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I ruoli nella progettazione robotica

Tempi

Tempo stimato per la lezione in classe: 2.00 h

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Linee guida delle attività

Attività preliminari

I laboratori tecnologici in classe sono stati preceduti da una fase di brainstorming guidata dal docente, che ha avuto come obiettivo l’individuazione di progetti da realizzare significativi per gli studenti. Infatti, come si può leggere in “Invent to Learn” di Sylvia Martinez e Gary Stager:

“The power of making something comes from a question or impulse that the learner has, and is not imposed from the outside. […] We seek to liberate learners from their dependency on being taught” 
(La forza nel realizzare qualcosa deriva da una domanda o da un impulso che ha lo studente, e non è imposto dall’esterno. Noi cerchiamo di liberare i discenti dalla loro dipendenza nell’essere “istruiti”). 

Martinez e Stager riprendono quanto proposto in precedenza da Seymour Papert nell'articolo “Constructionism: a new opportunity for elementary Science Education”:
“From constructivist theories of psychology we take a view of learning as a reconstruction rather than as a transmission of knowledge. Then we extend the idea of manipulative materials to the idea that learning is most effective when part of an activity the learner experiences as constructing a meaningful product”.
(Dalle teorie psicologiche costruttiviste abbiamo una visione dell’apprendimento come una ricostruzione piuttosto che come una trasmissione di sapere. Quindi estendiamo l’idea dei materiali manipolativi all’idea che l’apprendimento sia più efficace quando parte di un’attività che lo studente vive come costruzione di un prodotto significativo.”)

Da questi brainstorming sono emerse molteplici idee, riguardanti principalmente la produzione di energia elettrica, la pulizia della città, l’abbattimento delle barriere architettoniche, la progettazione di una città a misura di bambino
Ad esempio gli studenti hanno pensato di realizzare robot “operatori ecologici” (con il compito di pulire strade e pareti degli edifici); di abbellire la città con proiezioni di opere d’arte sui muri degli stabili; di produrre energia pulita utilizzando pale eoliche e pannelli solari; di differenziare automaticamente i rifiuti grazie a cestini intelligenti, di permettere ai turisti di arrivare alla Basilica di Loreto (la principale attrazione turistica della città) senza fatica, grazie ad una funicolare; di costruire corsie sopraelevate per permettere alle ambulanze e ai mezzi di soccorso di muoversi con più facilità e rapidità.

Dopo aver raccolto le idee sono iniziati gli incontri tecnologici, facilitati dalla presenza degli educatori della startup TALENT, che hanno avuto la seguente progressione didattica:

  • I ruoli nella progettazione robotica
  • La differenza tra uomo e macchina
  • La differenza tra macchina e robot
  • Gli elementi base della programmazione di un robot
  • Progettiamo un elemento della smart city
  • Miglioriamo la smart city

La costruzione dei robot rispettando i ruoli

Il tema principale del primo incontro è stato l’importanza dei ruoli nel lavoro di gruppo (ragionando su alcuni contesti in cui il lavoro di squadra è fondamentale, come negli esempi delle immagini sottostanti). Si potrebbe creare alla lavagna, insieme agli studenti, un elenco di situazioni in cui il gioco di squadra è fondamentale per il raggiungimento di determinati obiettivi.

Abbiamo successivamente presentato i ruoli della progettazione robotica: 

  • Progettista: interpreta e istruzioni di montaggio del robot e le comunica agli altri; è il responsabile del progetto. 
  • Magazziniere: cerca i pezzi corretti dentro la scatola e li passa al tecnico assemblatore. È il responsabile del kit Lego®, e (in teoria) dovrebbe essere l’unico a mettere le mani dentro la scatola. 
  • Tecnico assemblatore: assembla i pezzi seguendo le indicazioni del progettista. 
  • Validatore: controlla il corretto assemblaggio del robot, passo dopo passo, e il corretto lavoro del gruppo nel complesso (es. il rispetto dei ruoli).
Per far sì che gli alunni possano sperimentare tutti i ruoli, ogni 8-10 minuti l’insegnante dà un segnale che indica il cambio dei ruoli facendo ruotare i ragazzi attorno al tavolo. 

Abbiamo introdotto anche questa regola: gli unici due studenti che possono guardare le istruzioni sono il progettista e il validatore, che quindi devono essere così bravi da riuscire a spiegare tutti i vari passaggi in maniera esclusivamente verbale.

Gli studenti sono stati suddivisi in gruppi di lavoro e hanno potuto costruire il loro primo robot con il kit Lego® Wedo: il coccodrillo. Sono stati fatti anche dei primi test di programmazione in Scratch, riflettendo sul motore e sui comandi che devono essere impostati per far aprire e chiudere la bocca (in particolare quindi sulla direzione da assegnare al blocco “porta direzione motor a …”).

Anche se il coccodrillo non costituisce un elemento utile alla Smart City, poiché gli studenti non avevano mai utilizzato prima il kit Wedo è stato fondamentale far prendere confidenza nei primi incontri proprio costruendo dei robot standard con le istruzioni, così da osservare meccanismi e strutture meccaniche di base da poter replicare in seguito.

Riferimenti e links

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