Сегодня наборы роботов Lego – это не только игрушки-конструкторы для детей, но и познавательные, развивающие методики обучения, инструмент ознакомления со школьными программами и другими техническими аспектами науки и жизни.
Оглавление:
Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3
Ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education EV3
Комплект заданий "Космические проекты EV3"
Комплект заданий "Физические эксперименты EV3"
Программа занятий по информатике EV3
Дополнительные ресурсы и оборудование
Аккумуляторная батарея постоянного тока EV3
Набор соединительных кабелей EV3
Как LEGO® MINDSTORMS® улучшает процесс обучения
Образовательная платформа LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 позволит ребенку без особых усилий и многословных объяснений принимать и совершенствовать знания в области точных наук, технических разработок. Для некоторых детей это единственный наглядный метод изучения сложных дисциплин, поскольку, как известно, глазами лучше воспринимается то, что сложно представить со слов.
Кроме того, наборы роботов Лего Mindstorms способствуют развитию моторики и пространственного мышления, что благоприятно для детей любого возраста и подготовки.
STEAM-подход
Чтобы понять, что такое метода STEAM, расшифруем его наименование:
S– science (естественные науки);
T– technology (технологии);
E– engineering (инженерия);
A– art (искусство);
M– Mathematics (математика).
Таким образом, система STEAM развивается, как востребованный тип образования, в основе которого применение прикладного и междисциплинарного подхода, все 5 схем обучения объединяются в единую систему.
Отличительные особенности метода:
- Применение имеющихся знаний в разных областях науки как ключ к открытию новых предметов и технологий;
- Исследовательская работа в коллективе способствует приобретению коммуникативных навыков, обмену опытом, совместной деятельности;
- Методика значительно повышает интерес к ныне отошедшим на второй план инженерным дисциплинам и профессиям.
Когда следует внедрять систему? Как только ребенок получает необходимый багаж знаний, которого достаточно для решения несложных задач. Так, наборы робототехники Лего mindstorms рассчитаны преимущественно для детей от 10 лет, но некоторые способные ребята проявляют интерес к данному виду деятельности значительно раньше. Задача педагога – определить, насколько ученик готов к работе и подобрать для него соответствующую программу.
Наборы конструкторов
В линейке роботов Lego для STEAM-образования представлены несколько наборов конструкторов и сопутствующего оборудования.
Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3
Основной набор, с которого следует начать освоение робототехники – базовый LEGO MINDSTORMS Education EV3. Он предназначен для детей от 10 лет, одновременно заниматься одним набором может до 3-х человек.
Состав комплекта:
- Детали для сборки (541 шт.);
- Базовое программное обеспечение LME EV3, в которое входит 48 практических занятий;
- Микрокомпьютер EV3, управляющий моторчиками и мониторами. Поддерживает связь с ПК Bluetooth и Wi-Fi (поддерживается Wi-Fi адаптер NETGEAR WNA1100 Wireless-N 150);
- Пластиковый короб, в котором удобно хранить набор.
Детали, входящие в набор MINDSTORMS, сочетаются с фрагментами серии LEGO Technic. Таким образом, базовый набор можно дополнять для расширения возможностей моделирования.
Применение:
- Создание трехмерных моделей позволяет лучше понимать и визуализировать плоские чертежи;
- Набор учит строить модели техники, создавать новые изобретения и тестировать их, дорабатывать существующие решения;
- Работа проводится на базе имеющихся знаний математики, информатики, физики.
Ресурсный набор LEGO MINDSTORMS Education EV3
Приобретать ресурсный Лего MINDSTORMS полезно для тех, кто уже имеет базовый комплект. Данный набор – это дополнительные детали (853 шт.), которые расширяют возможности конструирования. Комплект предназначен для внеурочной деятельности.
Набор Космические проекты EV3
Набор с космическим уклоном – дополнение к базовому. Его основная задача – наглядное представление применения конструирования в аэрокосмической области. Дети научатся основам создания моделей благодаря большому количеству разнообразных деталей – 1418 штук. Направить мысль помогут комплекты заданий «Космические проекты EV3».
Набор предназначен для работы группами до 6 человек в возрастной категории 10+.
Программное обеспечение
Неотъемлемый компонент LEGO MINDSTORMS Education EV3 – специальное программное обеспечение (ПО). Оно открывает ряд возможностей:
- Программирование созданных моделей;
- Контроль и архивация проведенных экспериментов в электронных ученических тетрадях;
- Изучение базового функционала робототехники;
Программа для Лего LEGO MINDSTORMS EV3 ведет регистрацию движения моделей в режиме реального времени, предоставляет возможность корректировки параметров и другой работы.
Программирование LEGO MINDSTORMS EV3 позволяет облегчить понимание основ информатики, дает наглядный результат работы, что повышает интерес детей к этой деятельности.
Программное обеспечение можно преобразовывать, модифицировать, создавать новое – такая функция доступна для учительского ПО. Ресурс бесплатный, совместимый со многими существующими платформами: Windows, Mac, Chromebook, iOS и Android.
Учебно-методические материалы
Специалисты LEGO разработали практические материалы, позволяющие осваивать робототехнику на разных этапах развития учеников.
"Инженерные проекты EV3"
Комплект заданий рассчитан на 30 уроков, он дополняет базовый и ресурсный комплект. Этот набор – отличное пособие для обучения решению задач, результат которых будет визуализирован.
Инженерные проекты созданы на основе стандарта проведения исследовательских и проектных работ, по которым работают инженеры разных отраслей науки и промышленности. Ученики получат навыки создания новых моделей, увидят возможности их применения в реальной жизни.
Комплект заданий "Космические проекты EV3"
Учебно-методические материалы «Космические проекты EV3» предназначены для работы с комплектами Базовый и Космический.
Набор заданий облегчит педагогам основной школы преподавание технических и математических наук прикладного характера – информатику и программирование. Практико-ориентированный образовательный подход учит детей применять знания и методом наблюдения и анализа.
Что входит в комплект «Космические проекты»:
- 7 тематических миссий;
- 9 исследовательских миссий;
- 4 полноценных исследовательских проекта.
Таким образом, набор заданий научит ребенка основам робототехники от создания простейших моделей до глубокого изучения их функций, программирования. Результат обучение – ребенок самостоятельно создает и «оживляет» технику с полным пониманием процесса.
Скачать буклет презентации комплекта "Космическе эксперименты EV3".
Комплект заданий "Физические эксперименты EV3"
Задания ориентированы на практическое закрепление физических процессов и явлений. Это отличный инструмент для учителя физики – сложного предмета, который многим детям дается с трудом. "Физические эксперименты EV3" включает 14 экспериментальных проектов, которые прорабатывают основные разделы науки:
- Термодинамика;
- Оптика;
- Механика;
- Энергия.
Экспериментальные модели простые, не требуют сложной сборки. Они рассчитаны на участие в основном уроке, большую часть которого занимает теоретическая часть.
Для работы с набором необходимо купить набор «возобновляемые источники энергии», датчик температуры NTX.
Скачать буклет презентации комплекта "Физические эксперименты EV3".
Программа занятий по информатике EV3
Составляющая базового набора LME EV3 программа занятий облегчает процесс понимания и усвоения теоретической информатики, с которой человечество сталкивается практически во всех областях жизни. Учебно-методический комплекс содержит 12 проектов, рассчитанных на 36 часов.
Дополнительные ресурсы и оборудование
Работа с наборами интерактивного обучения со временем потребует дополнительного оборудования.
Зарядное устройство постоянного тока 10В необходимо для заряда батареек микрокомпьютеров.
Микрокомпьютер EV3
Компактный компьютер – сердце роботов и техники, созданных на платформе LEGO®MINDSTORMS® Education EV3. Устройство имеет монохромный экран высокого разрешения, 6 кнопок управления интерфейсом, порты входа и выхода, подключения USB, есть слот для карты памяти mini USB.
Микрокомпьютер EV3 можно подключать к планшету или ПК посредством беспроводной связи Bluetooth, WiFi. Настройку интерфейса и программирование можно осуществлять непосредственно на устройстве.
Аккумуляторная батарея постоянного тока EV3
Батарейка предназначена для работы с микрокомпьютером EV3. Ёмкость источника – 2050 мАч, что обеспечивает длительную работу робота.
Преимущество питания микрокомпьютера аккумуляторной батареей – продолжительная работа и возможность подзарядки без разбора созданной из деталей техники. С обычной батарейкой типа АА робот работает значительно меньше, замена элементов питания предусматривает доступ к крышке микрокомпьютера.
Серво моторы
Устройства представляют собой моторчики, приводящие в движение отдельные детали робота. В зависимости от мощности серво моторы делятся на 2 типа:
Большой серво мотор EV3 обеспечивает продолжительную тягу и время работы мотора. Датчик вращения фиксирует угловую скорость вращения при проведении экспериментов;
Средний серво мотор пригодится в случаях, когда скорость отклика более важна, чем сила тяги. Устройство компактного размера.
Датчики
Проведение практических опытов значительно упрощается, если в модели встроены датчики разного назначения:
Ультразвуковой генерирует звуковые волны и измеряет данные об их возврате, анализируя расстояние до предметов. Волны могут выступать триггером для запуска отдельных программ. Пример использования: мониторинг трафика, измерение расстояния между предметами.
Гироскопический датчик EV3 предназначен для измерения вращения отдельных элементов роботов и техники, фиксация изменения положения техники. Пример использования: измерение углов на местности, создание балансирующих машин, роботов.
Датчик цвета различает 8 основных цветов. Может быть использован как датчик освещенности, для сортировки предметов.
Датчик касания. Аналоговое устройство высокой точности фиксирует положение рабочих кнопок, количество запусков и касаний. Датчик позволяет создавать роботов, способных двигаться в ограниченном пространстве, например, при прохождении лабиринтов. Аналогичным образом работаю большинство современной кнопочной техники.
ИК-датчик предназначен для распознавания приближающихся предметов и подачи сигнала для реагирования в центральный пульт. Система применяется в оборудовании для ориентирования (авиация, морской флот), дистанционном управлении.
ИК-маяк предназначен для работы с ИК датчиком. Он издает инфракрасный сигнал, улавливаемый датчиком.
Датчик температуры NTX подходит для работы с микрокомпьютерами EV3 и NTX. Он необходим для проведения ряда опытов в курсе изучения физики и химии, может проводить измерения с градусах Цельсия или Фаренгейта.
Набор соединительных кабелей EV3
Приобрести такой набор следует, если создаваемые модели имеют большое количество подвижных элементов и работают от нескольких микрокомпьютеров одновременно. К комплект входят 7 проводов типа RJ12, подходящие для MINDSTORMS®, роботов и техники, собранной на базе NTX.
Наборы запасных частей
Мелкие элементы для сборки часто теряются. Чтобы восполнять потери, производитель предлагает различные наборы для компенсации недостатков и дополнения имеющихся комплектов:
LME1;
LME2;
LME3;
LME4;
LME5;
LME6;
LME7;
LE набор с запасными частями «Резиновые кольца и приводы» содержит цветные резиновые кольца. Подходит для всех наборов LEGO.
Как LEGO®MINDSTORMS® улучшает процесс обучения
Одна из задач наборов на платформе LEGO®MINDSTORMS®Education EV3 – упрощение понимания школьных технических и математических предметов, визуализация изучаемых процессов, разработка моделей техники на основе полученных знаний.
Каждой дисциплине в самоучителе Lego Educator разработана своя программа обучения, состоящая из набора модулей. В каждый модуль входят учебные материалы и задания для лабораторной работы. Самоучители доступны в базовых комплектах, а также могут быть свободно скачаны на официальном сайте.
Комплекты заданий и программное обеспечение для Windows, MacOS и мобильных платформ для LME EV3 бесплатны, их можно скачать на LEGOeducation.ru.
Теперь рассмотрим, как именно можно использовать конструктор в дисциплинах.
Математика
Царица наук математика становится полезной, когда приобретает прикладной характер, ведь просто так примеры из учебника решать не интересно. Как конструктор с программным обеспечением поможет изучать предмет:
Построение техники может проводиться по геометрическим законам: соблюдение размеров, создание моделей в разных конфигурациях;
Программирование осуществляется на основе математических формул (измерение диаметра колеса для вычисления нужного пути, измерение расстояний, температур, скорости и т.д.);
Наборы LEGO®MINDSTORMS® направлены на развитие пространственного ориентирования, которое позволяет исследовать окружающий мир, используя формулы математики, закладываемые в программу микрокомпьютера.
Создавая модели и оживляя их, дети увлекаются процессом, это повышает их интерес к точным наукам. В видео представлен пример разработки робота, созданного и запрограммированного с использованием математики:
Физика
Физика многим детям дается тяжело: законы природы, взаимодействия предметов, сложнейшие формулы: их непросто понять в виду сложности восприятия. Эту проблему помогает решить робототехническая платформа MINDSTORMS Education EV3. Используя наборы базовый и космический с включением в схемы датчики температуры, движения, цвета, ученики смогут проводить простейшие и сложные опыты, визуализирующие пройденный на уроке материал. При этом, от основной программы отвлекаться не придётся: модели просты в исполнении, сложное программирование не требуется.
Видео-пример использования LEGO®MINDSTORMS® Education в изучении физики:
Комплект робототехники по информатике
Программирование роботов MINDSTORMS Education EV3 – чистая информатика с применением знаний математики и физики. Начиная от закладывания простых опций, постепенно усложняя их, ученики осваивает самостоятельный процесс программирования. Помогают в этом методические пособия, доступные для бесплатного скачивания.
Детей увлекает возможность закладывания технике задач, приводящих к определенному результату. Пример визуализации в действии.
В видео приведен пример программирования несложного в устройстве робота:
Технология
Школьные дисциплины становятся интересными, когда их можно применить для решения разных задач. Например, создать робота, который двигается с определенной скоростью, останавливается после прохождения заданного расстояния, техника может измерять температуру сред, идентифицировать цвета и т.д. Наборы робототехники LEGO®MINDSTORMS® Education открывают неограниченные возможности для развития детского воображения и увлекают с мир технологий. В видео представлены примеры использования наборов, ученики и преподаватели дают свои отзывы о работе с платформой. Это интересно:
Проектная деятельность
Исследовательская и проектная деятельность открывают ученикам путь к самостоятельному развитию. Дели используют полученные на уроках знания как отправную точку, в процессе работы получают новые знания и опыт из исследований, иногда с использованием дополнительной литературы. Наборы LEGO®MINDSTORMS® Education – уникальный продукт, который поможет ученикам освоить непростые школьные предметы с техническим уклоном. Создавая технику и программируя ее, ребенок может самостоятельно или при помощи взрослых закладывать посредством микрокомпьютера нужные функции и видеть результат их реализации, фиксировать данные и использовать их для анализа явлений и ситуаций в дальнейшем обучении и жизни.
Резюме для преподавателя
Внедрение робототехники в образовательный процесс улучшает качество образования в современных школах. Даже отельный кружок по сборке техники повысит интерес к технологиям, математике, физике.
Для групповых занятий необходим базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3, в котором есть основные компоненты для начала освоения робототехники. Приобретение дополнительных наборов расширит не только возможности обучения, но и сделает процесс интересным для учеников. Микрокомпьютеры можно купить дополнительно – по мере освоения техники в модели включают управление двумя и более устройствами, что углубляет учебный процесс.
Для работы с предоставляемым бесплатно ПО подойдет любое совместимое устройство: компьютер, планшет или смартфон. Учебные пособия доступны для скачивания, программное обеспечение совместимо с телефонами, компьютерами и планшетами на разных платформах. Доступность этих материалов позволяет детям заниматься не только за школьной партой, но и дома.
Наборы набор LEGO MINDSTORMS Education EV3 рассчитаны на работу с детьми от 10 лет, это 4-5 класс. Случается более раннее проявление интереса к технике, что не может не радовать – начинать можно при возникновении желания, задача преподавателя – правильно оценить возможности ребенка и подобрать программу обучения, соответствующую интеллектуальным и творческим способностям ученика.
Перейти в каталог LEGO Education.
|
 |
| Дополнительный набор «Космические проекты EV3» |
Образовательное решение LEGO® MINDSTORMS® Education EV3 |
|
В комплект входит: Три тренировочных поля Основное поле Специальная клеящаяся лента Набор деталей для сборки |
В комплект входит: Программируемый интеллектуальный микрокомпьютер EV3 Различные датчики Инструкция по сборке 48 пошаговых мультимедийных обучающих урока |
|
|
|
