein eines Wettbewerbselements - all dies wird die Fähigkeiten des Kindes entwickeln, die für die Arbeit in der modernen Welt erforderlich sind.

Schule der Zukunft: Was und wie sollen Kinder unterrichtet werden?


Es ist für niemanden ein Geheimnis, dass die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist, dass eine Reihe von Berufen, die uns im Zusammenhang mit der Entstehung neuer Berufe und dem Ersatz von Menschen durch Automatisierung bekannt sind, verschwinden. Nach der Prognose der Universität Oxford werden viele Berufe, in denen Menschen heute tätig sind, in den nächsten 10 bis 20 Jahren verschwinden - die Umsetzung der relevanten Prozesse wird vollständig automatisiert. Fahrer, Verkäufer, Fabrikarbeiter, Callcenter-Mitarbeiter sowie einige Manager und sogar Journalisten sollten erwägen, ihren Beruf heute zu ändern. Die Berufe, in denen Technologien eng mit den Naturwissenschaften verflochten sein werden, werden gefragt sein.

Laut Intel werden viele neue Berufe in irgendeiner Weise mit Programmierung und Robotik zu tun haben. Das Problem des Mangels an Ingenieurpersonal und der Gewinnung talentierter junger Menschen für ein naturwissenschaftliches Studium im Unternehmen wird als eines der dringendsten bezeichnet.

Es wird zunehmend die Idee gehört, dass das Unterrichten von Kindertechnologien und deren Verwendung im Lernprozess eine der wichtigsten Aufgaben der heutigen Bildungseinrichtungen ist. Die Grundlagenwissenschaften behalten ihre Bedeutung, aber die Fähigkeit, mit Informationen zu arbeiten, neue Fähigkeiten zu erwerben und sie zur Lösung neuer Probleme zu finden, ist eine ebenso wichtige Komponente für die Gestaltung einer erfolgreichen Zukunft.

LEGO Education Kits sind für Kinder jeden Alters konzipiert - von Grundschulkindern bis zu Schülern. Ausgehend von einfachen Lernlösungen wechselt das Kind zu immer komplexeren Robotersystemen. Die erste pädagogische Roboterplattform LEGO Education WeDo 2.0 ist für Kinder ab sieben Jahren (oder sogar jünger) geeignet und ermöglicht es ihnen, viele Fächer besser zu verstehen: Mathematik, die Welt um uns herum, Design und die Grundlagen der Programmierung. Während des Unterrichts unter Anleitung eines Lehrers lernt das Kind, Aufgaben zu analysieren und optimale Lösungen zu finden, während es in einem Team arbeitet. Sofort vermittelte Fähigkeiten bei der Erstellung von Projekten (von der Idee bis zur Umsetzung) mit Experimenten.

All dies passt in das STEM-Lernkonzept .(S - Wissenschaft, T - Technologie, E - Engineering, M - Mathematik). Es geht lediglich darum, in Bildungseinrichtungen ein Umfeld zu schaffen, in dem Sie Ideen und Theorien in der Praxis ausprobieren können.

Verwechseln Sie gleichzeitig nicht die Entwicklung der notwendigen Fähigkeiten bei Grundschülern mit einer frühzeitigen Berufsberatung. Es ist unmöglich, genau vorherzusagen, was das Kind in Zukunft tun muss. Aber Sie können ihm beibringen, neue Dinge zu lernen, in einem Team zu arbeiten, unabhängige Projekte durchzuführen, zu navigieren, was wichtig und was zweitrangig ist.

Der bekannte Zukunftsforscher Ray Kurzweil und der maßgebliche US-Arzt Terry Grossman ziehen dies übrigens in Betrachtdass wir in den nächsten 10 bis 20 Jahren auf eine echte Revolution in der Medizin warten. Durch die Kombination neuer Technologien und Behandlungsmethoden können Menschen ihr aktives Leben auf 100 oder sogar 150 Jahre verlängern. Ist es möglich, ist es notwendig, all diese Jahre einem Werk oder einem Wissensgebiet zu widmen? Eine Person der Zukunft ist eine Person, die ständig lernt, sich verändert, sich anpasst. Oder durch einen Roboter ersetzt und in den Mülleimer der Geschichte geschickt.

Source: https://habr.com/ru/post/de398795/

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