ערכת LEGO® Education SPIKE™ Prime היא כלי למידה בתחום STEAM (מדע, טכנולוגיה, הנדסה, אומנות ומתמטיקה) לתלמידים בכיתות ו' עד ח' (כ-11 עד 13 שנים).
SPIKE Prime משלבת אלמנטים צבעוניים של בניית LEGO, חומרה קלה לשימוש ושפת תכנות אינטואיטיבית של גרירה ושחרור שמבוססת על Scratch ו-Python. כך התלמידים יכולים ליהנות מפעילויות למידה מהנות, לחשוב באופן ביקורתי ולפתור בעיות מורכבות, בלי קשר לרמת הלמידה שלהם.
ניסיון בתכנות
התלמידים משתמשים בבלוקונים של סמלים, בבלוקונים של מילים (ברירת המחדל) או בקוד Python כדי לתכנת את המודלים שלהם. סביבת התכנות מבוססת על עורך Scratch, שידוע לתלמידים רבים כבר מתחילת החינוך בתחומי STEAM בבית הספר.
בשני המצבים החזותיים, התלמידים מחברים בין בלוקים על ידי גרירה ושחרור שלהם על לוח התכנות. הם מחברים את הבלוקונים השונים.
תלמידים מתקדמים יותר יכולים להשתמש ישירות בקוד Python אמיתי, שמגיע עם מאגר ידע משולב שעוזר לתלמידים בזמן התכנות.
אחרי שהם יוצרים תוכנית באפליקציית LEGO Education SPIKE, התלמידים שולחים אותה לרכז LEGO Education Spike Prime דרך חיבור Bluetooth או USB. הרכז מפעיל את התוכנית ומנהל את מודל ה-LEGO.
חומרה כלולה
המרכז הוא המוח של ערכת SPIKE Education, והוא משמש לשליטה בחלקי החומרה השונים, כמו החיישנים והמנועים. הערכה כוללת חיישן צבע, חיישן מרחק וחיישן כוח. יש גם שני מנועים: אחד גדול ואחד בינוני. המחבר מתחבר למחשב באמצעות Bluetooth או USB.
אפליקציות נתמכות
בנוסף לאפליקציות ספציפיות לפלטפורמה, LEGO מציעה גם את אפליקציית האינטרנט SPIKE, שאפשר לגשת אליה בכתובת spike.legoeducation.com. האפליקציה לא מאוחסנת במטמון בדפדפן, ולכן המשתמשים תמיד צריכים להיות מחוברים לאינטרנט כדי שאפליקציית האינטרנט תפעל.
יש תמיכה רשמית של LEGO בדפדפני Chrome ב-Windows 10 ו-11, ב-MacBook וב-Chromebook. שיפורים בשמירת נתונים במטמון והאפשרות להתקין את האפליקציה הם תכונות שאנחנו מתכננים להוסיף בעתיד.
חיבור ל-SPIKE Hub
אפשר לחבר את ה-hub של SPIKE Prime ואת ה-hub של SPIKE Essential למחשב באמצעות Bluetooth או USB. כברירת מחדל, אפליקציית האינטרנט משתמשת ב-Bluetooth באמצעות Web Bluetooth API.
לחלופין, אפליקציית האינטרנט משתמשת ב-Web Serial API כשהיא מחוברת באמצעות USB. בשני המקרים, מלבד כבל ה-USB, תהליך החיבור כמעט זהה.
אחרי החיבור, התלמידים מעלים את התוכניות שלהם לאחת מ-20 משבצות האחסון של הצומת הגדול.
כדי לתקשר עם הצומת, ל-Web Bluetooth ול-Web Serial API צריך BluetoothDevice או SerialPort, בהתאמה. הם מתקבלים מקטעי הקוד שנלקחים מהאפליקציה הפעילה.
חיבור ל-Web Bluetooth API
(X.next = 4),
navigator.bluetooth.requestDevice({
filters: [
{
namePrefix: 'GDX',
},
],
optionalServices: ['d91714ef-28b9-4f91-ba16-f0d9a604f112'],
});
חיבור ל-Web Serial API
const v = yield navigator.serial.requestPort({
filters: [{
usbVendorId: Zt.SerialVendorId.LEGO // 1684
}]
});
yield v.open({
baudRate: 115200
});
סיבות לשימוש ב-Web first ובממשקי API לחומרה באינטרנט
נכון לעכשיו, ב-LEGO מטפלים בגרסאות עצמאיות של האפליקציה ל-Android, ל-macOS/iPadOS ול-Windows, וגם בגרסאות מדור קודם של האפליקציות הספציפיות לפלטפורמות, בנוסף לאפליקציית האינטרנט. על ידי דחיפה של אפליקציית האינטרנט לפלטפורמות שתומכות ב-API של חומרת האינטרנט ב-Chrome, כלומר macOS, Windows ו-ChromeOS, המפתחים ב-LEGO יכולים להפחית באופן משמעותי את נטל התחזוקה של האפליקציה.
סיבה נוספת היא גודל ההורדה. גודל ההורדה של אפליקציית האינטרנט הוא פחות מ-20MB בסך הכול, ואילו אפליקציית macOS ו-iPadOS שוקלת 115MB, אפליקציית Android שוקלת 178MB ואפליקציית Windows שוקלת 292MB. עם זאת, ההתקנה הראשונית לא כוללת את חומרי השיעור הנדרשים בכיתות. לאחר הורדת החומר הזה, הגודל יגדל בכמעט 1GB. באפליקציית האינטרנט, תוכן השיעור מועבר בסטרימינג, כך שהמשתמש תמיד מקבל את הגרסה העדכנית ביותר ויכול להוריד רק את השיעור הספציפי שהוא רוצה.
מלבד הסיבות הטכניות האלה, פשוט יותר להשתמש ב-Classroom באינטרנט. התלמידים לא צריכים להתקין אפליקציה ולעדכן אותה. במקום זאת, הם פשוט עוקבים אחרי קישור ותמיד עובדים עם הגרסה העדכנית ביותר. מבחינת LEGO, תמיד אפשר לעדכן את התוכן, ללא קשר לתהליכי הבדיקה של חנויות האפליקציות.
משחקים עם לגו באינטרנט
לגו תמיד הייתה בנויה על הרכבה יצירתית של לבנים, וערכת LEGO Education SPIKE נגישה מדפדפני אינטרנט, כך שהיא לא יוצאת דופן.
קהילת המפתחים כבר התחילה ליצור קוד שמדבר עם SPIKE. לדוגמה, PyREPL-JS התחיל על ידי Gabriel Sessions באוניברסיטת Tufts. PyREPL-JS מספק MicroPython REPL (מחזור של קריאה, הערכה והדפסה) לדפי אינטרנט כדי לתקשר עם ה-SPIKE hub. איתן דנאהי (Ethan Danahy), גם הוא מתלמידים בטאפטס, משתמש ב-REPL הזה במספר ממשקי אינטרנט ל-SPIKE Prime, אחד מהם הוא הברייקדנסר שמסונכרן לקובץ אודיו.
האוניברסיטה אירחה סדנה בנושא למידת מכונה באמצעות SPIKE, וגם Robotics Playground עם הוראות ודוגמי קוד. מקום טוב להתחיל בו הוא Hello SPIKE.
ממשקי ה-API של Web Serial ו-Web Bluetooth מאפשרים לתלמידים לתקשר עם מודלים פיזיים של LEGO מתוך הדפדפן, ומעניקים להם עולם של אפשרויות ליצירת אפליקציות חינוכיות, יצירתיות ובידוריות. התלמידים תמיד יקבלו את הגרסה העדכנית של האפליקציה, בלי צורך לעדכן אותה.
בטווח הארוך, למפתחי LEGO יהיו פחות אפליקציות לתחזוקה, כך שהעלות תהיה נמוכה יותר והמאמץ לפיתוח יהיה קטן יותר. כך יהיה להם יותר זמן להתמקד במה ש-LEGO ידועה בו במיוחד: שחרור היצירתיות.