Lego education wedo мотор

Робототехника для малышей с Lego WeDo. Часть 1: обзор и возможности

Мы начинаем серию публикаций про конструкторы Lego WeDo. Сегодня первая часть — обзор базового и ресурсного наборов, основные характеристики и возможности платформы.

Робототехника для начинающих

Lego Education WeDo позиционируется как образовательная робототехническая платформа для детей от 7 лет. На самом деле конструкторы можно использовать и раньше (об этом будет отдельная вторая часть нашего мини-сериала).

Что в коробках этих лего-наборов и чему можно научить мальчиков и девочек младше 10 лет? В основе конструктора WeDo фирменная база Lego System — кирпичи с шипами, с которыми современные дети, как правило, знакомятся очень рано. К ним добавлены датчики и USB-коммутатор для подключения к компьютеру и оживления создаваемых конструкций.

Конструктор выпускается в двух версиях — базовой и ресурсной.

Перворобот Lego WeDo

Базовый набор Lego WeDo называется также Перворобот. В нем содержатся:

USB-коммутатор,
мотор,
датчик расстояния,
датчик наклона,
158 строительных элементов.

Набор выпускается в пластиковом ящике с крышкой, что конечно очень удобно для хранения мелких деталей.

Лего-кирпичики в наборе яркие и разноцветные: красные, желтые, зеленые и белые. Часть деталей и датчики традиционных для Mindstorms серых цветов. (На фото детали обоих наборов).

Разноцветные кирпичики Lego WeDo

В наборе нет полноценного контроллера. Управление моторами и датчиками осуществляется через USB-коммутатор с помощью программного обеспечения, которое выполняется на компьютере.

Датчик расстояния позволяет обнаружить объекты на расстоянии до 15 см, соответственно можно запрограммировать выполнение каких-либо действий при наступлении этого события. Например, чтобы машинка при обнаружении препятствия не сталкивалась с ним, а ехала в обратную сторону.

Датчик наклона различает шесть положений: «носом вверх», «носом вниз», «на левый бок», «на правый бок», «нет наклона» и «любой наклон». На каждое такое событие можно задать свое действие.

Через USB-порт компьютера подается питание на моторы, а также осуществляется обмен данными между датчиками и компьютером.

USB-коммутатор, мотор, датчики Lego WeDo

Таким образом, построенные с Lego WeDo модели не являются автономными роботами, для их работы требуется компьютер. Но зато такой подход позволяет снизить стоимость конструктора.

Совет от Занимательной робототехники: лучше купить длинный USB-удлинитель, чтобы ребенок мог играть с созданными роботами на полу (на расстоянии от компьютера).

Состав ресурсного набора Lego WeDo

Ресурсный набор WeDo приобретается дополнительно к базовому и расширяет его технические и образовательные возможности. Этот набор не содержит электроники, зато в него входят 326 дополнительных элементов. Обойтись без него вполне можно, но количество моделей, которые можно построить, имея обе версии, значительно возрастает.

Ресурсный набор Lego WeDo

Строительные элементы в этом наборе — это не только кирпичики, но и различные структурные детали, шестеренки и роторы, колеса и оси, соединительные и поворотные звенья, резинки. Вот такие колеса, например, входят в набор:

Ресурсный набор также продается в удобном пластмассовом контейнере с крышкой:

Ресурсный набор Lego WeDo

Каких роботов можно создать с Lego WeDo

Из конструктора можно создавать разные модели, как по инструкциям Lego, так и придумывая самостоятельно. В форме игры можно знакомиться с различными механизмами и даже учиться проектировать.

Из базового набора Lego предлагает собрать 12 моделей (4 темы, по 3 модели на каждую тему).

«Танцующие птицы», «Умный волчок», «Обезьянка-барабанщик» — модели темы «Удивительные механизмы».

Проекты Lego WeDo. Тема «Удивительные механизмы». Фото education.lego.com

«Голодный крокодил», «Рычащий лев», «Летящая птица» — модели темы «Дикие животные».

Проекты Lego WeDo. Тема «Дикие животные». Фото education.lego.com

«Нападающий», «Вратарь», «Веселые болельщики» — модели темы «Игра в футбол».

Проекты Lego WeDo. Тема «Игра в футбол». Фото education.lego.com

«Спасение самолета», «Большое бегство», «Лодка на бурном море» — модели темы «Приключения».

Проекты Lego WeDo. Тема «Приключения». Фото education.lego.com

Приобретение ресурсного набора существенно расширяет возможности. С ним дополнительно можно собрать проекты: «Кран», «Колесо обозрения», «Дом и машина» и другие.

Проекты Lego WeDo: «Колесо», «Кран», «Машина и дом». Фото education.lego.com

Программирование Lego WeDo

Программная среда Lego Education WeDo (Lego Education WeDo Software) графическая. В ней не нужно писать код — только drag-and-drop перетаскивание блоков. Это, безусловно, более понятный формат программирования для детей — начинающих робототехников.

Программирование в среде Lego WeDo

Программное обеспечение Lego Education WeDo создано на основе LabVIEW. Возможность создания циклов, ветвлений присутствует. Конечно, нет никаких массивов и сложной математики. Этакое введение в программирование в форме игры.

Например, у мотора в программе можно менять направление вращения и мощность, задать издаваемые звуковые сигналы и вывод сообщений на экран.

Программирование с Lego WeDo

Программное обеспечение не входит в базовый набор, его нужно приобретать отдельно. Если в процессе обучения будет использоваться один компьютер, требуется приобрести лицензию на одно рабочее место. Использовать программное обеспечение на всех компьютерах учебного заведения позволяет многопользовательская лицензия.

Upd. 16.03.2017: С января 2017 года все программные продукты и методические материалы LEGO Education стали распространяться бесплатно. Их можно скачать с сайта LEGO Education.

Программное обеспечение Lego WeDo

Совет от Занимательной робототехники: можно использовать и ПО сторонних производителей. Например, Скретч, который бесплатен и открывает пользователям больше возможностей. Правда, он немного сложнее для освоения.

Учебные материалы Lego Education WeDo

Лего традиционно отличается не только качественной механикой конструкторов, но и проработанными методическими материалами.

Используя созданные Lego Education учебные материалы, можно не только научить детей собирать модели по инструкции, но и дать знания из многих областей. Например, тема «Удивительные механизмы» знакомит детей с механикой. Ученики изучают ременные, зубчатые, кулачковые передачи, рычаги. На занятиях темы «Дикие животные» дети «оживляют» игрушки с помощью датчиков. Тема «Игра в футбол» посвящена изучению математики. Тема «Приключения» развивает языковые навыки. Разработанные Lego Education занятия используют проектный формат учебной деятельности.

Комплект занятий и книга учителя входят в состав программного обеспечения. Для занятий с детьми старше 8 лет можно дополнительно приобрести методические материалы, содержащие усложненные задания.

Upd. 16.03.2017: С января 2017 года методические материалы LEGO Education стали распространяться бесплатно. Их можно скачать с сайта LEGO Education.

Комплект учебных проектов Lego WeDo 8+

На сайте Lego есть цитата Митча Резника, профессора педагогики, директора Педагогической медиалаборатории Массачусетского технологического института:

LEGO Education WeDo служит отличной платформой для развития у учеников ключевых навыков XXI века, являясь несомненно лучшей робототехнической системой для начальной школы.

Где купить и сколько стоит Lego WeDo

Образовательный конструктор Lego WeDo, ресурсные наборы и программное обеспечение, а также другие образовательные наборы лего можно приобрести у специализированных продавцов Lego Education. В магазинах игрушек продукция Lego Educatiom встречается реже. Например, по специальной цене WeDo продает Ptuka.ru.

Рекомендованные Lego Education цены: базовый набор 9500 рублей, ресурсный — 4100 рублей, однопользовательская лицензия ПО — 7000 рублей, многопользовательская — 19 300 рублей.

Для образовательных учреждений чаще всего действуют специальные условия.

В следующей серии…

Мы решили попробовать освоить конструктор Lego WeDo с ребенком 3,5 лет. Что из этого вышло, а также ответ на вопрос, стоит ли покупать WeDo для домашнего использования, читайте в следующей части.

14 комментариев к статье “Робототехника для малышей с Lego WeDo. Часть 1: обзор и возможности”

В нашем центре мы преподаём робототехнику уже для детей с 4 лет (в качестве эксперимента) на базе конструктора Lego Education WeDo. Дети такого возраста хорошо находят и классифицируют нужные детали, могут собрать простые конструкции. Проблема возникает при сборке, где для соединения деталей надо приложить некоторое усилие (например, два блока соединяются двумя соединительными штифтами с втулками) — это связано со слабо развитой костной и мышечной системой рук (согласно возрастной физиологии). В программировании тоже минус — так как никакого чёткого осмысления в этом возрасте нет (по определению логических связей и умении ими оперировать), так как в возрасте от 3 лет, согласно методическим рекомендациям, начинаются занятия на развитие когнитивного мышления, мелкой моторики, наглядно-образного мышления (всё это развивается в детском саду или детских центрах, или дома при интенсивном участии родителей). И в ходе этих занятий, в среднем, только к 5 годам уже сформировывается фундамент в физическом и умственном развитии. Как раз для сравнения ребёнок 5 лет к такому конструктору уже подходит осмысленнее, возникает сильный интерес в графическом программировании, доминирует также и исследовательская часть. По нашему опыту — минимальный порог 5 лет. Все говорят что данный конструктор только для малышей — это не так, он и для взрослого поколения тоже полезен…

У знакомых ребенок (5 лет) занимается в кружке с леговиду, им очень нравится. Я решила попробовать позаниматься дома, посмотрим что из этого выйдет))

LEGO Education WeDo 2.0 и EV3: часто задаваемые вопросы

В корпоративном блоге LEGO Education на Geektimes.ru и Habrahabr.ru нам часто задают вопросы о наших образовательных решениях LEGO Education WeDo 2.0 и LEGO MINDSTORMS Education EV3. Многие из них повторяются от поста к посту, в связи с чем мы решили создать FAQ для наших подписчиков и внести некоторые разъяснения и дополнения, которых, как нам показалось, ждут наши читатели. Отчасти мы постараемся развеять некоторые мифы, ответив на технические и некоторые другие вопросы. Итак, краткая информация в формате «вопрос-ответ».

LEGO Education – это работа по инструкции, которая убивает фантазию и творчество

Утверждение выглядит странно, ведь все мы знаем, что ключевой частью любого решения LEGO Education является кирпичик ЛЕГО. LEGO Education – это конструктор, собрать который можно каждый раз по-разному. Интересный факт: даже три кубика ЛЕГО размером 2 х 4 можно соединить 1060 различными способами. 6 одинаковых кубиков ЛЕГО (!) дадут вам более 915 млн. различных вариаций. Представьте, сколько способов сборки существует у базового набора WeDo 2.0, в котором содержится 280 деталей и элементов ЛЕГО. Фактически каждый набор LEGO Education содержит бесконечное число моделей: роботов, механизмов, построек. И количество решений или заданий ограничено только лишь фантазией и знаниями ученика, а также профессионализмом и открытостью педагога.

Конечно, детали ЛЕГО не всегда позволяют собрать то, что задумал изобретатель ввиду определенных конструктивных ограничений. И это правда. Модель из деталей ЛЕГО никогда не будет на 100% оригиналом башенного крана или механизма для контроля целостности газотранспортной системы. Но если вдуматься, с такой ситуацией всегда сталкивается любой инженер-технолог и в реальном мире. Всегда есть определённые ограничения, которые он вынужден учитывать при разработке того или иного механизма или устройства (фактически речь идёт о моделировании). К примеру, автомобильные инженеры часто используют унифицированные детали и конструктивные элементы от старых моделей, разрабатывая новые. Это связано с ограничениями по бюджету и срокам разработки. Может быть им и хочется сделать что-то по-другому, но приходится использовать определенный силовой элемент кузова или часть трансмиссии. LEGO Education моделирует такие ситуации в рамках обычного урока по информатике или технологии, позволяя ученику нарабатывать навык ведения инженерно-проектной деятельности в рамках ограниченных ресурсов, которых, впрочем, гарантированно хватит, чтобы решить поставленную задачу. А если нет, можно использовать 3D принтер и создать то, чего не достает. Это отличный способ совместить инженерию с прикладным конструированием.

Заметим, что большое число проектов LEGO MINDSTORMS Education EV3 или WeDo 2.0 являются открытыми, т.е. не предполагают наличие каких-либо инструкций по сборке или программированию решений. Ученикам предлагается найти решение самостоятельно. Так что сборка определённых начальных моделей по инструкции — это лишь первый этап, верхушка айсберга, которая позволяет быстро и эффективно ознакомится с ключевыми возможностями наших образовательных решений. Но это не значит, что на них держится вся система обучения ЛЕГО.

Программное обеспечение и учебные материалы для многих наборов LEGO Education стоят дополнительных денег, и немаленьких.

Действительно, ряд образовательных решений LEGO Education до декабря 2016 года требовал отдельной покупки учебно-методических материалов и/или программного обеспечения. Это, правда, не касалось EV3 и WeDo 2.0. ПО и абсолютно все учебные материалы WeDo 2.0 были и остаются полностью бесплатными. А Базовое ПО (включая базовые УМК) LEGO MINDSTORMS Education EV3 стало бесплатным с 1 января 2016 года.

А с 10 января 2017 года абсолютно все учебно-методические материалы LEGO Education и программное обеспечение LEGO Education стали абсолютно бесплатными для всех пользователей. Теперь все методические и программные материалы доступны для загрузки с сайта LEGOeducation.ru.

LEGO Education – это модно, но очень дорого.

Не секрет, что любой качественный товар дорог. За уровень, который на самом деле заключается не только в применяемых материалах, но и в системе производства, в организации контроля качества и во многих других факторах, нужно платить. А наборы LEGO и, конечно же, LEGO Education – очень качественные товары. Чуть подробнее узнать о том, как мы делаем кирпичики, можно здесь. Но при этом, сохраняя все свойства конечного продукта на высочайшем уровне, решения LEGO Education являются еще и одними из самых привлекательных на рынке по соотношению цена/качество/возможности. Ведь при сравнении решений учитывать следует не только цену, но и значительные плюсы применения конкретного решения в образовании. Есть ли другая робототехническая платформа, кроме EV3, к примеру, с помощью которой можно не только рассказывать детям о робототехнике, но и эффективно развивать в них навыки программирования, помогать в проведении увлекательных лабораторных работ по физике и химии, рассказывать об освоении космического пространства, предоставлять возможность участия в крупнейших мировых робототехнических мероприятиях? EV3 – это и универсальная (с точки зрения изучения предметных областей) робототехническая платформа, и мобильная цифровая научная лаборатория, и удобный инструмент для педагогов по созданию своего учебного контента. А детали ЛЕГО, лежащие в ее основе, позволяют создавать бесконечное множество моделей даже из одного набора LME EV3.

Сколько же стоят образовательные решения LEGO Education?

Подробные сведения о стоимости наших решений вы всегда сможете получить у любого официального дистрибьютора LEGO Education. Это самый правильный и надежный источник информации о стоимости наших решений. Ведь качество сведений в выдаче поисковых систем мы гарантировать не можем, а вот информацию, полученную от наших дистрибьюторов, подтверждаем.

LEGO MINDSTORMS Education EV3 и WeDo 2.0 – закрытые платформы, не позволяющие модифицировать их для своих нужд.

Это не так. Обе платформы являются полностью открытыми. Вы можете создавать свои прошивки, датчики, ПО, используя официальные SDK от LEGO Education. При этом разработка, скажем, датчиков для LME EV3 не требует лицензирования. И компаний, разрабатывающих сторонние решения для нашей платформы, огромное количество. В том числе и в России. Все официальные SDK включают также подробную схемотехнику по микрокомпьютеру EV3 и доступны для загрузки с сайта LEGO Education.

Платформа WeDo 2.0 гораздо моложе, чем EV3. Поэтому у нее всего один официальный SDK. Но их количество будет увеличиваться. Пока же пользователям предоставлена возможность создания своего ПО для работы со СмартХабом WeDo 2.0, чем воспользовались коллеги из MIT, разработав версию Scratch и для WeDo 2.0.
Разумеется, SDK от LEGO Education можно использовать и в образовательной деятельности, например, для мощных лабораторных работ по созданию новых аппаратных или программных дополнений к существующему программно-аппаратному комплексу.

Почему на трёх разных сериях — WeDo, MINDSTORM и Technic — несовместимые разъёмы?

В 2006 году появился MINDSTORMS NXT с новыми разъемами RJ12. Выбор RJ12 было обусловлен используемым навесным оборудованием и открытостью платформы: до сих пор каждый может создавать свои датчики и моторы для MINDSTORMS EV3, используя фирменные SDK.

WeDo появился позже NXT, но использовать для него те же разъемы было невозможно из-за его компактности (к микрокомпьютеру WeDo просто-напросто не подключишь 6 моторов/датчиков с разъемом RJ12). Поэтому в WeDo использовались оригинальные разъемы. А вот в EV3 разъемы RJ12 остались для обратной совместимости с навесным оборудованием NXT.
В 2016 году на платформе WeDo 2.0 появился новый разъем, который станет скоро единым для всех серий, включая WeDo, MINDSTORMS, Technics.

Наборы LEGO Education рассчитаны только на мальчиков? А есть ли статистика, сколько мальчиков и сколько девочек используют LEGO?

Наборы LEGO Education рассчитаны как на мальчиков, так и на девочек, ведь в обычной общеобразовательной школе учатся и те, и другие. Именно поэтому такая статистика не ведется. Фактически распределение девочек и мальчиков в разрезе использования LEGO Education совпадает c гендерным распределением в рамках возрастной категории 7 – 17 лет по данным Федеральной службы государственной статистики РФ. Конструирование, сборка моделей, программирование интересно почти всем детям вне зависимости от пола. Конечно, профессию программиста в большей степени предпочитают мужчины, однако и здесь не обходится без исключений – и чем дальше, тем больше. К слову, на ежегодной Всемирной олимпиаде по робототехнике, которая 2016 году проходила в индийском Нью-Дели, соотношение девочек и мальчиков было приблизительно 1:5 соответственно. А среди российских чемпионов WRO девочек чуть ли не половина.

Чем отличаются 45544 LEGO MINDSTORMS Education EV3 образовательная версия и 31313 LEGO MINDSTORMS Education EV3?

Набор 45544 создан для ведения образовательной деятельности и предполагает наличие педагога, занимающегося с детьми информатикой, математикой или физикой, а набор 31313 — для индивидуальной игры. Главное отличие образовательной версии EV3 (45544) от ритейловой (31313) заключается в ПО. Используя бесплатное ПО к 31313, педагог не сможет устанавливать дополнительные комплекты заданий, проводить лабораторные работы и опыты по химии и физике, редактировать имеющийся или создавать свой собственный образовательный контент, контролировать успеваемость учеников через встроенные электронные тетради и многое другое. При этом образовательное ПО EV3 предполагает работу именно с Базовым набором 45544 LEGO MINDSTORM Education EV3, т.к. все инструкции и уроки рассчитаны именно на то количество деталей и датчиков, которое включено в набор 45544.

В заключение хотим напомнить, что с 14 ноября 2016 года LEGO Education запустила отдельный сервисный канал для наших конечных пользователей. Теперь связаться непосредственно со специалистами компании станет намного проще. Для этого советуем заглянуть на страницу техподдержки на сайте LEGO Education.

Источник