Bonjour, Habr! Pendant plusieurs années, le kit de formation LEGO Education WeDo 2.0 et le langage Scratch pour enfants se sont développés en parallèle, mais au début de cette année, Scratch a pris en charge les objets physiques, y compris les modules LEGO Education. Nous décrirons comment cet ensemble peut être utilisé pour enseigner la robotique et ce qu'il offre aux étudiants et aux enseignants, dans cet article.
L'objectif principal de l'étude de la robotique et de la programmation n'est pas seulement et non pas tant l'enseignement de la conception et du codage que la formation de compétences universelles. Tout d'abord, la réflexion sur les projets, qui n'a presque pas retenu l'attention dans les écoles des années 1990 et 2000, mais qu'ils s'efforcent de développer activement dans le cadre de toutes les disciplines scolaires aujourd'hui. Énoncé du problème, hypothèses, planification étape par étape, réalisation d'expériences, analyse - c'est la base de presque toutes les professions modernes, mais dans le cadre de matières scolaires standard dans lesquelles la proportion de «bourrage» est très élevée, il est difficile de les développer.
La robotique facilite l'assimilation d'autres matières scolaires par la démonstration visuelle des lois physiques en action. Ainsi, l'enseignante du primaire Julia Ponyatovskaya nous a
raconté comment ses élèves ont assemblé le premier modèle - un têtard sans membres, a écrit un programme pour le déplacer et l'a lancé. Lorsque le têtard n'a pas bougé, les enfants se sont précipités à la recherche de dysfonctionnements techniques, mais ont finalement conclu que la raison n'était pas dans le code et non dans l'assemblage, mais que la façon de déplacer le têtard n'était pas adaptée à la terre.
Pour atteindre une telle visibilité et simplifier le travail des enfants, le logiciel des kits de formation est une version simplifiée des programmes de conception. Mais ils ne sont pas adaptés à l'apprentissage des bases de la programmation. Cette faille peut être corrigée en travaillant avec les kits LEGO Education avec un logiciel tiers: WeDo 2.0 peut être programmé en utilisant le langage de formation Scratch.
Fonctionnalités natives de LEGO Education WeDo 2.0
L'ensemble de base de LEGO Education WeDo 2.0 est conçu pour les enfants âgés de 7 à 10 ans. Il comprend: Smart Hub WeDo 2.0, un moteur électrique, des capteurs de mouvement et d'inclinaison, des pièces LEGO Education, des plateaux et des autocollants pour trier les pièces, le logiciel WeDo 2.0, un manuel de l'enseignant et des instructions pour l'assemblage des modèles de base.
Pour chacun des modèles, nous avons prescrit quels concepts de différentes sciences ils expliquent. Par exemple, en utilisant le «Player», il est pratique d'expliquer aux enfants la nature du son et quelle est la force de friction, et avec l'aide du «Dancing Robot» - la mécanique des mouvements. Les tâches peuvent varier, créées par l'enseignant «en déplacement» et ont de nombreuses solutions, ce qui aide les enfants à améliorer leurs compétences dans la recherche de relations causales.
En plus des cours de robotique et des explications des lois physiques, le kit peut être utilisé pour la programmation, car écrire du code qui "anime" des objets physiques est beaucoup plus intéressant que de créer quelque chose de virtuel.
Logiciel LEGO Education WeDo 2.0 ou Scratch Suite
WeDo 2.0 utilise la technologie LabVIEW de National Instruments, l'interface se compose uniquement d'icônes multicolores avec des images qui, par glisser-déposer, s'alignent dans une séquence linéaire.
En utilisant ce logiciel, les enfants apprennent à construire des chaînes d'actions séquentielles - mais cela est encore loin d'être une vraie programmation, et la transition vers des langages "standard" à l'avenir peut causer de grandes difficultés. Avec WeDo 2.0, il est pratique de commencer à apprendre la programmation, mais pour des tâches plus complexes, ses capacités ne sont pas suffisantes.
C'est là que Scratch vient à la rescousse - un langage de programmation visuel destiné aux élèves âgés de 7 à 10 ans. Les programmes écrits dans Scratch se composent de blocs graphiques multicolores avec lesquels vous pouvez contrôler des objets graphiques (sprites).
En définissant différentes valeurs et en reliant les blocs entre eux, vous pouvez créer des jeux, des animations et des dessins animés. Scratch vous permet d'étudier les concepts de programmation structurelle, orientée objet et événementielle, introduit des boucles, des variables et des expressions logiques.
Scratch est un peu plus difficile à apprendre, mais beaucoup plus proche des langages de programmation textuels que le propre logiciel de WeDo, car il trace la hiérarchie classique des langages de texte (le programme est lu de haut en bas), et l'indentation est également requise lors de l'utilisation de divers opérateurs (alors que, si ... d'autre et ainsi de suite). Il est également important que le texte de la commande soit affiché sur l'unité de programme et, si vous supprimez la "couleur", nous obtenons un code qui n'est presque pas différent des langages classiques. Par conséquent, il sera beaucoup plus facile pour un enfant de passer de Scratch à des langues «adultes».
Pendant longtemps, les équipes écrites dans Scratch ont autorisé à travailler uniquement avec des objets virtuels, mais en janvier 2019, la version 3.0 a été publiée, qui prend en charge les objets physiques (y compris les modules LEGO Education WeDo 2.0) à l'aide de l'application Scratch Link. Vous pouvez désormais interagir avec les mêmes jeux et dessins animés à l'aide de moteurs et de capteurs.
Contrairement au logiciel natif WeDo 2.0, Scratch a plus de fonctionnalités: un seul son peut être intégré dans le logiciel de base, il n'a pas la possibilité de créer ses propres procédures et fonctions (c'est-à-dire, combiner les commandes en une seule unité), et Scratch n'a pas de telles restrictions. Cela donne plus de liberté et d'opportunités aux étudiants et au professeur.
Apprendre avec LEGO Education WeDo 2.0
La leçon standard comprend une discussion du problème, de la conception, de la programmation et de la réflexion.
Vous pouvez désigner une tâche à l'aide d'une présentation animée, incluse dans le kit. Les enfants devraient ensuite émettre des hypothèses sur le fonctionnement de ce mécanisme.
À la deuxième étape, les enfants sont directement impliqués dans l'assemblage du robot LEGO. En règle générale, les étudiants travaillent en binôme, mais un travail individuel ou en groupe est possible. Pour chacun des 16 projets étape par étape, il y a des instructions détaillées. Et 8 autres projets ouverts offrent une totale liberté de créativité lors du choix d'une solution à la tâche.
Au stade de la programmation, vous devez considérer qu'il vaut mieux commencer avec notre propre logiciel WeDo 2.0. Lorsque les enfants l'apprennent et apprennent à travailler avec des blocs et des modèles, vous pouvez logiquement passer à Scratch.
À la dernière étape, il y a une analyse de ce qui a été fait, la construction de tableaux et de graphiques et des expériences sont en cours. A ce stade, vous pouvez donner la tâche de finaliser le modèle ou d'améliorer la partie mécanique ou logicielle.
Matériaux utiles
- Outils pédagogiques LEGO WeDo 2.0 pour les enseignants
- Référence LEGO WeDo 2.0
- Site officiel de Scratch
- Extension Scratch Link pour travailler avec des objets physiques (y compris WeDo 2.0) dans Scratch
- Logiciel WeDo 2.0.
- 11 plans de cours utilisant les kits LEGO Education WeDo 2.0
- Instructions de montage pour les modèles WeDo 2.0