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. [1, с.38]

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;
8. записывать, рисовать чертежи или делать наброски на бумаге и фотографировать их. [1, с. 40]

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;
8. отправка документа по проекту родителям по электронной почте или публикация в портфолио учащихся. [2, с. 80]

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 в официальных группах LEGO Education VK. Вы также можете узнать больше о WeDo 2.0, изучив дополнительные материалы о платформе представленные в разделе о WeDo 2.0 на сайте. [3, с. 20]

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. 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.

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.

Линейка штифтов представлена двумя видами — черные соединительные и бежевые полукрестовые без фрикционных зазубрин (с проскальзыванием в отверстии). 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.

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.

Смартхаб (SmartHub) — 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. 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. 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. [4, с. 143]

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. 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.

Литература:

1. Брехова А. В. Развитие творческих способностей младших школьников на внеурочных занятиях по робототехнике / А. В. Брехова, Д. В. Дахин, Е. И. Чернышёва // Известия Воронежского государственного педагогического университета. — 2019. — № 2. — С. 38–42. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/journal/issue/326885 (дата обращения: 23.01.2025).

2. Огурцова, Е. Ю. Особенности методики проведения занятий по образовательной робототехнике с младшими школьниками / Е. Ю. Огурцова, Р. Н. Фадеев. — Текст: электронный // Учебный эксперимент в образовании. — 2019. — № 1(89). — С. 78–84. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37319088 (дата обращения: 23.01.2025).

3. Педагогические эффекты реализации технологии образовательной робототехники в работе с младшими школьниками / И. В. Захарова, Е. В. Тренина // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия «Акмеология образования. Психология развития». — 2024. — № 1 (49). — С. 16–25. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/journal/issue/356294 (дата обращения: 23.01.2025).

4. Чаплыгина, А. В. Как развиваются технические творческие способности учащихся младшего школьного возраста на занятиях робототехники / А. В. Чаплыгина, И. Н. Гостева. — Текст: электронный // Актуальные проблемы теории и практики обучения физико-математическим и техническим дисциплинам в современном образовательном пространстве: cборник избранных статей VI Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции, Курск, 15–16 декабря 2022 года / ответственный редактор: В. Н. Фрундин. — Курск: Курский государственный университет, 2022. — С. 140–144. — URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50412862 (дата обращения: 23.01.2025).