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Gli insetti di OHM

Il progetto, pensato per i ragazzi di una terza media, vuole introdurre i principi e le grandezze Proprie della Legge di OHM con la costruzione di un semplicissimo robot a partire da materiali di recupero come motorini a corrente continua e cellette fotovoltaiche prese da vecchi giocattoli.Alla fine...

Luca SCALZULLO   by Luca SCALZULLO
Tinkering
CATEGORIA
Tinkering
Materiali di recupero

Introduzione

Il progetto, pensato per i ragazzi di una terza media, vuole introdurre i principi e le grandezze Proprie della Legge di OHM con la costruzione di un semplicissimo robot a partire da materiali di recupero come motorini a corrente continua e cellette fotovoltaiche prese da vecchi giocattoli.

Alla fine saranno misurate le grandezze e verificate le misure col l'asserto della legge V = I x R.

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Obiettivi e Competenze Obiettivi e Competenze

OBIETTIVI:
- Permettere agli studenti, mediante una didattica laboratoriole di guadagnare consapevolezza di sè;
- Promuovere la partecipazione consapevole, responsabile e autonoma degli studenti alle attività comuni;
- Stimolare l’acquisizione di un metodo di studio efficace in assoluta autonomia;
- Far acquisire conoscenze, competenze seguendo una metodologia sperimentale;
- Usare le conoscenze e le competenze per riflettere sulla realtà;
- Imparare a reperire informazione rielaborandole;
- Valorizzare una procedura per errori e debugging;

 

COMPETENZE:
- Affrontare compiti di realtà;
- Imparare ad imparare;
- Svilupare una capacità di mirare alla soluzione del problema;
capacità di leadership e di imprenditorialità;
- Individuare collegameni e relazioni;
- Progettare e comunicare;
- Agire in modo autonomo da soli ed all'interno del gruppo.

Strumenti Strumenti

Per il progetto sono stati utilizzati:

Sagome di legno fatte con la stampante a taglio laer (ma un qualsiasi pezzo di legno o di cartone va benissimo);
Una serie di scovolini per pipa per creare le zampe degli insetti;
Una celletta fotovoltaica presa da un vecchio giocattolo di mio figlio;
Un motorino da modellismo a corrente continua anch'esso preso da una vecchio giocattolo;
Qualche colore a spirito anche quello, povero, preso a mio figlio.

Metodologia didattica Metodologia didattica

La metodologia didatti è quella del PBL (Problem Based Learning) in cui si considera, come punto di partenza dell’apprendimento, un quesito che i discenti devono risolvere. Nel caso specifico i ragazzi devono capire cosa devono fare e come. n particolre devono inizialmente capire cosa sono i vari componenti ingagando come funzionano e quali sono le sue caratteristiche.

La situazione problematica è il focus del processo di acquisizione del sapere e, intorno a essa, vengono costruiti gli stimoli e gli strumenti per l’attività di risoluzione che deve portare alla scrittura del circuito elettrico alla base del piccolo robot e alla sua costruzione finale con verifica reale del funzionamento.

L’apprendimento, dunque, non si attua ascoltando, bensì facendo, ricercando autonomamente le soluzioni al “puzzle” proposto. L'esercizio proposto, dunque, consente un collegamento tra l’apprendimento teorico-cognitivo (knowing that) e quello tecnico-operativo (knowing how), arricchendo notevolmente l’efficacia della lezione.

Aspetti nodali di questo tipo di approccio sono l’analisi, l’indagine e la scoperta, tappe fondamentali del processo di conoscenza.

Gli studenti, davanti al compito da svolgere, sono chiamati ad attivare la capacità di autoapprendimento, a collegare una vasta quantità di informazioni e conoscenze per svilupparne di nuove.

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Linee guida delle attività Linee guida delle attività

Non è particolarmente complicato costruire il robot.

Innanzitutto occorre dipingerlo, ma questo solo per renderlo più grazioso.

Il motorino e la celletta solare vanno collegati. In genere in uscita da entrambi ci sono i due cavi elettrici rivestiti di nero e di rosso. Il nero generalmente è il cavo in uscita dal polo negativo, il rosso da quello positivo. Occorre collegare il nero col nero ed il rosso col rosso. Sarebbe ideale un punto di saldatura, ma incrociare i fili elettrici e fissarli con un pò di nastro isolante potrebbe anche bastare.

Gli scovolini devono essere fatti passare nei fori creati ad hoc nella struttura di legno ma possono essere anche incollati. Possono essere ovviamente usati anche altri oggetti come filo di ferro, cannucce, stuzzicadenti.

Il consiglio, a differenza di quanto fatto nel video del tutorial, è di inserire il motorino in maniera eccentrica dall'asse di simmetria della sagoma onde evitare che una struttura equilibarata non si muova adeguatamente. Lo sbilanciamento e la variazione del momento di inerzia rende il giochino decisamente più divertente (mio figlio docet). Nel tutorial è stata aggiunta una mollettina di legno di quelle da decorazione, piccolina ed asimmetrica, necessaria a sbilanciare la struttura.

Volendo può essere, nel circuito, aggiunto un interruttore per regolare il movimento dell'insetto.

Risultati attesi Risultati attesi

La comprensione del progetto, del funzionamento dei singoli componenti, l'individuazione dello schema di montaggio è solo la prima fase del progetto.

Nei link che seguono le prove sugli insetti costruiti a casa mia con mio figlio.

https://www.youtube.com/watch?v=1OMsCB0Daqs

https://www.youtube.com/watch?v=8_itoXw-7NU

Con un comunissimo Tester i ragazzi dovrenno misurare la tensione in uscita dalla celletta solare e l'ntensità di corrente circolante nel cavi e determinare sperimentalmente la resistenza elettrica del motorino a corrente continua montata.

Nelle foto si vedono i risultati di queste misure fatte tuttavia esponendo la celletta solare alla luce di una lampada ad incandescenza.

L'applicazione della legge V = I x R è solo mero esercizio matematico.

Interessante non terminare il progetto con questo ma regalare ulteriori spunti di riflessione.

Come cambiano le grandezze misurate (potenziale e intensità di corrente) al variare della potenza della lampadina ad incandescenza?
Come cambiano le grandezze misurate (potenziale e intensità di corrente) all'esposizione alla luce solare?
Come cambiano le grandezze misurate (potenziale e intensità di corrente) al variare dell'inclinazione della cella solare in relazione all'angolo di inclinazione?

Riferimenti e links Riferimenti e links

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