Programování robotů na základní škole - ucelený přehled VEX

Robotické hračky i stavebnice si stále více nacházejí své místo ve výuce. Robotika je nedílnou součástí našeho života. Učitelé připravují své žáky na budoucí život a povolání. Tudíž robotika nemůže být opomíjena, ale naopak stále více rozvíjena a zařazována do výuky. Při jakékoli práci s robotickými hračkami či stavebnicemi rozvíjíme u žáků logické myšlení, kreativitu, matematickou a čtenářskou gramotnost, týmovou spolupráci, trpělivost, přesnost, pečlivost, soustředěnost a mnoho dalších dovedností. Tyto dovednosti rozvíjíme a uplatňujeme i v ostatních předmětech. Robotiku můžeme zařadit do jakéhokoli předmětu. Rozvojem logického myšlení v robotice rozvíjíme logické myšlení i v ostatních předmětech.

 

V současné situaci pandemie COVID, kdy je část škol uzavřených a probíhá online výuka, případně tato situace hrozí, je důležité zvážit i možnosti výuky programování online. K tomu nám pomáhají různé simulátory různých robotických hraček či robotických stavebnic. Zaměřit se na programování všech robotických hraček a stavebnic není možné. Z tohoto důvodu jsem se ve svém článku zaměřila na robotické hračky a stavebnice řady VEX, které používám ve své učitelské praxi a které mám vyzkoušeny, včetně využití virtuálního robota a jeho programování. Žáci možnost výuky prostřednictvím virtuálního robota vítají, ale shodují se na tom, že práce s robotickými stavebnicemi a skutečnými roboty je mnohem zábavnější a kreativnější. Oceňují při tom možnost spolupráce s ostatními žáky a nejsou odkázáni sami na sebe, jak tomu bylo právě při distanční výuce.

 

Robotické hračky a stavebnice ve školách

Nejpoužívanějšími robotickými hračkami v českých školách jsou Bee-Bot, Blue-Bota Ozobot. K nejvyužívanějším robotickým stavebnicím se řadí LEGO WeDo2.0 a LEGO Mindstorms EV3. Stále více se však ve školách zabydlují robotické stavebnice řady VEX.

První robotickou stavebnicí, která se objevila v České republice, je VEX IQ, později to byl VEX V5. Jsou to robotické stavebnice určené pro žáky od 10 do 18 let. Vzhledem k požadavkům trhu a převážně škol, firma VEX začala vyrábět robotické hračky a stavebnice již pro ty nejmenší žáky od 5 do 10 let. Výrobce nezapomněl ani na starší žáky, a to studenty vysokých škol a dospělé. Pro ně je určena robotická stavebnice VEX U. Ovšem i dospělí rádi využijí k relaxaci i robotickou hračku VEX 123 či robotickou stavebnici VEX GO. Jedná se tedy o ucelenou řadu od jednoho výrobce. Žádný jiný výrobce nemá takto ucelenou řadu pro žáky všech stupňů škol.

 

 

VEX 123

VEX 123 byl navržen s  ohledem na malé žáky a pedagogy, aby se implementace informatiky do jakéhokoli vzdělávacího prostředí stala poutavou a zábavnou. Robotická hračka VEX 123 je určena pro nejmladší žáky v období 5–8 let.

Robot 123 je interaktivní programovatelný robot, který žákům přináší novou možnost rozvoje v oblasti STEAM výuky, informatiky a informatického myšlení. Robot VEX123 lze programovat pomocí dotykových tlačítek v horní části robota, VEX Coderu a softwaru VEXcode 123. Robot se pohybuje po hladké podložce ve čtyřech směrech. Učitelé si mohou zvolit možnost programování, který je pro jejich žáky nejlepší, pokud jde o aktuální znalosti, dovednosti a jejich vývoj. Jak budou žáci ve svých znalostech pokročilejší, mohou učitelé implementovat náročnější režim, který žákům pomůže rozvíjet jejich dovednosti. Jak budou žáci pokročilejší ve znalostech kódování, budou využívat i další nástroje, které mají k dispozici. Programování pomocí tlačítek podporuje jemnou motoriku a posiluje koncentraci pozornosti dítěte (https://www.vexrobotics.com).

VEX 123 lze naprogramovat pomocí tlačítek umístěných navrchu. Programovat můžeme i pomocí VEX kodéru a kódovacích karet. S jejich pomocí si můžeme užít stejnou legraci a nemusíme zmáčknout ani jedno tlačítko. Kódovací karty jsou navrženy tak, aby podporovaly i žáky, kteří ještě neumějí číst. K tomu využijí na kartách pravou část se symboly (piktogramy). Karty jsou určeny i pro žáky, kteří již umějí číst a mohou je „číst“ různými způsoby. Barvy a ikony na kartičkách mohou nejmladší studenti použít k „přečtení“ obrázků, zatímco zdatnější čtenáři si mohou procvičit gramotnost tím, že karty identifikují podle svých slov. K této činnosti nepotřebujeme žádné další technologie, např. tablet.

 

 

VEX GO

Robotická stavebnice VEX GO je určena pro žáky ve věku 8–10 let. Zahrnuje zábavné, společné a praktické aktivity. 

VEX GO je součástí robotické řady VEX, která prochází od mateřské školy až po školy střední. Tato řada umožňuje učitelům sladit své učební osnovy a žákům každoročně rozvíjet důležité dovednosti v oblasti STEAM výuky a informatiky. Robotická stavebnice VEX GO je ideální pro žáky do 10 let a roboty programujeme pomocí softwaru VEXcode GO, který pomáhá žákům naučit se základy blokového programování. Stavebnice VEX GO je navržena tak, aby pomáhala žákům rozvíjet nejen oblast programování, ale i jejich konstrukční dovednosti. Laboratoře VEX GO STEAM jsou navrženy tak, aby umožnily žákům vytvořit nezapomenutelné zážitky z učení. Sestavení jednoduchých automobilů či robotů trvá méně než 10 minut a demontáž a uložení všech dílů do úložných boxů méně než 5 minut. Tím mají žáci dostatek času na vytvoření jednoduchého programu, vyzkoušení činnosti robota a poskytnutí okamžité zpětné vazby, která podporuje zapojení žáků. Úložný systém usnadňuje efektivitu procesu sestavování. Žáci velmi snadno dílky naleznou a mohou je i rychle odložit. Zároveň se ujistí, že po skončení práce a uložení zpět, žádné dílky nechybí. Stejné sady mohou využívat okamžitě žáci jiných tříd (https://www.vexrobotics.com).

K programování robotů využíváme software VEXcode GO. Toto prostředí má velmi intuitivní rozložení a umožňuje žákům rychle a snadno začít. Žáci jednotlivé programy (scénáře) vytvářejí jednoduchým přetažením bloků na pracovní plochu. Účel každého bloku lze snadno identifikovat pomocí vizuálních podnětů, jako je jeho tvar, barva a štítek. Studenti se nyní mohou soustředit na to, aby byli kreativní a učili se koncepty informatiky. Toto prostředí je pro žáky velmi jednoduché a srozumitelné.

 

 

 

VEX IQ

Robotická stavebnice VEX IQ obsahuje více než 800 strukturálních a pohybových komponent, 4 inteligentní motory, 7 senzorů a robotický mozek. Široká škála doplňkových dílů umožňuje postavit roboty větší, složitější i s více funkcemi. Při konstruování robota nepotřebujeme šroubovák. Robota je možno ovládat ručním ovladačem (s předem naprogramovaným kódem, např. pro ověření mechanických vlastností robota) nebo robota naprogramovat tak, aby fungoval samostatně pomocí různých senzorů. Tato stavebnice je určena pro žáky od 10 do 14 let.

Software, který využíváme k programování robotů z této stavebnice VEX IQ, je VEXcode IQ. V prostředí VEXcode IQ vytváříme programy (scénáře) pomocí bloků či příkazových řádků. V současné době existuje blokové i textové prostředí. Žáci programují v blokovém prostředí a mohou si zobrazit textové příkazy k danému programu, který vytvořili. VEXcode IQ je vlastní blokový programovací jazyk VEX. Software je nutné stáhnout a nainstalovat ze stránek výrobce (https://www.vexrobotics.com).

Při práci s robotickou stavebnicí pracují žáci vždy ve skupinách. K dané práci potřebují robota a vytvořený program si ověřují nahráním programu do robota a jeho spuštěním.

 

VEX V5

VEX V5 představuje pátou generaci vzdělávacích robotických systémů s používáním robotiky k výuce principů STEAM. Elektronika V5 je přístupná, flexibilní a výkonná a k zajištění příslušných výsledků vzdělávání využívá nejmodernější technologie. Mechanický systém V5 obsahuje univerzální prvky, díky nimž je inženýrství přístupné pro začínající uživatele, a přitom stále poskytuje zkušeným uživatelům nekonečné možnosti designu. VEX umožňuje studentům zdokonalovat své schopnosti informatického myšlení a kreativity, která je potřebná v každodenním životě i uplatnění na trhu práce. Je určena pro žáky od 14 let do 18 let.

 VEX V5 je kovová robotická platforma se šroubovanými díly, ze kterých lze vytvářet různé mechanismy. Studenti mohou začít na jakékoli úrovni a při zkoumání a sestavování svých robotických návrhů a programů mohou postupně přecházet na pokročilejší technické koncepty. VEX V5 Brain umožňuje bezdrátové řízení a bezdrátové programování, zatímco ovladač V5 poskytuje uživatelům okamžitou zpětnou vazbu od Robot Brain. Roboty programujeme v prostředí VEXcode V5, což je vlastní blokový programovací jazyk VEX, který umožňuje použití systému V5. Opět je nutné stáhnout a nainstalovat příslušný software VEXcode V5 (https://www.vexrobotics.com).

 

 

 

 

 

Simulátor VEX CodeVR

Pro robotické stavebnice řady VEX existuje simulátor, jeho název je VEXcode VR. VEXcode VR usnadňuje výuku informatiky a robotiky tím, že umožňuje studentům kódovat virtuálního robota odkudkoli v online prostředí  VEXcode VR. VEXcode VR je založen na stejném programovacím rozhraní, které se používá pro robotické platformy VEX 123, VEX GO, VEX IQ a VEX V5 (https://www.vexrobotics.com).

VEXcode VR je způsob, jak obohatit zážitek z počítačové vědy pro žáky poté, co objevili nadšení ze vzdělávací robotiky s hardwarovými platformami VEX. Umožňuje žákům zůstat v kontaktu s robotikou, i když poblíž nemají fyzického robota. Navíc obsahuje funkce určené k usnadnění učení žáků a zpřístupnění STEAM výuky a informatiky více žákům. Mezi tyto funkce patří snadné použití, okamžitá zpětná vazba, schopnost zviditelnit učení a pomoc s různými implementacemi ve třídě. VEXcode VR je plně webový, takže spuštění VEXcode VR je velmi snadné. Uživatelské rozhraní usnadňuje navigaci - příkazy jsou rozděleny do kategorií, aby se zabránilo potenciálně ohromujícímu seznamu. Příkazy jsou také barevně odlišeny, takže uživatelé mohou snadno najít související bloky. Programovací oblast je vždy viditelná a žáci mohou ihned začít vytvářet programy. VEXcode VR využívá předem připravené roboty a příkazy hnacího ústrojí. To umožňuje uživatelům rozpohybovat svého VR robota během několika málo okamžiků.

VR robot vždy začíná na stejném místě a není ovlivněn třením. Žáci mohou přidávat bloky, zatímco jejich projekt běží, zastavit projekt v jakémkoli bodě a resetovat své virtuální hřiště jedním kliknutím. Bloky, které nejsou připojeny k hlavnímu programu, jsou při spuštění projektu ignorovány. Ve VEXcode VR nejsou žádné chyby. Žáci se mohou při kódování dopustit logických chyb, ale jejich projekty se spustí. Na základě sledování pohybu robota mohou pohyb robota testovat a své chyby opravit. Schopnost VEXcode VR poskytovat okamžitou zpětnou vazbu a jeho snadné použití povzbuzuje žáky k učení.

Provozovatel webu AV Media, a.s. jako správce osobních údajů zpracovává na tomto webu cookies potřebné pro zlepšování prostředí webových stránek a pro analytické účely. Podmínky a poučení o správě osobních údajů