A LEGO® robotok 

A Blokk programozás és a LEGO® Education SPIKE™ applikáció

A blokk alapú kódolás vagy programozás drag-and-drop tanulási környezetet használ, ahol a programozók kódolási utasítás "blokkokat" használnak animált történetek és játékok létrehozásához. Ez egy belépő szintű tevékenység, ahol a gyerekek a szövegen alapuló kódolással szemben vizuálisan alapozhatják meg a számítástechnikai gondolkodást. A téglákat egér vagy érintő képernyő segítségével tudják elhelyezni a szerkesztő vásznon. A blokk típusok különböző kategóriákba vannak sorolva és mindegyiknek más színt adtak a fejlesztők. A blokkok tíz csoportba vannak besorolva. A kék színű virtuális téglákkal a motorok gyorsaságát, forgási irányát lehet meghatározni. A rózsaszín blokkokkal mozgás irányát és gyorsaságát lehet szabályozni. A sötét lila elemkekkel a SPIKE™ HUBjába épített fénykockákat lehet életre kelteni. A világos lila blokkokal a SPIKE™ HUBjába telepített hangszórókat lehet szabályozni. Az olíva zöld színű téglákkal a "when" (ha) parancsot lehet beleépíteni a programozásba. A napsárga színnel jelölt felületen a vezérlési szerkezeteket lehet beállítani. A türkiz kék egység a különböző szen-zorok irányítására szolgál. A zöld színű blokkokkal az operátorokat lehet szabályozni, az egyes programozási blokkokat tudják az alkotók összekötni egymással. A színpalettán helyet kapott még egy narancssárga és egy piros blokk csoport. A változók és az én blokkjaim felület. Ez haladó programozási ismeretekkel rendelkező felhasználóknak nyújt szerkesztési felületet saját programozási műveleteik elvégzéséhez. LEGO® Education SPIKE™ applikáció1 ingyenesen letölthető a gyártó hivatalos web-oldaláról. A letöltés megkezdése előtt ki kell választani, hogy milyen operációs rendszerre fog történni a telepítés. Négy fajta operációs rendszer közül lehet választani, Windows, Mac OS, iPAD és Android. A megfelelő operációs rendszer kiválasztása után, le kell tölteni és fel kell telepíteni a programot a számítógépre, vagy Tabletre. Az applikáció egyetlen hátránya a hazai felhasználók tekintetében, hogy nem tartalmaz magyar nyelvet, de ebből származik nagy előnye is, hogy a diákok rá vannak kényszerülve az angol nyelv használatára és gyakorlására. A tele-pítés utána egy kezdőképernyő fogja a felhasználókat, ahol a SPIKE™ Prime gombra kattintva juthatnak el az applikáció kezdőképernyőjére a Home felületre. A Home ablakban a bal oldali menüsorban helyet kapott hat fajta menüpont. Az első a Start azaz a kezdés menü, ahol hat fajta leírást lehet találni a készlet eszközeiről és az applikáció feladatok segítségével végig vezeti és segíti a tanulókat a használattal kapcsolatban. A fénykockákat, a motorokat, a szín érzékelőket, a távolság érzékelőt, a lökés érzékelőt és a dőlésszög érzékelőket ismerhetik meg a felhasználók.

A következő menüpont a Units (egységek), ahol különböző óraterveket találhatnak a program felhasználói. Ez a menüablak a pedagógusoknak és diákoknak egyaránt hasznos és izgalmas, mivel az egyes feladatokat a mindennapi élet különböző területeiről alkalmazták a program készítői. Minden tervhez tartozik egy angol nyelvű leírás és meg van adva az elkészí-tési időkeret, ezért a pedagógusok tudnak tervezni, hogy mennyi idő szükséges a gyerekeknek az elkészítésre. A program a STEAM oktatás segítségével teremt kapcsolatot a tanulás és a való élet között és segít a pedagógusoknak a tantermet egy kreatív oktatási környezetté alakítani.

A menüben hat természettudományos projektet lehet látni, amiken belül problémamegoldó, gondolkodtató, hibaelhárító feladatokat oldhatnak meg a gyerekek. Az első részben található az Invention Squad (feltaláló csapat), ahol a tanulók fejleszthetik mérnöki tervezési készségeiket, a tervezési folyamat minden egyes lépésében azáltal, hogy meghatároznak egy adott problémát, különböző prototípusokat készítenek, szisztematikus tesztelési eljárásokat hoznak létre, adato-kat elemeznek, megoldásaik javítása érdekében. A második menüpont a Kickstart a Business (egy vállalkozás elindítása) nevet kapta. Ebben az leckében a tanulók hatékony problémameg-oldó és algoritmikus gondolkodási készségeiket lehet fejleszteni. A megoldandó problémák itt kisebb részekre vannak bontva. Adott programozási hibákat kell kijavítani. Minden felmerülő problémára egy bemutató videót hoztak létre a készítők. A harmadik menüpontban található a Life Hacks (trükkök a mindennapi élethez). Ebben az részben a tanulók előre megadott válto-zókat és listákat hozhatnak létre és alapvető matematikai műveleteket hajthatnak végre. Meg-tanulhatják, hogyan fejleszthetik programjaikat a megoldások finomítása érdekében, valamint olyan programokat tervezhetnek, amelyek adatokat gyűjtenek és elemeznek, mint például az időjárás előrejelző robot. A következő menüpont a Competiton Ready (versenyre készen állva), ahol a diákok megismerkedhetnek a robotika versenyek világával, miközben fokozatosan elsa-játíthatják az autonóm robotok és szenzorok építésének és programozásának alapjait. Együtt dolgozhatnak egy hatékony versenyrobot felépítésén, szisztematikusan tesztelhetik a progra-mokat. A tervezési folyamat segítségével megoldást dolgozhatnak ki a feladatok teljesítéséhez, miközben fejlesztik az együttműködéshez és a csapatmunkához kapcsolódó készségeiket. Az ötödik menüpont a Training Trackers (edzések követése). Ebben a fejezetben a gyerekek grafi-kus adatmegjelenítéseket készíthetnek, különböző robotok építése során gyakorolhatják a ma-tematikai összefüggéseket, és játszhatnak a statisztikákkal és a valószínűségekkel, hogy választ kaphassanak egy adott tudományos kérdésre, egyes mérési hibák javításával és dokumentálá-sával. Az utolsó menüpont a Supplementary Lessons (kiegészítő leckék), ahol a diákok olyan kulcsfontosságú készségek gyűjteményét fejleszthetik ki, amelyeket a STEAM tanulásuk során használni fognak, mint például a csapatmunka, a hatékony együttműködés, érvelés felfedezése és a hatékony kommunikáció. A következő fő menüpont a Builds (építés), ahol a projektekben megtalálható robotok építési kézikönyve található lépésről lépésre. Az applikációban több, mint harminc robot építési útmutatója található és a havi frissítéseknek köszönhetően a számuk fo-lyamatosan gyarapszik. A fő menüben helyet kapott még a My Projects (projektjeim) ablak, ahol az elmentett programozási terveket tárolhatják a felhasználók, a Helps (segítség) ablak és a Settings (beállítások) fül. A beállításokban huszonkét féle nyelv közül lehet választani és itt lehet frissíteni a projekteket. Az applikáció minden elindítás után ellenőrzi, hogy érkezett e új frissítés az egységekhez és értesítéseket küld a felhasználók részére egy előugró ablakban. A tanórai anyagok közül a feltaláló csapat menüpont alatt található szemétszedő kar megépítésé-vel szeretném bemutatni a Blokk programozás adta lehetőségeket. A robot megépítése 20 perc időintervallumot foglal magába. A lecke első lépésében az applikációban található egy angol nyelvű kisfilm3, ami motivációként szolgál a feladat elvégzéséhez. A felvezető videóban lát-ható, hogy a tanóra alatt egy szemétszedő robotot kell építeni a tanulóknak, amihez különféle feladatok tartoznak. A videó megtekintése után az építés lépéseit mutatja be az applikáció. Az első építési kézikönyvben a robot vezérlő egységét kell megépíteni, majd a fogó egységet.

Az építési instrukciók lépésről lépésre végig vezetik a diákokat a megépítés fázisain, és színes képekkel bemutatják az elkészítés menetét. Az építés befejezése után meg kell kezdeni a robot beprogramozását. Az applikációban található egy kész programsor, amit a gyerekek később kiegészíthetnek saját ötleteikkel. A szerkesztő vásznon a fogd és vidd módszerrel lehet mozgatni a különböző kockákat és itt lehetőség nyílik akár új motor vagy programkód bevite-lére is. A programsort Bluetooth vagy USB kábel segítségével lehet átjátszani a Hub-ra, vagy lehetőség van az előre programozható helyekre lementeni, amiből tíz található a vezérlő egy-ségben. A program sikeres átvitelekor egy hangüzenetet kap a felhasználó. Egy kis motort és a nyomásérzékelőt működtet a programsor. A nyomásérzékelő lenyomásakor a robotkar össze-húzódik, akár egy emberi kéz, a nyomásérzékelő felengedésekor a kis motor segítségével a kar szétnyílik. A programsor telepítése után a gyerekeknek lehetőségük nyílik a robot tesztelésére.

A lecke következő lépésében a tanulóknak különböző nehézségű és formájú tárgyakat kell megfogni a robotkar segítségével. A tárgyakról leírást vagy rajzot készíthetnek és pontoz-hatják a robotkar teherbírását. Az így elkészült táblázatot összehasonlíthatják a társaik értékei-vel és közösen megbeszélhetik milyen tárgyat és hogyan bírt el a robot. Az applikációban ren-geteg előre elkészített órasablon található, amiket a diákok bevonásával tovább lehet fejleszteni és új ötletetek lehet kitalálni. A folyamatos rendszertámogatásnak és a közösségnek köszönhe-tően rengetek órasablon és építési útmutató található az interneten. Sok közülük nyílt forrás-kóddal rendelkezik és lehetőség nyílik a továbbfejlesztésére, vannak azonban fizetős építési útmutatók is. A LEGO® Education SPIKE™ Prime segítségével a pedagógusok a játékokon keresztüli tanítási folyamatokat alkalmazhatják a diákok körében. A játékos tanulás elősegíti a szociális, érzelmi, kreatív tanulási eredmények növelését. A tanulók a nyílt forráskódoknak kö-szönhetően tovább gondolhatják az applikációban elvégezhető projekteket.