Программируемая робототехника – это перспективное направление развития и обучения детей не только школьного, но и дошкольного возрастов. И хотя многие взрослые люди с некоторым недоверием относятся к высоким технологиям и их популяризации в обществе, не признать значимость компьютеризации невозможно. Информатика не просто занимает одно из ведущих мест в современном научном и техническом пространстве, но и по праву считается лидирующей отраслью. Следовательно, противостоять её влиянию на подрастающее поколение бессмысленно и недальновидно.
Если вы хотите научить ребёнка чему-то действительно перспективному и полезному, познакомьте его с робототехникой. Во-первых, это конструкторское и инженерное направление, которое увлечёт не только мальчишек, но и девчонок.
Во-вторых, благодаря именно программируемым роботам, которых дети создают сами, даже малыши могут успешно освоить основы информатики. А уже в старшей школе она не будет казаться им чем-то сложным и скучным.
И наконец, это просто интересно: не только собирать машину из различных элементов, но и обучать её, задавать какой-то определённый алгоритм действий. Помочь в реализации всех перечисленных целей и задач поможет набор конструктора LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3. Вы можете прямо сейчас приобрести его на сайте компании «Приоритет», но сначала мы рекомендуем внимательно ознакомиться с этой удивительной дидактической игрушкой, полностью отвечающей требованиям и веяниям современности.
Описание серии LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3
Начинать знакомство с робототехникой лучше всего с самых азов. Для этого как раз служат наборы конструкторов LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3. Давайте рассмотрим, что же там лежит внутри, и как можно заниматься с представленным образовательным и развивающим материалом.
Когда человек говорит о LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3, он подразумевает образовательную робототехническую платформу, созданную и предназначенную специально для работы с детьми в учебных учреждениях. Согласно инструкции производителя, игрушка подходит для младшей, средней и старшей школы.
Однако её можно использовать и в детских садах, если есть такая возможность и желание у педагога. Естественно, что ребёнок не осилит такой конструктор самостоятельно. Ведь каждый робот действует по заданной программе, и её ещё нужно написать для машины.
Следовательно, предполагается тесное взаимодействие ребёнка и педагога. Вот почему для успешных занятий с использованием конструктора LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 у преподавателя должно быть образование в сфере информатики. По крайней мере, хотя бы элементарные представления об основах программирования и работы с робототехникой. Иначе взрослый просто не сможет предложить свою помощь детям.
Что же предлагает этот уникальный конструктор мальчикам и девочкам? На самом деле, у него очень много преимуществ при практически нулевых отрицательных моментах. Пользуясь даже базовым набором lego, каждый ребенок получит:
- возможность создать собственного программируемого робота уже на первом занятии;
- навык работы с исходными данными, помогающими написать алгоритм для машины;
- умение анализировать и синтезировать информацию, раскладывать её «по полочкам»;
- комплекс точных и полных представлений об информатике и о том, как она работает;
- обширные теоретические и практические знания о современной робототехнике.
Одним словом, не просто разовьётся в нужном и очень перспективном современном направлении, но и сумеет систематизировать знания. А самое главное, робототехника по-настоящему увлекает.
Создавая свои собственные модели, дети учатся следовать задумке и реализовывать её в полной мере. А ещё – получают уникальную возможность проявить свои таланты и показать ровесникам крутого робота, созданного собственными руками!
Сейчас многие школы устраивают увлекательные бои между машинами. Дети с огромным удовольствием участвуют в подобных мероприятиях. Они не просто показывают сделанных своими руками роботов, но и демонстрируют всё, что те умеют, а также активно управляют ими для победы. Такие соревнования, без сомнения, добавляют азарта в увлечение ребёнка информатикой.
Вообще, конструкторы «Лего», созданные для занятий робототехникой, очень хорошо зарекомендовали себя в европейской и американской системах обучения. В этих странах они считаются чуть ли не основным образовательным элементом для работы с детьми начальных классов. Оригинальные комплекты LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 там признаны образовательным стандартом государственного уровня, предназначенным для освоения детьми азов информатики и робототехники.
В нашей стране пока ещё такого признания у этой дидактической игрушки нет. Однако именно наборы LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 считаются лучшими для организации занятий робототехникой с детьми от 5-6 лет и старше, вплоть до 9-11 классов.
Но давайте теперь заглянем в коробку и поймём, что представляет собой стандартный базовый набор «Лего эдьюкейшн».
Основные детали и характеристики набора
Начнём с того, что любой набор LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 создан с учётом постоянного и порой даже не очень бережного использования. Ведь зачастую дети осваивают робототехнику в группах, следовательно, их много, а конструктор – один. Именно поэтому абсолютно все детали производятся из высокопрочного пластика и металла, отличающихся высокими показателями износостойкости. При нормальной эксплуатации производитель гарантирует, что набор прослужит около десяти лет.
А что, если какая-то деталь сломается? Ничего страшного не произойдёт. Практически любой датчик, модуль или элемент, входящие в составы наборов, можно докупить отдельно. Вы найдёте их на сайте в разделе Лего. Здесь представлены не только различные наборы из серии, но и другие линейки, а также – отдельные детали и элементы.
Как и у любого живого существа, у машины тоже есть своеобразный электронный «мозг». Именно через него происходит программирование и распознавание команд. У LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 таким мозгом является микрокомпьютер EV3, имеющий экран, а также – порты вводы и вывода данных. Посредством именно этой детали контролируется работа всех датчиков и моторов. Собственно, это и есть центр управления будущим роботом.
Однако только лишь микрокомпьютера для работы всей системы мало. Ещё необходимы моторы, дополнительные детали управления и датчики, обрабатывающие информацию, поступающую извне. Всё это собирается в единый механический организм при помощи кабелей и проводов, которые тоже входят в каждый набор.
Тут важно запомнить один существенный момент. Датчики нужны машине, чтобы адекватно воспринимать действительность, которая её окружает. А моторы – чтобы реагировать на всё происходящее в соответствии с заданной программой. Вот именно так и работают любые роботы. И именно для этого в состав наборов входят все компоненты, перечисленные выше.
В целом, мы подробно и полно описали, что может быть в каждом комплекте LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3. Однако наборы, представленные в этой серии, различаются. И сейчас мы выясним, чем и как.
Какие наборы есть в серии?
Как в любой другой серии, в LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 есть базовый набор, без которого ничего не получится, так как в него входит микрокомпьютер, плюс 5 дополнительных комплектов. Мы подробно опишем каждый из них.
Базовый набор MINDSTORMS EV3
Является основой, без которой использование этого конструктора просто невозможно. Включает непосредственно сам микрокомпьютер EV3, плюс основные датчики (ультразвуковой, цветной и световой, гироскопический и 2 датчика, реагирующих на касание), плюс 3 сервопривода (2 больших и 1 средний). Этот комплект рассчитан на сборку пяти разных роботов, а также – иных моделей, для которых нужны дополнительные наборы. если вы хотите заниматься с ребёнком робототехникой, то именно этот конструктор должен появиться у вас первым.
Кроме того, в состав «базы» входят дополнительные соединительные детали и провода, специальная система хранения и соответствующее ПО, которое нужно установить как приложение на свой компьютер или смартфон.
Ресурсный комплект LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 45560
Это, на самом деле, набор, расширяющий ресурсные возможности базового. В него включены различные крепёжные детали, а также кабели, провода и иная необходимая «мелочь». Всего в общей сложности 853 элемента, благодаря которым можно создать ещё плюс шесть уникальных роботов.
Если хочется каких-то новых, более грандиозных и увлекательных проектов, целесообразно приобрети дополнительный ресурсный набор. Кроме того, с ним любое групповое задание станет ещё интереснее и насыщеннее. Плюс, у детей появятся дополнительные возможности для реализации своих технических идей и задумок.
Оригинальный набор «Космические проекты» серии LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3
Для тех ребят, которые увлекаются космосом и хотят строить не простых роботов, а различные луноходы, летательные аппараты и корабли, отличным расширением базового комплекта LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 станет набор «Космические проекты». С его помощью каждый ребёнок реализует одну из семи разработанных производителем полноценных тематических миссий, или придумает и воплотит свою собственную. Это не просто интересно, но ещё и познавательно, и увлекательно. Всё для того, чтобы дети самостоятельно изучали и исследовали космические аппараты! Пусть пока только в игровой форме.
Какие возможности дают «Космические проекты»? Они значительно расширяют базовый набор, предлагая:
- 7 увлекательнейших полноценных миссий, организованных в рамках определённой тематики;
- 9 обучающих миссий, имеющих интересные, современные исследовательские цели и задачи;
- 4 проекта, в рамках которых ребёнок тоже проведёт собственные изыскания и придёт к нужным выводам.
Для того, чтобы реализация всего потенциала, заложенного в эту игрушку, была возможна, производитель включил в тематический комплект 1418 деталей, а также 4 поля и специальную фиксирующую ленту.
Научный дополнительный набор LEGO EDUCATION 9686 «Технология и основы механики»
Вообще, в основе любой робототехники лежит не только информатика, но и физика. А точнее, её конкретный раздел – механика. Расширенный дополнительный комплект «Технология и основы механики», выпускаемый в рамках серии LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3, даёт все возможности ребёнку лучше и глубже освоить это направление.
Он в буквальном смысле слова обучает основам механики и технологической деятельности в увлекательной для дошкольников и школьников игровой форме. А это значит, что вся полученная информация не просто усваивается, а остаётся с детьми на всю жизнь и потом отлично работает.
Пользуясь инструкцией, прилагаемой производителем к конструктору, дети могут собрать порядка 50 действующих моделей. Полученные машины наглядно продемонстрируют принципы действия различных механизмов, которые лежат в основе современной робототехники, и не только её. Собирая свои собственные машины, дети наглядно увидят и поймут:
- как устроен и работает мотор;
- для чего нужны рычаги в механизмах;
- какой принцип работы ременных или зубчатых передач;
- как работает сила тяжести, и для чего она нужна;
- что такое сопротивление воздуха и сила трения;
- как можно использовать ветряную энергию и т.д.
С этим набором физика станет намного понятнее, ближе и интереснее! Сила, энергия, структура, взаимодействие, движение – все эти термины для них перестанут быть абстрактными и отвлечёнными.
Два набора TETRIX PRIME: 44610 и 44616
Наконец, производитель предлагает ещё два набора для расширения возможностей базового комплекта. Они выпускаются под наименованием TETRIX PRIME и имеют серийные номера 44610 и 44616. Эти наборы предназначены по большей части для использования в образовательных учреждениях. Они включают в себя более двух сотен дополнительных деталей, при помощи которых дети могут создать новые робототехнические модели, управляемые руками человека.
Технические характеристики LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3
Итак, все конструкторы, выпускаемые в коллекции LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 представляют собой довольно сложную систему, используя элементы которой ребёнок может создать собственного управляемого робота или собрать действующих механизм, работающий по определённым физическим законам.
Для того, чтобы все задачи успешно осуществлялись и выполнялись, в каждый набор входят специальные детали и устройства, позволяющие конструировать такие сложные машины. Рассмотрим каждый элемент отдельно.
Строительные детали
Это те элементы, которые не имеют электронного компонента и нужны только для сбора моделей. Все они произведены из высокотехнологичного прочного пластика, имеющего повышенную степень износостойкости.
Строительные элементы приятны на ощупь, обладают гладкой и ровной поверхностью, безопасны для детского использования. Плюс, окрашены в приятные цвета, не перевозбуждающие нервную систему: преимущественно серый и бежевый, белый, чёрный, синий, встречаются детали красного и желтого оттенка.
К ним можно отнести весь крепежный состав, пластиковые пластины и блоки, из которых собирается робот.
А вот управляется и работает он уже с помощью специальной электронной «начинки».
Электронные компоненты
Абсолютно все электронные компоненты LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 разработаны так, чтобы при соединении они образовывали полноценную работающую систему, умеющую принимать и распознавать внешние сигналы, действовать по приказу оператора и адекватно реагировать на изменения окружающей среды.
Таким образом, получаются интеллектуальные машины с возможностью не только программирования, но и последующего обучения. Рассмотрим каждый электронный компонент отдельно.
Микроконтроллер
По сути, это и есть основной компонент электронного «мозга». Он оснащён ARM-процессором с рабочей частотой 300МГц. Оперативная память – 64Мб, постоянная – 16Мб. Всех этих характеристик, а также мощности компьютера вполне хватает для того, чтобы робот мог выполнять даже сложные задачи и действовать по нескольким заданным алгоритмам.
Причём, такая машина будет не только реагировать на окружающий мир, но и вести соревновательные бои. Для более интересного взаимодействия с машиной в микроконтроллер встроен музыкальный компонент, воспроизводящий различные мелодии. Это техническое решение позволяет человеку лучше понимать сигналы, исходящие от робота.
Моторы
Как говорится, мотор – это сердце любого механизма, и уж роботу точно без него никак нельзя. Только с помощью этого электронного компонента машина может производить различные действия, двигается, реагирует на внешние условия.
Причём, в конструкторах LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 все моторы сделаны таким образом, чтобы их практически невозможно было сломать. Здесь встроена защита от блокировки, а также есть механический фрикцион. Он предназначен для того, чтобы машина могла проскальзывать, если трение превышает расчётные значения. В базовый комплект входят два мощных мотора и один средний сервопривод.
Датчики
Датчики нужны для того, чтобы машина могла анализировать всё, что происходит во внешнем мире. Без них робот просто не сможет реагировать на различные изменения. Производитель комплектует свои наборы следующими видами датчиков:
- ультразвуковой EV3 45504 – для определения расстояний и отслеживания возникающих препятствий, а также объектов в радиусе 2,5 метров;
- гироскопический – EV3 45505 для измерения угла наклона системы, а также скорости её вращения (градусы за секунду времени);
- цвета EV3 45506 – для того, чтобы готовые роботы могли различать семь основных оттенков и адекватно реагировали на изменения условий освещённости;
- датчик касания EV3 45507 – для фиксации нажатия, для установления факта отсутствия нажатия, а также для подсчёта общего количества нажатий;
- инфракрасный маяк EV3 45508 – для излучения ИК-сигнала в радиусе около 2 метров, а также он может использоваться для беспроводного управления компьютером;
- инфракрасный датчик EV3 45509 – позволяет оценивать приближение или удаление от объекта/препятствия на расстоянии 50-70 см.
Вообще, производитель предлагает всего шесть датчиков, но этого количества достаточно для реализации практически любой технической идеи ребёнка. Однако сторонние компании выпускают еще ряд дополнительных подобных элементов, совместимых с конструкторами серии LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3.
Экран
Рабочий экран микрокомпьютера LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 представляет собой обычный монохромный монитор типа ЖК с расширением 178 * 128 пикселей. Единственное, что можно изменить на нём – это мощность и цвет подсветки, всё остальное работает в постоянном режиме.
Что показывает экран? В первую очередь, рабочее меню созданного механизма. Кроме того, на него выводится вся графическая информация, оживляющая робота. Например, его анимированные эмоции.
Подключение к компьютеру
Одно из главных условий, при котором созданный ребёнком робот будет работать, – это его подключение к компьютеру. Оно осуществляется посредством USB-порта, но также есть возможность и беспроводного соединения (встроенный Bluetooth или Wi-Fi через внешний модуль). Дополнительно LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 укомплектован специальным слотом для флешек micro-SDHC.
При сборке робота, который будет управляться дистанционно, возможно использование беспроводной связи через специальное приложение на смартфоне или планшете.
Питание
Каждый комплект LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 имеет перезаряжаемый аккумулятор (литий-ионный) EV3 ёмкостью 2 ампер-часа. Проще говоря, на одном только полном заряде робот легко проработает как минимум целый урок, а возможно, что его хватит и на два урока.
Модели роботов LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3
С помощью конструктора LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 можно создать практически любого робота или механизм. Тем более, если дополнить базовый набор ресурсными или расширенными, тематическими. В популярных сейчас «робобоях» используется, преимущественно, именно эта игрушка.
Однако всё начинается с азов. Так вот, если у вас будет только одна «база», на её основе вы сможете собрать стартовую, или ознакомительную, модель всего за 15-20 минут. Она называется Robot Educator, что в переводе на русский означает «обучающий робот». Это самая первая модель, при помощи которой ребёнок погрузиться в программирование и познакомиться с самыми элементарными правилами и азами робототехники и информатики.
Если использовать только базовый комплект, то, помимо Robot Educator, можно собрать ещё четыре модели:
- промышленный робот-манипулятор;
- очаровательный робот-щенок;
- технологичный робот-гироскутер;
- умный робот-сортировщик.
Но ведь так неинтересно? Именно для расширения возможностей используются ресурсные или тематические комплекты, а также любые другие конструкторы, совместимые с LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3. Если подключать их, то просторы для фантазии и полёта технической мысли становятся практически безграничными.
Однако, собрать робота – это ещё не всё. Нужно обеспечить ему подходящие условия эксплуатации. Для этого предлагаем приобрести специальные столы для робототехники. Посмотреть их и выбрать подходящий можно в разделе столов. Здесь каждое изделие выполнено с учётом всех современных требований ТБ и полностью подходит для ежедневного использования большой группы детей дошкольного и школьного возрастов.
Подробнее о разных видах конструкторов и STEM-образовании читайте в статьях:
STEM-обучение с LEGO MINDSTORMS EV3
Вообще, конструктор LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3 хорош и эффективен тем, что даёт уникальную возможность изучать любые технические предметы не отвлечённо, а в максимальном приближении к действительности. Он помогает глубже и лучше понять и усвоить не только саму информатику, но и математику, физику, технологию. Часто именно эти роботы используются для наглядной демонстрации научной или проектной деятельности в средней и старшей школах. А это значит, что они полностью отвечают целям так называемого STEM-обучения.
Используя описываемый нами конструктор, можно легко реализовать идеи STEM-обучения.
Информатика. Программируя робота, ребёнок непосредственно изучает все её принципы. Он учится мыслить и работать, как самый настоящий программист и оператор машины. Составляет необходимые алгоритмы, и всё это происходит в легкодоступной игровой форме.
Физика. При помощи механизмов, а также приборов, которые можно собрать, используя не только базовые, но и расширенные наборы LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3, дети закрепят все знания, полученные в теории, на практике. Например, они смогут измерить температуру плавления веществ, силу тяжести и трения в разных условиях, наблюдать процесс кипения и испарения и многое другое.
Математика. Информатика не существует без точных расчётов, и в этом убедится каждый, кто будет осваивать школьную программу при помощи LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3. Детям просто необходимо будет рассчитать допустимые нагрузки для роботов, измерить их части, сопоставить детали и т.д.
Наконец, создавая роботов и программируя их, ребёнок научится вести исследовательскую и проектную деятельность и в реальной жизни погрузится в современные технологии. Ну а чтобы конструкторы сохранились как можно дольше в своём полном варианте, необходимо приобрести специальное оборудование для них. Например, вот такие оригинальные системы хранения. Здесь предложен богатый ассортимент и всегда можно найти именно то, что подойдёт для ваших потребностей.
Это интересно! Понятие STEM-обучение образовано от английской аббревиатуры Science, Technology, Engineering, Mathematics, что буквально переводится как «наука, технология, инженерия, математика». Данным термином обозначается ультрасовременная модель обучения, в основе которой лежит объединение в систему естественных наук и точных предметов.
Сравнение LEGO MINDSTORMS EV3 с другими сериями
На самом деле, сравнение не особенно корректно, потому что каждая серия предназначена для реализации своих собственных целей. Если говорить именно о LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3, то тут речь идёт об обучающей электронной игрушке.
Этот смысл даже заложен в самом названии серии. Если переводить его на русский, то получится «Лего обучение и мозговой штурм». Следовательно, вся линейка направлена на то, чтобы дети осваивали науку и приобщались к ней в очень интересной и эффективной форме. Что, собственно, ею успешно и выполняется.
Любить программирование и информатику становится намного проще и легче, если в обучении детей педагог будет использовать оригинальный электронный конструктор LEGO EDUCATION MINDSTORMS EV3. Недаром во всей Европе и США именно эти комплекты признаны на государственном уровне и активно применяются в школьном образовании.
Реклама. Рекламодатель ИП Дмитриев Д.В. ИНН 212408237001
