Набор LEGO® Education SPIKE™ Prime – это инструмент для обучения точным наукам (науке, технологиям, инженерии, искусству и математике) учащихся 6–8 классов (примерно 11–13 лет).
Набор LEGO® Education SPIKE™ Prime сочетает красочные элементы LEGO, простое в использовании оборудование и интуитивно понятный язык программирования с перетаскиванием на основе Scratch и Python. Он позволяет учащимся любого уровня подготовки в игровой форме развивать критическое мышление и решать сложные задачи.
Опыт программирования
Учащиеся могут использовать блоки со значками, блоки со словами (по умолчанию) или код Python, чтобы программировать свои модели. Среда программирования адаптирована из редактора Scratch, который многие учащиеся уже знают по школьным занятиям по естественным наукам, технологиям, инженерии и математике.
В двух визуальных режимах учащиеся соединяют блоки, перетаскивая их на рабочую область. Они соединяют блоки между собой.
Более продвинутые учащиеся могут использовать настоящий код на Python, который поставляется со встроенной базой знаний, помогающей при написании кода.
После того как учащиеся создадут программу в приложении LEGO Education SPIKE, они отправят ее на хаб LEGO Education Spike Prime через Bluetooth или USB. Хаб выполняет программу и управляет моделью LEGO.
Входящее в комплект оборудование
Мозгом набора SPIKE Education является контроллер, который управляет различными аппаратными компонентами, такими как датчики и двигатели. В набор входят датчик цвета, датчик расстояния и датчик силы нажатия. Также есть два мотора: большой и средний. Он подключается к компьютеру через Bluetooth или USB.
Поддерживаемые приложения
Помимо приложений для определенных платформ, LEGO также предлагает веб-приложение SPIKE, доступное на сайте spike.legoeducation.com. Оно не сохраняется в кеше браузера, поэтому для его работы пользователям всегда требуется подключение к интернету.
Компания LEGO официально поддерживает браузеры Chrome на устройствах с Windows 10 и 11, MacBook и Chromebook. В будущем мы планируем улучшить кеширование и добавить возможность установки приложения.
Как подключиться к SPIKE Hub
Хабы SPIKE Prime и SPIKE Essential можно подключить к компьютеру через Bluetooth или USB. По умолчанию веб-приложение использует Bluetooth с Web Bluetooth API.
Кроме того, веб-приложение использует Web Serial API при подключении через USB. В обоих случаях, за исключением USB-кабеля, процесс подключения почти одинаковый.
После подключения учащиеся загружают свои программы в один из 20 слотов большого хаба.
Для связи с концентратором Web Bluetooth API и Web Serial API требуется BluetoothDevice или SerialPort соответственно. Они извлекаются из фрагментов кода, взятых из работающего приложения.
Подключение через Web Bluetooth API
(X.next = 4),
navigator.bluetooth.requestDevice({
filters: [
{
namePrefix: 'GDX',
},
],
optionalServices: ['d91714ef-28b9-4f91-ba16-f0d9a604f112'],
});
Подключение Web Serial API
const v = yield navigator.serial.requestPort({
filters: [{
usbVendorId: Zt.SerialVendorId.LEGO // 1684
}]
});
yield v.open({
baudRate: 115200
});
Причины использовать веб-интерфейсы и API веб-оборудования
В настоящее время LEGO поддерживает отдельные версии своего приложения для Android, macOS/iPadOS и Windows, а также устаревшие версии приложений для разных платформ и веб-приложение. Если продвигать веб-приложение на платформах, поддерживающих базовые веб-API оборудования в Chrome, таких как macOS, Windows и ChromeOS, разработчики LEGO смогут значительно снизить нагрузку на обслуживание приложения.
Ещё одна причина – размер скачиваемого файла. Веб-приложение скачивает менее 20 МБ данных, а приложения для macOS и iPadOS занимают 115 МБ, приложение для Android – 178 МБ, а для Windows – 292 МБ. Однако при первоначальной установке не добавляются учебные материалы, необходимые в классах. После скачивания размер увеличится почти на 1 ГБ. В веб-приложении контент уроков транслируется, поэтому у пользователя всегда есть доступ к последней версии. Кроме того, он может скачать только тот урок, который смотрит.
Помимо технических причин, в пользу веб-версии говорит простота использования в учебном процессе. Учащимся не нужно устанавливать приложение и следить за его обновлениями. Они просто переходят по ссылке и всегда работают с последней версией. Со стороны LEGO обновления контента всегда возможны независимо от процессов проверки в магазинах приложений.
Как использовать LEGO в интернете
Наборы LEGO всегда были связаны с творческим подходом к сборке деталей, и LEGO Education SPIKE, доступный в веб-браузерах, не является исключением.
Сообщество разработчиков уже начало создавать код, который взаимодействует с SPIKE. Например, PyREPL-JS был запущен Габриэлем Сешнсом в Университете Тафтса. PyREPL-JS предоставляет цикл REPL MicroPython (цикл чтения, вычисления и печати) для веб-страниц, чтобы взаимодействовать с концентратором SPIKE. Итан Данахи, также из Университета Тафтса, использует REPL для создания веб-интерфейсов для SPIKE Prime, один из которых – брейкдансер, синхронизированный с аудиофайлом.
Университет провел семинар по машинному обучению с помощью SPIKE и организовал площадку для робототехники с инструкциями и примерами кода. Начните с Hello SPIKE.
Разрешив учащимся взаимодействовать с физическими моделями LEGO из браузера, Web Serial и Web Bluetooth API открывают мир возможностей для образовательных, творческих и развлекательных приложений. Учащиеся всегда будут использовать последнюю версию приложения, не обновляя его.
В долгосрочной перспективе разработчикам LEGO придется поддерживать меньше приложений, что позволит сократить расходы и усилия на разработку и освободить больше времени для того, чем LEGO занимается лучше всего: развития творческих способностей.