Il progetto

Il progetto caratterizzato dalla collaborazione tra le scuole di diverso grado, si prefigge di introdurre una didattica innovativa della cultura scientifica e tecnologica: ha la peculiarità di essere stato elaborato e realizzato in rete in quanto gli insegnanti coinvolti ritengono che la condivisione e la collaborazione tra scuole sia la strada corretta per creare occasioni di riflessione e di incoraggiamento nella sperimentazione di nuove pratiche didattiche. Sono previsti incontri tra i docenti delle scuole coinvolte ma anche scambi di esperienze tra studenti che durante l’anno scolastico potranno incontrarsi confrontandosi sugli argomenti che maggiormente hanno attirato il loro interesse.
L’impiego della robotica educativa nella scuola può essere di grande aiuto perché favorisce la realizzazione di ambienti di apprendimento in grado di coniugare scienza e tecnologia, teoria e laboratorio, studio individuale e studio cooperativo. Possiamo affermare  che si impiegano le tecnologie dell’automazione con l’uso di macchine programmabili e la realizzazione di sensori miniaturizzati laddove si propone agli alunni un approccio fortemente costruttivista al sapere, in un contesto di laboratorio realizzato attorno a dispositivi con cui gli alunni possono “imparare operando”, attraverso l’interazione sul piano fisico e materiale (oggetti manipolabili), sul piano tecnologico (componenti attivi, ingranaggi motori, sensori), e sul piano informatico (programmazione).
L’uso didattico di queste tecnologie può offrire ai nostri studenti la possibilità di investigare e conoscere concetti che sono troppo astratti o difficili da comprendere. In particolare il carattere multidisciplinare della robotica avvicina i giovani all’informatica, alla meccanica, ai circuiti elettrici, alla fisica, E’ stato inoltre dimostrato che la robotica è capace di stimolare sia la sfera dell’intelligenza COGNITIVA che quella AFFETTIVA degli alunni e di portare MOTIVAZIONE ATTIVA dei bambini.

Obiettivi generali

Realizzare un artefatto dotato di cervello elettronico e di dispositivi sensoriali costituisce per un giovane studente un’attività complessa ma stimolante che trova le sue espressioni in una pratica laboratoriale e di sperimentazione orientate ad oggetti reali e non astratti. Sono compiti che richiedono abilità pratico-costruttive, sviluppo di capacità logico-formali, una significativa attitudine all’osservazione critica e alla rielaborazione dei progetti, in un ambito necessariamente collaborativo tra i componenti il gruppo di lavoro:

  • sviluppare percorsi laboratoriali nell’area tecnologico – scientifica;
  • coinvolgere attivamente gli studenti nel loro processo di apprendimento e di costruzione delle conoscenze, promuovendo il pensiero creativo;
  • intrecciare le competenze, gli obiettivi della tecnologia e quelli delle scienze in un rapporto di scambio reciproco (Meccanica, Informatica, Matematica);
  • utilizzando l’operatività, stimolare la capacità di analisi, la capacità organizzativa e la capacità di comunicare;
  • far acquisire metodi per risolvere problemi e con l’aiuto di un automa stimolare il gusto di realizzare i propri progetti, frutto della fantasia e della razionalità.

Obiettivi specifici

Per ogni azione presente nel progetto ciascuna scuola svilupperà autonomamente propri percorsi didattici con specifici obiettivi, tuttavia è possibile prefigurare itinerario didattici che seguono una logica comune che è quella della crescita progressiva delle abilità e delle competenze con un significativo tasso cognitivo nel passaggio di classe in classe e da un ordine all’altro della scuola.

ALCUNI INTRECCI O CONNESSIONI  CON LE COMPETENZE

COMUNICAZIONE NELLA MADRE LINGUA

  • Leggere  un testo , di una istruzione o stringa di consegna , comprendere la richiesta (a più  livelli: “inserisci almeno due blocchi” comprensione semantica del termine almeno due),, tradurre la strategia risolutiva individuata in una linguaggio specifico che è quello della programmazione.
  • Condividere e concordare  i percorsi individuati con i compagni utilizzando forme comunicative efficaci.
  • Sintetizzare comandi
  • Verbalizzare esperienze
  • Descrivere situazioni
  • Creare storie

COMUNICAZIONE NELLE LINGUE STRANIERE

  • Utilizzo di termini in lingua straniera (la piattaforma si presta anche ad un utilizzo in lingua inglese)

IMPARARE AD IMPARARE

  • Risolvere situazioni problematiche partendo dalle loro conoscenze formulando strategie efficaci ricercandole all’interno del repertorio posseduto,  oppure ideandone di nuovi (problem solving)
  • Saper fare collegamenti tra ambiti di conoscenza differenti per riorganizzarli e sintetizzarli in nuovi apprendimenti. (creazione di un cerchio: lingua- matematica-informatica…)
  • Selezionare le informazioni utili per procedere nella pianificazione strategica
  • Concepire l’errore come un tentativo svolto

COMPETENZE MATEMATICHE……TECNOLOGIA

  • Progettare sequenze di azioni per realizzare un compito.
  • Affrontare situazioni problematiche di crescente complessità rispettando il numero dei comandi richiesto
  • Raggiungere un obiettivo evitando gli ostacoli e interagendo con i personaggi presenti o con condizioni poste in essere

COMPETENZE SOCIALI E CIVILI

  • Imparare a mediare, a suddividere i compiti in base alle capacità.
  • Condividere momenti di gioia e di sconforto
  • Superare la frustrazione
  • Sviluppare la perseveranza

Infanzia- Scuola Primaria:

  • classificare, rappresentare alcune forme geometriche piane e solide fondamentali;
  • avvicinarsi con il gioco al mondo della robotica;
  • sviluppare la logica;
  • programmare percorsi, liberi o obbligati;
  • lateralizzazione – astrazione;
  • algoritmi lineari azione- reazione;
  • capacità di collaborazione e di lavoro in gruppo.
  • recuperare la manualità come momento di apprendimento
  • sviluppare autonomia operativa
  • favorire l’integrazione di alunni stranieri
  • sviluppare il pensiero creativo
  • accrescere le capacità decisionali, il senso di responsabilità e l’autostima
  • capacità di analizzare e risolvere problemi
  • approcciarsi al linguaggio di programmazione

Scuola Primaria – Scuola Secondaria di 1° Grado:

  • comprendere le funzioni che svolgono i componenti dei Kit robotici nella realizzazione delle strutture portanti, della meccanica del movimento (velocità, accelerazione e potenza: le leggi del moto, studio delle variabili spazio-tempo);
  • conoscere le caratteristiche dei sensori di contatto: luce, temperatura, suono,..;
  • saper organizzare i dati di un problema da risolvere mediante schemi o grafici e tradurre gli algoritmi con linguaggi di programmazione;
  • saper individuare problematiche hardware e software in caso di funzionamento non coretto di un robot (strategie problem solving);
  • capacità di collaborazione e di lavoro in gruppo.

Metodologie

E’ possibile utilizzare efficacemente tecnologie non particolarmente complicate e dai costi accessibili, come i Kit Bee-Bot, Geforme Polydron, Lego – Wedo, Kit robotici Lego MindStorms.
Il progetto è rivolto a più classi/sezione di diversi ordini di scuola.

Il lavoro di gruppo dovrà costituire l’asse portante per la progettazione e lo sviluppo di ogni itinerario didattico. Ogni gruppo, potrà infatti strutturare un proprio progetto lavorando alla costruzione e alla programmazione dei robot. Tuttavia al momento di iniziare un progetto sarà necessario che gli studenti differenzino e qualifichino i ruoli: il responsabile del gruppo avrà il compito di sovrintendere le attività dei componenti e assicurarsi che il progetto proceda; il responsabile della comunicazione avrà il compito di scrivere il diario di lavoro del gruppo; il responsabile dei materiali dovrà predisporre tutti gli elementi di costruzione e riordinare il materiale alla fine di ogni attività.

Attività di laboratorio

Infanzia – Scuola Primaria

Attività creative con Geoform Polydron e l’ape robotica bee-bot – wedo
Il fascino esercitato dai robot sui bambini fa sì che anche gli alunni della scuola dell’Infanzia possano fare esperienze inoltrandosi in un mondo scientifico mediante un approccio divertente. I bambini creano robot nati dalla loro fantasia, inventano nomi e personaggi dove scatoline, tulle, nastrini…si trasformano in pulsanti e bottoni di controllo. Realizziamo una sorta di “bottega dell’arte robotica”
“L’ape” viene introdotta nell’attività scolastica come elemento fantastico in attività di laboratorio. I bambini imparano a programmare i movimenti dell’ape in modo che si sposti utilizzando i tasti, su un percorso organizzato.

Scuola Primaria – Secondaria di 1° grado

Il livello di analisi e soprattutto di astrazione sarà diverso da un ordine di scuola all’altro e strettamente commisurato all’età e alle capacità degli allievi.

Tutti gli alunni però saranno coinvolti nella formulazione delle ipotesi e nell’elaborazione delle risposte.
Costruzioni robotiche con Lego NXTe kit mindostorms EV3

Primi passi: esperienze costruttive e programmazione dei motori.

Gli studenti inizieranno ad affrontare le problematiche costruttive di un robot con particolare attenzione al funzionamento dei motori (direzione, velocità, accelerazione), alla meccanica del movimento e alla programmazione informatica.

I sensori nelle costruzioni robotiche

L’avvio di percorsi didattici basati sullo studio e l’applica di dispositivi sensoriali costituisce una tappa significativa nelle esperienze sui robot. La presenza dei sensori (contatto, luce, suono, …) consente di intraprendere molteplici esperienze con progetti di robot capaci di ricevere informazioni dall’ambiente e di comportarsi nel modo previsto dalla programmazione
Il controllo robotico

La progettazione di un veicolo che debba, ad esempio, muoversi in una stanza senza essere fermato dal primo ostacolo che incontrerà ed agire, quindi, “intelligentemente”, richiede un certo impegno sia sul piano delle problematiche costruttive del robot ( stabilità strutturale, agilità dei movimenti,… ) che su quello della programmazione e del controllo. Gli studenti saranno incoraggiati a sviluppare in modo autonomo procedure informatiche efficienti, progettando algoritmi di controllo per poi tradurli in linguaggio di programmazione

Moduli didattici innovativi

Per una disseminazione delle esperienze: i laboratori aperti alle scuole del territorio
Le scuole, si costituiranno come “laboratori aperti”. Infatti è previsto che alcune classi degli istituti interessati alla robotica educativa e alle nanotecnologie partecipino ad attività di laboratorio con moduli didattici organizzati da studenti-tutor e da docenti.

Risultati e monitoraggio

  • acquisire metodi per la risoluzione dei problemi e il gusto di realizzare i propri progetti, frutto della fantasia e della razionalità;
  • stimolare la capacità di analisi, la capacità organizzativa e la capacità di comunicare, utilizzando l’operatività;
  • acquisire la capacità di assumere ruoli costruttivi e collaborativi all’interno del gruppo;
  • saper organizzare i dati del problema da risolvere (Es: cosa dovrà fare un veicolo per uscire da un recinto? Cosa dovrà fare un veicolo per seguire una linea colorata? ):
    • sviluppare le possibili strategie risolutive del problema mediante schemi o grafici utilizzando la sequenza delle istruzioni che dovranno essere impartite al robot;
    • tradurre gli algoritmi in un linguaggio di programmazione per l’RCX;
    • saper individuare le problematiche software o hardware in caso di funzionamento non corretto del robot.

Gli studenti delle scuole in rete potranno essere coinvolti nella partecipazione ad eventi quali quelli promossi dalla Rete Amico Robot in cui gli alunni avranno la possibilità di ripercorrere e ricostruire le tappe più significative del lavoro sulle tecnologie innovative. Inoltre è prevista la pubblicizzazione delle varie tappe del progetto per mezzo di video.