Робототехникой сегодня мало кого удивишь. Не так много времени прошло с тех пор, как учителя остерегались ноутбуков и планшетов в школах: считали их расточительством и лишними хлопотами. Сейчас же такие технологии стали нормой. Примерно так же растет потребность во внедрении образовательной робототехники в учебных заведениях. Появляется множество оборудования, учебных наборов и инновационных устройств для занятий, поэтому сделать выбор становится все сложнее. В этой статье мы сравним известную многим серию наборов LEGO Education с новой для Украины робототехнической системой VEX Robotics.
Образование по принципу STEM все еще в новинку для украинских школ. Поэтому начать следует с определения основных понятий: что такое робототехника?
Но дети на уроках занимаются немного другим.
Важно разделять понятия обычной и образовательной робототехники. Создание полноценных функциональных и практичных роботов не является целью урока робототехники, но может стать отличным его результатом. Как и осуществления научных открытий не является целью школьной физики или химии, или написание художественных произведений после уроков украинского языка и литературы. Школа пытается разносторонне развивать детей и предоставляет инструменты для понимания мира. Успехи учеников в будущем зависят от заинтересованности, качества обучения и оборудования в школе.
Какова же задача образовательной робототехники? Здесь есть два мнения. Одни считают этот предмет дополнительной активностью для закрепления знаний по основным предметам: математике, физике, информатике. Другие же называют образовательную робототехнику ли не самой важной учебной деятельностью, которая помимо полноценного обучения техническим и естественным дисциплинам предоставляет понимание взаимосвязи между ними, формирует сильный интерес к точным наукам через осознание практичности этих знаний на каждом уроке. Истина, как правило, где-то посередине. Бонусом к полученным на занятиях знаниям является развитие коммуникативных навыков, умение решать проблемы, распределять обязанности, планировать время, ставить цели, критически оценивать и мыслить, и конечно, базовые навыки конструирования роботов.
Серия образовательных наборов LEGO Education появилась в Украине еще с 2008 года и постепенно закрывала пробел в робототехническом образовании в нашей стране. Известность бренда LEGO и знакомые для многих детали из игрушечных наборов поспособствовали тому, что наборы LEGO Education сегодня считаются преподавателями безальтернативным оборудования для занятий по робототехнике.
Компания B-Pro искала альтернативу и теперь, будучи официальным представителем VEX Robotics в Украине, предлагает наборы VEX для улучшения качества робототехнической образования.
VEX Robotics — американская компания, основанная двумя инженерами, которая является производителем ведущих робототехнических систем конструирования для STEM-образования с 1996 года. VEX внедряет робототехническую продукцию для обучения и проведения соревнований в школах, университетах или самостоятельных командах.
Как VEX, так и LEGO широко используются в обучении во всем мире. Оборудование обеих компаний разработано для одной задачи, но есть несколько существенных отличий, влияющих на ход занятий и результаты обучения в целом.
Преподаватели проводят уроки робототехники по-разному. Иногда детям нужно построить запланированную конструкцию, исследовать ее возможности, провести эксперименты. А иногда необходимо и самостоятельно разработать идею работа, построить его и решить поставленную задачу или посоревноваться. Выберем основные факторы, которые влияют на качество каждого урока:
Рассмотрим их подробнее.
1. Эффективность конструирования
Как быстро, удобно, надежно можно соединять имеющиеся детали? Система конструирования LEGO известна многим детям, в ее основе — кирпичики с выступлениями и отверстиями, а также различные балки, которые соединяются пинами и коннекторами. Дети, знакомые с конструктором LEGO, уже имеют опыт конструирования, поэтому быстрее и легче привлекаются к работе. Деталей VEX существенно больше: балки, плитки, пластины соединяются с помощью различных шпилек, коннекторов, штифтов; в наборах для взрослых появляются металлические структурные элементы, гайки, шайбы, распорки и другие детали.
Уже здесь заметно ключевое отличие между системами LEGO и VEX — размер деталей. Крупные детали VEX позволяют строить более прочные конструкции, легко создать масштабного работа и успеть это сделать на протяжении урока, особенно детям, которые еще не развили мелкую моторику рук. Детали VEX большие и крепкие, поэтому готовые роботы выдерживают большие нагрузки, не развалятся после падения со стола, а сами детали меньше изнашиваются и прослужат дольше.
У LEGO большое количество декоративных деталей даже в учебных наборах, это позволяет построить небольшую хорошую конструкцию с механизмами и подвижными частями, которые интересно исследовать. Как следствие, приходится жертвовать масштабами, роботы получаются хрупкими, а построить крепкую трансмиссию проблемно и долго.
Конструирование с VEX быстрее и легче, изменять и совершенствовать уже построенного работа очень просто. Еще одним преимуществом VEX являются металлические валы, поэтому роботы не боятся скорости и больших нагрузок.
Коротко подытожить конструирования можно так:
2. Возможности программирования
Программа для робота не менее важна, чем сама конструкция. Для программирования робота надо продумать и запрограммировать связь между датчиками, моторами и процессором, чтобы робот выполнял поставленную задачу. Поэтому каждый учебный набор должен предоставлять среду программирования, в которой:
Проанализируем официальные среды программирования самых популярных на сегодня наборов. В LEGO таковыми являются WeDo 2.0, Spike и Mindstorms EV3, а в VEX — GO, IQ и V5. Давайте посмотрим на изображение интерфейса и программы движения робота квадратом в каждом из этих сред.
Из общего в средах программирования для наборов обеих компаний можно выделить:
Несмотря на общие схожие концепции и возможности для реализации своих идей с помощью кода, различий между VEX и LEGO намного больше. Так, в LEGO Education есть собственные графические языки программирования — блоки WeDo, EV3-G. Преимуществами графических языков можно назвать более простое восприятие и написание программ детьми, ведь блоки имеют картинки и почти не требуют навыков чтения и печати.
У VEX существенно больше плюсов. Начать стоит с того, что все официальные среды программирования VEX происходят от одной базы под названием VEX code, это позволяет обновлять и улучшать сразу все программы. Несмотря на незначительные различия во внешнем виде и функционале, среды для младшей, средней и старшей школы имеют одинаковую структуру и принцип работы, поэтому ученикам не нужно перестраиваться под новую программу, заново изучать ее возможности и раз запоминать новый алгоритм подключения работа, позицию кнопок меню или блоков.
Важным фактором, влияющим на возможность и удобство использования программ, является наличие украинской локализации. Компания LEGO за более 10 лет работы в Украине не смогла перевести интерфейс своих программ. Методический отдел компании B-pro работает над локализацией продуктов VEX, и вскоре все программное обеспечение VEX code будет доступно на украинском.
Еще одной фишкой VEX является легкость перехода между языками программирования. Кроме упомянутой Scratch, VEX позволяет кодировать на языках Python и C++. Программы наборов Spike и EV3 предоставляют возможность программировать на Python, но изменить язык, в частности, для EV3 проблематично. В средах программирования VEX есть возможность наблюдать, как генерируется код на другом языке при написании программы. Например, вы можете создавать программу из блоков Scratch и в окне рядом видеть, как генерируется код на Python или C++. Более того — возможно за один клик изменить язык и продолжить писать ту же программу уже текстовым языком программирования.
Такие возможности VEX закладывают в детях понимание связи между различными языками программирования и упрощают изучение сразу нескольких, ведь базовая структура во всех языках программирования общая. Это помогает осознать, что язык программирования — лишь инструмент, поэтому надо выбирать лучший под конкретную задачу. А благодаря наличию языка С++ (которым пишут операционные системы, программное обеспечение для профессиональных роботов и многое другое), практичность полученных знаний и заинтересованность учеников отраслью робототехники в старшем возрасте увеличивается.
Также у VEX есть среда для программирования виртуальных роботов онлайн — VEXcode VR. В условиях карантина достаточно перейти на сайт, чтобы заниматься робототехникой отдаленно с готовым 3D роботом в уже известной среде.
Интересно, не так ли? Но чтобы окончательно определиться с выбором оборудования для STEM-лабораторий, нужно сравнить и такие важные факторы как доступная электроника и методическая поддержка. О них читайте в нашей следующей статье.
Похожие статьи
Что такое STEM-образование и зачем оно нужно: практическое значение обучения по новому подходу
Внедрение STEM-образования в украинских школах — 3 практических способа...
Для чего нужна школьная STEM-лаборатория, и как ее использовать на уроке...
Авторизация
Регистрация позволит Вам получить накопительную скидку и купить следующий заказ по более выгодной цене
Нет аккаунта? Зарегистрироваться
Регистрация
Регистрация позволит Вам получить накопительную скидку и купить следующий заказ по более выгодной цене
У вас уже есть аккаунт? Войти