Тестируем новый программируемый конструктор LEGO Education SPIKE Старт

Конструкторы для обучения детей робототехнике

Share Button

Изучили возможности нового решения LEGO Education для STEAM обучения детей старше 6 лет и сравнили его с популярным набором LEGO Education WeDo 2.0.

Возможности конструктора мы изучили вместе с Альбертом. Ему девять с половиной лет и он с удовольствием протестировал SPIKE Старт.

Новый программируемый конструктор LEGO Education SPIKE Старт

Аббревиатура STEAM (science – наука, technology – технология, engineering – инжиниринг, arts and math – искусство и математика) подразумевает как получение знаний по данным наукам, так и способность применять их на практике. Благодаря STEAM-подходу дети могут развиваться сразу в нескольких предметных областях – информатике, физике, технологии, инженерии и математике, понимая, что у изучаемой, порой скучной, теории есть и прикладной характер. Например, образовательные решения LEGO Education – части всемирно известной группы компаний LEGO – нацелены как раз на развитие STEAM-компетенций и навыков: научно-исследовательских, инженерно-технических, математических и проектных.

Новый программируемый конструктор LEGO Education SPIKE Старт

В 2019 году LEGO Education представила робототехнический набор SPIKE PRIME для учеников старше 10 лет, который уже используется во многих кружках робототехники. Выпущенное в 2021 году решение SPIKE Старт — его «младший собрат» для занятий с детьми старше 6 лет.

О наборе

Набор поставляется в пластиковом контейнере и содержит 449 деталей, среди которых конструктивные элементы и 4 минифигурки-персонажи LEGO.

Лотки для хранения деталей раздельные. Система сортировки деталей продумана до мелочей. На углы лотков предлагается прикрепить наклейки, обозначающие цвета деталей, соответствующие лотку. Такая сортировка по цветам облегчит организацию работы в классе.

Конструктор содержит электронные компоненты:

  • Малый программируемый Хаб (поддержка Bluetooth, 2 порта ввода/вывода, встроенный 6-осевой гироскопический датчик).
  • Аккумуляторная батарея для питания Хаба.
  • Малый серводвигатель (угловой мотор) — 2 шт.
  • Цветная световая матрица 3 х 3.
  • Датчик цвета.

Моторы имеют встроенный датчик угла поворота (энкодер), отметку «0» на корпусе и риску на маховике.

Отдельно стоит пояснить, что такое 6-осевой гироскопический датчик (Six-Axis Gyro Sensor), встроенный в Хаб (программируемый блок). Речь о трехосных акселерометре и гироскопе. Производитель придумал оригинальное название, сложив число осей разных типов датчиков (реагирующих на ускорение и на изменение положения в пространстве).

Аккумулятор заряжается USB-кабелем, которым также можно подключить Хаб к компьютеру.

Да

Хаб, серводвигатели, световая матрица, датчик цвета, USB-кабель для зарядки аккумулятора

Даже без подключенных внешних дачтиков Хаб мониторит данные гироскопа и акселерометра, определяет наклоны, свободное падение и встряхивание устроства,  режим наклона по трем осям в пространстве. К программируемому Хабу подключается еще два любых внешних устройства (серводвигатели, датчики).

В комплекте есть набор запасных частей.

Набор запасных частей LEGO SPIKE

Инструкция по сборке моделей в бумажном виде входит в комплект, методические материалы в электронном виде размещены на сайте LEGO Education.

Новая система обучения LEGO Education

Несколько новинок LEGO Education объединяются в единую образовательную систему. Кроме набора SPIKE Старт в 2021 году LEGO Education анонсировала еще два образовательных решения для STEAM обучения. Серия BricQ Motion для изучения физики в контексте спорта включает BricQ Motion Старт для детей от 6 лет и BricQ Motion Prime для учеников от 10 лет.

Новый SPIKE Старт дополнил эту линейку контрукторов. Вместе с робототехническим набором SPIKE Prime решения объединяются в единую систему обучения LEGO Education. Эти конструкторы конструктивно совместимы, имеют единый стиль и цветовую гамму деталей. В распоряжении Альберта были почти все эти наборы (кроме более взрослого SPIKE Prime). Идея объединить разные конструкторы ему понравилась, так он придумал собственные проекты.

Новая система обучения LEGO Education

Методические материалы

Методичческие материалы включают в себя пять учебных курсов, каждый из которых состоит из восьми 45-минутных уроков.  Конечно же материалы LEGO Education соответствуют стандартам ФГОС ОО РФ.

Методические материалы LEGO Education

Для каждого урока предусмотрен детальный план и дополнительные задания.

Учебные материалы доступны на сайте LEGO Education.

Программирование SPIKE Старт

Чтобы программировать конструктор, необходимо скачать и установить на компьютер или планшет приложение SPIKE (доступно для скачивания по ссылке). Оно совместимо с операционными системами Windows 10, ChromeOS, macOS, iOS и Android.

Программировать можно в двух режимах:

  • Блочно-графический.
  • Блочно-текстовый (Scratch).

По замыслу производителя так легче перейти от графических к текстовым языкам программирования.

Блочно-графический

Программа составляется перетаскиванием графических блоков и выстраиванием цепочки команд слева направо. Подходит для учеников 6-8 лет. Блочно-графический режим реализован с теми же принципами, что и программное обеспечение LEGO Education WeDo 2.0. Тем, кто ранее ранее использовал этот конструктор, будет привычно. Конечно реализованы новые возможности: работа со встроенным в Хаб сенсором, датчиком цвета, цветной световой матрицей.

 

Блочно-графический режим программирования SPIKE

Блочно-графический режим программирования SPIKE

Функционал максимально упрощен.

Для работы с двумя двигателями одновременно нет команд для тонкой настройки — запустить только один не получится. Можно включить дополнительные наборы команд работы с моторами. Для простой тележки с двумя моторами созданы специальные программные блоки для движения вперед, назад и поворотов. Просто и удобно.

Двухмоторная тележка, которую просто программировать специальными блоками

Программный блок датчика цвета позволяет настроить действия при обнаружении предмета определенного цвета. Например, запустить двигатель или проиграть звук животного. Кроме того, есть дополнительный инструмент для работы со столбчатой диаграммой. Используя диаграмму вместе с блоком датчика цвета можно организовать визуализацию подсчета цветных кубиков LEGO.

Диаграммы в программном обеспечении SPIKE

Программный блок датчика наклона позволяет запускать алгоритмы по сигналам гироскопического датчика.

Блочно-текстовый (Scratch)

Популярная среда Scratch интегрирована в фирменное приложение SPIKE (не через сайт scratch.mit.edu, как при программировании LEGO Education WeDo 2.0). Этот режим программирования имеет более широкие возможности.

Например, два серводвигателя можно программировать и запускать независимо, тонко настраивать их работу.

Серводвигатель имеет датчик угла поворота, команды позволяют устанавливать вал в нужное положение, проварачивать на заданный угол.

Режими Scratch подойдет для детей старше 8 лет.

SPIKE-Scratch

Впечатления и сравнение с WeDo 2.0

Новый набор SPIKE Старт — интересный программируемый конструктор. Приятно, что несколько новых решений LEGO Education представляют собой единую образовательную среду. Начиная занятия с непрограммируемых конструкторов BricQ Motion Старт и BricQ Motion Prime, можно переходить к программируемой платформе SPIKE Старт и использовать детали совместно. Такой подход расширяет образовательные возможности оборудования. Набор совместим с конструктором следующей ступени SPIKE Prime. Это та же платформа, только немного урезанная. При желании (и возможности), можно использовать не только входящие в комплект малые серводвигатели, но и средний или большой из «более взрослого» набора SPIKE Prime. Они совместимы с Хабом, отличаются различным крутящим моментом.

Немного жаль, что в состав набора SPIKE Старт не включили датчик расстояния.

Для тех, кто еще не приобрел программируемые конструкторы LEGO Education, акутален вопрос выбора между набором WeDo 2.0 и SPIKE Старт, т.к. оба конструктора подходят для занятий с детьми старше 6 лет. Однозначного ответа, что лучше нет. Вот какие могут быть аргументы:

  • Конструкторы имеют совершенно разные методические материалы. В этом смысле наборы не конкурируют, а дополняют друг друга и расширяют возможности педагогов.
  • Один Хаб SPIKE Старт имеет больше возможностей, чем один Хаб WeDo 2.0 за счет того, что в Хаб SPIKE Старт встроен гироскопический датчик, который заменяет датчик наклона и дает дополнительные возможности.
  • В программном обеспечении WeDo 2.0 можно подключить 3 Хаба одновременно и программировать единую систему, в которой может быть больше устройств, например, больше двух моторов. Система программной маркировки до шести одинковых устройств WeDo 2.0 позволяет управлять ими независимо. У SPIKE Старт такой возможности нет — подключается только один Хаб. Можно управлять только двумя моторами. Обычно этого хватает и на занятиях и не требуется подключать большое количество устройств. Но это может оказаться важным в больших творческих проектах для конкурсов.Моторы WeDo 2.0 не имеют датчика угла поворота, в SPIKE Старт — полноценные серводвигатели. Например, если собрать модель, которая представляет собой шлагбаум, то в SPIKE Старт можно поднять шлагбаум указав в программном обеспечении на какой угол должен повернуться мотор. В WeDo 2.0 для таких целей нужно подбирать время мотора или использовать сигналы датчика наклона, которые могут быть недостаточно точными.
  • В наборе SPIKE Старт сразу два серводвигателя и удобные для новичков допонительные команды для управления двухмоторной тележкой.
  • У SPIKE Старт в комплекте датчик цвета, у WeDo 2.0 — датчик расстояния. Это разный функционал. С помощью датчика цвета SPIKE Старт, например, можно организовать подсчет деталей каждого цвета или реакцию устройства только на определенный цвет. С помощью датчика расстояний WeDo 2.0 — например, остановку машины перед обрывом. Однако функционал SPIKE Старт можно расширить, добавив к нему ультразвуковой датчик расстояния «старшего брата» SPIKE Prime. Все моторы и датчики SPIKE Prime полностью аппаратно совместимы и с Хабом SPIKE Старт, и с хабом SPIKE Prime.
  • У SPIKE Старт есть цветовая матрица. Яркое устройство вывода, которое нравится детям.
  • Состав набора SPIKE Старт дает меньше возможностей для изучения механики, чем WeDo 2.0. В WeDo 2.0 существенно больше зубчатых колес, червячная передача. Состав пластиковых деталей SPIKE Старт имеет меньший акцент на механику. Однако, если изучать с детьми механику, то этот недостаток деталей SPIKE Старт можно восполнить элементами из других наборов (производитель рекомендует линейку наборов BricQ).

Альберт тестировал все перечисленные в статье наборы, ему нравятся все, а особенно их смешивать и придумаывать собственные модели машин. Когда он устал программировать в непривычной программной среде, он просто установил вместо штатного Хаб дистанционную систему LEGO TECHNIC CONTROL+ (от другой игрушки) и начал управлять собраной машиной со своего телефона. Вот почему нужны педагоги на занятиях с образовательными решениями, а игрушки LEGO продаются отдельно.

Где купить?

Набор SPIKE Старт (арт. 45345) можно приобрести у официального дистрибьютора продукции LEGO Education. Стоимость 29 400 рублей.

Share Button

Нет комментариев.

Оставить комментарий

© 2014-2021 Занимательная робототехника, Гагарина Д.А., Гагарин А.С., Гагарин А.А. All rights reserved / Все права защищены. Копирование и воспроизведение в любой форме запрещено. Политика конфиденциальности. Соглашение об обработке персональных данных.
Наверх