XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тренажер для эксперимента с программированием
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность темы. Дети всего мира любят игрушки. Для нас важно, чтобы была возможность интересно и занимательно проводить свое свободное время, а родители хотят, чтобы игрушки приносили еще и пользу. А значит перед современными мамами и папами в настоящее время стоит непростая задача: как выбрать такую игрушку? При выборе игрушек важно учитывать не только их красоту, но и возможный психологический эффект. Игрушка должна научить детей фантазировать, раскрывать свой творческий потенциал, развивать моторику, мышление и логику. Сегодня для этого есть развивающие конструкторы компании «LEGO».
Я, как и любой другой ребенок, очень люблю играть, но больше всего мне нравится заниматься игрушечным строительством. Первый набор кубиков мне подарил брат. Я строила домик, колодец, машинку для игры со своими куклами. При сборке мы не использовали готовые инструкции, а собирали, как вздумается. Потом мне подарили набор LEGO «Домик с лошадками». Я быстро научилась самостоятельно собирать сложные модели. Позже мне подарили уже более крупные LEGO-наборы: «Космопорт», «Русалочка». Поэтому, когда я пришла в школу в 1 класс – я сразу же записалась на кружок Робототехники, потому что мне захотелось, чтобы мои модели из конструктора LEGO еще могли и двигаться самостоятельно.
На занятиях по робототехнике нам, как правило, выдают готовую инструкцию по сборке и программированию различных моделей из LEGO и зачастую мы даже не задумываемся о том, что модель может выполнять не одну работу, предлагаемую инструкцией, а несколько разных.
Проблема – в недостаточном знании нами программы LEGO WeDo 2.0 и ее функций в программировании моделей роботов. И передо мной встал вопрос – а как же узнать эту программу получше? Выход нашелся сам собой. В интернете я увидела интересный вариант модели робота LEGO для игры, но к ней, к сожалению, не было ни готовой инструкции по сборке, ни тем более по программированию. И я решила, что очень хочу попробовать собрать данную игру и провести с ней эксперименты по программированию для того, чтобы лучше узнать возможности программы LEGO WeDo 2.0.
Цель проекта: собрать модель-тренажер для программирования «Кошки-мышки» и провести эксперименты с программным обеспечением LEGO WeDo 2.0 в срок до 20 марта 2025 года.
Гипотеза: предположим, что существует несколько вариантов программирования одной и той же модели LEGO.
Для достижения выбранной цели я поставила перед собой следующие задачи:
-
Подобрать и согласовать с педагогом по Робототехнике модель лего-игры;
-
Собрать из деталей набора LEGO WeDo 2.0 модели лего-мышки и лего-кошки;
-
Запрограммировать лего-игру «Кошки-мышки» с помощью программного обеспечения;
-
Протестировать получившийся продукт;
-
Исследовать варианты программирования игры.
Предмет – конструктор LEGO WeDo 2.0.
Объект – сборка и программирование модели LEGO «Кошки - мышки».
П родукт– модель-тренажер для программирования «Кошки-мышки».
Для создания моего проекта мне потребовались ресурсы (Рис.1)
Рис.1 Ресурсы проекта
Основная часть
-
-
Теоретическая часть. История появления LEGO
-
И з энциклопедии я узнала, что LEGO изобрел Оле Кирк Кристиансен (Рис. 2, 3) для своего внука. Теперь этот мальчик - президент холдинга LEGO Group. Сначала игрушки были деревянными и только в 1949 году появились первые пластиковые кубики. Заводы по производству конструкторов находятся в Дании, Чехии и Мексике. [1]
.
Рис.2, 3 Оле Кирк Кристиансен
Также, из книги я узнала много интересных фактов о конструкторе LEGO, вот некоторые из них:
- Если из всех деталей конструктора LEGO, которые продаются за год, сделать цепочку, она обогнет Землю около 10 раз.
- На заводе существует специальное хранилище, в котором собрано по одному экземпляру каждого выпущенного набора.
- Каждый человечек Lego имеет небольшое отверстие в голове. Это сделано для того, чтобы ребенок мог дышать, если случайно проглотит игрушку и она застрянет в горле.
- Ежесекундно в мире продается 7 коробок Лего.
- Дети всего мира проводят около 5 млрд. часов за игрой с Лего.
- Каждая деталь совместима со всеми остальными, независимо от того, когда она была изготовлена.
- В новогодние праздники каждую секунду продается 28 наборов!
- Если все выпущенные элементы разделить среди жителей планеты, каждый бы получил не менее 64 деталей.
- Сейчас выпускается более 600 комплектов конструкторов.
- За 50 лет работы компания выпустила более 485 000 000 000 деталей.
Компания LEGO – крупнейший производитель игрушечных шин. Ежегодно она выпускает более 300 млн. миниатюрных колесиков – больше, чем компания Goodyear.
Из деталей LEGO конструктора можно изготовить необычные вещи и разнообразные поделки: украшения, подставки, ёмкости для хранения, посуду, кормушки для птиц, ёлочные игрушки, держатели для ключей (Рис. 4).
Рис.4 Поделки из конструктора LEGO
Таким образом, в теоретической части исследования узнала историю появления LEGO, рассмотрела интересные факты о конструкторе, поинтересовалась, какие необычные вещи и разнообразные поделки можно изготовить из конструктора.
-
-
Практическая часть. Сборка и программирование модели
-
Выбор модели.
На занятиях по робототехнике мы собирали разные проекты. Больше всего мне понравились модель «Ворона» и модель «Солнце-Земля-Луна» (Рис. 5, 6). Но наша птица только махала крыльями, а модель планет только вращалась вокруг оси. Я же захотела собрать что-нибудь свое, необычное, подходящее для игры. Я люблю кошек и играть в догонялки, поэтому стала думать: что же такое можно собрать? И мне пришла в голову идея: игра «Кошки-мышки» идеально подойдет! (Рис. 7)
Рис. 5 Модель «Солнце-Земля-Луна» Рис. 6 Модель «Ворона»
Рис. 7 Модель игры «Кошки – мышки»
Сборка модели.
На следующем этапе своего проекта я столкнулась с проблемой, что готовой инструкции у нас к данной модели не оказалось. После поисков в интернете мы нашли видео данной модели и решили попробовать собрать нашу игру при помощи него. По очереди мы собрали Лего Мышку и Лего Кошку и присоединили их друг к другу при помощи проводника.
Сборка модели по времени заняла у меня 19 минут 45 секунд.
Этапы пошаговой сборки тренажера для эксперимента с программированием можно посмотреть в Приложении 1.
Программирование модели.
Для программирования своей модели я использовала планшет с программным обеспечением Lego WeDo 2.0.
Любая программа для данного конструктора Lego пишется путем составления блоков с разными функциями, я открыла приложение LegoWeDo 2.0 и начала экспериментировать с ними. Некоторые функции показались мне скучными. В связи с этим я пробовала разные варианты и придумала две игры (Приложение 2):
-
Игра «Догонялки» (по голосовой команде с произвольной сменой цвета датчика кот догоняет мышку). Состоит из следующих блоков: начало программы, ожидание голосовой команды, смена светового индикатора, начало движения, скорость движения, время движения, смена светового индикатора, конец движения
-
Игра «Дразнилка» (мышка дразнит кота и убегает от него). Состоит из следующих блоков: начало программы, движение мыши к коту, скорость движения, время движения, смена направления движения, время движения – все эти действия зациклены.
Для разнообразия в программу можно добавлять дополнительные блоки, чтобы игра была со звуковыми и световыми эффектами.
Важно и то, что в перспективе возможно применение и дальнейшее использование моего продукта проекта:
- для игры дома с друзьями;
- для участия в конференциях и конкурсах проектов;
- в школе на дополнительных занятиях по робототехнике;
- в детском саду для игр и развлечений;
- для дальнейшего изучения способов программирования в робототехнике.
Проведение занятий для обучающихся школы.
В ходе завершения сборки Лего игры «Кошки-мышки», я решила, что могу сама создать инструкцию по сборке и научить собирать и программировать эту модель других ребят – моих одноклассников и друзей по кружку «Робототехника».
27 марта я выступила со своей работой на Школьной научно-практической конференции учащихся. В связи с этим классный руководитель попросил меня рассказать о своем проекте одноклассникам (Рис 8).
Рис.8 Занятие для одноклассников
10 апреля я рассказала и показала одноклассникам свой проект. Ребятам понравилась моя игра. Они с интересом следили за моими роботами и их игрой друг с другом и задавали много вопросов.
Рис. 9, 10 Занятие для ребят 4-го класса
12 апреля я продемонстрировала свой проект ребятам 4-го класса на кружке «Робототехника» и предложила им по созданной мною инструкции собрать данную модель Лего игры «Кошки-мышки». Они с удовольствием согласились. У нас получилось (Рис.9, 10).
Мы собрали 5 моделей и устроили им соревнование Гонки, экспериментируя с приложением для программирования LegoWeDo 2.0 – изменяя скорость, звуковые и
световые эффекты, способы запуска наших роботов (Рис.11, 12).
Рис. 11, 12 Занятие для ребят 4-го класса
Таким образом, в практической части исследования была выбрана, собрана и запрограммирована модель «Кошки – мышки» и проведены занятия для обучающихся школы.
Заключение
В теоретической части исследования узнала историю появления LEGO, рассмотрела интересные факты о конструкторе, поинтересовалась, какие необычные вещи и разнообразные поделки можно изготовить из конструктора.
В практической части исследования была выбрана, собрана и запрограммирована модель «Кошки – мышки» и проведены занятия для обучающихся школы.
Таким образом, я считаю, что цель моего проекта достигнута. Мне удалось не только выбрать интересную модель конструкции для сборки, но и собрать тренажер для эксперимента с программированием при отсутствии готовой пошаговой инструкции, а также запрограммировать данную модель на работу в двух режимах.
Моя гипотеза подтвердилась, я доказала, что действительно существует несколько вариантов программирования одной и той же модели LEGO.
В дальнейшем, я планирую продолжить эксперименты с данным тренажером и придумать для своих Лего-Кошки и Лего-Мышки новые игры.
Игровой набор конструктора LEGO мне очень понравился, ведь он помогает развивать творческие способности и почувствовать себя настоящим изобретателем. А после проведенных занятий для ребят на классном часе и на дополнительном занятии по робототехнике я смогла почувствовать себя еще и в роли педагога-наставника.
Список используемой литературы
-
-
Культ LEGO. История LEGO в людях и кубиках / Джон Бейчтэл, Джо Мено ; [перевод с английского Т. Л. Платоновой]. — Москва : Эксмо, 2021. — 304 с. : ил. — (Подарочные издания. Компьютер).
-
ПервоРобот LEGO® WeDo™. Книга для учителя. - 52 с.
-
Основы программирования в LEGO WeDo 2.0 - https://youtu.be/lbW7uaB8v-k?si=q3zv7VMtn3snKQIu
-
Lego WeDo 2.0 Том и Джерри - https://youtu.be/keTFVrtwSY4?si=sFM-s0m46HtBdRhL
-
Оригинальное программное обеспечение Lego WeDo 2.0 - https://education.lego.com/en-us/downloads/retiredproducts/wedo-2/software/
-
Приложение
Приложение 1
Э ТАПЫ СБОРКИ МОДЕЛИ ЛЕГО-МЫШКИ
ЭТАПЫ СБОРКИ МОДЕЛИ ЛЕГО-КОШКИ
Приложение 2
Программирование модели
П рограмма игры «Догонялки» (по голосовой команде с произвольной сменой цвета датчика кот догоняет мышку)
Программа игры «Дразнилка» (мышка дразнит кота и убегает от него)