Робототехника — одно из самых интересных и прорывных школьных занятий. Она учит составлять алгоритмы, геймифицирует учебный процесс, знакомит детей с программированием. В некоторых школах уже с 1 класса занимаются информатикой, учатся собирать роботов и составлять блок-схемы. Чтобы дети легко понимали робототехнику и программирование, могли углубленно изучать математику и физику в средней школе, мы выпустили новый обучающий набор LEGO Education SPIKE Prime. Подробности о нем расскажем в этом посте.
![](https://habrastorage.org/webt/96/bn/i-/96bni-rd5wu7dxpn3tmx1pq60li.jpeg)
LEGO Education SPIKE Prime предназначен для обучения детей 5–7 классов в школах и кружках робототехники. Набор позволяет строить алгоритмы с помощью блок-схем и любоваться, как картинки на экране превращаются в движения и действия. Для современных школьников важна наглядность и WOW-эффект, и SPIKE Prime является приманкой, которая может увлечь детей программированием и точными науками.
Набор поставляется в минималистичном желто-белом пластиковом боксе. Под крышкой — картонка с инструкцией по началу работы и схемой размещения деталей в лотках. Набор спроектирован так, чтобы с ним было легко начинать работу и педагогу требовалось минимум дополнительной подготовки.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/489/14c/dd7/48914cdd78c0b344b0520b1e803e722a.jpg)
Сами детали расфасованы по пакетикам с номерами, которые соответствуют номерам ячеек в лотках.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c1b/89d/ce6/c1b89dce6805474d683cc88b180ffdec.png)
В Базовый набор входит более 500 элементов LEGO, включая новые.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/d2f/e60/c0b/d2fe60c0b5a4a833184274056d0b1137.png)
Кроме самих деталей, внутри находится три мотора — большой и два средних, а также три датчика: расстояния, цвета и силы.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/651/16a/8fb/65116a8fbc31490a09300676c5487945.jpg)
Моторы подключаются напрямую к хабу и имеют датчики вращения с точностью до 1 градуса. Эта возможность предусмотрена для синхронизации работы моторов, чтобы они могли двигаться одновременно с постоянной скоростью. Кроме этого, датчик можно использовать и для измерения скорости и расстояния движения модели.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/046/04a/641/04604a6410c92d5ee641c323bab86d2f.jpg)
Датчик цвета различает до 8 цветов и может использоваться как датчик освещенности. В него также встроен инфракрасный датчик, который может считывать, например, отражение света.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/6b9/1a6/703/6b91a6703e1f58ed2d83167ad6fbfc83.jpg)
Датчик касания распознает следующие ситуации: кнопка нажата, отжата, сильное нажатие. При этом датчик определяет силу давления в ньютонах или в процентах.
ИК-датчик служит для определения расстояния от робота до определенной точки или для предотвращения столкновений. Способен измерять расстояние в процентах, сантиметрах и дюймах.
Расширить возможности базового набора можно с помощью ресурсного набора, который состоит из 603 деталей. В него входят: дополнительный большой набор и датчик света, два больших колеса, большие конические зубчатые шестерни, которые позволяют строить крупные поворотные платформы.
В хаб встроен гироскоп, который умеет определять его положение в пространстве: ориентацию, наклон, крен, определение грани сверху, состояние падения хаба и т. д. Встроенная память позволяет загружать и хранить до 20 программ. Номер программы отображается на пиксельном экране 5х5, куда также выводятся пользовательские изображения и статус работы хаба.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/b6e/360/8c4/b6e3608c42c2f6d7ef338f948202265c.png)
Также на хабе расположены:
ПО LEGO Education SPIKE доступно для Windows, Mac OS, Android, iOS и Chromebook, его можно скачать на сайте LEGO Education. Программная среда создана на основе детского языка программирования Scratch. Она состоит из набора команд, каждая из которых представляет собой графический блок определенной формы и цвета с параметрами, которые можно изменять вручную, например, скорость и дальность движения, угол вращения и т. д.
При этом наборы команд, связанных с различными компонентами решения (моторы, датчики, переменные, операторы и т. д.), выделены разными цветами, что позволяет быстро интуитивно разобраться, как программировать то, что нужно.
Еще в самом приложении собрано множество планов уроков, а также около 30 различных инструкций по сборке моделей.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/302/09a/6da/30209a6da5678ad911855eabe5e7da0a.png)
После запуска приложения и выбора языка сразу же предлагается три стартовых шага:
1) Запрограммировать хаб, чтобы на экране выводился смайлик;
2) Познакомиться с работой моторов и датчиков;
3) Собрать модель «Блоха» и запрограммировать ее на движение.
Знакомство с SPIKE Prime начинается с описания возможностей подключения (через microUSB или через Bluetooth) и работы с пиксельным экраном.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/058/a71/247/058a71247aadd7395da9f812bb6aff1d.png)
Сначала необходимо задать последовательность команд, которая должна выполняться после запуска программы, а также выбрать конкретные пиксели, которые будут зажигаться на экране хаба.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/0a2/907/a77/0a2907a7779e2de1fc7cc681a993086d.jpg)
Второй шаг предусматривает сборку и программирование реакции моторов на различные сигналы с датчиков. Например, можно запрограммировать мотор, чтобы он начал вращаться при поднесении руки или любого предмета к сенсору расстояния.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/2da/0ad/efe/2da0adefe5779b4af24adff1ed1b61ab.png)
Для этого мы создаем последовательность команд: если предмет находится ближе n сантиметров к датчику, то мотор начинает работать.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c34/518/a3f/c34518a3feb764cc73283d1a5d8068cb.jpg)
Третий и самый интересный шаг: собрать робота-блоху и запрограммировать ее на прыжки по команде. Для этого сначала нужно собрать из деталей и двух моторов самого робота.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/ca7/86a/a08/ca786aa089f1be6619964c7842c1e345.jpg)
Затем приступаем к программированию. Для этого задаем следующий алгоритм: при включении программы «блоха» должна дважды проскакать вперед, поэтому два мотора должны сделать два полных вращения одновременно. Скорость вращения установим на 50%, чтобы робот не прыгал слишком сильно.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/130/ffd/841/130ffd8413eea662766ea0e605b6d458.png)
На выходе у нас получился небольшой робот, который при запуске программы скачет вперед. Красота!
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/2ac/8c8/0ec/2ac8c80ecfe621e164e2ca172b741da4.jpg)
Робот-блоха резво устремился вперед, нашел первую жертву, но что-то пошло не так.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/9ec/7a2/960/9ec7a2960bf0f1ab396319f24126c365.png)
После этого обучение закончено, можно приступать к более сложным проектам: в приложении только блок-схем для различных частей набора (моторы, хаб, датчики и т. д.) насчитывается более 60. При этом каждую блок-схему можно слегка менять с помощью параметров. Также внутри ПО есть возможность создания переменных и собственных блок-схем.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/fc0/87d/01b/fc087d01b4b549166165d0153374380e.png)
К набору прилагаются методические материалы для учителей. В них входят учебные планы, задачи с готовыми решениями и задания, где ответа нет и нужно творчески подойти к решению. Это позволяет быстро приступать к работе с набором и строить программы обучения.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/eb2/b27/509/eb2b2750962af6e0411bdd85be19652a.png)
Всего на сайте готово 4 курса. «Отряд изобретателей» — курс для уроков технологии, который закрепляет понимание учениками процесса ведения проектной деятельности. Два курса относятся к информатике. «Запускаем бизнес» дает базовые навыки программирования и алгоритмики, а «Полезные устройства» знакомит с принципами работы интернета вещей. Четвертый курс — «К соревнованиям готовы» — предназначен для подготовки к конкурсам и требует и базовый, и ресурсный набор.
В каждом курсе от 5 до 8 уроков, куда входит готовое методическое решение, которое можно внедрить в учебный процесс для закрепления STEAM-компетенций.
LEGO Education SPIKE Prime входит в робототехническую линейку LEGO Education, которая включает в себя наборы для детей разных возрастов:
Функции SPIKE Prime пересекаются с LEGO WeDo 2.0, у которого с этого года появилась поддержка Scratch. Но в отличие от WeD0 2.0, позволяющего моделировать физические опыты, SPIKE Prime больше подходит для создания роботов. Он спроектирован для начала изучения робототехники в 5–7 классах.
С помощью этого решения школьники в игровой форме смогут освоить принципы алгоритмизации, развить навыки решения задач, познакомиться с основами робототехники. После SPIKE Prime можно переходить на LEGO MINDSTORMS Education EV3, у которого есть возможность работы с MycroPython и который подойдет для изучения более сложных понятий робототехники и программирования.
P.S. При написании этой статьи ни один робот и ни один хаски не пострадал.
![](https://habrastorage.org/webt/96/bn/i-/96bni-rd5wu7dxpn3tmx1pq60li.jpeg)
LEGO Education SPIKE Prime предназначен для обучения детей 5–7 классов в школах и кружках робототехники. Набор позволяет строить алгоритмы с помощью блок-схем и любоваться, как картинки на экране превращаются в движения и действия. Для современных школьников важна наглядность и WOW-эффект, и SPIKE Prime является приманкой, которая может увлечь детей программированием и точными науками.
Обзор набора
Набор поставляется в минималистичном желто-белом пластиковом боксе. Под крышкой — картонка с инструкцией по началу работы и схемой размещения деталей в лотках. Набор спроектирован так, чтобы с ним было легко начинать работу и педагогу требовалось минимум дополнительной подготовки.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/489/14c/dd7/48914cdd78c0b344b0520b1e803e722a.jpg)
Сами детали расфасованы по пакетикам с номерами, которые соответствуют номерам ячеек в лотках.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c1b/89d/ce6/c1b89dce6805474d683cc88b180ffdec.png)
В Базовый набор входит более 500 элементов LEGO, включая новые.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/d2f/e60/c0b/d2fe60c0b5a4a833184274056d0b1137.png)
- Несколько новых рам, которые сокращают время сборки прототипов и позволяют создавать крупные модели.
- Новый кубик 2x4 с отверстием для осей Technic. Он позволяет объединять элементы Technic и LEGO?System в одном проекте.
- Обновлена базовая пластина из ассортимента Technic.
- Новые узкие колеса, которые обеспечивают точность управления и повышают маневренность моделей.
- Новое поворотное колесо в виде опорного ролика.
- Новые зажимы для проводов, доступные в нескольких цветах, позволяют аккуратно закреплять шлейфы.
Кроме самих деталей, внутри находится три мотора — большой и два средних, а также три датчика: расстояния, цвета и силы.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/651/16a/8fb/65116a8fbc31490a09300676c5487945.jpg)
Моторы подключаются напрямую к хабу и имеют датчики вращения с точностью до 1 градуса. Эта возможность предусмотрена для синхронизации работы моторов, чтобы они могли двигаться одновременно с постоянной скоростью. Кроме этого, датчик можно использовать и для измерения скорости и расстояния движения модели.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/046/04a/641/04604a6410c92d5ee641c323bab86d2f.jpg)
Датчик цвета различает до 8 цветов и может использоваться как датчик освещенности. В него также встроен инфракрасный датчик, который может считывать, например, отражение света.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/6b9/1a6/703/6b91a6703e1f58ed2d83167ad6fbfc83.jpg)
Датчик касания распознает следующие ситуации: кнопка нажата, отжата, сильное нажатие. При этом датчик определяет силу давления в ньютонах или в процентах.
ИК-датчик служит для определения расстояния от робота до определенной точки или для предотвращения столкновений. Способен измерять расстояние в процентах, сантиметрах и дюймах.
Расширить возможности базового набора можно с помощью ресурсного набора, который состоит из 603 деталей. В него входят: дополнительный большой набор и датчик света, два больших колеса, большие конические зубчатые шестерни, которые позволяют строить крупные поворотные платформы.
Хаб
В хаб встроен гироскоп, который умеет определять его положение в пространстве: ориентацию, наклон, крен, определение грани сверху, состояние падения хаба и т. д. Встроенная память позволяет загружать и хранить до 20 программ. Номер программы отображается на пиксельном экране 5х5, куда также выводятся пользовательские изображения и статус работы хаба.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/b6e/360/8c4/b6e3608c42c2f6d7ef338f948202265c.png)
Также на хабе расположены:
- Разъем microUSB для зарядки аккумулятора или соединения с ПК.
- Кнопка синхронизации Bluetooth, с помощью которой можно установить беспроводную связь с ПК для программирования хаба.
- 6 портов (A-F) для выполнения команд или получения информации с датчиков.
- Три кнопки управления хабом.
- Встроенный динамик.
Программное обеспечение
ПО LEGO Education SPIKE доступно для Windows, Mac OS, Android, iOS и Chromebook, его можно скачать на сайте LEGO Education. Программная среда создана на основе детского языка программирования Scratch. Она состоит из набора команд, каждая из которых представляет собой графический блок определенной формы и цвета с параметрами, которые можно изменять вручную, например, скорость и дальность движения, угол вращения и т. д.
При этом наборы команд, связанных с различными компонентами решения (моторы, датчики, переменные, операторы и т. д.), выделены разными цветами, что позволяет быстро интуитивно разобраться, как программировать то, что нужно.
Еще в самом приложении собрано множество планов уроков, а также около 30 различных инструкций по сборке моделей.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/302/09a/6da/30209a6da5678ad911855eabe5e7da0a.png)
Первые шаги
После запуска приложения и выбора языка сразу же предлагается три стартовых шага:
1) Запрограммировать хаб, чтобы на экране выводился смайлик;
2) Познакомиться с работой моторов и датчиков;
3) Собрать модель «Блоха» и запрограммировать ее на движение.
Знакомство с SPIKE Prime начинается с описания возможностей подключения (через microUSB или через Bluetooth) и работы с пиксельным экраном.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/058/a71/247/058a71247aadd7395da9f812bb6aff1d.png)
Сначала необходимо задать последовательность команд, которая должна выполняться после запуска программы, а также выбрать конкретные пиксели, которые будут зажигаться на экране хаба.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/0a2/907/a77/0a2907a7779e2de1fc7cc681a993086d.jpg)
Второй шаг предусматривает сборку и программирование реакции моторов на различные сигналы с датчиков. Например, можно запрограммировать мотор, чтобы он начал вращаться при поднесении руки или любого предмета к сенсору расстояния.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/2da/0ad/efe/2da0adefe5779b4af24adff1ed1b61ab.png)
Для этого мы создаем последовательность команд: если предмет находится ближе n сантиметров к датчику, то мотор начинает работать.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c34/518/a3f/c34518a3feb764cc73283d1a5d8068cb.jpg)
Третий и самый интересный шаг: собрать робота-блоху и запрограммировать ее на прыжки по команде. Для этого сначала нужно собрать из деталей и двух моторов самого робота.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/ca7/86a/a08/ca786aa089f1be6619964c7842c1e345.jpg)
Затем приступаем к программированию. Для этого задаем следующий алгоритм: при включении программы «блоха» должна дважды проскакать вперед, поэтому два мотора должны сделать два полных вращения одновременно. Скорость вращения установим на 50%, чтобы робот не прыгал слишком сильно.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/130/ffd/841/130ffd8413eea662766ea0e605b6d458.png)
На выходе у нас получился небольшой робот, который при запуске программы скачет вперед. Красота!
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/2ac/8c8/0ec/2ac8c80ecfe621e164e2ca172b741da4.jpg)
Робот-блоха резво устремился вперед, нашел первую жертву, но что-то пошло не так.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/9ec/7a2/960/9ec7a2960bf0f1ab396319f24126c365.png)
После этого обучение закончено, можно приступать к более сложным проектам: в приложении только блок-схем для различных частей набора (моторы, хаб, датчики и т. д.) насчитывается более 60. При этом каждую блок-схему можно слегка менять с помощью параметров. Также внутри ПО есть возможность создания переменных и собственных блок-схем.
Для учителей
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/fc0/87d/01b/fc087d01b4b549166165d0153374380e.png)
К набору прилагаются методические материалы для учителей. В них входят учебные планы, задачи с готовыми решениями и задания, где ответа нет и нужно творчески подойти к решению. Это позволяет быстро приступать к работе с набором и строить программы обучения.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/eb2/b27/509/eb2b2750962af6e0411bdd85be19652a.png)
Всего на сайте готово 4 курса. «Отряд изобретателей» — курс для уроков технологии, который закрепляет понимание учениками процесса ведения проектной деятельности. Два курса относятся к информатике. «Запускаем бизнес» дает базовые навыки программирования и алгоритмики, а «Полезные устройства» знакомит с принципами работы интернета вещей. Четвертый курс — «К соревнованиям готовы» — предназначен для подготовки к конкурсам и требует и базовый, и ресурсный набор.
В каждом курсе от 5 до 8 уроков, куда входит готовое методическое решение, которое можно внедрить в учебный процесс для закрепления STEAM-компетенций.
Сравниваем с другими наборами
LEGO Education SPIKE Prime входит в робототехническую линейку LEGO Education, которая включает в себя наборы для детей разных возрастов:
- Экспресс «Юный программист» для дошкольного образования.
- WeDo 2.0 для начальной школы.
- LEGO Education SPIKE Prime для средней школы.
- LEGO MINDSTORMS Education EV3 для учеников старших классов и первых курсов институтов.
Функции SPIKE Prime пересекаются с LEGO WeDo 2.0, у которого с этого года появилась поддержка Scratch. Но в отличие от WeD0 2.0, позволяющего моделировать физические опыты, SPIKE Prime больше подходит для создания роботов. Он спроектирован для начала изучения робототехники в 5–7 классах.
С помощью этого решения школьники в игровой форме смогут освоить принципы алгоритмизации, развить навыки решения задач, познакомиться с основами робототехники. После SPIKE Prime можно переходить на LEGO MINDSTORMS Education EV3, у которого есть возможность работы с MycroPython и который подойдет для изучения более сложных понятий робототехники и программирования.
P.S. При написании этой статьи ни один робот и ни один хаски не пострадал.
pygubanov
Лучше бы новую версию MINDSTORMS EV3 выпустили с поддержкой камеры. Встроенным в хаб WiFi, гироскопом, акселерометром. С современным мощным процессором.
vakhramov
Так есть комплекты апгрейда, неофициальные, правда. Проблема всех этих штук в том, что на работу с ними нужно время. Я вот купил детям, а купить в нашем мире — недостаточно, и кризис воспроизводимости никто не отменял)) Одной уже лень изучать, только свои корейские (такая зараза похлеще коронавируса) клипы смотрит в айфончик, другая ещё маловата для него. В итоге оно имеет место быть в кружке, а у меня просто лежит без дела. Собрал с младшей пару вещей.
blindmen
а можно названия или ссылки?)
vakhramov
BrickPi, PIstorms, EVB, наслаждайтесь :) Ну и как всегда можно запилить свой,
вот
ну или просто обновить операционку — ev3dev, дабы расширить функциональность имеющегося
blindmen
биг спс.