Progetto ACARISSROBOTICA

Istituto Comprensivo “G.Galilei”

Montopoli V.A (Pisa)

Prof. Licia Ventavoli

Acariss[progetto biennale]

Il Progetto ACARISS nasce per collegare il mondo della Scuola

con quello della ricerca, sviluppando approcci innovativi per

migliorare e rendere più gradevole l’apprendimento delle discipline

scientifiche.

I ricercatori dell'Istituto di Biometeorologia del Consiglio

Nazionale delle Ricerche (CNR - IBIMET), della Scuola

Superiore di Studi Universitari e Perfezionamento

Sant'Anna (SSSA) e del Dipartimento di Psicologia

dell'Università di Firenze(UNIFI) hanno sviluppato moduli didattici

applicabili in classe e basati sull’Inquiry Based Science Education,

un metodo pedagogico che stimola gli studenti a formulare

domande, capire un fenomeno e risolvere i problemi.

• ACARISS è un progetto finanziato dalla Regione Toscana

Il metodo IBSE

Inquiry Based Science Education (IBSE) o Inquiry Based Learning (IBL) è

l’approccio pedagogico promosso dalla Commissione Europea (Rapporto

Rocard 2007) basato sull’investigazione, che stimola la formulazione di

domande e azioni per risolvere problemi e capire fenomeni.

Per l’applicazione di questo metodo in classe è adottato il 5E Model attraverso

le seguenti fasi:

Engage: stimolare nello studente la curiosità per un fenomeno

scientifico

Explore: ideare e allestire una procedura sperimentale

Explain: teorie e modelli per spiegare il fenomeno

Elaborate: elaborazione e ampliamento dei concetti appresi

Evaluate: realizzazione e valutazione di un modello finale.

Anno scolastico 2011/12

Primo anno di sperimentazione:

Classe III A

• 25 alunni

• tempo impiegato: circa 12 ore

Il lavoro in classe

• Dopo una fase organizzativa abbastanza

laboriosa, il lavoro in classe ha preso avvio il

10 Febbraio 2012.

• Quel giorno la dott. Elisa Buselli ha introdotto

l’argomento ai ragazzi dapprima servendosi

di una presentazione dove si trattava degli

sviluppi tecnologici legati alla robotica e poi

ha mostrato dei piccoli robot ai ragazzi, che

hanno dimostrato tantissimo interesse fin

dall’inizio.

Alcuni robot (Scuola Superiore Sant’Anna)

• Dustbot (il robot spazzino)

http://www.youtube.com/watch?v=wtpNCnfkKE8

• Hydronet (per il monitoraggio delle acque marine)

Fase operativa: lo studio e

l’organizzazione del lavoro in classe

Prerequisiti

• Conoscenza di alcuni elementi di informatica: i diagrammi di flusso.

• Sistemazione delle conoscenze e approccio al lavoro operativo: ripasso del concetto di velocità e della proporzionalità.

• Suddivisione della classe in gruppi

• Predisposizione del blog sul sito Acariss

• Lavoro di ricerca sull’utilizzo dei robot

Il diagramma di

flusso

il blog

la costruzione dei robot

la programmazione del robot

• Studio del programma da parte

dell’insegnante

• Intervento dell’esperto per l’aiuto

• Scelta del compito da far fare al robot

• Prove ripetute

Il compito da far fare al robot

Configurare l’Hardware

Nuovo

Apri

Salva

Inserire gli elementi (sensori e motori) come sono disposti nel robot reale.

Pagina di programmazione

Trascinare le icone sulla griglia per creare un programma

EsempioProgramma 1 : il robot procede avanti

inizio

Mot. 1 avanti

Mot. 2 avanti

Aspetta 5 s

Fine

Diagramma di flusso Blocchi di programma

LEGENDA:

Begin = Inizio

End = Fine

Fwd (Forward ) = Avanti

Bwd (Backward) = Indietro

Slo (Slow) = Lento

Mid (Middle) = Medio

Hi (High) = Veloce

Difficoltà e vincoli

• Classe terza (ha gli esami da affrontare)

• Numerosità e vivacità della classe

• Ristrettezza dei tempi da dedicare al

lavoro (12 ore sono state poche!)

• Difficoltà nel far eseguire il compito al

robot

Le strategie metodologiche per

superare le difficoltà

• Specializzazione di alcuni alunni nello

svolgimento del compito

• Utilizzo di 2 soli robot

• Semplificazione del compito

• ….

Le scelte dei ragazzi: la storia

• La storia di Topolino e Minnie

Minnie, dolce e raffinata alla vista di

Topolino tutto solitario se ne innamorò...

Annamaria e Greta, hanno fatto

incontrare i robot Topolino e Minnie e il

loro innamoramento li ha portati subito

alle nozze :)

Topolino e Minnie

Festa finale• L’8 maggio 2012 si

è svolta la festa

finale e i robot

Minnie e Topolino

hanno vinto il

premio per il

miglior design.

Risultati didattici raggiunti

Risultati dell’area cognitiva Potenziamento delle capacità di risoluzione dei problemi

Potenziamento di alcune conoscenze di matematica e fisica: proporzionalità, velocità, gli angoli e la loro misura, utilizzo di sistemi di riferimento, utilizzo di algoritmi, riproduzioni in scala, sistema metrico decimale, la misura.

Risultati relativi all’area metacognitivaImparare per prove e dagli errori.

Imparare a collaborare

Lavorare con il metodo scientifico

Imparare ad argomentare

Anno scolastico 2012/13

Secondo anno di sperimentazione

Classe I A

�21 alunni

�Circa 20 ore

Intenti per questo secondo

anno di sperimentazione

Classe prima

Contenuti più prettamente matematici

- Misura

- Concetto di angolo

- Caratteristiche dei poligoni

- Sistemi di riferimento

- Rappresentazioni in scala

La macchinina

La Pro-Bot

I comandi

Con Pro-Bot si può sviluppare un semplice programma usando

soltanto i tasti di direzione.

Usando il linguaggio di programmazione LOGO è possibile creare

un programma, cioè una sequenza di comandi eseguiti in uno

specifico ordine. Inoltre, sul dorso di Pro-Bot si trova un display

LCD dove compaiono i corrispondenti comandi Logo, ciascuno in

una riga. Finito di programmare basta premere il tasto “GO” e Pro-

Bot si muove. Lo schermo LCD permette di muoversi tra i diversi

comandi, cambiarli e cancellarli usando il tasto “CLEAR” e

attraverso il tasto “RPT” è possibile ripete un’operazione il numero

di volte che si vuole.

Prima fase operativa:

l’organizzazione del lavoro in classe

Il lavoro in classe è iniziato a Dicembre 2012 e anche

questa volta la dott. Elisa Buselli ha introdotto

l’argomento della robotica ai ragazzi.

Inoltre nella fase preliminare sono state sviluppate

queste attività:

• sono stati introdotti alcuni elementi di informatica come, ad esempio, i diagrammi di flusso.

• predisposizione del blog sul sito Acariss

• lavoro di ricerca sulle caratteristiche dei robot e sul loro utilizzo

• visita al Polo Sant’Anna a Pontedera

La scelta del compito da far fare al robot

BRAIN STORMING

-assegnazione del compito ai gruppi

LA SCELTA

-la scritta ROBOT

Prerequisiti

Il concetto di angoloLa misura degli angoliUso degli strumenti di misuraI diagrammi di flusso

Di quanto dobbiamo deviare?

Il problema delle unità di misura

Il problema è stato risolto in questo modo:

1 cm nel quaderno “a quadrettoni” = 10 cm nella realtà

PROBLEMI DI ORIENTAMENTO

ANDARE A SINISTRA O A

DESTRA?

x

Camminiamoci sopra…

Necessità di spostarsi nel sistema di

riferimento per capire “come funziona”

Discutiamo…e poi misuriamo

Discutiamo tutti insieme

Condividiamo le idee

… e poi ognuno sul proprio quaderno

Proviamo se “funziona”…

questa

volta..no

� � �

..e questa volta sì!!

☺ ☺ ☺

Il mega-cartellone prende forma!

Approfondiamo le conoscenze

…ecco i poligoni

Il rettangolo ovvero la “O”

I poligoni regolari

Triangolo equilatero rpt [ 3 30 120 ]

Quadrato rpt [4 30 90]

Pentagono rpt [5 30 72]

Esagono rpt [6 30 60]

autovalutazione

Nomi Interventi nel blog Partecipazione ad

eventi

cartelloni Contributi al

lavoro

Stella - 100 - 120

Carlotta 50 - 20 50

Piero 50 - - -

Stefano - 100 - 50

Giovanni - - 80 -

MetodologiaLearning by doing, ma anche learning by thinking.

Operare pensando, riflettendo, discutendo con se stessi e con gli altri

(cooperative learning).

Fare e pensare non si può senza essere motivati.

Oggi si parla di intelligenza affettiva.

L’intelligenza, il pensiero, la stessa azione sono sempre sostenute

dall’affettività: learning by loving!

Perché gli alunni operino e pensino, debbono essere motivati: non si

impara senza motivazioni, non si comprende senza motivazioni, non si

ricorda senza motivazioni.

La scuola deve essere il luogo dell’amore del sapere (philosophia =

amore del sapere). Anche "Studium" in latino significa "passione,

desiderio, impulso interiore" e quindi studente è "colui che ama il

sapere".

La scuola è il luogo della gioia di imparare pensando e facendo.

Se faccio e se penso, capisco e ricordo. Ma non posso fare e pensare

senza amare quello che faccio e penso.

Learning by doing, by thinking and by loving!

Dal blog…

Traguardi per lo sviluppo delle competenze (2012)

dalle Indicazioni nazionali per il curricoloIn riferimento alla normativa vigente (regolamento recante indicazioni nazionali per il

curricolo della scuola del primo ciclo d’istruzione – D.P.R. n. 89 del 20 marzo 2009) e ancor

più nello specifico nelle indicazioni sul tema della Matematica: “traguardi per lo sviluppo

delle competenze al termine della scuola secondaria di primo grado”, si legge quanto

segue:

1)L’alunno riconosce e risolve problemi in contesti diversi valutando le informazioni e

la loro coerenza.

2)Spiega il procedimento seguito, mantenendo il controllo sia sul processo risolutivo

che sui risultati.

3)Confronta procedimenti diversi e produce formalizzazioni che gli consentono di

passare da un problema specifico ad una classe di problemi.

4)Produce argomentazioni in base alle conoscenze acquisite.

5)Sostiene le proprie convinzioni portando esempi e controesempi adeguati e

utilizzando concatenazioni e affermazioni: accetta di cambiare opinione riconoscendo

le conseguenze logiche di una argomentazione corretta.

6)Rafforza un atteggiamento positivo verso la matematica attraverso esperienze

significative e capisce come gli strumenti matematici siano utili in molte situazioni per

operare nella realtà.

11 maggio 2013

La festa finale

La festa finale

Prof. Licia Ventavoli

liventa@inwind.it