LEGO® Education SPIKE™ Prime Set — это инструмент обучения STEAM (наука, технология, инженерное дело, искусство и математика) для учащихся шестого–восьмого классов (примерно от 11 до 13 лет).
Сочетая в себе красочные строительные элементы LEGO, простое в использовании оборудование и интуитивно понятный язык программирования с возможностью перетаскивания, основанный на Scratch и Python, SPIKE Prime постоянно вовлекает учащихся в игровые учебные занятия, позволяя им критически мыслить и решать сложные проблемы, независимо от уровня их обучения… и при этом весело проводить время!
Опыт программирования
Для программирования своих моделей учащиеся используют блоки значков, блоки слов (по умолчанию) или код Python. Среда программирования адаптирована из редактора Scratch , знакомого многим ученикам уже по раннему обучению STEAM в школе.
В двух визуальных режимах учащиеся соединяют блоки, перетаскивая их на холст программирования. Они соединяют различные блоки, соединяя их.
Более продвинутые студенты могут напрямую использовать реальный код Python, который поставляется с интегрированной базой знаний для поддержки студентов во время написания кода.
Создав программу в приложении LEGO Education SPIKE, учащиеся отправляют ее в центр LEGO Education Spike Prime через соединение Bluetooth или USB. Хаб выполняет программу и управляет моделью LEGO.
Включенное оборудование
Мозгом комплекта SPIKE Education является концентратор, который служит для управления различными другими элементами оборудования, такими как датчики и двигатели. В комплект входят датчик цвета, датчик расстояния и датчик силы. Также есть два мотора: один большой, один средний. Хаб подключается к компьютеру через Bluetooth или USB.
Поддерживаемые приложения
Помимо приложений для конкретных платформ , LEGO также предлагает веб-приложение SPIKE, доступное по адресу spike.legoeducation.com . Приложение не кэшируется в браузере, поэтому для работы веб-приложения пользователям всегда необходимо подключение к Интернету.
LEGO официально поддерживает браузеры Chrome на Windows 10 и 11, MacBook и Chromebook. Улучшения кэширования и возможность установки приложения — запланированные функции на будущее.
Подключитесь к хабу SPIKE
Концентратор SPIKE Prime и концентратор SPIKE Essential можно подключить к компьютеру с помощью Bluetooth или USB. По умолчанию веб-приложение использует Bluetooth с API Web Bluetooth .
Альтернативно, веб-приложение использует API веб-последовательного интерфейса при подключении через USB. В обоих случаях, за исключением USB-кабеля, процесс подключения практически идентичен.
После подключения студенты загружают свои программы в один из 20 слотов хранения большого хаба.
Для связи с концентратором Web Bluetooth и Web Serial API требуется BluetoothDevice или SerialPort соответственно. Они получены из фрагментов кода, взятых из живого приложения.
Веб-соединение Bluetooth API
(X.next = 4),
navigator.bluetooth.requestDevice({
filters: [
{
namePrefix: 'GDX',
},
],
optionalServices: ['d91714ef-28b9-4f91-ba16-f0d9a604f112'],
});
Подключение к веб-последовательному API
const v = yield navigator.serial.requestPort({
filters: [{
usbVendorId: Zt.SerialVendorId.LEGO // 1684
}]
});
yield v.open({
baudRate: 115200
});
Причины перейти на веб-ориентацию и использовать API веб-аппаратного обеспечения
В настоящее время LEGO поддерживает независимые версии своего приложения для Android, macOS/iPadOS и Windows; плюс устаревшие версии приложений для конкретной платформы сверху, в дополнение к веб-приложению. Размещая веб-приложение на платформах, которые поддерживают базовые API-интерфейсы веб-аппаратного обеспечения в Chrome, а именно macOS, Windows и ChromeOS, разработчики LEGO могут значительно снизить нагрузку на обслуживание своих приложений.
Другая причина — размер загрузки. Веб-приложение загружает в общей сложности менее 20 МБ, тогда как приложение для macOS и iPadOS весит 115 МБ, приложение для Android — 178 МБ, а приложение для Windows — 292 МБ. Однако первоначальная установка не включает в себя учебный материал, необходимый в классах. После скачивания данного материала размер увеличивается почти на 1 Гб. В веб-приложении содержимое урока передается в потоковом режиме, что позволяет пользователю всегда иметь самую последнюю версию и загружать только тот урок, который он просматривает.
Помимо этих технических причин, простота использования в классе является еще одним веским аргументом в пользу перехода на Интернет. Студентам не нужно устанавливать приложение и обновлять его. Вместо этого они просто переходят по ссылке и всегда работают с самой последней версией. Со стороны LEGO обновления контента всегда возможны, независимо от процессов проверки в магазине приложений.
Поработайте с LEGO в Интернете
LEGO всегда занималась творческой сборкой кубиков, и, поскольку LEGO Education SPIKE доступен через веб-браузеры, этот набор не является исключением из правил.
Сообщество разработчиков уже начало создавать код, взаимодействующий со SPIKE. Например, PyREPL-JS был запущен Габриэлем Сешнсом из Университета Тафтса. PyREPL-JS предоставляет MicroPython REPL (цикл чтения-оценки-печати) для взаимодействия веб-страниц с концентратором SPIKE. Итан Данахи , также из Тафтса, затем использует этот REPL для ряда Web-интерфейсов для SPIKE Prime , один из которых — брейкдансер, синхронизированный с аудиофайлом .
В университете прошел семинар по машинному обучению с помощью SPIKE, а также организована площадка для робототехники с инструкциями и примерами кода. Хорошее место для начала — Hello SPIKE .
Позволяя учащимся общаться с физическими моделями LEGO из браузера, API-интерфейсы Web Serial и Web Bluetooth открывают мир возможностей для образовательных, творческих и развлекательных приложений. У учащихся всегда будет последняя версия приложения без необходимости ее обновления.
В долгосрочной перспективе разработчикам LEGO придется поддерживать меньше приложений, а это означает снижение затрат и усилий на разработку, что оставляет больше времени для того, чем LEGO больше всего известна: раскрытия творческих способностей.