Olá Habr! Por vários anos, o kit de treinamento LEGO Education WeDo 2.0 e a linguagem Scratch para crianças foram desenvolvidos em paralelo, mas no início deste ano, o Scratch tinha suporte para objetos físicos, incluindo módulos LEGO Education. Descreveremos como este pacote pode ser usado para ensinar robótica e o que isso oferece aos alunos e professores, neste artigo.
O principal objetivo do estudo da robótica e da programação não é apenas o ensino e a codificação, mas a formação de habilidades universais. Em primeiro lugar, o pensamento de projeto, que quase não recebeu atenção nas escolas dos anos 90 e 2000, mas que eles se esforçam para desenvolver ativamente no âmbito de todas as disciplinas escolares atualmente. Declaração do problema, hipóteses, planejamento passo a passo, realização de experimentos, análises - esta é a base para quase todas as profissões modernas, mas dentro da estrutura de disciplinas escolares padrão nas quais a proporção de “amontoados” é muito alta, é difícil desenvolvê-las.
A robótica facilita a assimilação de outras disciplinas escolares através da demonstração visual de leis físicas em ação. Assim, a professora da escola primária Julia Ponyatovskaya nos
contou como seus alunos montaram o primeiro modelo - um girino sem membros, escreveram um programa para movê-lo e o lançaram. Quando o girino não se mexia, as crianças correram para procurar falhas técnicas, mas no final chegaram à conclusão de que o motivo não estava no código nem na montagem, mas porque a maneira de mover o girino não era adequada para a terra.
Para obter essa visibilidade e simplificar o trabalho das crianças, o software nos conjuntos de treinamento é uma versão simplificada dos programas de design. Mas eles não são adequados para aprender o básico da programação. Essa falha pode ser corrigida trabalhando com os kits LEGO Education com software de terceiros: o WeDo 2.0 pode ser programado usando a linguagem de treinamento Scratch.
Recursos nativos do LEGO Education WeDo 2.0
O conjunto básico do LEGO Education WeDo 2.0 foi desenvolvido para crianças de 7 a 10 anos. Inclui: Smart Hub WeDo 2.0, um motor elétrico, sensores de movimento e inclinação, peças LEGO Education, bandejas e adesivos para classificação de peças, software WeDo 2.0, um manual do professor e instruções para montagem de modelos básicos.
Para cada um dos modelos, prescrevemos quais conceitos de diferentes ciências eles explicam. Por exemplo, usando o "Player", é conveniente explicar às crianças a natureza do som e qual é a força de atrito, e com a ajuda do "Dancing Robot" - a mecânica dos movimentos. As tarefas podem variar, criadas pelo professor "em movimento" e têm muitas soluções, o que ajuda as crianças a melhorar suas habilidades na busca de relacionamentos causais.
Além de aulas de robótica e explicações de leis físicas, o kit pode ser usado para programação, porque escrever código que “anima” objetos físicos é muito mais interessante do que criar algo virtual.
Software LEGO Education WeDo 2.0 ou Scratch Suite
O WeDo 2.0 usa a tecnologia LabVIEW da National Instruments, a interface consiste apenas de ícones multicoloridos com figuras que, usando o recurso de arrastar e soltar, alinham em uma sequência linear.
Usando esse software, as crianças aprendem a criar cadeias seqüenciais de ações - mas isso ainda está longe de ser uma programação real, e a transição para linguagens "padrão" no futuro pode causar grandes dificuldades. Com o WeDo 2.0, é conveniente começar a aprender programação, mas para tarefas mais complexas, seus recursos não são suficientes.
É aqui que o Scratch vem em socorro - uma linguagem de programação visual destinada a estudantes de 7 a 10 anos. Os programas escritos no Scratch consistem em blocos gráficos multicoloridos com os quais você pode controlar objetos gráficos (sprites).
Ao definir vários valores e vincular os blocos, você pode criar jogos, animações e desenhos animados. O Scratch permite que você estude os conceitos de programação estrutural, orientada a objetos e a eventos, introduz loops, variáveis e expressões lógicas.
O Scratch é um pouco mais difícil de aprender, mas muito mais próximo das linguagens de programação de texto do que o próprio software da WeDo, porque rastreia a hierarquia clássica das linguagens de texto (o programa é lido de cima para baixo), e o recuo também é necessário ao usar vários operadores (enquanto, se ... mais e assim por diante). Também é importante que o texto do comando seja exibido na unidade de programa e, se você remover a "coloração", obtemos um código que quase não é diferente dos idiomas clássicos. Portanto, será muito mais fácil para uma criança mudar do Scratch para o idioma "adulto".
Por um longo tempo, as equipes escritas no Scratch permitiram trabalhar apenas com objetos virtuais, mas em janeiro de 2019 foi lançada a versão 3.0, que suporta objetos físicos (incluindo módulos LEGO Education WeDo 2.0) usando o aplicativo Scratch Link. Agora você pode interagir com os mesmos jogos e desenhos animados usando motores e sensores.
Ao contrário do software WeDo 2.0 nativo, o Scratch possui mais recursos: apenas um som pode ser incorporado no software base, ele não tem a capacidade de criar seus próprios procedimentos e funções (ou seja, combinar comandos em uma unidade), e o Scratch não tem essas restrições. Isso dá mais liberdade e oportunidade aos alunos e ao professor.
Aprendendo com o LEGO Education WeDo 2.0
A lição padrão inclui uma discussão sobre o problema, design, programação e reflexão.
Você pode designar uma tarefa usando uma apresentação animada, incluída no kit. As crianças devem então fazer a hipótese de como esse mecanismo funciona.
No segundo estágio, as crianças estão diretamente envolvidas na montagem do robô LEGO. Como regra, os alunos trabalham em pares, mas é possível o trabalho individual ou em grupo. Para cada um dos 16 projetos passo a passo, há instruções detalhadas. E mais 8 projetos abertos oferecem total liberdade de criatividade ao escolher uma solução para a tarefa.
Na fase de programação, você precisa considerar que é melhor começar com o nosso próprio software WeDo 2.0. Quando as crianças aprendem e aprendem a trabalhar com blocos e modelos, você pode alternar logicamente para o Scratch.
Na última etapa, há uma análise do que foi feito, a construção de tabelas e gráficos e experimentos estão sendo conduzidos. Nesta fase, você pode dar a tarefa de finalizar o modelo ou melhorar a parte mecânica ou de software.
Materiais úteis
- Ferramentas de ensino LEGO WeDo 2.0 para professores
- Referência LEGO WeDo 2.0
- Site Oficial de Raspadinha
- Extensão do Scratch Link para trabalhar com objetos físicos (incluindo WeDo 2.0) no Scratch
- Software WeDo 2.0.
- 11 planos de aula usando os kits LEGO Education WeDo 2.0
- Instruções de montagem para modelos WeDo 2.0