Лего руководство для учителя

Миры Лего — конструкторы, схемы, уроки,

Primary Navigation Menu

государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Самарской
области основная общеобразовательная школа № 20

имени В.Ф. Грушина города Новокуйбышевска

городского округа Новокуйбышевск Самарской области

 «Электронное учебное/учебно-методическое пособие»

      «Методические рекомендации
для проведения занятий по работе с конструктором Lego WeDo 2.0»

Автор: Мусатова Марина Александровна

Должность: учитель начальных классов

г. Новокуйбышевск

Содержание

1.                
Комплект учебных проектов LEGO® Education
WeDo 2.0           3

2.                
Как знакомить с наукой с помощью WeDo 2.0                              
4 — 5

3.                
Подготовка к работе с WeDo 2.0                                                     
6 — 8

4.                
Руководство                                                                                       
8 — 9

5.                
Проекты. «Первые шаги»                                                                 
9 — 10

6.          
Краткий словарь терминов
Lego WeDo 2.0                          
10 — 12

7.                
Состав набора Lego WeDo 2.0                                                          
12 — 24

8.          
Среда программирования Lego
WeDo 2.0 Описание блоков  24 — 31

9.                
Конспект занятия внеурочной
деятельности с применением конструктора «LEGO EDUCATION WEDO 2.0»                                      31
– 34

10.           
Видеоотчёт для родителей                                                                
35

11.           
 Использованные ресурсы                                                      35                    
                              

Комплект
учебных проектов LEGO® Education WeDo 2.0

Комплект
LEGO® Education WeDo 2.0 составлен в соответствии с Федеральными государственными
образовательными стандартами (ФГОС) и помогает стимулировать интерес младших
школьников к естественным наукам и инженерному искусству. В основе ФГОС лежит
формирование универсальных учебных действий, а также способов деятельности,
уровень усвоения которых предопределяет успешность последующего обучения
ребёнка. Это одна из приоритетных задач начального образования. На первый план
выступает деятельностно-ориентированное обучение: учение, направленное на
самостоятельный поиск решения проблем и задач, развитие способности ученика
самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации,
контролировать и оценивать свои достижения. Для этого используются
моторизированные модели LEGO и простое программирование. WeDo 2.0 обеспечивает
решение для практического, «мыслительного» обучения, которое побуждает учащихся
задавать вопросы и предоставляет инструменты для решения задач из обычной
жизни.

Учащиеся
задают вопросы и решают задачи. Этот материал не дает учащимся всего того, что
им нужно знать. Вместо этого они задаются вопросом о том, что знают, и изучают
еще не освоенные моменты.

В
процессе работы с данным оборудованием учащиеся овладевают ключевыми компетенциями:

КК —
коммуникативные компетенции;

УПК —
учебно-познавательные компетенции;

ИКТ —
информационно-коммуникационные технологии;

РК — речевые
компетенции;

КД — компетенции
деятельности;

ЦСК —
ценностно-смысловые компетенции;

КЛС — компетенции личностного
самосовершенствования.

Как
знакомить с наукой с помощью WeDo 2.0

В WeDo 2.0
выполнение проектов разбито на три этапа.

Исследование

Учащиеся
знакомятся с научной или инженерной проблемой, определяют

направление
исследований и рассматривают возможные решения.

Этапы
исследования: установление взаимосвязей и обсуждение.

Создание

Учащиеся собирают,
программируют и модифицируют модель LEGO®. Проекты могут относиться к одному из
трех типов: исследование, проектирование и использование моделей. Этап создания
различается для разных типов проектов. Этапы создания: построение, программа,
изменение.

Обмен
результатами

Учащиеся
представляют и объясняют свои решения, используя модели LEGO

и документ с
результатами исследований, созданный с помощью встроенного

инструмента
документирования. Этапы обмена результатами: документирование и презентация.

Важно

На каждом из
этапов учащиеся будут документировать свои результаты,

ответы и ход
выполнения работы, используя различные методы. Этот документ можно
экспортировать и использовать для оценки, демонстрации учащимся или родителям.

Обмен
результатами проектов

Обмен учащимися результатами своей работы — это один из способов
ее отслеживания, выявления областей, в которых им необходима дополнительная помощь,
а также оценки хода выполнения работы.

Учащиеся
могут делиться своими результатами различными способами.

В
процессе документирования они могут:

1)
делать снимки важных этапов создания прототипов или окончательных

моделей;

2)
делать снимки групповой работы над важными элементами;

3)
записывать видео, поясняющее проблему, с которой они столкнулись;

4)
записывать видео, поясняющее проводимые ими исследования;

5)
записывать важную информацию с помощью инструмента документирования;

6)
находить вспомогательные изображения в Интернете;

7) делать
снимок экрана программы;

записывать, рисовать чертежи или делать наброски на бумаге и

фотографировать
их.

Представление
проектов

По окончании работы над проектом учащиеся с удовольствием поделятся
своими решениями и открытиями. Это отличная возможность для развития их навыков
общения.

Существуют различные способы представления учащимися своей работы:

1)
создание учащимися демонстрации с использованием модели LEGO®;

2)
описание учащимися своих исследований или диорама;

3) представление
группой учащихся своего решения перед вами, другой

группой
или классом;

4)
приглашение специалиста (или родителей) в класс на выступление учащихся;

5)
организация научной ярмарки в школе;

6)
запись учащимися видео, поясняющего проект, и его публикация в сети;

7)
создание и демонстрация постеров проектов в школе;

отправка документа по проекту родителям по электронной почте или

публикация
в портфолио учащихся.

Предложение

Чтобы общение было
более позитивным, предложите учащимся предоставить один положительный
комментарий или задать один вопрос по работе других учеников во время
представления работ.

Подготовка к
работе с WeDo 2.0

Шаг 1: Распаковка набора

1.     Распакуйте
свой Базовый набор WeDo 2.0.

2.     Наклейте
этикетки на стенку сортировочного лотка и разложите все детали LEGO^® по
предназначенным для них отделениям. Иллюстрация на обратной стороне картонной
вкладки с название набора подскажет рекомендуемое нами расположение этикеток и
деталей. При этом, конечно же, вы можете использовать ваш собственный метод
сортировки деталей.

3.     Советуем
пронумеровать каждую коробку с Базовым набором WeDo 2.0 и отдельно каждый
СмартХаб WeDo 2.0 — это поможет поддерживать порядок в классе.

4.     Не
забудьте вставить в СмартХаб WeDo 2.0 батарейки. Если вы купили съемную
аккумуляторную батарею для WeDo 2.0, извлеките из СмартХаба WeDo 2.0 батарейный
отсек и вставьте вместо него эту батарею. При необходимости зарядите ее,
используя адаптер питания 45517 (продается отдельно).

Шаг 2:
Подготовка к работе с решением WeDo 2.0 для педагога

1.                
Прежде всего, скачайте и установите
программное обеспечение или мобильное приложение WeDo 2.0, пройдя по ссылке LEGOeducation.ru/downloads   

2.                
Посмотрите вступительный видеоролик о WeDo
2.0, интегрированный в программное обеспечение WeDo 2.0. Данный видеоролик
доступен на главном экране ПО.

3.                
Найдите в программном обеспечении WeDo
2.0 Руководство для учителя. Щелкните по меню справки в
верхнем правом углу главного окна ПО и выберите пункт меню Руководство
для учителя. Нажмите ссылку. Щелкните для перехода и загрузите PDF
версию руководства. Ознакомьтесь с оглавлением материала, чтобы понять с чего
начать вашу подготовку. Оно также доступно онлайн.

Шаг 3: Освоение
возможностей платформы WeDo 2.0 в классе

1.                
Выполните стартовые проекты, позволяющие
собрать и запрограммировать самоходного робота-вездехода Майло,
предназначенного для ведения исследовательских работ в труднодоступном для
человека окружении. Для создания нового проекта щелкните по изображению книги
на главном окне ПО. После чего выберите проект А. Майло, научный
вездеход из списка проектов Первые шаги.

2.                
Присоединяйтесь к обсуждению опыта работы
с WeDo 2.0 на официальном канале в Instagram.
Кроме того, в официальных группах LEGO Education в Facebook и VK. Вы также можете узнать
больше о WeDo 2.0, изучив дополнительные материалы о платформе
представленные в
разделе о WeDo 2.0 на сайте.

Руководство

Крайне важно наладить эффективное управление работой в классе при

использовании
наборов WeDo 2.0 и цифровых устройств. Для этого полезным может оказаться
чёткое определение целей для каждого

члена
группы:

•
Проекты WeDo 2.0 оптимально подходят для групповой работы двух

учащихся.

•
Пусть учащиеся в группах проявят свои сильные стороны.

•
Вносите коррективы для групп, которые готовы развивать новые навыки и

совершенствоваться
дальше.

•
Назначьте сами или предложите учащимся определить конкретные роли для

каждого
участника группы.

Предложение

Назначьте
роли для каждого учащегося, которые помогут группе развивать навыки совместной
работы и сотрудничества. Примеры ролей:

• Конструктор,
сортировщик кубиков

• Конструктор,
сборщик кубиков

• Программист,
создающий строки программы

• Секретарь,
создающий фотографии и видеоролики

• Докладчик, объясняющий
проект

• Руководитель
группы

Хорошей
идеей также будет смена ролей, чтобы каждый учащийся поработал

со всеми компонентами проекта
и, следовательно, получил возможность развить весь
спектр навыков.

Проекты.
«Первые шаги»

Майло, научный вездеход.

Подготовка:
30 минут

• Ознакомьтесь с
процессом общей подготовки в главе «Управление работой

в классе».

• Ознакомьтесь с
проектом, чтобы хорошо представлять порядок действий.

• Подготовьтесь к
представлению проекта своим ученикам.

• Определите цели
для себя и учащихся.

• Определите
итоговый результат проекта: каждый должен получить

возможность
построить, запрограммировать и задокументировать ход

проекта.

• Убедитесь, что
отведенного времени достаточно для достижения целей.

Исследование:
10 минут

• Начните проект
со вступительного видеоролика.

• Организуйте
групповое обсуждение.

Создание:
20 минут

• Предложите
учащимся собрать первую модель на основе предоставленных

инструкций по
сборке.

• Предложите им
запрограммировать модель, используя образец программы.

• Предоставьте
учащимся время на проведение собственного эксперимента и

изменение
параметров программы.

• Предложите им
самостоятельно изучить новые программные блоки.

Обмен
результатами: 10 минут

Идеи для обмена
результатами:

• Убедитесь, что
учащиеся фотографируют модель.

• Убедитесь, что
они записывают свои имена и комментарии в инструменте

документирования.

• Предложите учащимся экспортировать
результаты своих проектов и
поделиться ими с родителями.

Важно

Рекомендуется
выполнять четыре проекта «Первые шаги» единым блоком.

В ином случае
желательно выполнить эти проекты перед тем, как перейти к

другим, чтобы дать
учащимся достаточно времени на изучение материалов.

Примерное
распределение времени для четырех проектов «Первые шаги»:

• Часть А. Майло, научный
вездеход: 40 минут

• Часть Б. Датчик
перемещения Майло: 15 минут

• Часть С. Датчик
наклона Майло: 15 минут

• Часть Д. Совместная работа: 15 минут

Краткий словарь терминов Lego WeDo 2.0

На
занятиях образовательной робототехники я стараюсь научить ребят использовать
грамотные технические термины. И их лексикон с течением времени меняется на
глазах — там, где раньше была «палка» появляется «ось вращения», вместо штучки
— «соединительный блок» и т.д. Видео для проверки знания терминов.
Обучающиеся при просмотре  называют известные им детали.

Зубчатое колесо

Колесо, по периметру которого расположены
зубья. Зубья одного колеса вступают в зацепление с зубьями другого, за счёт
чего и происходит передача вращения. Синоним термина зубчатое колесо
-шестерня/шестеренка.

Зубчатая рейка

Деталь, с одной стороны которой
расположены зубья. Служит для преобразования вращательного движения в
поступательное и, наоборот. 

Ремень

Замкнутая лента, являющаяся одним из
основных элементов ременной передачи. 

Шкив

Колесо со специальной канавкой на
ободе.  На шкивы надевают ремни, цепи и тросы.

Кулачок

Колесо некруглой, неправильной формы,
используемое для преобразования вращательного движения кулачка в
возвратно-поступательное движение толкателя.

Балка

Деталь с крепёжными отверстиями или
выступами, являющая основным несущим элементом большинства моделей. 

Штифт

Соединительный элемент, позволяющий
скреплять детали между собой. Устанавливается в смежные отверстия
деталей.   

Ось

Деталь, передающая вращение от мотора к
исполнительному механизму (например, колесу).

Втулка

Деталь, имеющая осевое отверстие для
фиксации оси относительно других деталей. 

Муфта

Деталь, позволяющая соединить две оси
между собой.

Колесо

Деталь круглой формы, вращающаяся на оси,
обеспечивая поступательное движение Состоит из ступицы и шины. 

Ступица

Средняя часть колеса, в центральной части
которой имеется отверстие для закрепления колеса на оси вращения.

Рычаг

Балка, которая при приложении  силы,
проворачивается относительно точки опоры.

Плечо силы

Часть рычага от точки опоры до точки приложения силы. 

Датчик расстояния

Устройство, которое позволяет определять расстояние до
объектов, а также реагировать на их движение из состояния покоя. 

Датчик наклона

Устройство, которое позволяет определять отклонение от
горизонтального положения.

Скорость линейная

Расстояние, которое преодолевает объект за
определенный промежуток времени. 

Скорость вращения

Количество оборотов, совершаемых объектом
за определенный промежуток времени.   Видеообзор  набора
конструктора.

Состав набора Lego We Do 2.0

Первое,
что можно отметить, глядя на всё разнообразие деталей (коих в наборе 282 шт.) –
это их цветовая гамма. Преобладающие цвета – зеленый, голубой и оранжевый,
ярких оттенков. Также можно встретить в наборе и прозрачные детали. Можно
предположить, что данная цветовая палитра вызвана двумя факторами. В первую
очередь, такая насыщенная гамма способствует благоприятному восприятию детьми
возраста 6-10 лет. А во-вторых, на стадии разработки набора WeDo 2.0
специалисты руководствовались принципами «зелёной и возобновляемой энергии» —
что нашло отражении в цвете деталей. Однако, с другой стороны, не хватает таких
цветов, как красный и синий.

Ещё одна вещь, которая очень полезна и
примечательная, — это сам ящик для хранения деталей, особенно сортировочный
лоток с ячейками/отсеками – все детали имеют своё определенное место в
соответствии с назначением и функционалом. Подобный порядок в размещении
деталей позволяет ускорить процесс сборки, так как дети спустя несколько
занятий отлично ориентируются в ячейках и знают, где лежит определенная деталь.

В левом верхнем углу бокса располагается
ячейка с пластинами серии Technic, среди которых 2х4, 2х6, 2х8 модулей. Кроме
классических пластин, есть в этой ячейке и несколько необычных деталей,
например, угловая белая пластина, позволяющая выполнять соединения в
перпендикулярных плоскостях. Также имеется рама 4х4, которая служит для
усиления конструкций. Ещё один интересный элемент – основание поворотной
платформы, позволяющий создавать поворотные краны и карусели.

В левом нижнем отсеке представлены детали, которые изготовитель
называет кирпичики для перекрытия, но повсеместно прижилось название «склоны». Вариантов
предлагаемых склонов достаточно много, но есть одно упущение в сравнении с
набором WeDo 1.0 – отсутствуют склоны 2х2, которые были незаменимы при
строительстве прочных наклонных конструкций. Но есть и несколько неординарных
деталей, таких как закругленная пластина – для фиксации шлейфа от мотора и
датчиков, и склон 1х2 с наклоном 31 градус – для придания конструкциям большей
обтекаемости и аэродинамики.

Следующий отсек содержит классические Legoвские
кирпичики 2х4 и 2х2 модулей. Также имеются кирпичики модульности 1х2 и 1х4. А
вот от кирпичей 2х6 разработчики отказались.

В ячейке с балками традиционно размещены
детали серии Technic. Появился более разнообразный выбор длин кирпичных балок:
2,4,8,12 и 16 модулей. Также добавлены классические балки – на 6 модулей и
угловая 3х5. Одно печалит – все детали в зеленой цветовой палитре, и как раз
разнообразия в этом плане не хватает.

Следующий небольшой отсек содержит осевые
и угловые блоки – раньше их в серии WeDo не было. С появлением этих деталей
расширились возможности по созданию более сложных систем передачи вращения.
Прямые осевые блоки позволяют делать длинные приводные валы при широких шасси
конструкций, а угловые блоки обеспечивают смещение под заданным углом.

Линейка штифтов представлена двумя видами
– черные соединительные и бежевые полукрестовые без фрикционных зазубрин (с
проскальзыванием в отверстии). Также в наборе можно встретить половинчатые
желтые фиксаторы (втулки) и классические серые. Выросло в наборе и количество
осей: 2, 3, 6, 7 и 10 модулей. Также есть две оси на 4 модуля со стопором
(упором) и два соединительных штифта с осью.

В ещё одной ячейке набора расположены
четыре типа круглых пластин: пластина с отверстием, с выступом, соединительная
2х2 и черная гладкая круглая пластина. Пожалуй, наибольший интерес вызывают
первые два типа круглых пластин, которые могут образовывать соединительную
пару. А черные пластины с округлением, как правило, используются для
закрепления к нижней части мобильных конструкций для снижения силы трения, при
сцеплении с поверхностью.

Следующий набор привычных деталей – это
одномодульные пластины различной длины: 2, 4, 6, 12. Дополнительно есть 4
гладкие плитки на 8 модулей, и 2 – на 2 модуля. Снова стоит обратить внимание
на скудную цветовую гамму – преобладают белые и серые цвета. Лишь плитки на 2
модуля – лазурно голубого цвета.

В правом верхнем отсеке достаточно много
интересных деталей LEGO. В первую очередь это кирпичи с шаровыми шарнирами и
ответные кирпичи с шаровой муфтой. Эти детали позволяют делать шарнирные
соединения с большим количеством степеней свободы – свободное перемещение в
двух плоскостях, включая вращение. Кроме того, появляются желтые шаровые
шарниры серии Technic с осевым отверстием, которые ещё больше расширяют
функционал. Также в отсеке представлены кирпичи 1х2 с осевым отверстием и
кирпичи 1х2 с выступающим соединительным штифтом, каждого вида кирпичей по
четыре штуки. Последние два элемента из ячейки – кирпичик 1х1 с выступами,
служащий, как правило, для закрепления круглых плит-глаз.

Двенадцатый по счёту отсек содержит
элементы для передачи вращения с помощью ремней. Это в первую очередь, шесть
колёс (шкивов или ступиц – в зависимости от применения называть детали можно
по-разному) с клинообразным торцом, а также 2 типа ремней-резинок – красные
(диаметр 25 мм) и желтые (диаметр 33 мм). Лучше растягиваются и позволяют
передать вращение на большее расстояние желтые ремни. Однако, несмотря на
наличии шести колёс, набором предусматривается только две колёсные шины – если
вдруг вы планируете использовать их по классическому назначению. Также в этой
ячейке можно встретить круглые кирпичи 2х2 в количестве 4 штук, две резиновые
балки на 2 модуля и два сноуборда, которые можно использовать в качестве
вертолетных лыж (шасси), или, например, для установки на тележку для снижения
сцепления и сил трения с поверхностью.

В последнем отсеке содержатся одни из
самых важных элементов набора для построения механических передач. Это
всевозможные зубчатые колеса (шестерни). Это как классические цилиндрические
шестерни на 24 и 8 зубьев, так и конические зубчатые колеса на 12 и 20 зубьев.
Стоить отметить, что конические колеса пришли на смену коронным шестерням,
которые в предыдущей версии набора служили для изменения плоскости вращения.
Следующий элемент, заслуживающий особого внимания – червячная передача,
представленная оригинальным кейсом и зубчатым червяком – таким образом, дети
могут легко собрать червячный редуктор. Ещё один тип деталей – зубчатые рейки в
количестве 4 шт. позволяют собирать передачи с преобразованием вращательного
типа движения в поступательное и наоборот.

Если не брать в расчет несколько отсеков
верней части набора, например, зубчатыми колесами и шаровыми муфтами, большая
часть деталей выглядит знакомо и привычно.

Зато в нижней части набора расположились
компоненты, которые делают образовательный набор Lego отличным от популярных
серий Technic, City и др. Это прежде всего электронные детали – в составе
смартхаба, мотора и датчиков. Но их оставим на десерт и рассмотрим ещё
некоторые элементы, которые ввиду своих размеров и уникальности оказались в
нижней секции.

Одна из самых узнаваемых деталей Lego и не
только – это шины. В нижнем отсеке их оказалось сразу 6 штук – четыре малых
шины и две среднего размера. Для большего числа сборок средств передвижения
этого вполне достаточно. В то же время ступиц для шин всего четыре, поэтому
использовать одновременно все шесть шин не представляется возможным.

Также здесь расположены две черные
пластины 2х16, которые зачастую используются в качестве основания-платформы для
сборок. Очевидно, что пластины пришли на замену кирпичу 16х8 модулей из
предыдущей версии набора, что добавило некой компактности. Следующие необычные
детали – это трос 50см с намоточным барабаном/бобиной, крепежная пластина с
отверстием для троса и две цепи с «заклепками» на концах. Эти элементы идеально
подходят для проектирования грузоподъемных систем в виде башенных кранов,
лифтов, вагонеток и др.

Приятным бонусом стало включение в состав
набора отделителя элементов, в частности кирпичей, пластин и осей. В случае
если набор новый и детали имеют жесткое соединение – вещь незаменимая, ведь, в
первую очередь, детям хочется задействовать зубы, а так как их нужно беречь, то
отделитель оказывается очень кстати.

Таким образом, состав набора Lego WeDo 2.0
превосходит, что и логично, своего предшественника по количеству новых и
полезных деталей, что позволяет конструировать более сложные механизмы и
модели, и процесс проектирования становится более увлекательным.

Смартхаб (SmartHub)

Смартхаб – это интеллектуальный блок
управления, к которому подключаются исполнительные устройства – двигатель и
датчики, а сам смартхаб, в свою очередь, подключается к
ноутбку/компьютеру/планшету для получения управляющих команд.  Одним
словом, смартхаб — это «сердце» любого робота.

Самое удачное нововведение в отношении
смартхаба – это использование беспроводной технологии Bluetooth Low Energy
(Bluetooth 4.0) вместо обычного USB-решения с кабелем, который в прямом смысле
слова привязывал конструкцию к ноутбуку.  Использование Bluetooth делает
собранных роботов автономными и мобильными. Обратная сторона медали – это
увеличение размеров смартхаба до 8х4 модулей при высоте в 3 классических
кирпича. Вызвано это тем, что «на борту» необходимо уместить источник питания
для самого блока и подключаемых устройств – в составе двух батарей типа АА.
Также с каждой из сторон у смартхаба разместились кирпичные балки 1х4 модуля.

В большинстве случаев используются
аккумуляторные батареи, при том, что разработчик предлагает также оригинальный
съемный аккумулятор Power Pack. Однако такое решение оказывается более
дорогостоящим. Ещё один аргумент против Power Pack – в случае его разряда в
момент проведения занятия нет возможности оперативной замены на заряженный
аккумулятор, если, конечно, вы не приобрели их в два раза больше – а это уже
настоящий грабёж.

Стоит также отметить, что технология
Bluetooth создает проблему единовременного подключения всех смартхабов к
соответствующим ноутбукам/компьютерам. Существует возможность изменения имени
каждого Smart Hub в Центре подключения программного обеспечения WeDo. Лучшее
решение — это назначить индивидуальное имя для каждого смартхаба как в
программном обеспечении, так и физически, используя наклейки или перманентный
маркер.

Задняя панель смартхаба содержит два порта
для электронных компонентов, поддерживающих новый уникальный разъём LEGO Power
Functions. Количество портов ограничивает количество одновременно подключаемых
устройств – т.е. либо мотор и один датчик, либо два датчика. Третьего не дано.
Верх блока «покрыт» выступами, имеет одну центрально расположенную кнопку
включения зеленого цвета и световой индикатор рядом с ней. Световой индикатор
используется, чтобы указать, подключен ли Smart Hub к компьютеру или планшету,
а также сигнализирует о том, заряжен ли источник питания, корректно ли
функционирует мотор.

Нажатие кнопки включения переводит
смартхаб в режим готовности к подключению к ведущему устройству. Когда смартхаб
подключен к другому устройству, свет загорается синим цветом. Чтобы выполнить
отключение, нажмите и удерживайте зеленую кнопку в течение 3-5 секунд. К
сожалению, кнопка хаба используется только для включения и отключения. Остается
надеяться, что у следующего поколения смартхабов Wedo появиться возможность
запуска последней программы по нажатию кнопки. В настоящее время, несмотря на
технологию Bluetooth, вам всё равно нужно запустить программу с помощью
ноутбука или планшета.

Двигатель

Чтобы оживить вашего робота вам необходимо подключить к смартхабу
ещё один важный элемент – двигатель. Он выполняет привычную для себя функцию –
преобразовывает электрическую энергию (получаемую от источника питания) в
механическую. Используя представленные в наборе оси и зубчатые колеса, можно
организовать множество типов механических передач. Направление вращения,
мощность и время работы мотора задаются в программной среде.

Датчик движения
(расстояния)

Датчик движения (расстояния) позволяет
роботам обнаруживать объекты в диапазоне 1-15 см. Работает датчик в трёх
режимах – обнаружение приближения объекта, его удаление, или любое изменение
расстояние в поле действия датчика. Его показания затем отправляются на
компьютер через SmartHub и отображаются на экране ноутбука. Не совсем удобно,
что шкала измерения расстояния представлена в условных единицах – от 0 до 10 (в
самой близкой и максимальной удалённой точках).

Датчик наклона

Датчик наклона позволяет регистрировать
изменения положения робота в пространстве – наклон вперёд и назад, вправо и
влево, и статичное горизонтальное положение. Итого пять возможных вариантов
срабатывания. Каждое из положений кодируется своим числовым кодом в программе —
0, 3, 5, 7 и 9. Основное применение датчика – это реализация рукояток и
джойстиков управления. Детям нравится представлять себя оператором, который
управляет движением объекта. Реже с помощью датчика определяют появление
наклонных поверхностей, или крен робота.

Несмотря на то, что обзор получился
достаточно объёмным, остается ощущение недосказанности – многие нюансы возникают
по ходу непосредственной работы с набором на занятиях.  Но, тем не менее,
нужно подытожить. Образовательный набор Lego Education WeDo 2.0 получился
достаточно хорошей платформой для вхождения в образовательную робототехнику.
Однозначно радует разнообразие «строительных» деталей и деталей, входящих в
состав механических передач. Отличный шаг вперёд – это придание смартхабу
возможности работать автономно по Bluetooth.

Из недочётов можно ещё раз подчеркнуть необходимость запуска
программ с «ведущего» устройства – т.е. отсутствие возможности запуска
последней программы по нажатию кнопки на смартхабе. Для наглядности можно
посмотреть краткий видеобзор.

Среда программирования Lego WeDo 2.0 Описание блоков

Блоки
соединяются между собой по принципу «вагончиков» в составе поезда – друг за
другом, а расширители блоков имеют пазлообразный вид и даже ребенку интуитивно
понятно, что и куда нужно подсоединить.

Следующая идея разработчика тоже помогает
«новичку» освоиться за самый короткий период времени. Это разделение
программных блоков по цветовой палитре:

·        
Блоки управления мотором и
индикатором смартхаба– зеленая палитра.

·        
Блоки работы с экраном,
звуками и математикой – красная палитра.

·        
Блоки управления программой (запуск,
ожидание, цикл) – желтая палитра.

·        
Блоки работы с датчиками –
оранжевая палитра.

·        
Блоки расширения – синяя
палитра.

Давайте разберём подробно, какие программные блоки можно встретить
в каждой палитре.

Блоки управления мотором и индикатором смартхаба

Все блоки палитры имеют визуальную подсказку – на них нарисован
мотор или смартхаб – поэтому сразу понятно каким элементом мы будем управлять,
добавив этот блок в программу.

Первый блок с символом, похожим на
спидометр, задает мощность (скорость вращения) двигателя. На практике чаще
всего используют оба понятия, как взаимозаменяемые. Дети любят мыслить большими
категориями и задают значения мощности в десятки тысяч, но это не имеет смысла,
поскольку программное ограничение установлено на отметке «10», и все значения
превышающие эту отметку воспринимаются именно как «10».

Блок с песочными часами задает время
работы мотора. Единица измерения времени – секунда.

Следующие два блока отвечают за задание
направления вращения оси, подключенной к мотору – по часовой стрелке или
против.

Блок с крестиком отвечает за остановку
мотора. К слову, остановить мотором можно еще несколькими способами: установив
в нужном месте алгоритма блок мощности с уставкой «0» или остановить программу
целиком.

И последний блок в палитре отвечает за
изменение цвета свечения индикатора смартхаба. Причём эту функцию можно
использовать как в мультимедийных целях (реализация светофора), так и для
отладки алгоритма и установки в «контрольных точках» программы.

Блоки работы с экраном, звуками и математикой

Красная палитра, в первую очередь,
включает в себя блоки управления экраном:

Блок экрана с облаком позволяет задать фон
экрану из встроенной библиотеки изображений, которая содержит 28 доступных
картинок различных категорий: природа (горы, океан).

Блок экрана с цифрами «123» позволяет
работать с текстовыми и числовыми данными. При добавлении блока расширения
«abc» мы переходим в режим вывода текстовых сообщений – на экране отобразится
информация для пользователя, введённая в блок расширения. В случае добавления
блока расширения «123» (цифры на белом фоне) активируется режим работы с
числами. При этом введённое значение не только отображается на экране, но еще и
запоминается в памяти экрана. Последнее записанное значение хранится в блоке
расширений «123» (полностью синий блок). Таким образом, получается аналог
переменной из классического программирования. 

Блок математики выполняет привычную для
него роль – складывает, вычитает, умножает и делит. Отлично подходит для
реализации таймеров и счетчиков, инверсии сигналов от датчиков. 

Последний блок отвечает за размер экрана –
его можно развернуть на всю рабочую зону программы, уменьшить, либо свернуть.

Блок с изображенной нотой – блок звуковых
эффектов. Настоящая боль любого преподавателя робототехники, поскольку дети,
узнав про этот блок, стараются установить его в каждую свою программу. При этом
регулятор громкости выкручивается в максимум. У блока имеется встроенная библиотека
разнообразных звуков, а также функция записи своего звукового файла.

Блоки управления программой (запуск, ожидание, цикл)

У любой программы должна быть кнопка её
запуска – за эту функцию в WeDo 2.0 отвечает сразу несколько блоков:

Блок запуска с символом «Play» появляется
сразу в рабочей области программы, как бы призывая сразу написать свой первый
алгоритм управления собранной моделью.

Следующий блок, которым можно запустить
выполнение клавиатуры – это блок «Клавиша» — по умолчанию установлена клавиша
А, но можно выбрать любую другую клавишу как на латинице, так и на кириллице.
Изменить клавишу возможно после клика на блок, удержания его в «нажатом
состоянии» – блок перейдет в режим изменения параметров – выбирайте любой
понравившийся символ с клавиатуры.

Ещё один блок, который может быть
стартовым – это блок «Получение сообщения» (работает в связке с блоком
«Отправка сообщения»). Данный блок используется для перехода из одной ветки
алгоритма в другую при достижении заданных параметров. Например, в основном
алгоритме у вас выполняется программа, в которой содержится блок отправки
сообщения «Stop». Вы устанавливается в рамках подпрограммы блок получения
сообщения с аргументом «Stop» – и выполняете требуемую последовательность
действий параллельно с выполнением основного кода. Этот блок достаточно часто
применяется при опросе датчиков в режиме реального времени – под конкретное
значение датчика пишется своя подпрограмма с аргументом, соответствующим этим
числовым значениям.

Один
из самых любимых блоков детей в секции робототехники «Дело Техники» – это
«Цикл» – функционал у этого блока тот же, что и в классическом программирование
– повторять программу или её часть определенное число раз, по наступлению
какого-либо события или же бесконечно. По умолчанию блок «Цикл» работает в
режиме бесконечного, для того чтобы задать ему ограничение по числу выполнений
достаточно подключить блок расширения (например, числовой блок или датчик
расстояния).

Последний
в нашем обзоре блоков управления, но в то же время один их самых важных при
написании программ – блок «Ожидание». По умолчанию это таймер, который
останавливает выполнение программы на время, заданное в блоке расширения (отчёт
ведётся в секундах). Расширить функционал блока можно, подключив к нему блоки
расширения из оранжевой и синей палитр. Например, при добавлении датчика
расстояния блок «Ожидания» останавливает программу до момента, пока не
произойдет срабатывание датчика. То же самое справедливо для блоков расширения
датчика наклона и микрофона. Таким образом, блок «Ожидание» — это основной блок
программ, которые подразумевают реагирование роботов на события внешнего мира –
наклон, изменение расстояния, увеличение шума и др.

Блоки работы с датчиками

Одно из основных отличий образовательного
конструктора Lego WeDo 2.0 от обычного конструктора – это наличие датчиков,
позволяющих роботам взаимодействовать с окружающим миром. Появление
препятствий, удаление объектов, изменение наклона плоскости или управление
джойстиком – все эти события внешнего мира нужно уметь понимать на программном
уровне. Для этого в среде программирования WeDo 2.0 предусмотрены блоки
расширения, которые считывают информацию с датчиков.

Датчик расстояния может работать в трех
режимах:

·        
объект приближается (блок
расширения со стрелкой, указывающей на датчик)

·        
объект отдаляется (блок
расширения со стрелкой, указывающей от датчика)

·        
объект изменяет свое положение
(блок расширения со стрелкой, указывающей в обе стороны)

Также имеется блок расширения без стрелок,
изображающий датчик расстояния – он используется в случаях, когда требуется
получить числовое значение датчика в конкретный момент времени.

Датчик расстояния считывает расстояние по
шкале от 0 до 10 условных единиц, максимальная граница соответствует 15-18
сантиметрам.

В свою очередь датчик наклона считывает
наклон в двух плоскостях, при этом разработчик закодировал каждое положение
соответствующей цифрой:

·        
наклон носом вверх (к себе)

·        
наклон носом вниз (от себя)

·        
наклон влево

·        
наклон вправо

·        
отсутствие наклона (датчик
расположен горизонтально) «0»

·        
наклон в любую сторону (режим
«тряска»)

Ещё одна группа блоков представляет собой
блоки расширения. Их цветовая гамма — синяя. 

1.    
Блок с изображением микрофона
является простейшим датчиком звука. Если этот блок расширения добавить к блоку
ожидания («Песочные часы»), то программа будет ожидать увеличения громкости
звука — это может быть, например, хлопок. 

2.    
Блок с буквенными символами
«abc» является блоком ввода текстовых данных. Подключается, как правило к
блокам «Экран» и «Отправка/получение сообщения». 

3.    
Блок с символом игральной
кости — это генератор случайных чисел от 0 до 10. Возможно подключение ко всем
блокам, которые имеют  «разъём» расширения.

4.    
Блок с числовыми символами
«123» является блоком ввода числовых данных. Используется в случаях, когда
нужно определённому блоку присвоить некое значение, например, задать мощность
на уровне «6».

5.    
Блок с символом экрана «123» —
хранит текущее значение, которое записано в память блока экрана с цифрами
«123». По сути своей этот блок является переменной в чистом виде. 

Последний блок, который может вам
встретиться — это блок «Комментарии» — можно оставить послание тому, кто будет
работать с вашей программой или напоминание себе о тех или иных нюансах своего
алгоритма. 

Конспект занятия внеурочной деятельности с применением
конструктора «LEGO EDUCATION WEDO 2.0»

Тема
«Запуск лунохода»

Цель:
Развитие способностей детей к наглядному моделированию, создание и запуск
рабочей модели – луноход.

Задачи:

1.                
Познавательное развитие:

·                    
Прививать навыки работы с ЛЕГО
конструктором, закреплять умение детей действовать по схематической модели.
Воспитывать интерес к конструированию из ЛЕГО. Развивать логическое мышление,
внимание, навыки конструирования. Формировать умение работать с ИКТ.

2.                
Речевое развитие:

·                    
Развивать словарный запас
детей. Активизировать речевые навыки.

·                    
Физическое развитие:

·                    
Развивать мелкую моторику рук.

3.                
Социально-коммуникативные
навыки:

·                    
Воспитывать взаимопонимание,
ответственность, доброжелательность, инициативность, желание помочь друг другу,
работая в подгруппе.

4.                
Материал и оборудование:
конструктор LEGO Education WeDo 2.0», планшет, ноутбук, интерактивная доска,
макет луны (настольный).

Организационный
момент.

Педагог:
Добрый день! С далекой планеты Луна нам пришло сообщение от персонажа
мультфильма, которого вы все очень любите. А кто это, вы должны отгадать с
помощью загадки.

Он
сиреневый такой,

Машет
весело рукой.

Он
свалился к нам с луны –

Знают,
любят малыши.

(Лунтик)

Лунтик
прислал видеоролик о его планете. Посмотрите на экран.

Просмотр
презентации.

Во
время демонстрации слайдов обучающиеся рассказывают о планете Луна.

Педагог:
В сообщении Лунтика говорится о том, что на Луне сломался робот-луноход. И
Лунтик просит вас создать и запустить нового робота. Мы поможем Лунтику?
Ребята, а что такое робот-луноход?

Обучающиеся:
Робот-луноход – это транспортное средство, которое самостоятельно может
передвигаться по поверхности Луны. Робот может исследовать интересные особенности
поверхности и территорию.

Педагог:
Ребята, из чего можно построить робота? (Из блоков, кубиков, металла,
конструктора).

Какой
конструктор можно использовать для создания робота-лунохода, который может
передвигаться?

Обучающиеся:
Конструктор Лего линейки Wedo 2,0.

Педагог:
Работать с конструктором мы умеем. На столе стоит робот, которого вы собрали
заранее. Ребята, что нужно для того, что бы робот-луноход ожил и отправился в
путь?

Обучающиеся:
Создать программу, запрограммировать робота.

Педагог:
С чего нужно начинать работу?

Обучающиеся:
Для создания программы необходимо установить соединение между роботом и
планшетом.

Педагог:
Как называется основная деталь конструктора MILO (Майло)?

Обучающиеся:
СмартХаб.

Педагог:
СмартХаб или микропроцессор — является сердцем любой модели, контролируя работу
датчиков и моторов. СмартХаб осуществляет передачу информации от управляющего
ПК или планшета к сконструированной модели.

Какая
деталь конструктора приводит робота в движение?

Обучающиеся:
Мотор.

Педагог:
Для того чтобы помочь Лунтику, нам надо написать программу по образцу или
создать свою. Если вы все сделаете правильно, робот оживет.

Перед
серьёзной работой давайте сделаем разминку для пальцев.

Физкультминутка
«Робот».

Робот
делает зарядку

И
считает по порядку.

Раз –
контакты не искрят, (движение руками в сторону)

Два –
суставы не скрипят, (движение руками вверх)

Три –
прозрачен объектив (движение руками вниз)

И
исправен и красив (опускают руки вдоль туловища.)

Практическая
работа.

Обучающиеся
устанавливают соединение планшета с моделью конструктора, программируют робота,
комментируя свои действия.

(Сначала
я устанавливаю блок «начало», задаю мощность мотора…)

Рефлексия.


Педагог:
Сейчас проверим, всё ли мы сделали правильно, и если это так, то наш робот
оживёт. Поздравляю вас всех! Робот-луноход ожил, а это значит, что ошибок нет!
Молодцы!

Спасибо,
юные инженеры. Я надеюсь, что кто-нибудь из вас обязательно станет инженером–конструктором.
Мы с вами сегодня сделали большое, доброе дело – помогли жителям планеты Луна.
Желаю всем добра! Ведь недаром говорят «Доброта спасет мир!».

Лего–конструирование — эффективное воспитательное средство,
которое помогает объединить усилия педагогов и семьи в решении вопроса
воспитания и развития ребенка. Поэтому возможно проведение  открытых уроков, на
которых родители могут видеть, как организуются занятия по Лего-конструированию;
организация  мастер-класса и т. д. Видеоотчёт для родителей.

Работа обучающейся Лобашовой Анны – робот-собака и презентация.

Использованные
ресурсы

1.     https://education.lego.com/ru-ru/lessons/maker-elementary/digital-accessory#1

2.     https://education.lego.com/ru-ru/lessons?Grade=Классы%203–4&pagesize=12

3.     https://robot-ik.ru/UPLOAD/2018/08/08/probnaya-versiya-uchebnyh-materialov-wedo-20.pdf

4.     http://этоделотехники.рф/среда-программирования-lego-wedo-2-0-описание-б/

5.     http://edurobots.ru/2017/11/lego-education-wedo-2-0-otzyv/

Книга для учителя содержит следующие описания:
1)      состав конструктора
2)      этапы обучения с Lego Education 
3)      протоколы подготовки кабинета к работе учащихся с конструктором
4)      особенности организации урока и последовательности этапов занятия
В данном пособии представлено:
1) Обзор учебного курса Lego, основные учебные цели, предметные задачи и межпредметные связи
2) Попредметная таблица ЗУНов
3) подробное описание ПО и работы с ним
4) описание возможностей раздела «первые шаги», основных приемов сборки и программирования
5) поэтапное описание занятий с подробными рекомендациями для учителя
А также имеются дополнительные ресурсы для распечатывания и копирования для использования при программировании, таблицы данных к отдельным темам, словарь основных терминов и перечень элементов конструктора.

Пособия продаются единым набором из книг в 3 частях

Новое методическое пособие ориентировано на обучение детей 3-5 лет конструированию. Эта книга – первая часть (первый модуль) образовательной программы для дошкольников по робототехнике и конструированию.

Предлагаемое педагогам пособие уникально, потому что оно позволяет педагогам КОНСТРУИРОВАТЬ свои ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ЗАНЯТИЯ из готовых блоков. Предлагается полный перечень готовых конспектов занятий. Материал подан таким образом, что педагог может компоновать его части по своему желанию.

С помощью пособия педагог может быстро составить (сконструировать) конспекты своих занятий с детьми. Эту возможность обеспечивают три перекидных блока книги,  которые перелистываются в разных направлениях независимо друг от друга.  Таким образом, педагогам предлагается реальный КОНСТРУКТОР занятий. Наш конструктор позволяет педагогу БЫСТРО И КАЧЕСТВЕННО подготовится к любому занятию образовательного курса!

Что есть в пособии?

Пособие ориентировано на обучение детей 5-6 лет конструированию механических и электромеханических моделей. Эта книга – вторая часть (второй и третий модули) образовательной программы для дошкольников по робототехнике и конструированию.

С его помощью педагог может быстро составить (сконструировать) конспекты своих занятий с детьми. Книга также может использоваться родителями, если они самостоятельно обучают детей конструированию подвижных и программируемых моделей.

Предлагаемое педагогам пособие уникально, потому что оно позволяет педагогам КОНСТРУИРОВАТЬ свои образовательные занятия из готовых блоков. Педагогам предлагается полный перечень готовых конспектов занятий. Предложенный материал подан таким образом, что педагог может компоновать его части по своему желанию.

Пособие рассчитано на 72 учебных часа (36 занятий).

Конструктивные элементы конспектов занятий включают:

1 Учебные задачи. С методическими указаниями по конструированию механических и электромеханических моделей.

2 Фотографии и схемы сборки оригинальных моделей. Одна и та же модель представлена в двух вариантах исполнения: из конструктора LEGO и TINKAMO. К каждой модели дается описание ее частей. К механическим моделям приводятся фотографии механических передач. К электромеханическим моделям дается скриншот компьютерной программы.

3 Игровые эксперименты, описания простых механизмов и электронных деталей конструкторов. Все описания рассчитаны на восприятие детей дошкольного возраста.

4 Алгоритмы начала и завершения каждого учебного занятия. Игровые ситуации предлагают разнообразие сюжетов и сказочных героев.

5 Методические разработки. Описание диагностических занятий, позволяющих педагогу контролировать успешность освоения детьми учебных задач.

6 Справочный раздел. В раздел вошли:

• таблицы распределения учебных задач

• сравнительные таблицы с фотографиями деталей для сборки механизмов и электронных деталей в конструкторах LEGO и TINKAMO

• схемы сборки моделей (64 схемы)

• таблица идей для демонстрации физических явлений и механизмов

• инструкции по технике безопасности

Занятия могут проводиться на любом конструкторе с шиповым типом соединений. Все модели представлены в исполнении двух видов конструкторов: Tinkamo Tinker Kit и LEGO WeDo 2.0.

Книга написана коллективом авторов, в который вошли инженеры, педагоги, методисты, руководители, работающие в организациях дошкольного и дополнительного образования и имеющие большой опыт работы по преподаванию робототехники.

Что есть в пособии?

Пособие ориентировано на обучение детей 6-8 лет конструированию программируемых электромеханических моделей. Эта книга-третья часть (четвертый и пятый модули) образовательной программы для дошкольников по робототехнике и конструированию.

С его помощью педагог может быстро составить (сконструировать) конспекты своих занятий с детьми. Книга также может использоваться родителями, если они самостоятельно обучают детей визуальному программированию и конструированию программируемых моделей.

Предлагаемое педагогам пособие уникально, потому что оно позволяет педагогам КОНСТРУИРОВАТЬ свои образовательные занятия из готовых блоков. Педагогам предлагается полный перечень готовых конспектов занятий. Предложенный материал подан таким образом, что педагог может компоновать его части по своему желанию.

Пособие рассчитано на 72 учебных часа (36 занятий).

Конструктивные элементы конспектов занятий включают:

1. Учебные задачи. С методическими указаниями по обучению визуальному программированию и конструированию программируемых электромеханических моделей.

2. Фотографии и схемы сборки оригинальных моделей. Одна и та же модель представлена в двух вариантах исполнения: из конструктора LEGO и TINKAMO. К каждой модели дается описание ее частей. Ко всем моделям дается скриншот компьютерной программы.

3. Игровое моделирование, описания основных понятий визуального программирования и алгоритмов. Все описания рассчитаны на восприятие детьми старшего дошкольного и младшего школьного возраста.

4. Игровые эксперименты, описания видов движений роботов и обеспечивающих механизмов. Все описания рассчитаны на восприятие детьми старшего дошкольного и младшего школьного возраста.

5. Алгоритмы начала и завершения каждого учебного занятия. Игровые ситуации предлагают разнообразие сюжетов и сказочных героев.

6. Методические разработки. Описание диагностических занятий, позволяющих педагогу контролировать успешность освоения детьми учебных задач.

7. Справочный раздел. В раздел вошли:

• таблицы распределения учебных задач

• сравнительные таблицы программных средств, устройств и действий с ними в конструкторах LEGO и TINKAMO

• схемы сборки моделей (64 схемы)

• наглядный материал для игрового моделирования

• инструкции по технике безопасности

Книга написана коллективом авторов, в который вошли инженеры, педагоги, методисты, руководители, работающие в организациях дошкольного и дополнительного образования и имеющие большой опыт работы по преподаванию робототехники.

Рубрики