مجموعة LEGO® Education SPIKE™ Prime هي أداة تعلّم STEAM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والفنون والرياضيات) للطلاب من الصف السادس إلى الصف الثامن (من عمر 11 إلى 13 عامًا تقريبًا).
من خلال دمج عناصر بناء LEGO الملونة والأجهزة السهلة الاستخدام ولغة ترميز سهلة الاستخدام تعتمد على السحب والإفلات ومستندة إلى Scratch وPython، يجذب SPIKE Prime باستمرار طلابه من خلال أنشطة تعليمية مرحة تشجّعهم على التفكير النقدي وحلّ المشاكل المعقدة بغض النظر عن مستوى تعلّمهم، مع الاستمتاع في الوقت نفسه.
خبرة في البرمجة
يستخدم الطلاب إما كتل الرموز أو كتل الكلمات (الإعداد التلقائي) أو رمز Python لبرمجة نماذجهم. تم اقتباس بيئة البرمجة من محرر Scratch، وهو مألوف للعديد من الطلاب من خلال التعليم المبكر في مجال STEAM في المدرسة.
في الوضعَين المرئيَين، يربط الطلاب الكتل عن طريق سحبها وإفلاتها على لوحة البرمجة. ويربطون الكتل المختلفة ببعضها.
يمكن للطلاب الأكثر تقدمًا اختيار استخدام رمز Python حقيقي مباشرةً، والذي ينطوي على قاعدة معلومات متكاملة لدعم الطلاب أثناء إنشاء الرموز البرمجية.
بعد إنشاء برنامج في تطبيق LEGO Education SPIKE، يُرسِل الطلاب البرنامج إلى مركز LEGO Education Spike Prime من خلال اتصال بلوتوث أو USB. ينفِّذ المركز البرنامج ويتحكّم في نموذج LEGO.
الأجهزة المضمّنة
يُعدّ المحور هو العقل المدبر لمجموعة SPIKE Education، إذ يعمل على التحكّم في الأجهزة الأخرى المختلفة، مثل أجهزة الاستشعار والمحركات. تتضمّن المجموعة أداة استشعار الألوان وأداة استشعار المسافة وأداة استشعار القوة. هناك أيضًا مجرّد محرّكين: أحدهما كبير والآخر متوسط. يتم توصيل المحور بالكمبيوتر باستخدام البلوتوث أو USB.
التطبيقات المتوافقة
بالإضافة إلى التطبيقات المخصّصة للمنصة، توفّر LEGO أيضًا تطبيق الويب SPIKE، والذي يمكن الوصول إليه على الرابط spike.legoeducation.com. ولا يتم تخزين التطبيق مؤقتًا في المتصفّح، لذا يجب أن يكون المستخدمون متصلين دائمًا بشبكة الإنترنت لكي يعمل تطبيق الويب.
تتوافق تطبيقات LEGO رسميًا مع متصفّحات Chrome على نظامَي التشغيل Windows 10 و11 وأجهزة MacBook و Chromebook. من الميزات التي نخطّط لإضافتها في المستقبل تحسينات على ميزة التخزين المؤقت وجعل التطبيق قابلاً للتثبيت.
الاتصال بمركز SPIKE
يمكن توصيل مركز SPIKE Prime ومركز SPIKE Essential بالكمبيوتر باستخدام البلوتوث أو USB. يستخدم تطبيق الويب البلوتوث تلقائيًا مع Web Bluetooth API.
بدلاً من ذلك، يستخدم تطبيق الويب Web Serial API عند توصيله باستخدام منفذ USB. في كلتا الحالتَين، باستثناء كابل USB، يكون تدفق عملية الاتصال متطابقًا تقريبًا.
بعد الاتصال، يحمّل الطلاب برامجهم إلى إحدى مساحات التخزين العشرين في المركز الكبير.
للتواصل مع المحور، تحتاج Web Bluetooth وWeb Serial API إلى
BluetoothDevice
أو SerialPort
على التوالي. يتم الحصول على هذه البيانات من مقتطفات الرموز البرمجية المأخوذة من
التطبيق المباشر.
الاتصال بواجهة برمجة التطبيقات Web Bluetooth API
(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 التركيز على الويب واستخدام واجهات برمجة تطبيقات الأجهزة على الويب
توفّر شركة LEGO حاليًا إصدارات مستقلة من تطبيقها لنظام التشغيل Android وmacOS/iPadOS وWindows، بالإضافة إلى الإصدارات القديمة من التطبيقات المخصّصة للأنظمة الأساسية، بالإضافة إلى تطبيق الويب. ومن خلال طرح تطبيق الويب على الأنظمة الأساسية التي تتوافق مع واجهات برمجة تطبيقات الأجهزة الأساسية للويب في Chrome، مثل macOS وWindows وChromeOS، يمكن لمطوّري LEGO تقليل عبء صيانة التطبيق بشكل كبير.
وهناك سبب آخر وهو حجم التنزيل. يتم تنزيل تطبيق الويب بحجم أقل من 20 ميغابايت في المجمل، بينما يبلغ حجم تطبيق macOS وiPadOS 115 ميغابايت، وحجم تطبيق Android 178 ميغابايت، وحجم تطبيق Windows 292 ميغابايت. لا يتضمّن التثبيت الأولي، مع ذلك، مادة الدرس المطلوبة في الفصول الدراسية. بعد تنزيل هذه المادة، زاد حجمها بنحو 1 غيغابايت. في تطبيق الويب، يتم بث محتوى الدرس، ما يتيح للمستخدم الحصول على أحدث إصدار دائمًا وتنزيل الدرس المحدّد الذي يشاهده فقط.
بالإضافة إلى هذه الأسباب الفنية، تشكّل بساطة استخدام الصف الدراسي ميزة مهمة أخرى تدفعك إلى التركيز على الويب أولاً. لا يحتاج الطلاب إلى تثبيت تطبيق وتعديله باستمرار. وبدلاً من ذلك، ما عليهم سوى النقر على رابط واستخدام أحدث إصدار دائمًا. من جانب LEGO، يمكن دائمًا إجراء تعديلات على المحتوى، بغض النظر عن عمليات المراجعة في المتجر.
إنشاء تصاميم باستخدام مكعبات LEGO على الويب
لطالما كانت علامة LEGO التجارية تعني تجميع المكعبات بشكل إبداعي، وبما أنّه يمكن الوصول إلى LEGO Education SPIKE من متصفّحات الويب، لا تشكّل هذه المجموعة استثناءً من القاعدة.
بدأ منتدى المطوّرين في إنشاء رمز يتعامل مع SPIKE. على سبيل المثال، بدأ PyREPL-JS غابرييل سيشنز في جامعة تافتس. يقدّم PyREPL-JS MicroPython REPL (حلقة القراءة والتقييم والطباعة) لمواقع الويب لكي تتواصل مع مركز SPIKE. يستخدم إيثان داناهي، وهو أيضًا من جامعة تافتس، واجهة برمجة التطبيقات هذه لعدد من واجهات الويب لبرنامج SPIKE Prime، ومن بين هذه الواجهات راقص الجاز المتزامن مع ملف صوتي.
استضافت الجامعة ورشة عمل حول استخدام تعلُّم الآلة باستخدام SPIKE وRobotics Playground الذي يتضمّن تعليمات وعينات رموز برمجية. يمكنك البدء من Hello SPIKE.
من خلال السماح للطلاب بالتواصل مع نماذج LEGO المادية من داخل المتصفّح، توفّر واجهات برمجة التطبيقات Web Serial وWeb Bluetooth عالمًا من الاحتمالات للتطبيقات التعليمية والإبداعية والترفيهية. سيحصل الطلاب دائمًا على أحدث إصدار من التطبيق بدون الحاجة إلى تحديثه.
على المدى الطويل، سيتوفّر لمطوّري LEGO عدد أقل من التطبيقات التي يجب صيانتها، ما يعني انخفاض التكلفة وبذل جهد أقل في التطوير، ما يترك لهم المزيد من الوقت لتنفيذ ما تشتهر به LEGO، وهو تنمية الإبداع.