Istituto Comprensivo 1 Nelson Mandela Mogliano Veneto A.S. 2017 2018 PROGETTO ROBOTICA SCUOLA Secondaria di primo grado Margherita Hack INSEGNANTI COINVOLTI NEL PROGETTO Referente: Bottos Daniela Bonotto Caterina, Fachin Myriam, Grillo Viviana, Malgarotto Annamaria, Novello Denis Maria, Spolaor Giancarlo. CLASSI INTERESSATE 1 A, 1 B, 1 C, 1 D 2 B, 2 C, 2 D 3 A, 3 B, 3C. 1
MOTIVAZIONI Già da alcuni anni gli insegnanti coinvolti nel progetto Robotica hanno potuto toccare con mano alcuni aspetti positivi di questo approccio alle discipline scientifiche. Generalmente tutti gli alunni, anche quelli che hanno difficoltà di attenzione e che difficilmente vengono coinvolti nelle lezioni, lavorano costruttivamente e con interesse. Inoltre, in queste occasioni emergono abilità che in contesti tradizionali non vengono ugualmente espresse e si instaura un approccio costruttivo con l errore che stimola la ricerca della soluzione corretta e non porta all abbandono del compito. Non è infatti il docente a dire hai sbagliato ma è il robot a non compiere le azioni che si volevano osservare. Si tratta un vero e proprio esempio di applicazione del metodo scientifico galileiano. Vengono inoltre stimolate le capacità di ragionamento e di problem solving in modo più divertente ed accattivante per gli alunni, rispetto ad un classico problema matematico-geometrico e vengono interiorizzati meglio alcuni concetti di non facile comprensione proprio perché visualizzati e sperimentati attivamente (es. proporzionalità diretta e inversa). L utilizzo del robot e del computer con il quale il robot viene programmato, permette ai ragazzi un approccio attivo nei confronti della tecnologia che spesso li vede invece fruitori passivi. Inoltre consente lo sviluppo di semplici ma indispensabili competenze informatiche come ad esempio la gestione di file e cartelle che può sembrare banale ma che spesso non è ben chiara ai ragazzi. Anche quest anno, nell ambito del progetto Robotica alcune ragazze parteciperanno ad un concorso organizzato dall Istituto Tecnico Max Planck di Treviso dal titolo Scienza e tecnica: basta tabù per le ragazze!. Questo progetto è volto a scardinare alcuni stereotipi per i quali le discipline tecnicoscientifiche e soprattutto le scuole ad indirizzo tecnico-scientifico, non sarebbero roba da ragazze. Si vuole quindi stimolare un approccio positivo delle ragazze nei confronti di tali discipline, che le avvicini maggiormente a questo tipo di scuole e possa aprire loro opportunità anche lavorative altrimenti perse. PERIODO Il progetto si svolgerà durante tutto l anno scolastico, in differenti momenti per ciascuna classe coinvolta. È previsto un pacchetto di 10 ore in ciascuna classe (che potrebbe essere ridotto in base ad eventuali necessità particolari della classe) durante le quali è necessaria la compresenza di almeno due insegnanti. OBIETTIVI Il progetto ROBOTICA si pone i seguenti obiettivi: Obiettivi trasversali Fare scienza-tecnologia in un contesto operativo che valorizzi la creatività di alunni ed alunne, motivando così anche gli alunni che più difficilmente sono coinvolti nello studio delle materie scientifiche; Avvicinare ed incentivare le ragazze allo studio delle discipline scientifiche; Far acquisire metodi per risolvere problemi; Stimolare la capacità di organizzare un attività cooperativa e di collaborare per uno scopo comune; Stimolare abilità che in tradizionali contesti didattici difficilmente emergono (es. manualità); 2
Comprendere, conoscere, capire e utilizzare linguaggi specifici (manuale d istruzione, istruzioni al computer, linguaggio informatico). Conoscenze specifiche Conoscere che cos è un robot e alcune sue principali applicazioni industriali; Conoscere i componenti del kit per la costruzione del robot: mattoncini, assi, perni, ruote dentate; Conoscere il linguaggio di programmazione NXT (comandi, rotazioni, ciclo); Conoscere la geometria del robot; Conoscere le caratteristiche e le funzioni dei sensori di contatto, luce, suono, ultrasuono; Comprendere le funzioni della meccanica di movimento (motori, ruote dentate, cinghie ed altri dispositivi per la trasmissione del moto). Competenze specifiche Saper leggere i disegni degli schemi di montaggio; Saper costruire il proprio robot; Saper stendere un manuale di costruzione; Saper denominare i file di programmazione per ogni progetto di gruppo; Far muovere il robot avanti, indietro, farlo curvare, secondo tracciati predefiniti; Saper costruire un robot che si orienta grazie agli ultrasuoni; Saper scegliere il sensore opportuno per uno specifico scopo; Saper individuare le problematiche in caso di funzionamento non corretto. FASI DI LAVORO e MODALITA OPERATIVE In ciascuna classe verrà attuato un pacchetto di 10 ore articolato in cinque lezioni secondo lo schema alla pagina seguente. Alcune fasi di lavoro potranno essere ampliate o ridotte secondo le necessità che si incontreranno nell attuazione del progetto nelle diverse classi. 3
Livello 1 Livello 2 Livello 3 Classe divisa in piccoli gruppi: costruzione di una macchina di fantasia con alcuni elementi del kit Lego Mindstorm e stesura di un manuale di costruzione. Ripasso di alcuni programmi nel livello precedente, in particolare dell uso dei comandi più complessi Ripasso di alcuni programmi nel livello precedente, in particolare dell uso dei comandi più complessi Lez. 1 Scambio della macchina e del manuale prodotto con un altro gruppo che dovrà provare a ricostruirla seguendo le istruzioni preparate dai compagni. Che cos è un robot? Visione di un breve filmato introduttivo. Lez. 2 Costruzione del robot seguendo il manuale del kit nella configurazione base (sensore audio e distanza). Ripasso dell uso dei sensori ad ultrasuoni e audio Proporzionalità diretta e inversa con il robot (sensori luce e suono) Dimostrazione di alcune azioni che può compiere il robot grazie ad un programma preparato dagli insegnanti. Lez. 3 Avvio alla programmazione con il software Lego Mindstorm NXT per far eseguire al robot comandi semplici (avanti, indietro, sinistra, destra ). Istruzioni per l archiviazione dei files sul computer. Percorsi sul piano che formino alcune figure geometriche: triangolo equilatero, stella a 5 punte, metropolitana. Proporzionalità diretta e inversa con il robot (sensori luce e suono) Lez. 4 Programmazione con NXT per far compiere al robot percorsi semplici (quadrato, linee spezzate ) e introduzione dell uso del sensore ultrasuoni (distanza). Uso del sensore di tatto. Uso dei sensori di luce e colore: calibrazione del sensore, percorsi seguilinea, segui-sorgente, riconoscimento colori (pallina rossa/blu). Costruzioni speciali assegnate dai docenti ed uso di tutti i sensori Lez. 5 Introduzione dell uso del sensore audio. Continuazione del lavoro iniziato nella lezione 4 Preparazione al concorso Scienza e tecnica: basta tabù per le ragazze! 4
RISORSE E MONTE ORE NECESSARI Poiché è indispensabile la compresenza di due docenti durante le ore di lavoro con i robot si prevedono alcune ore aggiuntive. Sulla base del calendario che è stato possibile predisporre in base all orario dei docenti nella varie classi coinvolte sono previste delle ore aggiuntive per i docenti (vedi scheda di progetto). COLLABORAZIONI ESTERNE Si prevede la collaborazione con la Rete Minerva (ITIS Planck di Treviso) per lo scambio di materiale, il supporto, la formazione e la partecipazione al concorso Scienza e tecnica: basta tabù per le ragazze!. VERIFICA L esperienza sarà monitorata lungo il percorso al fine di rimodulare la programmazione per risolvere eventuali problematiche o per apportare miglioramenti al progetto in itinere. Tutto il lavoro sarà documentato con foto e video. Saranno verificate le ricadute sul processo di apprendimento degli alunni e sulla partecipazione all attività ai fini della motivazione allo studio delle materie scientifiche. Due squadre di alunne parteciperanno al concorso Scienza e tecnica: basta tabù per le ragazze! presso l ITIS Planck di Treviso il 26 gennaio 2018. Mogliano Veneto, 24 ottobre 2017 La referente Daniela Bottos 5