Алексей Борисов
Образовательная робототехника на базе Apitor SuperBot. Книга педагога
Предисловие
Вы держите в руках или читаете на планшете книгу, которая посвящена конструктору Apitor SuperBot. Что же из себя представляет этот конструктор?
Apitor SuperBot – это не только конструктор, но и набор для обучения по методологии STEM, позволяющий детям реализовывать свои идеи с помощью набора блоков и датчиков. SuperBot поможет вашему ребёнку развить воображение, пространственное мышление и познакомит с основами программирования, используя визуальный редактор, позволяющий собрать настоящего робота без специальных навыков [1].
STEM-обучение соединяет в себе междисциплинарный и проектный подход, основой для которого становится интеграция естественных наук в технологии, инженерное творчество и математику.
STEM-образование с помощью практических занятий демонстрирует детям применение научно-технических знаний в реальной жизни. На каждом уроке они разрабатывают, строят и развивают продукты современной индустрии. Они изучают конкретный проект, в результате чего своими руками создают прототип реального продукта.
Например, юные инженеры, строя ракету, знакомятся с такими понятиями как процесс инженерного дизайна, угол пуска, давление, сила протяжения, сила трения, траектория и координатные оси.
Задача STEM-обучения в младшей школе создавать предварительные условия для развития интереса у учеников к естественнонаучным и техническим дисциплинам. Любовь к проделанной работе является основой развития интереса [2].
Так в чем же отличие этого конструктора от других?
Не смотря на немного меньшее количество деталей, данный конструктор способен заменить конструкторы известных марок или дополнить их. Главное преимущество – это цена Apitor SuperBot. По сравнению с аналогами он дешевле в 4-10 раз, что делает его более доступным как родителям, так и образовательным организациям. Его недостаток – это отсутствие учебных материалов, которые бы объясняли основы робототехники. Этой книгой мы постараемся устранить этот недостаток и сделать конструктор Apitor SuperBot конкурентноспособным с аналогами.
1. Содержание набора
Apitor
SuperBot
Набор Apitor SuperBot содержит разнообразные детали, которые совместимы с другими конструкторами (рисунок 1).
Рисунок 1 – Состав набора Apitor SuperBot
На данный момент ресурсного набора у конструктора не предусмотрено.
Для выполнения заданий желательно иметь базовую пластину (рисунок 2).
Рисунок 2 – Базовая пластина
Главным блоком управления является хаб со встроенными моторами (рисунок 3).
Рисунок 3 – Хаб в Apitor SuperBot
К хабу подключаются датчики обнаружения, камера, датчики движения. Также на нем расположены цветные светодиодные индикаторы, которые можно запрограммировать.
2. Установка программного обеспечения и основы работы с ним
В программном обеспечении Apitor SuperBot представлены стандартные инструкции для построения более 18 моделей, происходит управление построенной моделью, а таже представлена возможность самостоятельно программировать построенную модель.
Скачать приложение можно в AppStore (https://apps.apple.com/us/app/apitor-robot/id1459478668) и Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.tudao.ApitorRobot&hl=ru).
Само приложение включает в себя несколько вкладок. Давайте их рассмотрим.
Во вкладке «Home» («Домой» в русскоязычной версии приложения) содержатся заранее разработанные модели, которые производители Apitor SuperBot предлагают собрать (рисунок 4). На данный момент всего 19 разнообразных моделей, которые пополняются производителем с определенной периодичностью.
Рисунок 4 – Вкладка «Home» («Домой»)
Также в выбранной модели содержится инструкция по сборке («Build» или «Строить») и вызов окна управления моделью («Control» или «Управлять»).
Окно «Build» или «Строить» выглядит следующим образом (рисунок 5).
Рисунок 5 – Окно «Build» или «Строить»
Окно «Control» или «Управлять» выглядит следующим образом (рисунок 6).
Рисунок 6 – Окно «Control» или «Управлять»
Чтобы подключить собранную модель к Вашему устройству, нужно нажать на значок Bluetooth в верхнем правом углу экрана. Появится окошко, представленное на рисунке 7.
Рисунок 7 – Подключение собранной модели к планшету
Когда устройство будет подключено к модели, Вы увидите следующую картинку (рисунок 8).
Рисунок 8 – Подключенная к устройству модель
Следующая вкладка «Code» или «Код» (рисунок 9).
Рисунок 9 – Вкладка «Code» или «Код»
На этой вкладке представлен код, который производитель уже сделал и предлагает Вам протестировать собранную модель при помощи этого кода. Вы можете сами изменять этот код, и посмотреть на полученные результаты. Более подробно структуру этой вкладки мы рассмотрим в одном из следующих параграфов.
Справа внизу также есть кнопка «Create» или «Создать». Нажав на эту кнопку, можно создавать собственный код для любой модели (пример в английской и русской версиях представлен на рисунке 10).
Рисунок 10 – Пример кода в английской и русской версиях
Следующей вкладкой является «Tutorial» или «Инструкция» (рисунок 11).
Рисунок 11 – Вкладка «Tutorial» или «Инструкция»
Нажав на кнопку «Practice» или «Практика», Вы попадете обучающий комплекс, который расскажет об основах программирования в среде Apitor SuperBot. В этой вкладке предложены задания, при выполнении которых открываются следующие задания, то есть обучение происходит постепенно.
Инструкции из приложения в данной книге мы рассматривать не будем, так как они общедоступны и предназначены в основном для игры, а не для обучения. В следующих параграфах мы рассмотрим применение конструктора Apitor SuperBot в образовательных целях.
3. Обучающий комплект на базе конструктора
Apitor
SuperBot
Рекомендации: по завершении определённого цикла заданий проводите занятие-зачёт по сборке конструкций соответствующей тематики.
3.1. Механика. Шестерёнки. Направление вращения
Цель:
1) познакомиться с понятиями: шестерёнка (зубчатое колесо), зацепление, передача;
2) выяснить, при каком количестве шестерёнок в передаче можно изменить направление вращения.
Общие сведения.
Название детали: зубчатое колесо.
а. Ведущее и ведомое колесо [3].
Если мы приставим к колесу другое колесо и начнём вращать первое колесо, то вращение перейдёт на второе колесо. То колесо, которое мы вращаем сами или вращает двигатель называется ведущее, а то колесо, которое вращается при соприкосновении с ведущим колесом называют ведомым колесом. Ведомых колёс может быть несколько (рисунок 12).
