A LEGO® robotok 

A Scratch kódnyelv és a LEGO® Education WeDo 2.0 bemutatása egy projekten keresztül

Az Massachusetts Institute of Technology (MIT) hosszú múltra tekint vissza a gyerekeknek szánt számítástechnikai programok területén, kezdve a LOGO programozási nyelv Seymour Papert által az 1970-es években történő megalkotásával. Papert matematikus és gyermekpszi-chológus volt és lehetővé tette a gyerekek számára, hogy mozgás és fordítás parancsokkal irá-nyítsanak egy robot mozgását. Ezek a parancsok hasznosnak bizonyulnak a gyerekek geomet-riai ismereteik elősegítésében. A diákok kísérletezéssel, megfigyeléssel és egy folyamatban való részvétellel tanulhatnak a programozásról a LOGO segítségével. A program bárki számára könnyen kezelhető és megtanulható volt, azonban még sem váltotta be az alkotó által várt re-ményeket. Az MIT Lifelong Learning csoportja folytatta a LOGO fejlesztését, leginkább a blokkprogramozás bevezetésével, amely grafikus blokkokat használ a programparancsok meg-jelenítésére, kiküszöbölve a gépelési hibákat. A blokkprogramozás nagymértékben javította a programozók termelékenységét, és megszüntette a diákok frusztrációját, lehetővé tette a kis-gyermekek számára, hogy elkezdjenek programozni. A blokkprogramozást kereskedelmi for-galomban is használják a LEGO® Mindstorms Robotics készletekben, ahol LEGO® kockákból készült játékrobotokat építhetnek és programozhatnak a gyerekek. Az MIT csoport évek óta részt vesz ifjúsági számítógépes klubok működtetésében is, és megállapította, hogy a képeket és hangokat tartalmazó multimédiás alkalmazások nagy kedvencei a gyerekeknek, akik lenyű-gözhetik egymást az általuk készített alkotásokkal. Ennek a tapasztalatnak és az oktatásban a számítógépes programozásban eltöltött harminc évnek a kombinációja teszi a Scratch-et esé-lyessé az információs és kommunikációs technológiák (IKT) radikális megváltoztatására az is-kolákban. A Scratch egy alkalmazás, amely vizuális módon tanítja meg az alapvető programo-zási fogalmakat. 2007 májusában indult letölthető asztali alkalmazásként. A gyerekek elkészít-hetik saját interaktív történeteiket, játékaikat és animációikat a számítógépükön, és megoszt-hatják azokat az online közösséggel, ha feltöltik őket a Scratch webhelyére. A Scratch 2.0 meg-jelenésével 2013-ban megjelent az interneten, ami exponenciális növekedést eredményezett az internetes közösségekben. Mára a világ legnagyobb kódolási platformjaként nőtte ki magát, ingyenesen elérhető. A MIT Lifelong Kindergarten csoportja által tervezett alkalmazás 8 és 16 éves kor közötti gyerekek számára készült, de könnyen használható felületének köszönhetően bárki megtanulhatja, hogyan kell programozni. Legnagyobb előnye a hazai programozópalán-ták körében, hogy magyar nyelvel rendelkezik és nem kell előre telepített szoftverrel bajlódni, mivel internetes oldalon is elérhető szerkesztő funkcióval látták el a fejlesztők. A Scratch ne-hezen használható kisebb monitorokon, mivel 1024 x 768 pixel felbontású vagy nagyobb kép-ernyőkre van optimalizálva. A Scratch hivatalos oldalán előzetes regisztráció nélkül is lehet használni a programozási felületet. (Takács, 2009)

A hivatalos weblapon a nyitóképernyő fogadja a felhasználót, ahol előzetes regisztráció nélkül lehet megkezdeni a programozást. A bal felső sarokban egy földgömb ikonra kattintva választható ki a nyelv. Egyszer kell csak kiválasztani a kívánt nyelvet és a webböngésző meg-jegyzi a beállításokat és a későbbi használat során már nem kell elvégezni a nyelvválasztást. A bal oldali menüben helyet kaptak a különböző színű programozási kategóriák. A mozgás, kiné-zet, hang, események, vezérlés, érzékelés, műveletek, változók és blokkjaim. Minden kategó-riában alkategóriák találhatók, ahol az egyes programozási műveleteket lehet beállítani. Közé-pen kapott helyet a programozási vászon, ahova a fogd és vidd módszerre húzhatják be a gye-rekek a parancsokat.

A jobb oldalon található a program szereplője, ami alap esetben egy macska, de ezt rengeteg előre megadott sablonnal lehet helyettesíteni. A felhasználóknak alkalmuk van kiválasztani a hátteret is, ami lehet a program könyvtárában szereplő háttér, vagy akár egy saját kép is. A szereplő felett látható a program elindítására szükséges zöld zászló és egy piros állj tábla, ami a program megállítására alkalmas. A bal alsó sarokban kapott helyet a bővítmény hozzáadása gomb, ami nagyon fontos része a LEGO® robotok programozásának, mivel itt a weboldalon található felület segítségével tudják a gyerekek a LEGO® Education Wedo 2.0 robotot Bluethoot technológia segítségével csatlakoztatni. LEGO® Education Wedo 2.0 készlet tartal-maz egy ingyenes applikációt, de a magyar nyelv hiánya miatt, a Scratch webes felület és a magyar nyelv használatának lehetősége nagyban megkönnyíti a diákok és a pedagógusok munkáját. (Kende & Seres, 2008) A program és a robotépítés bemutatására a LEGO® Education Wedo 2.0 hivatalos honlapján5 megtalálható MILO fantázia névvel ellátott robotot választottam és ezáltal fogom bemutatni az építés és a webes programozás egyes lépéseit. Az építési instruk-ció letölthető Portable Document Format (PDF) fájlként a saját számítógépre. A készlet kibon-tása és rendszerezése után a robot megépítése következik lépésről lépésre. A LEGO® nagy hangsúlyt fektet az építési útmutatókra, amit különleges színekkel tettek változatossál és köny-nyen követhetővé. Az építés 30 lépésből áll, ez egy bevezető szintű robot és alkalmas az első szakkörökön való megépítésre.

Az első 15 lépésben a robot testét építettem meg, ami kapott két mozgáshoz szükséges kereket és a készletben található kis motort. A vezérlő egység a Smart HUB a LEGO® Educa-tion SPIKE™ csomagban található HUB kisebbik változata. A régebbi modellek elemmel mű-ködtek, de mára már hosszú élettartamú akkumulátorokkal váltották fel őket. A test megépítése után a robot fejét raktam össze és építettem rá a testre. A leírásban nem található kábelvezetők-kel egészítettem ki a kész gépet.

Az építési folyamat befejeztével a Scratch weboldalon keresztül csatlakoztattam a robotot a számítógéphez, majd a programozás következett. A WeDo 2.0 Smart HUB a Scratch weboldal bal oldali menüjében alul található és zöld színt kapott. A programozás kezdéséhez megadtam egy eseményt, a zöld zászlóra kattintáskor kapcsoljon be a motor. A motor irányát az előre irányba állítottam be és a motor gyorsasága pedig 0-től 100-ig skálázható, én 80-ra állítottam. Így a robot képes előre menni, mindaddig, amíg le nem állítom a weboldalon keresztül az állj gombal.

Ez egy belépő szintű egyszerű programozási feladat, a gyerekek fejlődésének előrehaladtával be lehet építeni a különböző szenzorokat, így a programsort és a robot mozgását meg lehet állítani például egy adott színnel vagy távolsággal is. A LEGO® Education Wedo 2.0 készlet kiválóan alkalmas az alsó évfolyamos tanulók oktatására. Egyszerű és könnyen kezelhető szoftverrel látták el a fejlesztők és a Scratch oldal-nak köszönhetően a diákok magyar nyelven is programozhatják a robotokat. Az informatikai kompetenciák játékos módon fejleszthetők, mint például az algoritmikus gondolkodás, a prob-lémamegoldás, a kommunikációs képesség, valamint a csoportmunka és az együttműködés ké-pességének fejlesztése. A LEGO® és a Sctratch mérnökei a játékos tanulást részesítik előnyben, ami nagy mértékben segíti a gyermekek fejlődését. Az építés és a programozás során kreativi-tásuk is kiteljesedhet.