إن LEGO® Education SPIKETM Prime Set هي أداة تعلم STEAM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والفنون والرياضيات) للطلاب من المرحلة السادسة إلى الصف الثامن (من 11 إلى 13 سنة تقريبًا).
من خلال الجمع بين عناصر البناء الملوّنة من LEGO وأجهزة سهلة الاستخدام ولغة ترميز سهلة الاستخدام تعتمد على Scratch وPython، يعمل SPIKE Prime على جذب الطلاب بشكل مستمر من خلال أنشطة تعليمية مرحة للتفكير بشكل نقدي وحل المشاكل المعقدة بغض النظر عن مستوى تعلُّمهم والمرح.
خبرة البرمجة
يستخدم الطلاب إما مجموعات الرموز أو مجموعات الكلمات (التلقائية) أو رموز Python لبرمجة نماذجهم. ويتم تعديل بيئة البرمجة على حسب محرِّر Scratch المألوف لدى العديد من الطلاب الذين سبق لهم تعلُّم STEAM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والفنون والرياضيات) في المدرسة.
في الوضعَين المرئيَين، يربط الطلاب الكتل البرمجية عن طريق سحبها وإفلاتها في لوحة البرمجة. تقوم بربط الكتل المختلفة من خلال ربطها.
يمكن للطلاب الأكثر تقدمًا اختيار استخدام رموز Python الحقيقية مباشرةً، والتي تأتي مع قاعدة معرفية متكاملة لدعم الطلاب أثناء الترميز.
بمجرد إنشاء برنامج في تطبيق LEGO Education SPIKE، يرسل الطلاب البرنامج إلى مركز LEGO Education Spike Prime عبر اتصال بلوتوث أو USB. وينفذ المركز البرنامج ويتحكم في نموذج الليغو.
الأجهزة المضمَّنة
يُعد العنصر الرئيسي في مجموعة أدوات SPIKE Education هو المحور الذي يعمل على التحكم في العديد من الأجهزة الأخرى مثل المستشعرات والمحركات. تتضمن هذه المجموعة جهاز استشعار للألوان وجهاز استشعار للمسافة ومستشعر القوة. هناك أيضًا محركان: أحدهما كبير والآخر متوسط. يتصل المركز بجهاز الكمبيوتر باستخدام البلوتوث أو USB.
التطبيقات المتوافقة
بالإضافة إلى التطبيقات الخاصة بالنظام الأساسي، يوفّر LEGO تطبيق الويب SPIKE على الويب الذي يمكن الوصول إليه من خلال spike.legoeducation.com. لا يتم تخزين التطبيق مؤقتًا في المتصفّح، لذلك يجب دائمًا الاتصال بالإنترنت لاستخدام تطبيق الويب.
تتوافق LEGO رسميًا مع متصفحات Chrome على نظامي التشغيل Windows 10 وWindows 11 وMacBooks وChromebook. تعد تحسينات التخزين المؤقت وجعل التطبيق قابلاً للتثبيت من الميزات المخططة للمستقبل.
الاتصال بمركز SPIKE
يمكن توصيل موزّع SPIKE Prime ومركز SPIKE Essential بجهاز الكمبيوتر باستخدام البلوتوث أو USB. يستخدم تطبيق الويب تلقائيًا البلوتوث مع Web Bluetooth API.
وبدلاً من ذلك، يستخدم تطبيق الويب Web Serial API عند توصيله باستخدام USB. في كلتا الحالتين، وباستثناء كابل USB، يكون تدفق الاتصال متطابقًا تقريبًا.
بعد الاتصال بالإنترنت، يحمّل الطلاب برامجهم على إحدى الخانات البالغ عددها 20 في المركز الكبير.
للاتصال بالمركز، يحتاج Web Bluetooth وWeb Serial API إلى رمز BluetoothDevice أو SerialPort على التوالي. ويتم الحصول عليها في مقتطفات الرمز المأخوذة من
التطبيق المباشر.
اتصال بواجهة برمجة تطبيقات بلوتوث الويب
(X.next = 4),
navigator.bluetooth.requestDevice({
filters: [
{
namePrefix: 'GDX',
},
],
optionalServices: ['d91714ef-28b9-4f91-ba16-f0d9a604f112'],
});
اتصال Web Serial API
const v = yield navigator.serial.requestPort({
filters: [{
usbVendorId: Zt.SerialVendorId.LEGO // 1684
}]
});
yield v.open({
baudRate: 115200
});
أسباب الاستناد إلى الويب أولاً واستخدام واجهات برمجة تطبيقات أجهزة الويب
تحتفظ شركة LEGO حاليًا بإصدارات مستقلة من تطبيقها لأنظمة التشغيل Android وmacOS/iPadOS وWindows، بالإضافة إلى الإصدارات القديمة من التطبيقات الخاصة بالنظام الأساسي، بالإضافة إلى تطبيق الويب. ومن خلال طرح تطبيق الويب على الأنظمة الأساسية التي تتوافق مع واجهات برمجة تطبيقات أجهزة الويب الأساسية في Chrome، وبالتحديد macOS وWindows وChromeOS، يستطيع مطورو LEGO تقليل عبء صيانة تطبيقاتهم بشكل كبير.
هناك سبب آخر وهو حجم عمليات التنزيل. ينزِّل تطبيق الويب أقل من 20 ميغابايت إجمالاً، بينما يزن تطبيق macOS وiPadOS 115 ميغابايت، بينما يزن تطبيق Android 178 ميغابايت، وحجم تطبيق Windows بحجم 292 ميغابايت. ومع ذلك، لا يتضمن التثبيت الأولي مواد الدرس اللازمة في الفصول الدراسية. بعد تنزيل هذه المادة، يزيد الحجم بحوالي 1 غيغابايت. في تطبيق الويب، يتم بث محتوى الدرس، مما يتيح للمستخدم الحصول دائمًا على أحدث نسخة وتنزيل الدرس المحدد الذي يبحث عنه فقط.
وبصرف النظر عن هذه الأسباب الفنية، تشكّل بساطة الاستخدام داخل الصفوف الدراسية سببًا قويًا آخر لاستخدام الويب أولاً. ولا يحتاج الطلاب إلى تثبيت تطبيق وإبقائه محدّثًا. بدلاً من ذلك، فإنها تتبع رابطًا وتعمل دائمًا مع أحدث إصدار. من منظور LEGO، تكون تحديثات المحتوى ممكنة دائمًا بشكل مستقل عن عمليات المراجعة في متاجر التطبيقات.
تعديل في لعبة LEGO على الويب
تتمحور لعبة LEGO دائمًا حول تركيب الطوب بشكل مبتكر، ومع إمكانية الوصول إلى LEGO Education SPIKE من متصفحات الويب، فإن هذه المجموعة ليست استثناءً من القاعدة.
لقد بدأ منتدى المطورين بالفعل في إنشاء رمز يشير إلى SPIKE. على سبيل المثال، تم بدؤ PyREPL-JS بواسطة Gabriel Sessions في جامعة Tufts. توفّر لغة PyREPL-JS دالة MicroPython REPL (حلقة القراءة – eval–print) لصفحات الويب، للتواصل مع مركز SPIKE. ثم يستخدم إيثان داناهي، أيضًا من فريق Tufts، رمز REPL هذا في عدد من واجهات Web-Interfaces for SPIKE Prime، وهي واجهة برمجة تطبيقات تمت مزامنتها مع ملف صوتي.
واستضافت الجامعة ورشة عمل حول تنفيذ التعلم الآلي باستخدام SPIKE واستضافة ساحة الروبوتيات مع تعليمات وعيّنات من التعليمات البرمجية. من أفضل الطرق التي يمكنك البدء بها مرحبًا SPIKE.
من خلال السماح للطلاب بالتواصل مع نماذج الليغو المادية من داخل المتصفح، تفتح واجهة برمجة تطبيقات Web Serial وWeb Bluetooth عالمًا من الإمكانيات المتاحة للتطبيقات التعليمية والإبداعية والترفيهية. سيحصل الطلاب دائمًا على أحدث إصدار من التطبيق بدون الحاجة إلى تحديثه.
سيحصل مطورو LEGO على المدى الطويل على عدد أقل من التطبيقات لصيانتها، ما يعني انخفاض التكلفة والجهد المبذول في التطوير، مما يوفر المزيد من الوقت للقيام بما اشتهرت به LEGO بشكل أفضل، وهو إطلاق العنان للإبداع.