Descrizione del progetto

Struttura dell’intervento

L’azione didattica è destinata agli studenti delle classi IF, IC , ID , II C e II D, seguite dal prof. S. Guarnuccio,  si svolge in orario antimeridiano dalle ore 8.30 alle ore 9.30 e in orario pomeridiano dalle ore 14.30 alle ore 16.30 per un numero complessivo di 30 ore distribuite equamente fra le tre classi.

Gli allievi partecipano con costanza alle lezioni, alcuni si mostrano particolarmente motivati raggiungendo livelli eccellenti, altri raggiungono un buon livello mentre un ristretto gruppo riesce a raggiungere livelli sufficienti.

Gli obiettivi prefissati riguardano l’acquisizione di competenze teoriche e pratiche in scienza e nelle tecnologie con particolare riferimento al riconoscimento delle parti essenziali di un robot, al suo assemblaggio, all’implementazione ed elaborazione di istruzioni per il controllo dello stesso, all’utilizzo di percorsi per il suo addestramento, alle competenze sociali e civiche.

L’attività didattica è costantemente monitorata grazie alla azione sinergica tra i docenti curricolari e l’esperto. Di seguito la sintesi delle linee di svolgimento del percorso formativo in via di svolgimento.

Attività didattiche realizzate e contenuti

L’accoglienza è stata effettuata presso l’aula d’informatica, dotata di pc e di video proiettore, la conoscenza reciproca tramite discussione e lezione frontale, la rilevazione dei bisogni e delle aspettative attraverso colloquio mentre la presentazione del corso attraverso l’utilizzo di un robot e campi da gioco preparati dal docente esperto. Di seguito vengono riportati i contenuti e le competenze specifiche.

Competenze specifiche

1) Riconoscere le parti essenziali di un automa

Descrizione

• Individuare e documentare le funzioni principali degli attuatori, dei sensori, dei dispositivi di interfaccia e della parte intelligente di un automa

2) Assemblare un automa

Descrizione

• Leggere e ricavare informazioni utili da guide d’uso o istruzioni di montaggio
• Pianificare, a partire da esigenze e bisogni concreti, il montaggio di un robot elencando gli strumenti ed i dispositivi necessari
• Immaginare modifiche al robot in relazione a nuovi bisogni o necessità
• Collegare gli attuatori e i sensori al dispositivo di controllo attraverso opportuni dispositivi di interfaccia
• Smontare un robot
• Approfondire e/o introdurre le conoscenze di elettronica e meccanica
• Imparare ad imparare

3) Programmare ambienti informatici e elaborare istruzioni per controllare il comportamento di un robot

• Descrizione
• Sapere utilizzare un linguaggio tecnico appropriato
• Costruire ed interpretare algoritmi
• Riconoscere e documentare le funzioni principali di una nuova applicazione informatica
• Interpretare, implementare e progettare semplici programmi per l’utilizzo di tutte le funzionalità del robot inclusi sensori ed attuatori.
• Approfondire e/o introdurre l’interazione fra matematica, elettronica, informatica, inglese, musica e meccanica attraverso la risoluzione di problemi specifici
• Imparare ad imparare
• Sapere organizzare in maniera organica e autonoma le conoscenze acquisite durante lo svolgimento delle lezioni

4) Utilizzare percorsi di addestramento di un robot

Descrizione

• Leggere e interpretare semplici disegni tecnici ricavandone informazioni qualitative e quantitative

5) Competenze sociali e civiche

Descrizione

• Riconoscere nell’ambiente elementi e fenomeni di tipo artificiale
• Diffondere la cultura della robotica e dei sistemi intelligenti attraverso il consolidamento e il trasferimento di tecnologie e competenze interdisciplinari
• Sviluppare un atteggiamento critico e una maggiore consapevolezza, riguardo le tecnologie, rispetto agli effetti sociali e culturali della loro diffusione, alle conseguenze relazionali e psicologiche dei possibili modi di impiego
• Acquisire abilità ed atteggiamenti generali, quali l’autonomia nell’affrontare i problemi (problem solving), l’accettazione di situazioni nuove, l’iniziativa, la capacità di lavorare in gruppo e per obiettivi.

Contenuti

Modulo 1. Struttura e programmazione di base di un robot (competenze 1, 2, 3, 5)

• Concetto di automazione e robotica, descrizione delle parti essenziali costituenti un robot (sensore di suono, di colore, ultrasuoni, contatto, attuatori, NXT, componenti meccanici vari)
• Descrizione metodo di assemblaggio del robot e primi collegamenti.
• Descrizione componenti del robot
• Assemblaggio del robot
• Descrizione menu e comandi da display: timer, avanti, indietro, curva, sensori.
• Implementazione programmi da display: controllo direzione motori, controllo del movimento attraverso il sensore di suono, ad ultrasuoni, di colore.

Modulo 2. Linguaggio di programmazione ed applicazioni pratiche (competenze 1, 2, 3, 4, 5)

• Blocchi di base: sposta, audio, display
• Blocchi di iterazione e di selezione (interruttore);
• Blocchi personalizzati;
• Controllo dei sensori;
• Applicazioni: robot pianista, robot ballerino, robot dà l’allarme, il robot descrive traiettorie, il robot segue una traiettoria ed agisce secondo una modalità prefissata, il robot parla in inglese e mima, il robot impara a parcheggiare, il robot percorre un labirinto di colori e ad ostacoli.

Modulo 3. Utilizzare percorsi di addestramento per il robot (competenze 4, 5)

• Utilizzare percorsi di addestramento realizzati in cartoncino modificandoli opportunamente ed adattandoli alla esercitazione considerata utilizzando nastro isolante e colla.

Metodologie e sussidi didattici utilizzati-spazi

Fra le metodologie adottate si privilegia una didattica di tipo laboratoriale fondata sulla centralità degli studenti, nei quali la conquista del sapere sollecitata da un obiettivo condiviso nasce dalla risoluzione di problemi per scoperta e ricerca personale, si utilizza più volte il cooperative learning, il problem solving e la discussione. Nella introduzione di un problema, per la presentazione iniziale del linguaggio e degli elementi costituenti il robot si fa uso anche della lezione frontale.

Si cerca di favorire la promozione dell’apprendimento attraverso la partecipazione attiva e diretta degli allievi a situazioni ed eventi formativi appositamente programmati.

In particolare lo sviluppo degli argomenti è supportato da esperienze di laboratorio realizzate presso il laboratorio di informatica con l’ausilio di PC, l’utilizzo del software Lego MINDSTORMS Edu NXT, dei robot forniti dalla Lego e di percorsi per il robot forniti prevalentemente dal docente esperto e in parte modificati dagli studenti in un aula didattica.

Significativa l’utilizzo del nuovo robot recentemente assemblato, in dotazione del laboratorio scientifico mobile, acquistato con i Fondi Sociali Europei (annualità 2015).

Vengono costantemente svolte esercitazioni collettive e/o individuali e di gruppo e lezioni con l’utilizzo di sistemi multimediali

Mostrare ai ragazzi gli aspetti più avanzati della tecnologia