Образовательный набор LEGO Education WeDo 2.0 – это набор, предназначенный для погружения в робототехнику детей в возрасте от 6 до 12 лет. Набор стал результатом взаимодействия и кооперации компании LEGO и Митчела Резника. И если о LEGO знает каждый ребёнок, то про Резника знают далеко не все. Митчел является руководителем исследовательской группы Lifelong Kindergarten, которая, в свою очередь, входит в состав всемирно известной Лаборатории Коммуникаций Массачусетского Технологического Института — MIT Media Lab. Резник и его коллеги занимаются разработкой продуктов из сферы IT-технологий, которые помогали бы людям думать и учиться новыми, более эффективными способами. Одним из таких всемирно известных продуктов является графический язык программирования Scratch, автором которого и является Резник.
Содержимое набора можно поделить на две основные группы – «строительные» детали Lego, среди которых как привычные кирпичи и балки, так и детали из серии Technic, и электронные компоненты – смартхаб, мотор и два датчика. Собранные роботы программируются в специально разработанной графической среде. Набор позволяет проводить занятия по следующим учебным дисциплинам – робототехника, программирование/информатика, а также физика, математика, механика и др. Средства набора ориентированы на командную работу в парах – дети создают роботов своими руками, развивая не только мелкую моторику и воображение, но и способности к сотрудничеству.
Состав набора
Детали и компоненты набора расположены в удобной коробке из прочного пластика, с внутренним лотком для сортировки деталей. Заботливый разработчик прилагает наклейки со списком деталей для каждой ячейки лотка. Сортировка деталей облегчает их поиск во время сборки роботов, а также позволяет отслеживать комплектность набора – найти отсутствующие детали гораздо легче, когда они расположены в небольших отсеках, нежели свалены в одну кучу.
Всего набор содержит 282 детали различного назначения: зубчатые колёса, оси, колеса с клинообразным торцом, кирпичные балки, резиновые ремни, угловые соединительные блоки и многие другие. Из всего этого множества деталей дети с их неограниченной фантазией могут создать новых роботов каждый день.
Электронные компоненты, как писалось выше, представлены одним мотором, двумя датчиками – движения и наклона, и смартхабом – интеллектуальным блоком, предназначенным для соединения с ноутбуком или планшетом через Bluetooth 4.0. Единовременно к смартхабу подключается два устройства с помощью оригинального разъема Power Pack. Сами блоки достаточно прочные, но кабели, скручиваемые детьми по назначению и без него, спустя какое-то время могут быть повреждены. К счастью, производитель предлагает широкий выбор запасных частей: вы можете приобрести небольшие комплекты, собранные производителем, или купить запчасти по отдельности. Это относится как к «рядовым» деталям, так и к электронике.
Среда программирования
Для программирования роботов, собранных из конструктора LEGO Wedo 2.0, можно использовать две программные среды: специально разработанная среда WeDo Software и Scratch. В первом случае установка программы возможна как на ноутбуки, так и на планшеты и некоторые модели смартфонов, а вот Scratch не доступен на мобильных устройствах. Однако при работе с WeDo Software могут возникнуть технические неполадки при подключении смартхаба к ноутбуку. Ниже рассмотрены особенности работы в каждой из программ.
LEGO WeDo 2.0 Software
WeDo Software – это адаптированная для детей среда блочно-графического программирования. Даже дошкольники могут успешно освоить основные навыки написания простейших программ. Им достаточно уметь считать от 0 до 10, знать разницу в направлении движения — по часовой стрелке/против часовой и уметь управлять компьютерной мышкой. Остальная часть процесса написания программ очень интуитивно понятна. Примечательная особенность, что понятна она в большей степени детям, нежели взрослым с опытом в классическом программировании.
Основной принцип в написании программ – это перетаскивание (drag-and-drop) блоков из палитры в поле редактирования. Сами программы представляют собой линейные алгоритмы, в которых блоки последовательно соединяются друг с другом. Палитра блоков расположена в нижней части экрана и содержит множество блоков, разделенных на категории. Каждую категорию можно узнать по цвету.
Зелёные блоки отвечают за управление двигателем (направление вращения, мощность, время работы, остановка) и световым индикатором SmartHubа. Красные блоки воспроизводят звуки и отображают изображения и текст на экране; они также позволяют выполнять основные математические операции – сложение, вычитание, умножение и деление. Желтые блоки в большей степени приближены классическим: есть три разных стартовых блока («play», старт по нажатию клавиши, старт при получении «письма»), цикл, блок ожидания и блоки с сигналами для управления другими скриптами в программе. Палитра также включает в себя «входы» — меньшие блоки для размещения под основными (блоки, допускающие присоединение входа, выглядят «пазлообразно»). Они содержат параметры, которые можно определить самостоятельно, выбрать случайным образом или которые отображают текущие показания датчика. Одним словом, среда программирования WeDo Software обладает как простотой, так и весьма подходящими возможностями для начинающих программистов.
Единственный нюанс, который вызывает неудобство при первых запусках и знакомстве со средой, – работа на устройствах без сенсорных экранов (видимо ставка делалась на планшеты и современные ноутбуки). Например, для выбора необходимо блока необходимо одновременно удерживать и прокручивать палитру. Но со временем ко всем тонкостям интерфейса привыкают и преподаватели, и дети.
Язык программирования Scratch
Язык программирования Scratch – самый популярный из графических языков для образовательных целей. Как вы уже знаете, придуман он был Митчелом Резником из MIT. С помощью этого Scratch дети практически любого возраста (как правило, с 8-9 лет, если речь идёт про осознанное программирование) могут создавать игры, анимации или интерактивные формы. Однако на самом деле Scratch по своим возможностям не уступает классическим текстовым языкам программирования. И даже сам процесс написания алгоритма во многом схож с традиционным подходом – наращивание кода сверху вниз.
Все функциональные блоки, представленные в Scratch поделены на десять крупных категорий, например, «Движение», «Сенсоры» и др. Процесс составления алгоритма происходит путем перетаскивания нужных блоков в поле редактора кода. Благодаря этому методу программирования дети с интересом пишут простые программы, и каждая программа становится источником вдохновения для следующей. Помимо области редактирования кода есть область «Сцена», где вы можете добавлять объекты, программировать их поведение и отображать показания датчиков и значения переменных. Чтобы успешно использовать Scratch, дети должны понимать определённые математические и логические принципы. Например, для правильного программирования движения объекта, нужно знать, что такое система координат (расположение всех объектов на «Сцене» определяется их координатами).
Для всех пользователей доступны две версии Scratch онлайн и офлайн. Онлайн-версия доступна через любой веб-браузер, то есть вам не придётся устанавливать какое-либо программное обеспечение (подойдёт для тех, кто борется за каждый мегабайт дискового пространства). Чтобы использовать офлайн версию, просто загрузите установочный файл с официального сайта и установите на свой компьютер. Однако на текущий момент Scratch не доступен на мобильных устройствах. В зависимости от используемого образовательного набора робототехники вам потребуется расширение WeDo 1.0 или WeDo 2.0. Оба они являются официальными расширениями Scratch, созданными той же командой MIT, которая разработала Scratch. Чтобы программировать LEGO WeDo 2.0 в среде Scratch, также потребуется установка ещё одного вспомогательного приложения — Device Manager. Это приложение служит для подключения смартхаба к Scratch.
После добавления расширения WeDo 2.0 в категории «Другие блоки» появляются функциональные блоки, которые позволяют управлять двигателями и датчиками WeDo, поэтому программы, созданные в Scratch, могут фактически «выходить за пределы экрана» компьютера. Программирование роботов из LeGo WeDo отличная особенность языка Scratch – процесс «оживления» объектов в реальном мире, мотивирует детей изучать программирование с искренним интересом.
В заключении
Таким образом, образовательный набор LEGO Education WeDo 2.0 является во многих отношениях отличным и продуманным комплектом для изучения основ робототехники. Он прост и универсален, поэтому неудивительно, что он используется повсеместно для реализации программ по STEM-методике. Набор отвечает сразу нескольким целям – образовательной, включая элементы механики и физики, а также развивает у детей мелкую моторику, креативность и прививает навыки сотрудничества и командной работы. Кроме того, программирование роботов органично сочетается со всеми преимуществами классических подходов: поощрение логического и алгоритмического мышления, разбиение задания на подзадачи, решение проблем, исправление ошибок и многое другое.
Все вышеперечисленное «упаковано» в удобное для ребёнка решение, потому что запрограммированный объект перемещается в реальном мире – это приводит детей в настоящий восторг. Детали относительно долговечны и легко доступны, для конструирования и программирования требуется мало времени (для полноценного занятия подходит двухчасовой формат), возможности огромны, и есть две среды программирования с различными уровнями сложности. В целом, LEGO WeDo 2.0 – замечательный продукт, за что можно выразить огромную благодарность всей команде разработчиков.