Modelovanie, simulácie a LEGO Simulácie a modelovanie • •
výučbová metóda riešenie problémov "na nečisto"
simulácia • imitácia reálnej situácie, alebo činnosti • pokúša sa reprezentovať určité vlastnosti alebo správanie nejkého systému, pomocou podobného systému (ktorý je napr. dostupnejší) • vnáša do vyučovania prvok reality, žiaci pracujú s niečim naozajstným • využíva sa napr. pri modelovaní reálnych fyzikálnych systémov prečo práve LEGO? pretože pri správnom použití umožňuje • rozvoj jemnej motoriky, • formovanie identity, • rozvoj sebavyjadrovania, • rozvoj sociálnych vzťahov, a • chápanie okolitého sveta. •
je vhodným nástorjom pre simuláciu a modelovanie technických procesov, zberu a výskum dát v školskom prostredí
LEGO • • • • • • • • • • • •
www.lego.com spoločnosť LEGO, výskum a edukácia LEGO Learning Institute www.legolearning.net založený 2002, z finančných dôvovov ukončil svoju činnosť výskum v oblasti detskej hry, kreativity a učenia sa články na ich www LEGO Educational Division (bývalé LEGO Dacta) www.lego.com/education/ spocupracuje s LEGO Learning Institute produkty sú založené na klasických lego kockách, ale sú prispôsobené potrebám vyučovania ich správne používanie v školách rozvíja vedomosti a zručnosti vo fyzike, technike a IT
LEGO stavebnice stavebnice MINDSTORMS : • • • • •
ROBOTICS invention system 2.0 - programovateľný robot - súprava kociek a software súpravy pre školy (u náz nazývané ROBOLAB) okrem klasických kociek Technic, obsahujú RCX, senzory a motorčeky, ozubené kolesá ... EDUXE - www.eduxe.sk - dovoz a predaj stavebníc LEGO Infovek - lego.infovek.sk - prináša LEGO do škôl
čo je RCX kocka? • programovateľná kocka, 1998 • na rok 2006 sa pripravuje nová kocka NXT - USB 2.0, Bluetooth®, 32-bit mikroprocesor ... • vstupné a výstupné porty • komunikuje cez IR (infrared) port - vežu zapojenú do PC • 4 ovládacie tlačidlá, firmware, programy z PC • grafický RCX kód, ROBOLAB grafický jazyk pre LEGO, založený na LabVIEW
Ako to funguje dohromady? 1. 2. 3. 4.
zostrojí sa robot napíše sa pre neho porgam program sa prenesie do RCX kocky spustí sa činnosť robota
roboty sa skladajú z • kociek LEGO (technic) • RCX kocky • akčných jednotiek (motor, lampa, siréna) • a senzorov (svetelný, teplotný, dotykový, polohový (uhlový)) pre programovanie RCX potrebujeme • počítač • software ROBOLAB • IR (infrared) vežu na prenos dát
Programovacie prostredie ROBOLAB • • • • • •
založený na LabVIEW prispôsobený pre deti má 3 režimy používania: Administrator Programmer má 2 úrovne zložitosti:PILOT, INVENTOR Investigator
• •
pilot a inventor obsahujú 4 úrovne, kde sa postupne odhaľujú nové príkazy ako finálny produkt vie vytvoriť www stránky s projektom - zadanie, foto, program, spracované dáta z RCX ...
umožňuje: • návrh a zápis programu • formátovanie kódu • testovanie kódu • kompiláciu kódu a nahranie do RCX • krokovanie • správu hotových projektov • nahrávať späť dáta získané RCX • tvoriť kompletné výskumné správy k projektu • analyzovať dáta • aj ovládať RCX na dialku cez Internet
Progamovací jayzk pre RCX • • • • • • • •
je ikonografický, neštruktúrovaný program = vývojový diagram ikony sú za sebou pospájané "drôtom", každá ukazuje nápovedu, čo znamená program začína zeleným semaforom a končí červeným semaforom jednotlive ikony sú príkazy pre robota pracovaná plocha je nekonečná, ale veľké programy začínajú byť neprehľadné neexistuje nič ako procedúra premenné predstavujú "kontainery", ktorých je 32, su rozlíšené farbami (:/)
Ukážka programu
• • • •
začiatok získavať údaje z rotačného polohového senzora pripojeného na vstupnom porte 1 (číslo nad ikonou za zeleným semaforom) získavať údaje z teplotného senzora pripojeného na port 3 s periódou 1 sekunda (časový údaj pod ikonami) motor pripojený na výstupný port A treba roztočiť smerom vľavo (šípka - súčasť ikony motora) najmenšou rýchlosťou (číslo 1 pod ikonou)
• •
•
výstupy na porte C treba vypnúť (ikona s červeným znakom stop a písmeno C nad ňou) posledná ikona programu (pred červeným semaforom) predstavuje dotykový senzor pripojený na vstupný port 2 a príkaz na čakanie jeho stlačenia, t.j. program skončí po zaznamenaní zatlačenia dotykového senzora. Koniec
Iné edukačné produkty LEGO •
•
Minisúpravy mechanických princípov • Ozubené prevody •
Páky
•
Kladky
•
Kolesá a hriadele
DUPLO Matematika, od 3 rokov • Matematické hry •
Matematika Stroje
•
Súprava čísel
•
Súprava mozaiky
Výskum ohľadne stavebníc LEGO na školách • • • • • •
LEGO ROBOLAB na slovenské školy - Asociácia projektu Infovek (a Eduxe) do roku 2004 66 škôl v roku 2004 30 škôl v roku 2005 8 škôl na rok 2006 sa plánuje ? škôl školenia niekoľkokrát do roka, od roku 2002
výskumom sa potvrdili tieto hypotézy : • Hypotéza 1: PRÁCA SO STAVEBNICOU ROBOLAB MÁ POZITÍVNY VÝZNAM PRE VZDELÁVANIE NA 2. STUPNI ZÁKLADNEJ ŠKOLY • Hypotéza 2: ROBOLAB ZVYŠUJE ZÁUJEM O VZDELÁVANIE AKO U ŽIAKOV, TAK AJ U UČITEĽOV. • Hypotéza 3: ROBOLAB SA UPLATŇUJE VO VYUČOVACÍCH HODINÁCH A TIEŽ V ZÁUJMOVEJ ČINNOSTI. • Hypotéza 4: ROBOLAB VYTVÁRA PRIESTOR K ĎALŠÍM MOŽNOSTIAM ROZŠIROVANIA INFORMAČNÝCH TECHNOLÓGIÍ. ďalšie závery : • všetky učebné pomôcky dodané školám sú potrebné a školy ich využívajú • záujem o RoboLab stavebnice stále pretrváva • 1/2 škôl má dostatok počítačov, 1/2 nedostatok • stavebníc všeobecne nie je dosť, ale jednotlivé komponenty postačujú • metodické materiály sa postupne vytvárajú vo svete a prekladajú do slovenčiny
Zdroje http://lego.infovek.sk/index.php http://www.legolearning.net http://mindstorms.lego.com http://www.lego.com/education http://en.wikipedia.org/wiki/Lego_Mindstorms http://www.sweb.cz/seifrob/lego_robotika/robolab_popis/robolab-popis.htm http://www.sweb.cz/seifrob/lego_robotika/vytah_projekt/index.htm
