Программирование кажется сложным и требует длительного пребывания за компьютером. Что, если бы учеба была увлекательной и без экрана? Такой подxод предлагает сочетание основ программирования и LEGO. Это живое творчество и логика в пластиковых деталях, а не скучный код.
Конструкторы LEGO, особенно наборы с моторами и датчиками, позволяют превратить абстрактные команды в реальные вещи. Ребёнок может построить машинку и «запрограммировать» ее, чтобы ездить вперед, объезжать препятствия или реагировать на хлопок. Сам процесс больше похож на волшебство, чем на учёбу, и каждый успех или ошибка становятся наглядными.
Этот метод отлично развивает интерес к технологиям и системное мышление, а также умение разбивать большую задачу на маленькие шаги. Он подходит даже для дошкольников, потому что первые программы на планшете собираются как пазл из понятных иконок. Ребёнок видит прямой результат своих действий: робот оживает и делает то, что от него ждут.
Дать ребенку возможность экспериментировать и находить решения самостоятельно поможет ему не бояться сложных задач в будущем и понять, что программирование — это, в первую очередь, инструмент для воплощения собственных идей в жизнь. Важно начать с простых наборов и постепенно усложнять задания.
Почему программированию надо учиться с детства
Просто подумайте о том, что окружает нас: операционные системы на мобильных и настольных устройствах, «умные дома», системы виртуальной реальности, самодвижущийся транспорт и многое другое, что казалось фантастикой или далеким будущим только недавно.
Это имеет прямое отношение к образованию. Готовила ли ваша школа к использованию современных технологий? И не только в информатике — на уроке труда мы использовали токарный станок, чтобы вытачивать подсвечники из дерева.
Даже при работе с этим аппаратом из 70-х годов требовалось базовое понимание алгоритмов — необходимо подготовить деталь, закрепить ее, проверить, безопасно ли начинать работу, и только потом включить станок. Звучит элементарно для взрослого человека, но не для детей младшего школьного возраста.
Когда я был примерно в том же возрасте, я записался в ближайший «Юный техник», где секция «электронные машинки на дистанционном управлении» была настолько популярна, что очередь на запись была на два (даже два!) года вперед. Самая главная задача — увлечь ребенка процессом.
Пришло время выжигания, и я все еще могу отличить запах жженой фанеры.
В возрасте постарше я познакомился с первым персональным компьютером, диалап-интернетом и попытался освоить «классическое программирование» с помощью обширной книги «Программирование на C++». Я был разочарован, потому что я никогда раньше не читал более скучную книгу, и «Глава 2» оставалась непреодолимым препятствием, которое даже спустя пятнадцать лет наводит на меня зевоту.
LEGO — отличный инструмент для обучения программированию детей. Дети учатся создавать простые механизмы с помощью конструкторов LEGO, особенно из серии Mindstorms или WeDo. Затем они управляют этими механизмами с помощью блоков кода на планшете или компьютере. Робот не просто уроки, а настоящая игра. Ребёнок сразу видит результат своих действий, когда он едет, поворачивается и реагирует на препятствия. Постепенно он начинает понимать причинно-следственные связи, последовательность команд и логику. Чтобы поддерживать интерес, решая простые, но увлекательные задачи вместе, важно не давить.
Как легко научить ребёнка программировать
Если бы в моем детстве обожаемый мной конструктор LEGO умел то, что умеет сейчас – кто знает, писал бы я сейчас эти строки или занимался бы программированием всерьёз. Знакомит детей одновременно с программированием и с основами робототехники серия конструкторов LEGO Education WeDo, которая представлена различными наборами.
Некоторые из них можно условно назвать «умными», но все они связаны с разными обучающими ситуациями.
В течение многих лет линейка WeDo была доступна на рынке. Теперь она вышла в версию 2.0, которая включает в себя обновленное ПО, совместимость с iPad и беспроводную передачу данных по Bluetooth.
К сожалению, версии 1.2 и 2.0 между собой не совместимы. Однако функциональные возможности обоих версий WeDo отличаются, поскольку наборы для программирования, создания и конструирования Lego-механизмов больше не принадлежат дорогой серии Mindstorms.
Программа WeDo 1.2 с дополнением Feature Pack 2 занимает около гигабайта места и бесплатно не распространяется. Её можно приобрести на почти архаичном CD. Будем надеяться, что скоро LEGO будет раздавать и предыдущую версию даром (так как сейчас бесплатно доступна версия ПО 2.0). Все материалы переведены на русский язык, а для WeDo 2.0 доступно также приложение для iOS. Дизайн программ унифицирован, в нём минимум текста и много видеороликов — как развлекательных, так и учебных.
На какие наборы LEGO Education стоит обратить внимание
Что же такого хорошего в первой версии WeDo? Основной набор называется LEGO Education WeDo Construction Set 9580 (LEGO Education 9580 Строительный набор «Перворобот» WeDo) и состоит из 158 элементов. Тут можно найти долгожданную “изюминку” – USB-коммутатор (через него происходит управление моторами и датчиками), управляемый мотор и два датчика.
Датчик наклона может работать одновременно с тремя (!) наборами одновременно. Он может различать шесть положений: «носом вверх», «носом вниз», «на левый бок», «на правый бок», «нет наклона» и «любой наклон». Кроме того, мотор может крутиться по часовой стрелке или против неё, а его мощность можно настроить.
Чтобы управлять этими устройствами, вам потребуется опыт программирования из прошлого. Одним из вариантов является язык программирования Cкретч, который был разработан как продолжение концепций языка Лого и конструктора LEGO. Небольшая команда детей-программистов в Массачусетском технологическом институте разрабатывала первые версии Скретча.
Прогрaммы Скретче состоят из графических блоков с подписями на русском языке. Чтобы программировать сценарии, используется «drag-and-drop-подход». Это так просто, как перетаскивать блоки в область скриптов из доступной «палитры блоков». Спустя некоторое время, именно в этом заключается основное преимущество.
Можно запрограммировать каждый из этих компонентов (мотор, датчики и их взаимодействие) в нужную последовательность, а также поведение экрана монитора и звука с помощью учебных материалов-подсказок.
Даже больше учебных материалов, чем нужно. Например, руководство для взрослых, предназначенное для родителей или учителей, доступно в формате PDF и состоит из 177 страниц! «Из коробки» входят инструкции по программированию двенадцати различных моделей; их можно подключить к USB-коммутатору и запустить собранный из блоков код на компьютере или ноутбуке. Механизмы разделены на группы в зависимости от учебных задач:
- “забавные механизмы” (помогают в изучении основ физики)
- “звери” (модели и работа с ними дают понимание того, что система должна реагировать на свое окружение – крокодила можно научить закрывать пасть, а птицу – щебетать или порхать в зависимости от наклона)
- “футбол” (удивительно, но эти модели посвящены математике – подсчёт количества голов)
- “приключения” (наиболее динамичная часть, включающая мини-фигурки в качестве персонажей и водителей для различных механизмов)
Установление взаимосвязей (конструирование, рефлексия и развитие) — это четыре этапа обучения. Таким образом, вводная часть, инструкции по сборке и наводящие вопросы доступны для каждой инструкции. Разница между LEGO и обычным игрушками заметна сразу: интерес к модели не пропадает даже после сбора, и всегда есть место для развития.
Расширить многообразие возможных роботов-моделей способен отдельный ресурсный набор Lego Education WeDo Resource Set (9585), с колёсами и ротором.
Он имеет в два раза больше элементов, чем базовый, и состоит из 326 элементов, включая дополнительные минифигурки LEGO, которые используются для создания всех конструкций. В его состав входят не только механический крокодил, обезьянка-барабанщица, кран, карусель, лифт и другие более сложные и увлекательные механизмы. Подрастающему творцу будет еще интереснее возвращаться к набору раз за разом.
Чтобы получить “всё и сразу”, Lego Education WeDo 9580 и ресурсный набор WeDo 9585 можно приобрести одним комплектом, а хранить детали можно в коробке-контейнере.
Создавать собственные конструкции можно усложнить, используя больше двух наборов WeDo и дополнительные блоки; все зависит от фантазии и количества доступных деталей. Приведу пример настольного робо-тенниса:
Совершенно не обязательно использовать набор, требующий компьютера. Если ребенку (или ребенку внутри тебя) около 5-6 лет или больше по душе “чистая механика”, отличным выбором станет набор «Простые механизмы» Lego Simple Machines Set (9689), где вместо мотора в комплекте колеса, рычаги, ролики и оси, а всего элементов – 204.
Он прост в использовании для изучения процесса передачи движения и преобразования энергии в машине. Постепенно переходя к более сложным типам движения, таким как кулачок, червячное колесо и коронное зубчатое колесо, поможет вам понять влияние трения на движение модели.
Набор «Перворобот» также позволяет строить механические конструкции, используя вместо мотора удобную ручку и собственные усилия. Эти наборы можно подарить учебному заведению в качестве учебного пособия, и они, вместе с методическими материалами, будут радовать новых учеников или даже целый отряд детишек, собравшихся на выходные дома.
Для деток помладше (дошкольного возраста от 3-4 лет) такие наборы не подойдут – на помощь может прийти базовый набор «Моя первая история» Lego StoryTales (45005), развивающий языковые навыки. Игровой сценарий предлагает ребенку и родителю выступить в качестве рассказчика сказки или истории, а сами детали выступают в роли качестве главных героев, актёров и инвентаря.
Программа StoryVisualizer и iPad позволяют создавать графические комиксы-истории, комбинируя элементы набора с изображением на экране. Кроме того, в комплекте есть карточки с советами для родителей или учителей. В этом случае самые конструкторские элементы крупнее, чтобы обеспечить безопасность, по сравнению с комплектом IX 106.
Отзывы в Интернете показывают, что это работает; детям нравится как сам конструктор LEGO, так и то, что он «растет» вместе с ними.
Программирование с помощью LEGO — это не просто еще один способ обучения. Это возможность показать детям, что за на первый взгляд сложными кодами скрывается живой и творческий процесс, который позволяет им буквально создавать мир своими руками. Дети видят реальное движение, свет и звук на экране вместо абстрактных символов. Это превращает программирование из обычной работы в волшебство, в котором вы являетесь творцом.
Такой метод устраняет основную препятствие — чувство страха совершить ошибку. Неудача не означает, что робот LEGO провалился. Вы должны решить эту головоломку. Это может быть пересмотр конструкции, проверка соединений или изменение последовательности команд в программе. Ребёнок учится методом проб и ошибок, используя логику, терпение и способность разделять сложную задачу на более мелкие, понятные части. Он найдет эту способность полезной не только в робототехнике.
На самом деле самое важное, что вы даете ребёнку в этом формате обучения, — это уверенность в том, что он может не только потреблять цифровой контент, но и управлять им, создавая его. Начиная с простых алгоритмов для движения по линии, дети постепенно переходят к более сложным проектам, и этот путь становится для них увлекательным путешествием, а не обязательным. Успех, когда вы написали программу, ожив
