Wstęp. LEGO MINDSTORMS Education EV3 - co w środku? Wstęp. LEGO Education ma przyjemność zaprezentować Państwu LEGO MINDSTORMS Education EV3!

Transkrypt

1 LEGO Education ma przyjemność zaprezentować Państwu LEGO MINDSTORMS Education EV3! LEGO MINDSTORMS już od początku XXI wieku zajmuje wiodącą pozycję w nauczaniu przedmiotów ścisłych i przyrody, technologii, inżynierii i matematyki (ang. STEM - Science, Technology, Engeneering and Math), inspirując tym samym do kształcenia poprzez zabawę i pracę z namacalnym narzędziem edukacyjnym. Dzięki połączeniu systemów budowania LEGO oraz technologii LEGO MINDSTORMS Education EV3 powstało jeszcze więcej sposobów nauczania robotyki, nauk ścisłych, matematyki, a także podstaw programowania. Najważniejszym elementem Zestawu LEGO MINDSTORMS Education jest programowalna, inteligentna Kostka EV3, która nie tylko steruje silnikami i czujnikami, ale także zapewnia bezprzewodową komunikację. Oprogramowanie LEGO MINDSTORMS Education EV3 z pewnością ułatwi stawianie pierwszych kroków. Lobby oprogramowania EV3 zapewnia swobodny dostęp do wszystkich treści, programowania, akwizycji danych, cyfrowych zeszytów ćwiczeń i wielu innych. Dokładnie śledź instruktaże Robot Educator krok po kroku, a uda Ci się stworzyć, zaprogramować i uruchomić swojego robota szybciej niż myślisz! Intuicyjny interfejs do programowania jest oparty na ikonach i daje możliwość podejmowania wciąż nowych wyzwań. gwarantuje pracę z fascynującym, a jednocześnie kompetentnym narzędziem służącym do przeprowadzania badań i eksperymentów. LEGO Education zapewnia również dostęp do rosnącej liczby pakietów wspomagających kształcenie, przygotowanych przez doświadczonych nauczycieli i pedagogów. LEGO MINDSTORMS Education EV3 - co w środku? W skład Zestawu podstawowego LEGO MINDSTORMS wchodzą: 1 inteligentna Kostka EV3 1 średni silnik 2 duże silniki 1 czujnik żyroskopowy 1 ultradźwiękowy czujnik odległości 1 czujnik koloru 2 czujniki dotyku Starannie wyselekcjonowany, szeroki wybór klocków LEGO Wszystkie 541 elementów zostało wyszczególnione na dołączonej liście, dzięki czemu zarządzanie nimi jest jeszcze łatwiejsze. Łącz ze sobą klocki i korzystaj z instrukcji budowania, aby stworzyć mechanicznego, inteligentnego, a jednocześnie zabawnego robota. Dzięki dużej liczbie elementów, możesz konstruować, modyfikować i personalizować roboty w każdym projekcie. 1

2 do Robot Educator LEGO Education ma przyjemność zaprezentować Państwu Robot Educator - zestaw instruktaży, które prezentują jak w zorganizowany, a jednocześnie przyjemny sposób wdrożyć rozwiązania z wykorzystaniem Zestawu LEGO MINDSTORMS Education EV3. Robot Educator - dla kogo? Robot Educator jest cennym narzędziem dla każdej osoby, która pragnie pogłębić swoją wiedzę z zakresu wykorzystania Zestawu LEGO MINDSTORMS Education EV3. Robot Educator - po co? Instruktaże LEGO MINDSTORMS Education EV3 skupiają się na informatyce, naukach przyrodniczych i ścisłych, matematyce, technologii i inżynierii. Umożliwiają również wdrażanie metod interdyscyplinarnych, które stawiają przed uczniami wyzwania z zakresu nauk przyrodniczych i matematyki. Angażujący, a jednocześnie motywujący charakter oprogramowania EV3 stwarza szansę do konstruowania i programowania, ale również do intensywnego eksperymentowania bez obowiązku wcześniejszego szkolenia z zakresu programowania i budowania. Niezależnie od indywidualnych celów, Robot Educator jest doskonałym punktem odniesienia oraz wprowadzeniem do sprzętu i oprogramowania LEGO MINDSTORMS Education EV3. Robot Educator to przewodnik po instruktażach, a jednocześnie wsparcie dla nauczycieli i uczniów, które pomaga doskonalić umiejętności z zakresu budowania i programowania od poziomu podstawowego aż do zaawansowanego. 2

3 Czym jest Robot Educator? Robot Educator jest zbiorem 48 motywujących multimedialnych instruktaży, które oferują nauczycielom oraz uczniom nieograniczone możliwości. Zestaw zawiera: Liczne animacje z robotami EV3 Interaktywne animacje, które ułatwią zrozumienie zależności pomiędzy programowaniem robota a jego zachowaniem 16 modułowych instrukcji budowania Zadania Przekształć, które sprawdzają jak uczniowie zrozumieli treści, a jednocześnie pomagają utrwalić zdobytą wiedzę i nowe umiejętności Linki do pomocnych tekstów oraz wskazówek dla użytkownika Podpowiedzi oraz przykładowe rozwiązania dla zapracowanych nauczycieli Robot Educator składa się z poszczególnych sekcji: Podstawy Sterowanie robotem bazowym i wywoływanie konkretnych zachowań w oparciu o różne czujniki. Plan lekcji robotyki - wprowadzenie (PDF) obejmuje większość z nich. Robot Educator Robot Educator Przegląd Zobacz na stronie 17. Rozwinięcie Sekcja obejmuje bardziej złożone zagadnienia, takie jak programy zapętlone, instrukcje warunkowe, rozbudowane instrukcje warunkowe, tablice i kabelki. Sprzęt Zapoznanie się z inteligentną Kostką EV3 oraz rozmaitymi czujnikami i silnikami. Opanowywanie różnych metod zbierania i analizy danych, takich jak zdalna akwizycja danych, programowanie na wykresie i działania na zbiorach. Narzędzia Korzystanie z rozmaitych narzędzi dołączonych do zestawu. 3

4 Jak zacząć? 1. Obejrzyj krótkie filmy wprowadzające. Filmy dołączone do zagadnień oraz są szczególnie istotne, jednak zachęcamy do zapoznania się ze wszystkimi filmami wprowadzającymi, gdyż zapewniają one dokładne zapoznanie się z możliwościami, jakie oferuje oprogramowanie LEGO MINDSTORMS Education EV3. 2. Ukończ instruktaż Konfigurowanie bloków w sekcji Podstawy. Ten instruktaż tłumaczy jak łączyć ze sobą bloki - jest to fundamentalna koncepcja wykorzystywana w innych instruktażach. Plan lekcji robotyki - wprowadzenie obejmuje większość instruktaży z sekcji Podstawy. 3. Obierz ścieżkę, która jest dla Ciebie najbardziej satysfakcjonująca, a następnie zdecyduj, jaki instruktaż mają wykonać Twoi uczniowie (zobacz Sposoby planowania zajęć w dalszej części). Wypróbuj kilka instruktaży, aby zapoznać się z najważniejszymi założeniami. 4. Upewnij się, że każdy uczeń ma komputer z zainstalowanym oprogramowaniem LEGO MINDSTORMS Education EV3 w wersji dla uczniów. W trakcie instalowania postępuj zgodnie z instrukcją zawartą w pliku readme.txt. Aby sprawdzić, jaka wersja oprogramowania została zainstalowana, spójrz na górny pasek okna. 5. Upewnij się, że każda Kostka EV3 jest całkowicie naładowana i posiada zainstalowaną najnowszą wersję oprogramowania układowego. Aktualizacja oprogramowania układowego 6. Uczniowie muszą być świadomi, że każdy element zestawu jest równie ważny. Przedyskutujcie nazewnictwo oraz podstawowe funkcje głównych części sprzętu, a także ustalcie przepisy zarządzania klockami. Przewodnik użytkownika jest źródłem wszelkich informacji dotyczących sprzętu LEGO MINDSTORMS EV3. Przy każdym instruktażu znajdują się pomocne dla uczniów wskazówki. 4

5 Wskazówki do zajęć Jak dużo czasu potrzebuję? Czas niezbędny do wykonania każdej instrukcji zależy od różnych czynników, takich jak stopień złożoności zadania, wiek uczniów, doświadczenie uczniów z LEGO MINDSTORMS, a także od pojęć i treści zawartych w konkretnych instruktażach. W tabeli podzielonej na odpowiednie sekcje został przedstawiony czas niezbędny do ukończenia instruktażu przez przeciętnego ucznia, który nie posiada żadnego doświadczenia z Zestawem LEGO MINDSTORMS Sekcja Podstawy Rozwinięcie Sprzęt Narzędzia Przewidywany czas ukończenia* (w minutach) * W tabeli nie uwzględniono czasu potrzebnego do zbudowania modelu, który jest niezbędny do ukończenia instruktażu: Dodaj ok. 20 minut do każdego instruktażu, który wymaga zbudowania robota bazowego i ok. 10 minut do instruktaży, które wymagają użycia Kostki EV3. W oparciu o powyższą tabelę, uczniowie powinni ukończyć pierwszy instruktaż z użyciem robota bazowego w przeciągu 45 minut. 5

6 Wskazówki do zajęć Skorzystaj z Edytora treści, aby stworzyć niestandardowe instruktaże. Zintegrowany umożliwia Ci dostosowanie instruktaży Robot Educator w celu stworzenia własnego pakietu urozmaiconych zajęć. Poniżej znajduje się kilka sposobów na zindywidualizowanie instruktaży: Sparafrazuj polecenia, aby uczniowie ćwiczyli czytanie. Dodaj obrazki, które lepiej trafią do wyobraźni Twoich uczniów. Dołącz dodatkowe zadania skierowane do uczniów, którzy wykonali zadania szybciej. Wszystkie zmiany, które zostaną wprowadzone w instruktażach, zostaną zapisane jako nowe instruktaże. Dzięki temu podstawowe instruktaże pozostaną w oprogramowaniu LEGO MINDSTORMS Education EV3. Wszystkie pliki umieszczone w oryginalnych instruktażach, znajdują się również w nowych plikach projektu, którymi możesz się swobodnie dzielić ze swoimi uczniami (na przykład poprzez udostępnienie ich na dysku sieciowym). może służyć do dokumentowania projektów. pozwala uczniom na uwiecznianie postępów i odkryć, których dokonali w trakcie poszczególnych instruktaży. umożliwia ponadto: Skrupulatne opisywanie każdego etapu pracy Dodawanie własnych stron Dodawanie zdjęć i filmów przedstawiających działanie robotów Dzielenie się oryginalnymi projektami z innymi uczniami Przejdź do filmu wprowadzającego dołączonego do zagadnienia, aby dowiedzieć się więcej. 6

7 Sugerowane sposoby planowania zajęć Istnieje wiele sposobów na wykorzystanie Robot Educator w celu osiągnięcia konkretnych celów dydaktycznych. Na następnych stronach znajduje się pięć sposobów planowania zajęć, które umożliwią Ci dopasowanie lekcji do różnych grup zajęciowych. Plan lekcji robotyki - wprowadzenie Głównym celem tego sposobu jest przekazanie uczniom wiedzy, która jest im niezbędna do manipulowania sprzętem i oprogramowaniem wykorzystywanym przez oprogramowanie LEGO MINDSTORMS Education EV3 oraz Robot Educator. Plan lekcji robotyki - wprowadzenie Zobacz na następnej stronie. Najpierw uczniowie oglądają filmy wprowadzające związane z zagadnieniami programowania, aby zaznajomić się z interfejsem oprogramowania EV3. Następnie uczniowie przechodzą do siedmiu planów, które obejmują sekcję Podstawy Robot Educator. Rozwijają swoje umiejętności i poznają różne czujniki poprzez podejmowanie Wyzwań mistrzowskich, a także czterech otwartych Wyzwań wytycznych projektowych. Aby uczniowie mogli pisać bardziej złożone programy, wcześniej muszą ukończyć instruktaże Wielozadaniowość, Pętla i Rozbudowana instrukcja warunkowa, które znajdują się w sekcji Rozwinięcie. Plan lekcji robotyki - wprowadzenie (PDF) został umieszczony w Lobby Wsparcia nauczyciela. 7

8 Plan lekcji robotyki - wprowadzenie Filmy wprowadzające Podstawy Rozwinięcie Sprzęt Narzędzia Przewodnik użytkownika Konfigurowanie bloków Wielozadaniowość Dźwięki Oscyloskop Edytor dźwięku Ruch w przód i w tył Pętla Podświetlenie Bezpośrednia Moje bloki Skręt Instrukcja warunkowa Ekran Zdalna Edytor obrazów Ruch czołgowy Rozbudowana instrukcja warunkowa Przyciski Akwizycja danych na kostce Przesuwanie obiektu Kabelki Duży silnik Autonomiczna Zatrzymanie na linii Wartości losowe Średni silnik Działania na zbiorach - dla nauczyciela Obrót o kąt Bloki czujników Czujnik dotyku na wykresie Zatrzymanie przed obiektem Tekst Czujnik żyroskopowy na kostce Zasięg podstawowa - natężenie światła Żyroskop Czujnik ultradźwiękowy Porównywanie Zmienne Przesyłanie wiadomości Wartości logiczne zaawansowana Tablice 8

9 Informatyka Ten sposób ma na celu kształcenie uczniów z podstaw informatyki, takich jak elementarne wiadomości na temat programowania z wykorzystaniem Robot Educator i czujnika żyroskopowego. Oprogramowanie LEGO MINDSTORMS Education EV3 powstało na bazie wiodącego graficznego środowiska programistycznego LabVIEW, z którego korzystają naukowcy i inżynierowie na całym świecie. Graficzne podejście do programowania okazało się być solidną podstawą dla wszystkich uczniów zajmujących się programowaniem ciągami tekstowymi. Informatyka Zobacz na następnej stronie. Najpierw niech uczniowie zapoznają się z filmami wprowadzającymi dotyczącymi programowania, które pomogą im zaznajomić się z tematem i interfejsem. Następnie niech ukończą instruktaż Konfigurowanie bloków w sekcji Podstawy. Kolejnym krokiem jest zapoznanie uczniów z trybami kąta i pomiaru, które pomogą uczniom ukończyć instruktaż Żyroskop oraz Czujnik żyroskopowy w sekcjach Rozwinięcie i Sprzęt. Aby uczniowie poznali podstawy programowania graficznego, muszą ukończyć instruktaże z sekcji Rozwinięcie : Wielozadaniowość, Pętla, Instrukcja warunkowa, Kabelki, Zmienne, Tablice, podstawowa i zaawansowana. 9

10 Informatyka Filmy wprowadzające Podstawy Rozwinięcie Sprzęt Narzędzia Przewodnik użytkownika Konfigurowanie bloków Wielozadaniowość Dźwięki Oscyloskop Edytor dźwięku Ruch w przód i w tył Pętla Podświetlenie Bezpośrednia Moje bloki Skręt Instrukcja warunkowa Ekran Zdalna Edytor obrazów Ruch czołgowy Rozbudowana instrukcja warunkowa Przyciski Akwizycja danych na kostce Przesuwanie obiektu Kabelki Duży silnik Autonomiczna Zatrzymanie na linii Wartości losowe Średni silnik Działania na zbiorach - dla nauczyciela Obrót o kąt Bloki czujników Czujnik dotyku na wykresie Zatrzymanie przed obiektem Tekst Czujnik żyroskopowy na kostce Zasięg podstawowa - natężenie światła Żyroskop Czujnik ultradźwiękowy Porównywanie Zmienne Przesyłanie wiadomości Wartości logiczne zaawansowana Tablice 10

11 Przedmioty ścisłe i przyroda Ten sposób, jak sama nazwa wskazuje, ma na celu kształcenie uczniów w zakresie podstaw przedmiotów ścisłych i przyrody. Dzięki temu uczniowie zyskują podstawowe pojęcie na temat kilku czujników, które wchodzą w skład Zestawu podstawowego LEGO MINDSTORMS Education EV3. Uczą się również jak zbierać i analizować dane rejestrowane przez czujniki. Przedmioty ścisłe i przyroda Zobacz na następnej stronie Najpierw uczniowie kończą instruktaże: Czujnik żyroskopowy, - natężenie światła i Czujnik ultradźwiękowy w sekcji Sprzęt. Następnie dzięki inteligentnej Kostce EV3 uczniowie zapoznają się z głównymi zasadami akwizycji danych poprzez instruktaż na kostce w sekcji. Niech zapoznają się z krótkimi filmami wprowadzającymi, które przybliżą im tematykę akwizycji danych. Kolejny etap uwzględnia bardziej praktyczne zajęcia z wykorzystaniem oprogramowania EV3. Uczniowie kończą instruktaż Oscyloskop, Bezpośrednia i Zdalna w sekcji. Chętne osoby mogą spróbować instruktaży Działania na zbiorach i na wykresie, które demonstrują ogromne możliwości zastosowania akwizycji danych. 11

12 Przedmioty ścisłe i przyroda Filmy wprowadzające Podstawy Rozwinięcie Sprzęt Narzędzia Przewodnik użytkownika Konfigurowanie bloków Wielozadaniowość Dźwięki Oscyloskop Edytor dźwięku Ruch w przód i w tył Pętla Podświetlenie Bezpośrednia Moje bloki Skręt Instrukcja warunkowa Ekran Zdalna Edytor obrazów Ruch czołgowy Rozbudowana instrukcja warunkowa Przyciski Akwizycja danych na kostce Przesuwanie obiektu Kabelki Duży silnik Autonomiczna Zatrzymanie na linii Wartości losowe Średni silnik Działania na zbiorach - dla nauczyciela Obrót o kąt Bloki czujników Czujnik dotyku na wykresie Zatrzymanie przed obiektem Tekst Czujnik żyroskopowy na kostce Zasięg podstawowa - natężenie światła Żyroskop Czujnik ultradźwiękowy Porównywanie Zmienne Przesyłanie wiadomości Wartości logiczne zaawansowana Tablice 12

13 Ten sposób skupia się na wykorzystaniu instruktaży, które dotyczą zagadnień związanych z matematyką. Należą do nich losowość, ustalanie zasięgu, kątów i kąta obrotu, podstawowe działania matematyczne takie jak obliczanie prędkości i wykorzystanie trygonometrii do nawigowania robota bazowego. Zobacz na następnej stronie Najpierw uczniowie oglądają krótki film wprowadzający dołączony do zagadnienia, który przybliża oprogramowanie EV3. Następnie przechodzą do instruktażu Konfigurowanie bloków w sekcji Podstawy, Czujnik żyroskopowy w sekcji Sprzęt, a także instruktaż Zatrzymanie przed obiektem w sekcji Podstawy, aby upewnić się, że uczniowie znają funkcje, jakie spełniają czujniki żyroskopowy i ultradźwiękowy. Kolejnym etapem są instruktaże, które skupiają się na zagadnieniach z matematyki, takie jak Wartości losowe, Zasięg, Żyroskop i podstawowa w sekcji Rozwinięcie. Chętne osoby mogą spróbować instruktażu zaawansowana, który demonstruje ogromne możliwości zastosowania oprogramowania EV3. 13

14 Filmy wprowadzające Podstawy Rozwinięcie Sprzęt Narzędzia Przewodnik użytkownika Konfigurowanie bloków Wielozadaniowość Dźwięki Oscyloskop Edytor dźwięku Ruch w przód i w tył Pętla Podświetlenie Bezpośrednia Moje bloki Skręt Instrukcja warunkowa Ekran Zdalna Edytor obrazów Ruch czołgowy Rozbudowana instrukcja warunkowa Przyciski Akwizycja danych na kostce Przesuwanie obiektu Kabelki Duży silnik Autonomiczna Zatrzymanie na linii Wartości losowe Średni silnik Działania na zbiorach - dla nauczyciela Obrót o kąt Bloki czujników Czujnik dotyku na wykresie Zatrzymanie przed obiektem Tekst Czujnik żyroskopowy na kostce Zasięg podstawowa - natężenie światła Żyroskop Czujnik ultradźwiękowy Porównywanie Zmienne Przesyłanie wiadomości Wartości logiczne zaawansowana Tablice 14

15 Technologia / Inżynieria Ten sposób wykorzystuje instruktaże LEGO MINDSTORMS Education, w których zastosowane zostało unikalne podejście do zajęć z technologii i inżynierii. Nacisk położony jest na zapoznanie się ze sprzętem i podstawowymi operacjami poprzez kończenie prostych instruktaży z programowania. Technologia / Inżynieria Zobacz na następnej stronie. Najpierw uczniowie oglądają film wprowadzający dołączony do zagadnienia, które przybliża oprogramowanie EV3. Następnie kończą instruktaż Konfigurowanie bloków w sekcji Podstawy, a także instruktaże w sekcji Sprzęt, aby upewnić się, że wiedzą jak działa sprzęt oraz jak programować go na podstawowym poziomie. W końcu mogą spróbować zbudować najwolniej poruszający się pojazd o dwóch silnikach. W tym projekcie mierzenie prędkości opiera się o instruktaż podstawowa. 15

16 Technologia / Inżynieria Filmy wprowadzające Podstawy Rozwinięcie Sprzęt Narzędzia Przewodnik użytkownika Konfigurowanie bloków Wielozadaniowość Dźwięki Oscyloskop Edytor dźwięku Ruch w przód i w tył Pętla Podświetlenie Bezpośrednia Moje bloki Skręt Instrukcja warunkowa Ekran Zdalna Edytor obrazów Ruch czołgowy Rozbudowana instrukcja warunkowa Przyciski Akwizycja danych na kostce Przesuwanie obiektu Kabelki Duży silnik Autonomiczna Zatrzymanie na linii Wartości losowe Średni silnik Działania na zbiorach - dla nauczyciela Obrót o kąt Bloki czujników Czujnik dotyku na wykresie Zatrzymanie przed obiektem Tekst Czujnik żyroskopowy na kostce Zasięg podstawowa - natężenie światła Żyroskop Czujnik ultradźwiękowy Porównywanie Zmienne Przesyłanie wiadomości Wartości logiczne zaawansowana Tablice 16

17 Robot Educator - przegląd Podstawy Rozwinięcie Sprzęt Narzędzia Konfigurowanie bloków Wielozadaniowość Dźwięki Oscyloskop Edytor dźwięku Ruch w przód i w tył Pętla Podświetlenie Bezpośrednia Moje bloki Skręt Instrukcja warunkowa Ekran Zdalna Edytor obrazów Ruch czołgowy Rozbudowana instrukcja warunkowa Przyciski Akwizycja danych na kostce Przesuwanie obiektu Kabelki Duży silnik Autonomiczna Zatrzymanie na linii Wartości losowe Średni silnik Działania na zbiorach Obrót o kąt Bloki czujników Czujnik dotyku na wykresie Zatrzymanie przed obiektem Tekst Czujnik żyroskopowy na kostce Zasięg podstawowa - natężenie światła Żyroskop Czujnik ultradźwiękowy Porównywanie Zmienne Przesyłanie wiadomości Wartości logiczne zaawansowana Tablice 17