LA ROBOTICA EDUCATIVA NELLA SCUOLA PRIMARIA
Donatella Merlo
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RINGRAZIAMENTI
Questo libro è il risultato di unʼattività condotta in gran parte nel Primo circolo didattico di
Pinerolo in cui ho lavorato per 9 anni prima di andare in pensione. Ho iniziato lʼattività di
robotica nel 2001 con la mia classe quarta di allora e poi, nel corso degli anni, il mio esempio
è stato seguito da un piccolo gruppo di insegnanti-pionieri che si è dato molto da fare, non
solo nel lavorare concretamente con gli allievi ma anche nel documentare lʼattività svolta per
offrirla ai colleghi e alle famiglie. Allʼinizio di ogni attività compaiono i nomi degli insegnanti che
le hanno svolte, con il mio aiuto o da soli. Un particolare ringraziamento a Paola Sgaravatto
che si è spesa molto al di là di ciò che avrebbe dovuto, superando difficoltà e investendo
tempo (molto tempo!) per la propria formazione, per la progettazione delle attività nel circolo,
per indirizzare e incoraggiare i colleghi. Ringrazio il dirigente scolastico, Dott.ssa Margherita
Drago, che ci ha sempre sostenuti nelle nostre sperimentazioni, investendo molte risorse e ...
fidandosi molto di noi. Infine devo ringraziare Scuola di Robotica, in particolare Fiorella e
Emanuele, che mi hanno dato la spinta necessaria, oltre a possibilità concrete, per diffondere
la mia esperienza al di là dei confini della mia scuola.
Senza lʼaiuto di tutte queste persone questo libro non sarebbe stato possibile. Grazie a tutti!
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INDICE
PRIMA PARTE
INTRODUZIONE ALLA ROBOTICA EDUCATIVA
Che cosa è la robotica educativa
La robotica educativa e gli obiettivi di apprendimento della scuola primaria
• Obiettivi dell’area linguistico-artistico-espressiva
• Obiettivi dell’area matematico-scientifico-tecnologica
SECONDA PARTE
LE ATTIVITÀ DI ROBOTICA EDUCATIVA NELLA SCUOLA PRIMARIA
I materiali e gli strumenti
• Il kit WeDo
• Il kit Lego Mindstorms NXT
• Il kit Lego RCX
Il laboratorio di robotica: uno sguardo alla metodologia di lavoro
TERZA PARTE
ESPERIENZE NELLA SCUOLA PRIMARIA
In classe prima
• Il mondo di Quark
• Il portiere matematico
• La storia di Pilù
In classe seconda
• Acrobot, un animale-robot
In classe terza
• Il leone, il coccodrillo e la giostra degli uccellini
• Programmare senza computer
• Riciclor, un robot per capire la raccolta differenziata
In classe quarta
• Robotolo, un cane robot
• Distruggere per ricostruire
• Ingranaggi
In classe quinta
• Inventorbot gioca a basket
APPENDICE
Dalla scuola primaria alla scuola dell’infanzia
BIBLIOGRAFIA
SITOGRAFIA
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PRIMA PARTE
INTRODUZIONE ALLA ROBOTICA EDUCATIVA
Che cosa è la robotica educativa
L’idea di far costruire robot ai bambini con kit appositi non è nuova. Sono
molti anni che da semplice giocattolo, sovente copia di personaggi dei
cartoni animati, i robot sono entrati nelle scuole come artefatti utili per
l’apprendimento. Progettare e costruire un robot mette in gioco molteplici
abilità ed è un’attività che si svolge in un ‘laboratorio’ per il cui allestimento
non servono spazi diversi dall’aula. É sufficiente aprire la scatola e il ‘gioco’
può cominciare. Sì, perché di gioco si tratta e come tale è vissuto dai
bambini, anche se fatto a scuola, un gioco che diventa contesto di
apprendimento grazie all’intenzionalità dell’insegnante che sa cogliere gli
aspetti importanti per far evolvere le capacità dei suoi allievi in tutte le
direzioni che il mezzo suggerisce. E, come vedremo, sono tante.
I robot sono artefatti particolari perché simulano il comportamento di un
vivente, uomo o animale. Questo fa sì che vengano percepiti come esseri
dotati di un’intelligenza propria, con cui si può comunicare e quindi
instaurare una sorta di ‘relazione’. Questo aspetto, dal punto di vista
educativo, è molto potente perché, proprio grazie al legame particolare che
si instaura fra l’oggetto e chi lo costruisce, contribuisce a creare una
motivazione negli allievi.
Il ‘gioco’ della robotica educativa prevede che gli allievi si costruiscano il
giocattolo, cioè il robot. Dall’ideazione alla realizzazione concreta, che
comprende anche la programmazione dei comportamenti che si vogliono
ottenere dal robot, passa diverso tempo, il gioco non è immediatamente a
disposizione. Prima di giocare bisogna investire in attenzione, impegno,
collaborazione, capacità organizzativa e mettere a frutto abilità più
specifiche legate alle diverse operazioni da svolgere. L’allievo deve mettere
insieme i pezzi seguendo le istruzioni, ma deve anche saper attendere il
proprio turno; deve scrivere il programma per ottenere il risultato voluto ma,
se non succede quel che deve succedere, deve cercare l’errore e provare
di nuovo. È quindi il percorso che si fa per raggiungere l’obiettivo che
conferisce valore educativo all’attività.
Questo ambiente di apprendimento è ricco di situazioni di problem solving
e richiede da parte degli allievi capacità di concentrazione sul compito e di
3
riflessione, ma non un lavoro ‘individuale’: il mezzo per giungere alla
soluzione dei diversi problemi, che si incontrano durante il percorso, è
sempre la discussione tra pari, nel piccolo gruppo e nel gruppo classe.
Come si configura allora il ruolo dell’insegnante? Il suo compito diventa
aiutare gli allievi a raccogliere le idee, a rielaborarle o a organizzarle in
modo coerente per raggiungere lo scopo, senza sostituire il loro pensiero
con il suo; la situazione è coinvolgente anche per un adulto e, se
l’insegnante vive quest’attività come gioco ed esce momentaneamente dal
suo solito ruolo, riesce anche a svolgere il suo compito con più efficacia. La
robotica può diventare un modo per rompere con la didattica tradizionale
perché fa scoprire nuovi modi di organizzare il rapporto tra insegnanti,
alunni e sapere.
Rileggendo alcuni vecchi materiali sulla robotica ho ritrovato un pezzo
scritto da Resnick (Resnick et al., 1996) dove si raccontano le prime
esperienze con il Mattoncino Programmabile, il futuro Lego Mindstorms. Mi
hanno colpita queste frasi1: “Nel nostro lavoro siamo interessati a cose che
pensano non perché possono compiere particolari mansioni più facilmente,
economicamente o intelligentemente, ma perché possono rendere la gente
capace di pensare alle cose in modo nuovo. Cioè le cose che pensano ci
interessano di più quando agiscono anche come ‘cose con cui pensare’.
Crediamo che il M.P. agisca giusto in questo modo, permettendo ai bambini
di svolgere nuovi tipi di esplorazioni e di esperimenti e di impegnarsi in
nuovi tipi di pensiero.”
Queste poche parole riassumono ciò che ho sperimentato con i miei allievi
ogni volta che ho proposto loro di lavorare con i robotini. Nello stesso testo
gli autori producono anche un elenco di ‘Venti cose da fare con un
Mattoncino Programmabile’. Scorrendo l’elenco mi sono accorta che con i
kit Lego è possibile fare praticamente tutto ciò che lì è elencato: una
caratteristica che distingue questo materiale da altri kit in commercio è
proprio la sua flessibilità cioè la possibilità di creare qualsiasi oggetto ci
venga in mente.
La ventesima cosa dell’elenco è: ‘Pensare ad altre venti cose da fare con
un Mattoncino Programmabile’. Spero che la lettura di questo libro stimoli in
tal senso sia gli insegnanti che gli alunni.
1 riporto la traduzione in italiano in mio possesso, probabilmente opera di Gabriella Garofalo
dell’ex-IRRE Lombardia.
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La robotica educativa e gli obiettivi di apprendimento della scuola
primaria
Le indicazioni per il curriculum della scuola primaria, nel definire l’ambiente
di apprendimento, richiamano in modo esplicito la necessità di “Realizzare
percorsi in forma di laboratorio, per favorire l’operatività e allo stesso tempo
il dialogo e la riflessione su quello che si fa. Il laboratorio è una modalità di
lavoro che incoraggia la sperimentazione e la progettualità, coinvolge gli
alunni nel pensare-realizzare-valutare attività vissute in modo condiviso e
partecipato con altri.” (MPI, 2007, p. 46). Le attività di robotica sono
necessariamente attività di laboratorio perché hanno come obiettivo la
realizzazione di un prodotto, il robot. Per costruirlo, come vedremo,
occorrono abilità manuali, intellettuali e sociali.
Una strategia di insegnamento che conduca gli allievi a formarsi queste
abilità può essere presa in considerazione da parte degli insegnanti a patto
che, a obiettivi di carattere generale, se ne accompagnino altri più definiti a
livello disciplinare. Questa affermazione deriva dal fatto che è sempre più
difficile far coincidere i tempi della scuola con quelli di apprendimento degli
alunni e quindi gli insegnanti devono imparare a economizzare sul tempo,
dando rilevanza ad attività che consentano un ‘rapido’ raggiungimento degli
obiettivi.
L’esperienza fatta sul campo con il laboratorio di robotica mi ha permesso
di elaborare dei percorsi di apprendimento con obiettivi disciplinari ben
precisi sia nell’area linguistico-artistico-espressiva sia in quella matematicoscientifico-tecnologica. Facendo riferimento alle indicazioni è possibile
quindi progettare unità di apprendimento che si sviluppino a partire dai
robot. Ma qual è il valore aggiunto di queste attività rispetto ad altre,
ugualmente importanti, che si possono realizzare sempre in un’ottica
laboratoriale?
Oltre al fattore delle motivazioni, a cui si accennava prima, determinato dal
rapporto privilegiato che si stabilisce fra l’allievo e il suo prodotto, la
robotica offre una possibile soluzione ad un problema generale
dell’apprendimento, quello della contestualizzazione delle conoscenze. I
saperi devono essere incorporati in campi di esperienza significativi per
acquistare senso nella mente di chi apprende, perché solo in questo modo
gli allievi possono gradualmente ri-costruire le conoscenze che consentono
loro di comprendere i fatti del mondo.
Capire è sempre a carico dell’allievo, ma cercare contesti, che mettano in
gioco conoscenze e diano nello stesso tempo motivazioni al capire, è a
carico dell’insegnante. I robot possono aiutare perché sono oggetti che
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fanno parte della cultura attuale in cui i nostri allievi sono immersi fin dalla
nascita.
Le conoscenze incorporate in fatti di esperienza, e quindi anche negli
artefatti che li accompagnano, sono intrecciate tra di loro e non si possono
separare. Si possono solo adottare di volta in volta punti di vista differenti
con cui leggere i fatti che succedono o le azioni che si compiono in quel
contesto. La robotica, sia quella ‘adulta’ sia quella ‘scolastica’, come
vedremo più avanti, è un’attività tipicamente interdisciplinare: per costruire
e programmare un robot occorrono tante competenze diverse. Ma come si
fa allora ad entrare nello specifico di una disciplina?
Non è necessario che l’alunno ne sia subito consapevole: è l’insegnante
che al momento giusto evidenzia la specificità di una disciplina, nascosta
dentro un aspetto particolare dell’attività che gli alunni stanno svolgendo, e
fa prendere loro coscienza del sapere in gioco. In seguito, sempre
l’insegnante, lavora con i suoi alunni per rendere quel sapere via via più
stabile e trasferibile a nuove situazioni cercando altri contesti che lo
rendano nuovamente significativo.
Obiettivi dellʼarea linguistico-artistico-espressiva
Le attività che propongo in questo libro mettono in evidenza come la
robotica permetta di sviluppare tutte le competenze linguistiche di base dal
parlato all’ascolto, dalla fruizione alla produzione della lingua scritta. Mentre
si progetta o si costruisce un robot si parla e si discute con i compagni e
con l’insegnante. La discussione in classe è lo strumento per condividere
idee e significati, per fare previsioni e spiegare funzionamenti. Durante la
discussione nascono i conflitti tra gli alunni che diventano stimoli per
cercare spiegazioni sempre più coerenti e giungere poco per volta a
padroneggiare conoscenze. Ma quale linguaggio si sviluppa nel corso di
questa attività? Si forma un linguaggio per capire, un linguaggio che aiuta il
pensiero, perché l’esigenza di comunicare con altri obbliga a chiarire anche
a se stessi ciò che si pensa e, nel farlo, ci si appropria di quel sapere.
Si ascolta e si parla quando si costruisce in piccoli gruppi; quando, dopo
aver costruito, si spiega alla classe ciò che si è fatto; quando chi ha in
mano il libretto delle istruzioni spiega al compagno come mettere insieme i
pezzi; quando si ‘chatta’ con gli amici di un’altra scuola per chiedere aiuto
ai più esperti. I diversi contesti in cui avviene la comunicazione
rappresentano anche differenti registri e modalità comunicative. Da quelli
sincopati e gestuali del dialogo a due a quelli più formali e complessi della
discussione collettiva.
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Si legge per entrare nel contesto della robotica attraverso letture stimolanti,
ad esempio i racconti di Asimov; ma si legge anche per informarsi su
aspetti tecnici, sull’uso di nuove tecnologie, sulle scoperte scientifiche. O si
legge semplicemente per conoscere una storia scritta da altri che ha come
protagonista un robot.
Si scrive per spiegare strutture, funzionamenti usando, quando serve,
anche il disegno; per produrre elenchi di istruzioni per costruire o per far
funzionare; per fare inventari di pezzi. Ma anche per comunicare,
raccontare, condividere un'esperienza attraverso un testo scritto o, di
nuovo, per raccontare storie.
Un aspetto sempre difficile da trattare, soprattutto nella scuola primaria, è
la riflessione sulla lingua. Se durante l’attività si producono diversi tipi di
testi è ovvio che si avranno molti materiali da rielaborare, ma ciò che mi
interessa sottolineare è come la scrittura in contesti di questo tipo favorisca
naturalmente l’evolversi dei costrutti linguistici. Dall’uso prevalente di
proposizioni coordinate (e poi ... e poi ... e poi), tipiche del racconto
sequenziale di azioni e di procedure, le situazioni forzano all’uso di strutture
più complesse come i diversi tipi di subordinate (se ... allora, perché,
finché, mentre...) per esprimere relazioni di causa/effetto, relazioni spaziotemporali, dipendenze di variabili... Se l’attività è condotta in una situazione
di cooperazione tra classi, l’esigenza di comunicare, abitua ad un controllo
continuo della struttura logica delle frasi e del testo per renderli chiari e
comprensibili a tutti.
Non mi soffermo sui possibili collegamenti con la lingua straniera, in
particolare l’inglese, e con l’educazione artistica perché gli esempi di attività
li renderanno comunque espliciti.
Obiettivi dellʼarea matematico-scientifico-tecnologica
Tra le esperienze extrascolastiche già fortemente matematizzate che fanno
parte della vita di tutti i giorni nel curriculum proposto dall’Unione
Matematica Italiana nel 2001 (UMI, 2001) sono citate le ‘macchine’ che
comprendono sia la bicicletta sia il frullatore o il distributore di bibite. Una
macchina di solito incorpora molte conoscenze matematiche e, quando se
ne costruisce una, bisogna occuparsi di ingranaggi e meccanismi e dei loro
funzionamenti.
Tutto ciò, opportunamente guidato dalla mano esperta di un insegnante,
conduce allo sviluppo di “competenze relative all’ordine in cui si verificano
certi eventi (es. il distributore di bevande; il lettore dei biglietti dell’autobus),
alla forma, collegata alla funzione (es. la bilancia a due piatti, le pinze, il
cavatappi, il frullatore a mano, la centrifuga scola-insalata, la bicicletta), a
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relazioni tra numeri (i numeri di giri nel cambio della bicicletta, le
composizioni di pesi nella bilancia a due piatti).” (UMI, 2001). Secondo me,
il robot offre le stesse possibilità di queste ‘macchine’ con, forse, qualche
vantaggio in più.
Immaginiamo allora un’attività di robotica durante la quale gli allievi devono
imparare a distinguere i pezzi uno dall’altro in base al numero di denti
(ingranaggi) o di buchi (travi) oppure devono calcolare il rapporto ottimale
fra due ruote dentate per ottenere un certo risultato con un ingranaggio.
Immaginiamo i nostri piccoli allievi mentre costruiscono e leggono le
istruzioni e si pongono problemi di orientamento e di punti di vista o si
accorgono che, ragionando sulla simmetria delle parti, si procede più
rapidamente e senza errori. Infine immaginiamo il robot che si muove nello
spazio dell’aula mentre gli allievi prestano attenzione alle forme dei
percorsi, ai cambiamenti di direzione e agli angoli…
La fase di programmazione richiede ancora competenza matematica, in
particolare abilità logiche e capacità di utilizzare le unità di misura. La
programmazione del robot è a oggetti e quindi ogni elemento è gestito
tramite un pannello di controllo: per scegliere l’opzione giusta bisogna
conoscere misure di lunghezza, di tempo, di ampiezza degli angoli... Ad
esempio la rotazione di un motore si controlla con tre modalità differenti: si
può determinare misurando un tempo, impostando un numero di rotazioni o
un numero di gradi di rotazione dell’asse del motore. Ma come facciamo a
prevedere quanta strada farà un robot con una rotazione se le sue ruote
hanno un diametro di 5 cm? E se fossero solo di 2 cm? È necessario
ragionare su diametri e circonferenze.
La struttura di un programma, che richiama i diagrammi di flusso, obbliga
ad una particolare attenzione alle procedure perché non sempre si ottiene
immediatamente il risultato voluto: è necessario ragionare sui feedback e
cercare le cause di un certo comportamento per poter correggere il
programma. Spesso la causa dell’errore è nella struttura logica del
programma: ciò che ha senso per il nostro linguaggio, non è detto che
coincida con quello che la macchina interpreta attraverso il suo. In altri casi
è sufficiente modificare un tempo, una lunghezza. L’errore diventa stimolo
all’azione e al ripercorso delle proprie azioni sviluppando capacità cognitive
di alto livello perché occorre tenere sotto controllo tanti differenti parametri.
La discussione intorno a problemi di costruzione del robot, di
funzionamento di sue parti o di programmazione, stimola alla produzione di
congetture e argomentazioni. Queste abilità, che nel curriculum dell’UMI
sono considerate basilari nell’attività matematica, sono sovente trascurate,
soprattutto da chi è ancorato a un modello di insegnamento/apprendimento
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della matematica di tipo trasmissivo e meccanico. Questo tipo di abilità si
esercita solo in contesti in cui gli allievi siano chiamati a risolvere veri
problemi, a raccogliere sfide e a risolvere conflitti cognitivi. La robotica offre
in continuazione situazioni di questo tipo.
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SECONDA PARTE
LE ATTIVITÀ DI ROBOTICA EDUCATIVA NELLA SCUOLA PRIMARIA
I materiali e gli strumenti
Per costruire un robot funzionante occorre un kit di costruzione. Le
esperienze presentate in questo libro prevedono l’utilizzo di due kit prodotti
dalla Lego, Mindstorms e WeDo. Alcune attività propedeutiche alla robotica
si possono svolgere con giochi di simulazione2 e utilizzando materiali di
recupero, ma la costruzione di un ‘vero’ robot ha indubbiamente valenze
educative in più.
Come affrontare il problema dell’acquisto dei kit? Di solito per le scuole non
è difficile procurarsi i fondi per acquistarne uno in modo da far partire
l’attività in una o due classi.
Nel corso degli anni ho sperimentato, e visto sperimentare, diverse
strategie per acquisire risorse finanziarie. Ne elenco alcune:
• creare una rete di scuole per mettere in comune dei fondi e procedere
all’acquisto di un certo numero di kit da utilizzare a rotazione;
• partecipare a bandi regionali, nazionali e internazionali sulle attività
scientifiche e tecnologiche3;
• presentare progetti agli Assessorati Istruzione e Pari opportunità4 degli
Enti locali (Comuni, Province, Comunità montane);
• presentare progetti a Enti privati (Banche, imprese locali che operano nel
campo dell’automazione, centri commerciali)
2
Il Progetto Roberta (cfr. pag. 19) prevede l’uso di un simulatore – RobertaSim – cioè di un
software che riceve un programma e mostra a video il risultato della programmazione sul
robot; un altro software Lego Digital Designer, scaricabile gratuitamente dal sito Lego,
permette di progettare il robot usando la grafica in 3D e di produrre automaticamente, a partire
dal disegno realizzato, le istruzioni per la costruzione.
3
La robotica educativa può coinvolgere diverse aree disciplinari e quindi permette, a seconda
del taglio che si dà al progetto, di avere uno spettro abbastanza ampio di contenuti (scienze,
informatica, ICT… ma anche matematica, attività espressive, comunicazione ecc.)
4
Il Progetto Roberta (cfr. pag. 19) ha come obiettivo l’incremento dell’interesse delle ragazze
per le materie scientifiche e tecnologiche, ha quindi un taglio relativo al genere che può
interessare gli Assessorati alle Pari Opportunità.
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• realizzare attività con gli allievi finalizzate al reperimento di fondi
(mercatini, mostre).
Tutte queste modalità sono state sperimentate con successo dalle classi
con cui ho avuto contatti. Quindi un’esperienza che inizialmente può
apparire condizionata dalla mancanza della ‘materia prima’ in realtà si
rivela molto più fattibile di quanto non si possa credere.
In alcuni casi, agli insegnanti che, essendo già formati, desideravano
avviare l’attività con le loro classi, sono stati dati in prestito i kit da parte di
Scuola di Robotica5. Questo ha consentito ad alcuni insegnanti di mostrare
ai colleghi che cosa si poteva fare e in breve tempo ne sono stati coinvolti
altri. Il prestito dei kit ha funzionato: ciò che sembrava irrealizzabile, perché
sconosciuto, è diventato praticabile, mobilitando così risorse ed energie.
Ora esamineremo brevemente i tre kit che ho utilizzato nel corso degli anni
a cominciare dal più recente.
Il kit WeDo
Il kit comprende più di cento mattoncini Lego colorati, ingranaggi e pulegge,
un motore, un sensore di movimento e un sensore di inclinazione, un hub
USB che si collega direttamente a un PC per permettere il controllo dei
sensori e del motore. Il software per
la programmazione e l’Activity
Pack, che contiene istruzioni di
costruzione e guida didattica per
svolgere 12 attività, sono venduti a
parte.
Le attività sono strutturate in 4 temi,
ciascuno focalizzato su un ambito
disciplinare:
Macchine sorprendenti
La scatola del kit e un modellino costruito
sulle
Scienze
fisiche,
Animali
selvaggi sulla Tecnologia, Giocare a
calcio sulla Matematica, Storie di
avventura sul Linguaggio.
Il kit consente la realizzazione di modelli statici che hanno la possibilità di
compiere movimenti in uno spazio limitato e di utilizzare dei sensori.
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Scuola di Robotica è un’associazione no profit con sede a Genova che si occupa di robotica
educativa e di roboetica, è ente riconosciuto dal MIUR per la formazione degli insegnanti.
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La vocazione del kit è
prettamente
didattica
e
focalizzata sul curriculum della
scuola primaria. Per questo è
stato realizzato un manuale per
l'insegnante molto dettagliato,
una vera guida didattica che
suggerisce il lavoro fase dopo
fase.
Per sviluppare le attività si
organizza la classe in piccoli
gruppi, ognuno dotato di un kit e I dodici modellini da costruire con le indicazioni
contenute nell’Activity Pack
di un computer oppure si fa
svolgere l’attività a rotazione,
come negli esempi che illustrerò.
Ogni attività prevede due livelli, uno base e uno avanzato, che di solito
richiede costruzione e programmazione aggiuntiva. Terminata la
costruzione base del modello, oggetto dell'attività, l'insegnante può
utilizzare le schede, fornite nel manuale, per far riflettere gli alunni e guidarli
verso determinati apprendimenti.
Le attività della sezione Guida introduttiva (Getting started) sono centrate
sullo studio degli elementi costruttivi (ingranaggi, motori, sensori...) o dei
blocchi di programmazione (Ripeti, Input casuale ecc.); aiutano gli allievi a
comprendere meglio sia il funzionamento delle varie parti di cui si compone
un robot sia le tecniche di programmazione, mettendoli così in condizione
di inventare e produrre nuovi modellini.
Di solito basta un breve addestramento perché allievi, anche molto piccoli,
riescano a svolgere tutte le fasi di costruzione e programmazione senza
aiuto. Le attività invitano gli allievi non solo a costruire e programmare, ma
anche a fare ricerche, scrivere, comunicare. Sul manuale sono specificati
gli obiettivi, suddivisi per ambito disciplinare, così l'insegnante può
scegliere il modellino che sviluppa meglio i concetti previsti dalla sua
programmazione.
Un breve cartone animato, da guardare sul computer, introduce
l’argomento e consente di collocare il modello dentro una situazione o una
storia fornendo la motivazione per la costruzione. Un altro modo per
collegare la realizzazione del robot con le esperienze degli allievi è la
proposta di inventare e poi drammatizzare una storia che abbia come
protagonisti i due personaggi guida, Mia e Max, impersonati dai bambini
stessi, che utilizzano il modello.
12
Dopo l'animazione compare una breve
presentazione dell'attività, in lingua
inglese, poi si susseguono le istruzioni
per la costruzione del modello.
L'esempio di programma da scrivere si
apre in una pagina divisa a metà per
consentire agli allievi di copiarlo nella
parte inferiore dello schermo.
La pagina per la programmazione con
Il manuale presenta tutto il percorso il modello di programma aperto in alto,
didattico e suggerisce le domande da in basso i blocchi programma da
porre agli allievi o semplici esperimenti trascinare.
da fare per guidarli verso la costruzione
delle nuove conoscenze. Nelle pagine
finali si trovano ulteriori attività di ampliamento, destinate agli allievi più
esperti o più creativi.
Il modello metodologico, seguito nelle
indicazioni didattiche, è detto delle '4 C'
dalle iniziali delle parole Connect
(Collegare con l’esperienza), Construct
(Costruire e programmare), Contemplate
(Riflettere), Continue (Continuare): é
chiaramente un modello costruttivista.
Il processo è ciclico perché ogni volta che
termina un’attività ne può partire una
nuova che sviluppa altre competenze e
permette
di reinvestire quelle appena
Il modello metodologico delle 4 C
acquisite.
Il kit Lego Mindstorms NXT
Il kit comprende tre componenti: il set base
con i materiali per costruire il robot, il
software e il trasformatore carica-batteria.
Il set base è composto da 431 elementi tra
cui il mattoncino programmabile NXT, la
batteria ricaricabile al litio, 3 servomotori
con sensori di rotazione integrati, 3
lampadine, 5 sensori (2 di contatto, 1 di
luce, 1 ad ultrasuoni che misura distanze e
Il kit Lego NXT: i mattoncini e gli
elementi costruttivi Lego Technic
13
può riconoscere oggetti in
movimento, 1 sensore audio),
un cavo USB per collegare il
mattoncino
al
computer,
centinaia di pezzi di montaggio
alcuni appositamente studiati
per il kit.
Il software NXT in italiano è
basato su Labview6 , consente
di programmare tramite icone
dal significato molto intuitivo.
Il software per la programmazione: a sinistra i
Inoltre contiene un tutorial con
blocchi di programmazione da trascinare nella parte
decine
di
esempi
di
quadrettata per comporre il programma; in basso il
costruzione
e
di
pannello di controllo dei blocchi e, a destra, i
pulsanti per trasferire il programma al robot.
programmazione
organizzati
per livelli di difficoltà.
È disponibile anche una guida
on-line integrata con il software
nel caso si debbano risolvere problemi specifici o sia necessario accedere
a funzioni più sofisticate. Il mattoncino è programmabile anche con
linguaggi testuali (C++, Java, NQC) con opportuni accorgimenti.
L’ultima versione del software, la 2.0,
contiene anche un modulo di Data
logging per la registrazione di dati
tramite i sensori e la produzione in
tempo reale di grafici riferiti alla
variabile misurata in funzione del
tempo. Questo amplia notevolmente
il campo di applicazione del kit
soprattutto in ambito matematico e
scientifico.
Il
trasformatore
permette
di
alimentare il mattoncino senza usare Un esempio di grafico creato con il modulo
batterie: si collega il mattoncino alla di Data logging e il sensore ad ultrasuoni
rete e si ricarica la batteria, un
6
Labview è un software della National Instrument molto conosciuto e utilizzato per la
programmazione di dispositivi elettronici e la simulazione del loro funzionamento in diversi
campi.
14
segnalatore
luminoso
indica
quando la ricarica è avvenuta. In
alternativa è sempre possibile
usare normali batterie (ne servono
6) inserendole al posto della
batteria
ricaricabile
con
un
coperchio in dotazione.
Il kit NXT consente la realizzazione
di
robot
che
si
muovono
autonomamente
e
reagiscono
Il mattoncino NXT con motori e
all’ambiente tramite i loro sensori. Le sensori collegati alle rispettive porte.
possibilità sono praticamente infinite,
unico limite la fantasia dei costruttori.
Essendo un materiale molto flessibile consente un utilizzo a diversi livelli di
complessità.
La programmazione di base di motori e sensori si può effettuare senza il
computer, utilizzando il display e i 4 tasti presenti sul mattoncino. Sul
manuale base, fornito su carta, ci sono esempi di programmi che si
possono realizzare con molto facilità.
Il manuale di istruzioni completo, fornito su cd-rom, è molto
particolareggiato ma è di tipo tecnico, quindi non sono fornite indicazioni
didattiche specifiche come per il kit WeDo.
Il kit Lego RCX
Il mattoncino programmabile RCX 2.0 è meno evoluto del nuovo NXT, ma
offre ugualmente ampie possibilità dal punto di vista didattico.
Per alcuni aspetti può essere
addirittura preferibile, ad esempio per
l’uso dei motori. Mentre nel nuovo kit
gli ingranaggi che riducono il numero
di giri sono integrati nel blocco
motore, e quindi invisibili per gli
allievi, con RCX è necessario
costruire tutto il sistema di ingranaggi
ragionando sul loro funzionamento.
Inoltre occorre prestare maggiore
attenzione
alla
solidità
della
I pezzi del kit Lego RCX
costruzione trovando modi per tenere
ben assemblate le varie parti, soprattutto se si
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programma il robot per reagire al contatto con ostacoli di vario genere.
Il kit fornisce due motori e tre sensori, due di contatto e uno ottico. Per
trasferire i programmi si usa un trasmettitore a raggi infrarossi e non è
previsto il collegamento diretto tra mattoncino e computer. Per
programmare il robot si deve sempre utilizzare il software. Per
l’alimentazione occorrono sei batterie.
Interessante il contenuto del CD-Rom che, oltre al software per la
programmazione, contiene anche una serie di attività di addestramento da
eseguire in sequenza per imparare come si costruisce e come si
programma il robot. Ad un livello più avanzato ci sono invece le ‘sfide’, cioè
situazioni di problem solving strutturate a partire da un obiettivo da
raggiungere, cioè qualcosa che deve fare il robot, e alcuni suggerimenti per
la costruzione (fotografie di particolari costruttivi) e per la programmazione
(esempio di programma), ma tutta la responsabilità della progettazione e
realizzazione è demandata agli allievi.
Le sfide appassionano gli allievi che gareggiano tra di loro per trovare
soluzioni originali.
Il laboratorio di robotica: uno sguardo alla metodologia di lavoro
Un primo aspetto a cui l’insegnante deve attribuire importanza è la
contestualizzazione dell’esperienza cioè il robot si deve costruire con uno
scopo. Non è difficile trovare nessi fra le attività programmate a scuola e la
robotica. Facciamo un esempio: un robot può simulare il comportamento di
un essere vivente, uomo o animale, e quindi progettare un robot nel
contesto di un’attività di scienze può aiutare a mettere in evidenza
funzionamenti e sistemi di controllo che hanno punti di contatto abbastanza
significativi con quanto succede negli organismi viventi. Pensiamo ad
esempio al ruolo dei sensori e al parallelo possibile con il funzionamento
degli organi di senso in alcune specie animali.
La robotica è una scienza che si è sviluppata fin dalle origini con il
contributo di diverse discipline e nella didattica è inevitabile che le discipline
coinvolte si intreccino l’una con l’altra. Anche a scuola, quindi, è
consigliabile lavorare in modo interdisciplinare. Ad esempio l’attività
didattica può iniziare con la lettura di un racconto di fantascienza o la
visione di un film e coinvolgere così l’ambito linguistico-espressivo, mentre,
in fasi successive, può focalizzarsi su problemi matematici o scientifici
aprendo verso nuove acquisizioni.
Come abbiamo già sottolineato la robotica presenta situazioni complesse e
quindi più adatte di altre a creare contesti favorevoli allo sviluppo di nuove
16
competenze e al potenziamento di quelle esistenti. Ma non basta costruire
e programmare il robot, ciò che conta a fini didattici è il processo che si
mette in moto.
La costruzione concettuale risulta più efficace se è sostenuta dalla
produzione di oggetti concreti come i robot. Ma le conoscenze non possono
essere trasmesse già pronte da una persona all’altra: occorre far leva sulle
idee spontanee e intuitive dagli allievi e sulle conoscenze in loro possesso.
A partire da queste, per successive approssimazioni e con la guida
dell’insegnante, si costruiscono conoscenze nuove.
Non tutte le conoscenze però possono essere costruite a partire da quelle
esistenti, in molti casi si tratta di dare informazioni o stimolare modi di
guardare che non nascono spontaneamente dall’esperienza del bambino.
L’insegnante quindi deve anche usare strategie per attivare quei saperi
ancora in costruzione che hanno bisogno di essere ‘risvegliati’ perché
fanno parte della zona di sviluppo prossimale: nelle situazioni che si creano
in laboratorio questo avviene in modo naturale.
La prima fase di un processo di apprendimento si basa quasi sempre
sull’imitazione: si guarda quel che fa l’esperto e poi si prova a fare la stessa
cosa, finché si acquisisce piano piano la necessaria autonomia e
competenza. Per questo motivo il modello dell’apprendistato cognitivo
risulta a volte più adeguato di quello tipicamente costruttivista a descrivere i
processi di costruzione di conoscenza che avvengono in laboratorio,
quando un ‘esperto’ (non necessariamente l’insegnante) si affianca ad un
allievo che muove i primi passi in un ambito ancora sconosciuto.
Il processo di apprendimento, perché si sviluppi in modo efficace, deve
svolgersi in un contesto sociale di negoziazione e di condivisione di
significati. Per costruire un robot è necessario organizzare la classe a
gruppi di 4–5 allievi che si suddividano i compiti e collaborino per
raggiungere un obiettivo comune. Nel momento del lavoro di gruppo
avvengono molti scambi tra gli allievi che, per sostenere le loro idee,
imparano ad argomentare e quindi ad esplicitare in forma verbale il perché
e il come avvengono certi fatti. In questo modo, insieme ad abilità sociali e
di comunicazione, si sviluppa il pensiero autonomo.
La motivazione degli allievi a portare a compimento il robot è molto forte e
aiuta, nel momento del conflitto, non sempre solo cognitivo, a superare
divergenze e difficoltà.
17
Lavorando in gruppo gli allievi comprendono che
certe azioni si possono compiere solo aiutandosi
a vicenda e che la costruzione del robot si può
accelerare se il modello è suddiviso in due o tre
parti che si possano costruire separatamente e
poi assemblare.
Durante l’attività l’insegnante deve porre molta
Collegare due pulegge
attenzione alle dinamiche che si creano nel
tendendo un elastico si fa
gruppo e dare regole precise che tutti devono meglio con quattro mani.
rispettare. Ad esempio un allievo ha l’incarico di
scegliere i pezzi dalla scatola e un altro ha quello
di assemblarli, ma nel corso del lavoro i ruoli devono essere scambiati; chi
osserva un compagno che costruisce non può toccare con le sue mani
l’oggetto in costruzione, ma può intervenire verbalmente suggerendo
strategie o facendo notare errori. Nello scambio il linguaggio si arricchisce
sia dal punto di vista lessicale che sintattico perché è necessario
individuare le parti di cui si compone il robot con un nome univoco e
condiviso e formulare frasi complesse per spiegare il funzionamento di
meccanismi e sensori.
La discussione in classe è il punto di forza dell’attività: per superare
difficoltà e risolvere problemi occorre rendere esplicito il
proprio pensiero e condividere le proprie conoscenze. É
quindi indispensabile che l’insegnante dia importanza ai
momenti di discussione collettiva e li strutturi in modo che
ciò che è avvenuto nel piccolo gruppo diventi patrimonio
comune e fattore di crescita per tutta la classe.
L’attività costruttiva è sempre affiancata da produzioni
scritte. I prodotti degli allievi nelle diverse fasi dell’attività
sono documenti preziosi perché nei disegni e nei testi gli
allievi esprimono idee e pensieri significativi collegati con
la loro esperienza. L’insegnante cura il fatto che siano,
non solo logicamente strutturati e coerenti con il sapere Robot costruito
in costruzione, ma anche interessanti dal punto di vista con materiali di
creativo ed estetico. Le esperienze di invenzione di storie recupero.
‘robotiche’, i disegni di robot immaginati e progettati a
partire dalle idee spontanee degli allievi, la costruzione di
robot in 3D con materiali poveri rivelano di solito una grande capacità
inventiva che va sfruttata e incoraggiata.
Se un’attività è coinvolgente sia gli allievi che l’insegnante hanno voglia di
raccontarla ad altri. La documentazione del lavoro svolto è un
18
procedimento che va avanti parallelamente al lavoro ed è gestito sia
dall’insegnante che dagli allievi.
Gli allievi registrano sul quaderno, o su altri tipi di supporto, ad esempio su
un wiki7, i vari momenti della loro esperienza, fissando così le conoscenze
acquisite. L’insegnante che produce, passo passo, un diario di bordo, al
termine dell’attività consegna ai colleghi un percorso già sperimentato.
La documentazione elettronica richiede abilità non solo nella scrittura con
un editor di testi ma anche nella digitalizzazione di immagini e filmati. Brevi
filmati si possono produrre con la fotocamera digitale e con il cellulare e,
convertiti in formati adeguati, si possono subito inserire nelle pagine
prodotte. Anche semplici file audio hanno una loro efficacia per evidenziare
momenti significativi delle discussioni condotte in classe e possono
facilmente trasformarsi in podcast da diffondere sia tramite la rete sia
tramite cellulari e lettori mp3.
Lo scambio a distanza è un altro elemento importante che fa parte della
mia esperienza di lavoro con i robot a scuola. I contatti, con il telefono e la
posta (ordinaria o elettronica) o con Skype8, avvengono sia con altre classi,
per allacciare amicizie sulla base di un interesse comune o per scambiare
idee e confrontare metodi di costruzione e di programmazione, sia con
esperti, per approfondire un argomento, porre domande su aspetti poco
conosciuti o risolvere problemi. Ad esempio durante la costruzione con il kit
Lego RCX di Robotolo, il cane robot protagonista di una storia di Asimov
(1974), si è presentato un problema nel movimento della bocca: occorreva
prestare attenzione all’incastro di alcuni mattoncini perché le istruzioni di
costruzione non erano chiare.
La mia classe quarta si è messa in contatto con la classe quinta di un altro
plesso, che aveva già costruito il robot, per ricevere aiuto e così ha risolto il
problema. Gli allievi, in situazioni di comunicazione di questo tipo, si
sforzano di trovare una terminologia efficace per nominare i pezzi e farsi
capire e cercano di adeguare i costrutti linguistici alla complessità delle
spiegazioni. Skype offre anche la possibilità di inviare dei file, ad esempio
fotografie, programmi per i robot, testi; lo scambio avviene così in tempo
reale sull’onda della discussione.
Un ultimo aspetto che è importante sottolineare riguarda l’attenzione al
genere. Questo elemento è emerso con forza, per quanto riguarda la
7
wiki è un sistema di scrittura in rete o in locale che consente con semplici operazioni di
inserire parole calde nei testi che quindi si ampliano in base all’evoluzione del discorso su un
determinato tema; l’esempio più noto è wikipedia.
8
Skype è il programma di chat utilizzato più di frequente soprattutto per l’audio e il video.
19
robotica, in seguito alla diffusione del Progetto Roberta. Questo progetto è
nato in Germania, finanziato dal Ministero dell’Istruzione, con l’obiettivo di
avvicinare le ragazze alle discipline scientifiche e tecnologiche e pare che,
dalla sua apparizione nel 2001 e in seguito alla sua diffusione nelle scuole,
abbia prodotto già i primi risultati, leggibili in un aumento delle iscrizioni a
facoltà tecnico-scientifiche da parte delle ragazze. In Italia siamo solo
all’inizio, ma le osservazioni che stiamo conducendo con Scuola di
Robotica9 durante le attività svolte in diversi ordini scolari, ci hanno convinti
che questa sia una delle strade da seguire per tentare di eliminare il divario
esistente tra maschi e femmine in questi settori. Alcune peculiarità
‘femminili’ o campi di interesse particolari possono essere sfruttati e
valorizzati nello svolgimento delle attività di robotica a scuola contribuendo
alla presa di coscienza da parte delle ragazze delle proprie potenzialità in
campo scientifico e tecnologico.
Nella scuola elementare, inoltre, gli insegnanti sono in maggioranza
femmine. Forse proprio per motivi di genere inizialmente sono scettiche nei
confronti della robotica e pensano di non essere in grado di proporla nelle
loro classi perché hanno paura di trovarsi in situazioni che richiedano
famigliarità con questioni tecniche. Con la costruzione del primo robot le
paure svaniscono perché le competenze richieste sono naturalmente alla
loro portata. Spesso le insegnanti sanno giocare con i robot come e più dei
loro allievi e si riappropriano così di una loro dimensione creativa molto
spesso trascurata.
9
Scuola di Robotica è responsabile del Progetto Roberta in Italia.
20
TERZA PARTE
ESPERIENZE NELLA SCUOLA PRIMARIA
In classe prima
Il mondo di Quark
Esperienze con il kit Lego RCX condotta in classe prima dall’insegnante Paola Sgaravatto con
la collaborazione dell’insegnante di lingua Anna Avataneo – Scuola Primaria Vincenzo Lauro
di Abbadia Alpina 1° circolo didattico di Pinerolo.
L'attività sul mondo di Quark10 comprende alcune situazioni problematiche
che introducono alle strutture additive, cioè ai problemi di addizione e
sottrazione, in classe prima. La metafora dei robot fornisce un contesto
significativo in cui sviluppare le idee che stanno alla base della
I robot raccolgono le palline
comprensione del significato delle due operazioni matematiche.
Agli allievi l’insegnante racconta una storia di robot e poi chiede loro di
rappresentarla: “Nel mondo di Quark vivono degli strani omini: ognuno di
essi è capace di fare un solo lavoro. Omino-magnetico, ad esempio, è
capace di attirare le palline di ferro, invece Omino-ventosa cattura tutte
quelle di gomma. Per la strada ci sono tante palline: Omino-magnetico ne
raccoglie 3 di ferro, mentre Omino-ventosa ne raccoglie 5 di gomma. poi
vanno insieme alla fabbrica dei robot e li depositano nel magazzino.”
10 La parte matematica dell'attività è stata progettata nel Nucleo di Ricerca Didattica del
Dipartimento di Matematica dell'Università di Torino e sperimentata sia da me sia da altri
membri del gruppo, il resto dell’attività è originale.
21
In questa prima fase sono gli allievi stessi che interpretano la parte dei
robot e raccolgono le palline che l'insegnante sparge sul pavimento. Alla
fine l'insegnante chiede loro quante palline hanno raccolto di ogni tipo e
quante palline ci sono in tutto. Al termine gli allievi rappresentano la
situazione.
Successivamente l'insegnante pone un nuovo problema: "Nel magazzino
devono contare le palline che portano i robot: come deve essere fatta la
macchina che conta le palline?"
Gli allievi elaborano i loro
progetti di 'macchina
conta-palline' che poi
sono
confrontati
e
discussi
fino
ad
elaborare un progetto
definitivo
che
l'insegnante ha il compito
di realizzare. In questa
fase
del
lavoro
si
Due progetti di macchina conta-palline
producono
anche
interessanti
descrizioni
del
funzionamento della macchina
che l'insegnante trascrive per gli allievi, se non padroneggiano ancora a
sufficienza la scrittura.
La macchina conta-palline, costruita dall’insegnante tenendo conto delle
idee espresse dagli allievi, è costituita da una scatola di cartone con due
fori posteriori per introdurre le palline di ferro e di gomma, un’apertura sul
davanti, in cui far comparire dei cartoncini con i numeri e i segni delle
operazioni – rappresenta un ‘display’ – e una fessura da cui far uscire lo
stampato finale dell'operazione effettuata, una specie di ‘scontrino’. Per
farla funzionare occorrono diverse serie cartoncini con i numeri da 0 a 20 e
i segni delle operazioni e un buon numero di cartoncini bianchi per scrivere
di volta in volta gli scontrini.
Quando l’insegnante presenta alla classe la macchina conta-palline, prima
ne illustra le varie parti poi, nella finestra in cui compaiono i numeri, mette
un biglietto su cui c’è scritto il numero zero. A questo punto chiede ad una
coppia di bambini di fare il gioco dei robot usando la macchina.
Quando gli allievi mettono le palline dei due tipi nelle fessure posteriori
chiede: “Che cosa deve comparire nella finestra dopo che sono state
depositate le palline?” La scrittura dell'addizione nella forma a + b (con o
senza l'uguale), pur se forzata dall’insegnante, è consonante con l’idea
22
intuitiva di addizione che hanno gli allievi e quindi viene accettata senza
discussioni. Il gioco prosegue con la conta di tutte le palline, quindi dalla
finestra scompare l’indicazione della somma e compare solo più il risultato.
Ma se il guardiano del magazzino vuole sapere, ogni volta, quante palline
hanno trovato i due robot, che cosa può fare la macchina? Sorge l'esigenza
di documentare in qualche modo il conteggio di palline. L’insegnante
introduce quindi la scrittura dell'addizione completa nella forma canonica: a
+ b = c sullo scontrino che esce dalla fessura predisposta.
Un'attività analoga, ma con una macchina in parte modificata, conduce poi
alla scoperta della sottrazione e alla sua scrittura. La nuova macchina ha il
compito di separare le palline che si presentano ora di due grandezze
diverse: le più piccole passano attraverso un foro e cadono sul fondo
mentre le più grandi rimangono sul vassoio forato. La storia che racconta
l'insegnante è quindi leggermente diversa: “Omino-ventosa e Ominomagnetico sono come ogni giorno a caccia di palline. Omino-magnetico
raccoglie 8 palline di ferro e Omino-ventosa 9 di gomma, però alcune sono
più grandi e altre più piccole. Gli omini le portano come il solito alla fabbrica
dei robot. Per costruire i robot servono solo quelle più piccole, le altre
vengono scartate. La macchina che conta le palline è stata modificata in
modo da poter fare anche questo lavoro."
Gli allievi osservano il lavoro della macchina e lo descrivono per scritto
corredando il testo di rappresentazioni spontanee della situazione vissuta.
Quando l'insegnante chiede: “Quante palline vengono scartate?” gli allievi
devono contare mentalmente il numero di palline cadute nella parte bassa
della macchina che non è visibile. Questo li costringe a trovare strategie di
conteggio adeguate alla nuova situazione. L'attività con i due tipi di macchina prosegue per diverso tempo facendo
lavorare gli allievi anche su situazioni inverse (Moser, 1985) per cui
occorrono un certo numero di foglietti già compilati da inserire nel display, e
altri foglietti bianchi.
Durante il primo gioco gli allievi mettono nella finestra un foglietto compilato
da loro stessi con addizioni nell'ambito del 10 e poi chiedono ai compagni
di ricostruire che cosa è successo prima, mimando il lavoro dei robot.
Sovente questa attività porta a utili riflessioni sulla proprietà commutativa.
Per il secondo gioco si utilizzano i biglietti per la macchina con i numeri da
zero a 10, cioè quelli dei risultati. Gli allievi mettono nella finestra un
numero a caso (anche lo zero) e chiedono ai compagni di spiegare ogni
volta che cosa è successo prima.
Il terzo gioco diventa un esercizio di scrittura e di calcolo delle addizioni o
delle sottrazioni: “La macchina conta-palline si è rotta e sugli scontrini
23
manca il risultato. Aiuta il guardiano a fare i conti sugli scontrini della
settimana. In quale giorno i robot hanno trovato più palline? Perché?”
Un'altra attività, collegata alla storia dei robot, riguarda l'orientamento e i
percorsi. Si tratta di creare semplici mappe del mondo di Quark in cui ogni
robot ha il suo territorio e su cui gli allievi
individuano regioni interne ed esterne e
confini.
Su una mappa quadrettata il gioco si
arricchisce di nuovi contenuti: ad esempio gli
allievi disegnano un percorso sul foglio
quadrettato usando le frecce e poi lo
descrivono in modo sintetico indicando il
numero e l’orientamento delle frecce, oppure
fanno il lavoro inverso. Infine inventano
battaglie 'spaziali' inserendo sulla mappa le
coordinate e le sagome di alcune navicelle da
colpire nello spazio dei robot.
Fino a questo momento i robot sono stati
interpretati dagli allievi stessi che ne hanno
Un esempio di mappa
anche imitato posture e movimenti. Ma perché
non
costruire veramente i robot? Parte
così una nuova attività: gli allievi
vengono interrogati su che cosa
serve per costruire un robot?
L'insegnante porta a scuola scatole
di diverse forme e grandezze e
oggetti di recupero di vario genere
e i robot prendono forma.
Gli allievi attaccano le scatole con
colla e nastro adesivo cercando le
forme più adatte per le varie parti
del corpo e poi le dipingono, infine
aggiungono elementi che servano
a
caratterizzare
ogni
robot.
Nascono i personaggi del mondo
I quattro robot
di
Quark:
Omino-magnetico,
in costruzione
Omino-ventosa, Omino di vetro,
Omino di polistirolo e infine Omino di legno. Quest’ultimo
robot un giorno porta ai bambini un regalo: il primo abaco per contare. La
24
maestra chiede anche di disegnare il robot, facendo capire quali sono le
forme solide che lo compongono, e poi di indicare il tipo e il numero di solidi
utilizzati. Infine gli allievi cercano le caratteristiche simili fra i solidi usati e
giungono ad una prima classificazione: tipi rotondi e tipi spigolosi, che
rotolano o che strisciano e così via.
A mano a mano che i robot acquisiscono personalità, l’attività si amplia e
coinvolge anche altri aspetti, ad esempio quelli linguistici, con l’invenzione
di storie i cui protagonisti sono i robot che vivono nei loro strani paesi fatti di
materiali diversi. Ecco alcuni esempi di storie che rispecchiano le idee
ancora molto ingenue degli allievi.
IL PAESE DI VETRO (Fabio, Mattia, Lorenzo, Nausika)
Il paese di vetro è fragile, ha molti vetri perché è il paese di vetro. Ma quando cammini devi
fare attenzione perché si scivola in alcuni punti. Le case sono trasparenti e gli abitanti quando
passano per la strada si vedono mentre fanno la doccia e si vede il sedere. Le automobili
vanno forte e si scontrano e si rompono in mille pezzi. Anche gli abitanti si rompono in mille
pezzi e vanno all'ospedale.
IL PAESE DI GOMMA (Stefano M., Francesco, Davide, Filippo)
Nel paese di gomma ci sono gli alberi di gomma invece che di legno. Le porte sono di gomma,
quando sbattono rimbalzano e vanno in faccia. I robottini devono stare molto attenti quando
saltano perché rimbalzano cento volte. I bar sono di gomma, quando cadono gli occhiali
rimbalzano e ti vanno in faccia. Gomma-bal è il gioco più bello della città: si deve tirare la palla
all'avversario e chi viene colpito è eliminato. Il paese è di tanti colori.
POLISTIROLINO (Cristina G. Cristina B. Nicole)
La mamma dice di andare a fare la spesa. Il robottino Polistirolino va a comprare prosciutto,
mozzarella, pane e uova. Tutte le cose sono di polistirolo e scrocchiano sotto i denti. Poi torna
a casa, salta sul tappeto e sprofonda e finisce al piano di sotto. “Scusi signorina Polistirilla, ho
saltato un pò troppo sul tappeto!” “Va bene, ti perdono”. Polistirolino va a casa con il piede
rotto. La mamma lo sgrida. Va a dormire con il piede ingessato. Anche il gesso è di polistirolo.
GOMMO (Matteo Francesco C. Silvia Francesco A)
Il robot Gommo salta talmente in alto che tocca il cielo. Il sole gli sorride e gli dice ciao. Mentre
salta in cielo incontra gli uccellini di gomma e quando gli uccellini sbattono contro una nuvola
cadono in mezzo alla strada. Gommo rimbalza sulla strada e salva gli uccellini e li porta di
nuovo nel cielo e gli uccellini dicono “Cip cip!”.
METALLONE (Chiara Alessio Alessia Sara)
Il robot Metallone cammina per la strada e sente dei rumori provenire dal bosco. Si avvicina e
vede un serpente di ferro con la bocca spalancata. Lo sta per morsicare e poi lo morsica
talmente forte che va allʼospedale di ferro e lo bendano con le bende di ferro. Esce con la
gamba fasciata e decide di non andare più nel bosco e di restare in città, però deve stare
molto attento ai gatti e ai cani che hanno i denti aguzzi.
25
L'attività di robotica in classe prima di solito non prevede la costruzione dei
robot con i kit Lego ma un giorno la bidella bussa alla porta e consegna un
pacco misterioso. Da dove arriva il pacco? Dalle classi quarte di un'altra
scuola del circolo.
Uno dei robot diviso in tre pezzi: ruote, paraurti e RCX
Il pacco contiene due robot, uno con il sensore di contatto e uno con il
sensore ottico, in parte sono smontati, ma sono accompagnati da una
lettera che chiede ai bambini di provare a rimontarli e a farli funzionare.
Dopo vari tentativi, ogni gruppo riesce nell’intento. Per capire meglio e dare
risposte ad alcune domande, l’insegnante installa, su uno dei computer del
laboratorio di informatica, il Cd-rom contenuto nel kit Lego Mindstorms;
navigando fra i menù del Cd-rom gli allievi trovano le istruzioni per
verificare il funzionamento dei motori e dei
sensori.
In breve tempo, acquisite le informazioni
necessarie, i due robot sono in grado di
'camminare', evitare ostacoli e seguire
una linea nera. Ma ciò che incuriosisce
maggiormente gli allievi è capire come fa
il robot a comportarsi così. Chi dice loro
cosa fare se non c'è nemmeno un
telecomando come per le macchinine?
Il robot precedente ricostruito
L'insegnante mostra il programma che lo
fa agire in quel modo e così, anche se non
era previsto, i bambini imparano i primi rudimenti della programmazione per
far muovere i robot come desiderano: andare avanti, indietro, a destra, a
sinistra, ballare, andare a zig-zag, suonare e sperimentano anche l’uso del
trasmettitore per il download del programma dal computer al mattoncino
che viene assimilato al telecomando.
26
La scoperta della variabile ‘tempo’ ha rappresentato un momento
significativo dell’attività: gli allievi infatti hanno capito che occorre stabilire
per quanto tempo si devono muovere in un certo modo e valutare se va
bene oppure se è troppo o troppo poco per ottenere il risultato voluto.
Cambiare i valori, scaricare il nuovo programma e verificare se il robot si
comporta nel modo previsto, diventa un fatto naturale e immediatamente
alla portata di tutti. Gli allievi hanno dimostrato notevole interesse
per l’attività e ottime capacità di ragionamento
raccontando il funzionamento dei robot e
intervenendo sulla loro programmazione: ora
attendono il momento di costruire il 'loro' robot.
Il primo programma comanda
il motore che fa muovere il
portiere, il secondo calcola i
punti.
Il portiere matematico
Esperienze con il kit Lego WeDO condotte in classe prima
dagli insegnanti Elisa Meoni e Donatella Merlo – Scuola
Primaria Nino Costa 1° circolo didattico di Pinerolo.
Per questa classe è la prima esperienza con i robotini. Siamo nei primi
mesi di scuola, i bambini stanno imparando a scrivere e a contare. Decido
quindi di proporre loro la costruzione del portiere perché nel kit WeDo, che
anch’io sto iniziando a sperimentare, viene presentata come un’attività
collegata con la Matematica.
Dopo aver visto l’animazione iniziale che
mostra Max e Mia, i due personaggi
guida delle attività, mentre giocano a
calcio, propongo ai bambini di costruire il
personaggio mancante nella storia che è
proprio il portiere.
La classe è organizzata normalmente a
Mia e Max e la porta vuota
gruppi per cui non è difficile proporre
un’alternanza: un gruppo per volta tutti gli
allievi contribuiranno alla costruzione del portiere. Mentre attendono il loro
turno disegnano la storia immaginando che cosa succederà con l’ingresso
del nuovo personaggio. Il computer e la scatola dei pezzi viaggiano da un
gruppo all’altro. Purtroppo il tempo a disposizione è limitato quindi non
potrò far ripercorrere agli allievi le diverse fasi del lavoro per porre problemi
27
e stimolare riflessioni, mi limiterò alla costruzione e al gioco con il ‘portiererobot’.
Terminata la costruzione spiego come si fa a collegarlo al computer per
farlo funzionare e mostro loro il programma; poi invito un bambino a tirare
la pallina di carta. Tutti si accorgono che occorre cercare una posizione
adatta per riuscire ad evitare il portiere e poi si meravigliano quando sul
video compaiono i punti. Ma qualche volta i punti aumentano anche se non
si fa goal: come mai? Entra in gioco il sensore di movimento che è
programmato in modo che ad ogni passaggio della pallina (o di qualsiasi
altro oggetto entro il suo raggio di azione) i punti siano aumentati di uno.
Gli allievi danno le loro interpretazioni sul funzionamento dei sensori, su
come si trasmette il movimento dal motore e sui trasferimenti di energia.
Questa, ad esempio, è la spiegazione di una bambina:
“Quando la palla passa in mezzo qua ci sono dei buchi elettrici (indica il sensore di
movimento) che fanno contare al computer il numero con tutti i
cavi che vanno lì (indica i cavi che partono dal modellino e
vanno alla porta USB del computer) e così tocchi lì e fa il
numero.”
La spiegazione è molto intuitiva e non tiene conto
del fatto che tutto ciò non succederebbe se non ci
fosse un programma.
Con due bambini incontrati durante alcune
giornate di attività con Scuola di Robotica a
Genova, ho provato a modificare il programma
Come fare goal
mettendo i segni di altre operazioni aritmetiche nel
contatore dei punti. Partendo da giochi puramente
aritmetici, i bambini hanno scoperto alcune proprietà delle operazioni e
l’esistenza dei numeri negativi e decimali. Ad esempio se il contatore parte
da 0 e il segno è X (moltiplicazione), non è possibile fare punti anche se si
moltiplica per un numero grandissimo; se invece il contatore parte da 1 e il
calcolo indicato è la sottrazione, compaiono strani numeri con il segno
meno davanti, come quelli del termometro.
Questo portiere-robot è quindi un ... portiere-matematico.
28
La storia di Pilù
Esperienze con il kit Lego WeDO condotte da
Donatella Merlo in classe prima con l’insegnante
Antonella Pignatiello – Scuola Primaria San Pietro Val
Lemina – e in una sezione di cinquenni con
l’insegnante Elena Lantelme – Scuola dell’Infanzia
Rodari – 1° circolo didattico di Pinerolo.
La classe prima di San Pietro Val Lemina
sta studiando gli animali e l’insegnante mi
chiede di andare in classe di proporre ai
bambini la costruzione di un uccello-robot.
Dopo una breve conversazione per
introdurre l’argomento, mostro l’animazione
che presenta l’uccello e poi i bambini
cominciamo a costruirlo: a turno vanno alla
cattedra dove si trova il computer con le
istruzioni e il kit con i pezzi. Mentre
aspettano, i bambini rimasti nei banchi
inventano la storia di Pilù.
Terminata la costruzione bisogna capire che
cosa può fare questo uccello: perché
succeda qualcosa bisogna fare le mosse
giuste. Non è banale capire che
abbassando la coda si ottiene un suono e
invece, alzandola, e facendo quindi
abbassare la testa, se ne ottiene un altro. I
due suoni corrispondono a un rumore di
battito d’ali nel primo caso e a un pigolio nel
secondo. Ma chi provoca quei suoni? Per i
più piccoli, con cui ho sperimentato la
stessa attività, è una magia, i più grandicelli
invece si accorgono subito della presenza
dei due sensori collegati con l’hub e
abbozzano delle spiegazioni.
Alcuni giorni dopo, Pilù fa un viaggetto fino
alla sezione dei cinquenni della scuola
dell’infanzia. Con questi bambini non lavoro
alla
costruzione,
che
hanno
già
sperimentato in un laboratorio precedente,
ma con il sensore di movimento mettendolo
I disegni della storia di Pilù e le
scritture spontanee degli allievi.
29
su animaletti costruiti con le costruzioni
in uso nella sezione. Registro le loro voci
con il computer – è una delle possibilità
offerte dal software – per far capire che i
rumori non sono prodotti dall’oggetto,
ma provengono dal computer e possono
essere cambiati a piacimento; la
produzione del suono però è collegata al
sensore e bisogna capire quali sono le
azioni da compiere per farlo produrre.
Tutti i bambini ci provano avvicinandosi al
sensore con i loro animaletti: qualcuno
capisce che occorre una distanza ben
definita altrimenti non succede niente.
Il bambino deve avvicinare il delfino
(a sinistra) al sensore di movimento
per sentire il suono “Splash!”.
In classe seconda
Acrobot, un animale-robot
Esperienze con il kit Lego RCX condotta in classe seconda dall’insegnante Paola Sgaravatto –
Scuola Primaria Vincenzo Lauro di Abbadia Alpina 1° circolo didattico di Pinerolo.
Siamo in seconda. Dopo l'esperienza dell'anno precedente11 l'insegnante
pensa di proporre alla classe la costruzione di Acrobot, un robot
abbastanza semplice, con sensore di contatto e di luce. L'attività si
suddivide in diverse fasi.
La prima fase consiste nell'inventario dei pezzi della scatola e nella loro
classificazione. Gli allievi osservano con attenzione tutti i pezzi cercando
anche di individuare la loro funzione con il duplice obiettivo di usarli in
modo consapevole e di mantenere la scatola in ordine con i pezzi negli
scomparti giusti. Fatto questo, gli allievi progettano il robot: la consegna è
di disegnare un robot simile ad un animale, indicando anche cosa sa fare e
come fa a farlo. Questo è un brano della discussione:
Rachele: il mio cane sa camminare, ballare. La testa ha la forma di draga, ha le ali, ha la coda,
ha le ruote e le orecchie. Si chiama TOM.
11 cfr. l’attività 'Il mondo di Quark'
30
Margherita: è un ragno che se schiacci il pulsante con la R fa la ragnatela e se schiacci il
pulsante con la A va avanti e quello con la I va indietro. Si
chiama RAGNO CAPIR.
Francesco: è un drago, sa volare, sa camminare, sputa
fuoco. Si chiama GOQU. Ha la coda, ha dei denti appuntiti,
ha le ali.
Ha il collo lungo Ha quattro zampe.
Alessia: è un cane, sa camminare, sa mangiare, muove la
testa su e giù, sa riconoscere i colori, sa correre, sa ballare.
Si chiama SABI.
Gaia: sa mangiare, camminare, urlare, scrivere e cantare. Si
Il ragno-robot di Margherita.
chiama GT DRAGONBALL.
Federica: si chiama ORSETTO POLARE, è un cane. Sa
camminare, sa cantare, sa arrampicarsi, sa pulire.
Stefano M.: è un elefante che si chiama ELEFANTIX. Se schiacci il tasto A va avanti, I indietro,
se schiacci S prende le cose e le tira su. Ha una proboscide di lego, ha delle ruote collegate
con l'altra ruota. Ha una coda. Ha anche due occhi che riconoscono se le cose sono grandi o
piccole. Ha le orecchie grandi. Può anche prendere la roba da mangiare e tirarla su.
Davide: si chiama VEGETA SUPER SAYAN. E' una macchina: se schiaccio V va veloce come
un fulmine, se schiaccio S salva la gente quando cade giù dal balcone. Ha 4 ruote. Ha il
numero della velocità: 760.
Il cane di Filippo
Il progetto di Fabio: è una tartaruga.
Dopo aver raccolto e analizzato i disegni l'insegnante mostra alcuni modelli
di robot che si basano su Acrobot e sono abbastanza simili agli animaletti
disegnati dagli allievi. Visto il modello si passa alla suddivisione dei compiti:
nel gruppo, di circa 10 bambini, si lavora a coppie per costruire una piccola
parte del robot, che sarà assemblato e completato alla fine con l'aiuto
dell'insegnante.
Ogni coppia utilizzerà la 'Constructopedia', il manuale a colori con le
istruzioni per la costruzione; l'insegnante dà alcune regole da seguire:
prima si devono cercare i pezzi necessari che sono indicati nella pagina del
31
manuale in un rettangolo apposito, e poi si mettono insieme guardando
bene i disegni e soprattutto orientando
correttamente l'oggetto.
La costruzione non presenta particolari
difficoltà, gli allievi imparano a
collaborare e a rispettare i turni con
pazienza, nessuno deve sostituirsi a un
compagno, tutti devono fare il loro
lavoro nel tempo richiesto, senza fretta.
Quando il robot è costruito lavorano sul
computer alla programmazione e
cercano subito altre possibilità di
Acrobot pronto per essere
movimento, un po' più complesse
programmato.
rispetto a quelle sperimentate l’anno
precedente con il Roverbot. In particolare
vogliono capire come utilizzare il paraurti semplice, che comprende un
sensore di contatto, e il sensore di luce che chiamano ‘occhio..
A tale scopo sono utilizzate anche le 'sfide' contenute in una sezione del
Cd-rom che guida nella programmazione ponendo obiettivi semplici e chiari
e fornendo anche esempi che aiutano a risolvere i problemi. Gli allievi
imparano da soli, l'insegnante si limita a dare indicazioni sull'uso del
software.
Il lavoro viene completato in quattro incontri di due ore circa. L’esperienza
consente di sviluppare capacità di osservazione e attenzione, nello stesso
tempo esercita la manualità fine. Gli allievi, poco per volta, procedendo per
tentativi ed errori, scoprono nuove potenzialità del programma.
Un gruppo di alunni, in entrambe le classi in cui si è svolta l'attività, rivela
ottime doti sia nella costruzione del robot sia nel ragionamento sulle
modalità di programmazione del movimento in base alle necessità.
Chiaramente i livelli di competenza raggiunti risultano molto diversificati,
ma anche per gli allievi meno abili si tratta di un'esperienza positiva e
gratificante, soprattutto per la concretezza del prodotto realizzato e il
legame che si è creato tra gli allievi e il ‘loro’ robot.
32
In classe terza
Il leone, il coccodrillo e la giostra degli uccellini
Esperienze con il kit WeDO condotte in classe terza dall’insegnante Paola Sgaravatto –
Scuola Primaria Vincenzo Lauro di Abbadia Alpina 1° circolo didattico di Pinerolo.
Nel circolo didattico, nell’anno scolastico 2008/09 prende il via la
sperimentazione del nuovo kit Lego Wedo, pensato per bambini dai 7 anni
in poi. Il kit è utilizzato anche con bambini di età inferiore 12 con la guida
dell’insegnante, ma la classe terza rappresenta l’età più adatta per un uso
autonomo del kit da parte degli allievi, questa attività è quindi un banco di
prova importante per la sperimentazione.
Introduco l'argomento facendo raccontare agli allievi ciò che sanno della
savana e degli animali che la popolano finché la conversazione si focalizza
sul leone e sulle sue caratteristiche.
La classe è composta da una ventina di alunni e quindi non è possibile far
lavorare tutti contemporaneamente con un solo kit: l’insegnante spiega
quindi alla classe che si formeranno due gruppi. Il primo gruppo dovrà
costruire, con i mattoncini Lego e gli altri pezzi contenuti nella scatola, che
viene ora mostrata agli allievi, un leone che possa attuare almeno uno dei
comportamenti descritti durante la
conversazione. Il secondo gruppo
dovrà inventare un storia che si
possa poi rappresentare usando il
leone costruito dal primo gruppo. In
un incontro successivo i ruoli
saranno scambiati e si costruirà un
altro animale. L’attività viene filmata
in modo che resti traccia del lavoro
svolto per mostrarlo ad altri
insegnanti.
Prima di iniziare il lavoro gli allievi
La videata con le istruzioni: a sinistra in alto la
esaminano i pezzi nella scatola. Il
parte di modellino da costruire, sotto i pezzi da
cercare, in centro il modellino con i pezzi
motore e i sensori sono pezzi
inseriti.
particolari: quale sarà il loro ruolo?
E l’hub da connettere al computer
a che cosa servirà mai? Gli allievi
formulano le loro ipotesi che successivamente saranno confermate o meno
12
cfr. attività ‘La storia di Pilù’ a pag. 26 e gli esempi in appendice.
33
nel momento del collaudo del robot: è importante che ci sia una
discussione anche su questo per condividere le idee e acquisire nuove
conoscenze.
Tre allievi si alternano nelle spiegazioni:
“Serve per far girare (ha il motore in mano)... Se ci metti un pezzo di questi qua (prende degli
assi e delle rotelline) e lo infili qua fa girare (con le dita mima il movimento di rotazione)”
“Questo fa girare (indica il motore che ha già collegato con lʼhub) oppure cʼè questo pezzo che
fa vedere...”
“... che è lʼocchio (prende in mano il sensore di movimento)”
Dopo questa esplorazione collettiva, gli allievi dei due gruppi si mettono al
lavoro: gli scrittori cominciano ad inventare la storia e la illustrano mentre i
costruttori, a turno, seduti intorno ad un tavolo procedono alla costruzione.
Le storie scritte sono poi inserite nel blog Rob&Ide 13. Il filone delle ‘storie
robotiche‘ è un momento significativo di scambio fra tutte le scuole della
rete di Robot@Scuola14 . Eccone una molto semplice ma significativa:
“Il leone Luigino un giorno incontrò un leone robot e gli disse: “Vediamo chi è il leone più forte”.
Iniziarono a fare tante sfide e il leone robot vinceva sempre. Il leone Luigino pensò che solo in
una sfida poteva batterlo, cioè chi nuotava meglio. Il leone robot si tuffò e andò in corto
circuito. E così il leone Luigino vinse!!!”
Per costruire in modo ordinato l’insegnante stabilisce alcune regole: mostra
le istruzioni sul computer e dice che ogni alunno deve completare il lavoro
illustrato in una videata, cioè cercare i pezzi e assemblarli interpretando
correttamente la figura che compare sullo schermo, i compagni vicini
possono aiutarlo, ma solo verbalmente cioè suggerendo quali pezzi
prendere e come attaccarli fra loro.
Questo esercizio di comunicazione è molto utile perché obbliga gli allievi a
trovare nomi per i pezzi e a descrivere le azioni da compiere in una forma
adeguata. Finito il compito, gli allievi ruotano intorno al tavolo in senso
orario come stabilito in precedenza e la costruzione procede.
Si fanno i conti con l’inesperienza di chi costruisce e l’impazienza di chi
aspetta il suo turno, ma nessuno osa lamentarsi o criticare i compagni
perché sa che tra poco toccherà a lui.
L’insegnante ha un atteggiamento fermo e rassicurante. Durante la
costruzione pone frequentemente domande agli allievi e li invita a riflettere
13
http://blog.edidablog.it/blogs/index.php?blog=275
14
La rete Robot@Scuola è nata nel 2005 con un impegno finanziario del MIUR per le scuole
che volevano attivare laboratori di robotica ed è stata coordinata da Scuola di Robotica di
Genova. La rete non è stata più finanziata dopo il primo anno ma ha continuato la sua attività
fino ad oggi elaborando nuovi progetti e partecipando a molte manifestazioni di robotica
nazionali e internazionali.
34
su alcuni aspetti, ad esempio sul fatto che il disegno sul monitor va
osservato con calma per orientare correttamente il pezzo in costruzione,
altrimenti il risultato non sarà corretto.
Terminata la costruzione il gruppo presenta il leone-robot alla classe,
mostrandone il funzionamento. Prima di iniziare l’attività, avevamo
guardato sul computer l’animazione che introduce l’attività: i due ‘bambini’
protagonisti, Max e Mia, sono nella savana e vedono il leone, quando lo
sentono ruggire si spaventano, trovano un osso e glielo lanciano per
calmarlo. I bambini si aspettano quindi che succeda qualcosa di simile.
Il leone appena costruito ha due comportamenti distinti: il primo dipende
solo dal movimento del motore perché, avviando il programma il leone si
alza sulle zampe e ruggisce; il secondo prevede l’uso di un sensore che
A sinistra il modello con il solo motore, a destra
quello con l’osso-sensore.
rileva il cambiamento di inclinazione dell’oggetto a cui è attaccato.
Scuotendo l’osso il leone smette di ruggire e comincia a russare: subito
pare non funzionare bene perché né gli allievi né gli insegnanti si
accorgono che nel programma bisogna scegliere il tipo di azione che deve
rilevare il sensore. Questo sensore rileva quattro differenti inclinazioni e, in
più, l’orizzontalità e lo scuotimento. In questo caso doveva essere
programmato per lo scuotimento ma l’azione del sensore non era stata
scelta correttamente, quindi non si capiva a quale movimento reagisse il
robot.
Come era stato preannunciato, nell’incontro successivo un nuovo gruppo di
costruttori entra in azione con l’obiettivo questa volta di costruire un
coccodrillo-robot, rimanendo sempre nel contesto degli animali feroci. Il
gruppo è formato da sole femmine, cioè rispecchia le caratteristiche del
35
Rachele: questa giraffa col computer
cammina dorme mangia e si sente il
suo rumore.
I pezzi per costruire la giraffa
progettata da Rachele.
Progetto Roberta15 :
siccome mi
interessa vedere come procedono le
bambine in una situazione in cui i
maschi non possono interferire, si
lavora, per questa volta, fuori dalla
classe. Gli allievi rimasti in classe
scelgono un altro animale della savana,
lo disegnano e lo ‘robottizzano’,
disegnando e descrivendo anche i
pezzi
di
Lego
necessari
alla
costruzione.
Le costruttrici sono molto brave ma ...
litigano
spesso
perché
si
spazientiscono quando una compagna
non
è
abbastanza
svelta
nell’assemblare i pezzi o si dimostra
poco abile. Portano comunque a
termine il lavoro facendo anche in
questo
caso
molte
osservazioni
interessanti sul collegamento e sul
funzionamento delle varie parti di cui è
composto il coccodrillo.
Ins. A che cosa serve il sensore che avete messo lì?
- Per fargli aprire la bocca.
Ins. Ma di che cosa si accorge secondo te?
- Che davanti ha qualcosa...
- È tipo come il leone...
- È come uno scatto... Lo fa scattare.
Ins. Ma chi è che gli fa aprire la bocca? Il motore o il sensore?
- Tutte e due.
Terminata la costruzione entrano trionfanti in classe e presentano il coccorobot ai compagni che giocano a fargli mangiare tutti gli oggetti che
capitano loro a portata di mano perché capiscono subito che chiude la
bocca quando si accorge della presenza di un oggetto; questo
comportamento è dovuto alla presenza del sensore ad ultrasuoni, quindi a
turno si fanno prove e poi si discute sul suo funzionamento per capire quali
siano le mosse giuste da fare per farlo reagire. Ovviamente non è
necessario usare un oggetto perché il sensore rilevi un movimento a una
15
per il Progetto Roberta cfr. pag. 19
36
certa distanza, si può anche usare un dito... e bisogna fare attenzione a
non farselo pizzicare dalla bocca vorace del coccodrillo.
Due fasi della costruzione: a sinistra le allieve si aiutano per montare il
motore, a destra ‘leggono’ le istruzioni sul monitor.
Per completare l’attività con questa classe le insegnanti decidono di
proporre la costruzione di un terzo gioco: una specie di giostra con due
uccellini. L’obiettivo che si propongono è di far lavorare gli allievi sia sulla
programmazione sia sul funzionamento di ingranaggi e pulegge.
La costruzione viene realizzata da un gruppo misto composto da 8 maschi
e 2 femmine. Questa volta il resto della classe sarà impegnato nella
descrizione del programma che i due uccellini devono eseguire.
A sinistra il programma con le spiegazioni delle icone date da un gruppo
di allieve, a destra le ipotesi sul movimento che produrranno gli uccellini
con quel programma.
Ad ogni allievo viene consegnata una fotocopia della videata con le
istruzioni e sotto a ciascuno dei blocchi di programma bisogna scrivere che
cosa fa succedere. Infine devono disegnare il movimento che si aspettano
dai due uccellini.
37
Quando gli uccellini sono pronti il gruppo di costruttori mostra agli altri
come funzionano così possono ricevere la conferma o meno
dell'interpretazione dei comandi: è molto interessante la discussione che
prende spunto da questo momento di verifica che suggerisce poi agli
insegnanti di far seguire a questa attività pratica un momento di riflessione
utilizzando la scheda proposta dal manuale
dell’insegnante allegato al kit. Questa
attività è condotta dall'insegnante di classe:
la scheda presenta tre diversi modi di
costruire il movimento degli uccellini con
due pulegge (uguali o diverse) e un elastico
(lineare o incrociato). Ognuno ipotizza cosa
succederebbe nei tre casi e poi, tutti
insieme, si fanno delle prove, cambiando i
Una scheda compilata.
vari pezzi, per capire chi ha ragione.
Dopo questa esperienza gli allievi sono esperti e
così l’insegnante decide di proporre al piccolo
gruppo che svolge Attività Alternativa di costruire e programmare un nuovo
robot che fa il portiere. In questo caso gli allievi seguono autonomamente a
turno le istruzioni di costruzione e inventano da soli un programma per farlo
muovere. Solo in un momento successivo pongono a confronto il loro
programma con quello fornito dal software, per verificare congruenze ed
errori. Scoprono così che aggiungendo un sensore il computer può anche
contare i goal (cfr. attività sul portiere in classe prima).
L’insieme delle attività svolte in questa classe hanno condotto gli allievi a
interessanti riflessioni sugli ingranaggi e sui sensori, sui concetti di velocità,
direzione, attrito,.... e sul significato del numero in diversi contesti: numeroetichetta (per identificare un suono o una musica), numero-tempo (numero
di volte, numero di secondi,..), numero-forza/potenza (numero più
grande=maggiore potenza) e altri ancora.
Inoltre hanno favorito l'adeguamento a diverse forme di organizzazione: un
gruppo a rotazione lavora sul materiale, gli altri individualmente svolgono
attività creative o riflessioni tecnologiche, oppure a gruppi ipotizzano
spiegazioni, poi osservano ciò che il primo gruppo ha prodotto. Anche il
gruppo che lavora rispetta la regola dell'aspettare il proprio turno per
montare o programmare o collaudare, sviluppando così le proprie
competenze sociali.
38
Programmare senza computer
Esperienze con il kit Lego NXT condotte in classe terza dall’insegnante Paola Sgaravatto –
Scuola Primaria Vincenzo Lauro di Abbadia Alpina 1° circolo didattico di Pinerolo e
dall’insegnante Franca Fenoglio – Scuola Primaria Giovanni XXIII 2° circolo didattico di
Pinerolo
Gli allievi della scuola di Abbadia Alpina, che hanno realizzato questa
attività, sono al terzo anno di esperienza con la robotica. L’insegnante ha
formato quattro gruppi misti delle due classi terze: gli allievi lavoreranno
con un robot già costruito e quindi solo sulla programmazione, per dare
spazio alla formulazione di ipotesi e alla discussione tra gli allievi.
Sperimenteranno il nuovo kit Lego Mindstorms con NXT, programmando il
robot con i tasti presenti sul mattoncino, quindi senza l’uso del software.
Questo è importante perché permette di lavorare in classe senza il
computer. La possibilità di programmare direttamente il robot consente
riflessioni e confronti con il lavoro svolto gli scorsi anni con il vecchio kit
Lego RCX.
Le prime attività riguardano la conoscenza del nuovo kit. Il percorso
didattico ha quindi inizio con un’osservazione attenta dei pezzi già
classificati e ordinati nella scatola: gli allievi, mentre osservano,
confrontano i nuovi pezzi con quelli del vecchio kit, formulano ipotesi sulle
funzioni dei vari pezzi e fanno alcune prove di assemblaggio parziale, ad
esempio provano ad unire i pezzi tra loro usando i diversi tipi di connettori.
In un incontro successivo l’insegnante presenta il robot già montato ed
equipaggiato con tutti i sensori.
La prima domanda che pone è: “Come funziona?”. Gli allievi osservano e
formulano ipotesi basandosi non solo sulle esperienze precedenti ma
anche su conoscenze extrascolastiche. Mentre spiegano l’insegnante filma
i loro interventi uno per uno con la fotocamera digitale.
Ecco le spiegazioni di tre
bambini:
I bambini formulano le loro ipotesi sul ruolo dei diversi
componenti.
- Qui cʼè questa specie di microfono
che quando sente qualcosa (il robot)
parte o si spegne. Qua invece
(indica il sensore di luce) non so se
fa la luce quando gli dai il via e ha
questa specie di pulsante dietro che
se tocca non va avanti, torna
indietro e poi gira.
- Questo robottino qui (indica
il
sensore a ultrasuoni) ha delle specie
di occhi perciò può vedere dove va,
39
poi qui hanno ragione Fabio e Nausika cʼè un microfono e qui
fa la luce.
- Qui (indica il sensore ad ultrasuoni) ha due occhi che quando
cʼè il buio si accendono le due luci.
Già a robot spento gli allievi espongono tante
idee, poi ci si sofferma sul display del mattoncino:
“Come funziona? Che cosa fa vedere?”
Gli allievi liberamente schiacciano i quattro tasti –
arancione, grigio, freccia destra e sinistra – ed
esplorano i menù che compaiono all’accensione
intuendone le diverse funzioni, osservano le icone
e descrivono le azioni che queste suggeriscono,
riconoscono la porta USB e l’icona che indica il
Bluetooth. Un allievo molto esperto dice:
Un allievo spiega la
funzione dei tasti e
commenta le immagini che
compaiono sul display.
“Il bluetooth non devi collegare nessun cavo mentre con la
USB devi collegare il cavo e attaccarlo al computer e poi con
le cose che hai dentro al computer le inserisci dentro il
robotino”
Il momento più interessante però è quello della
programmazione che avviene attraverso il
mattoncino usando i tasti: di nuovo gli allievi
esplorano liberamente, fanno prove e
controprove per capire e impadronirsi dello Un allievo collega il cavo il USB
strumento. Scoprono, ragionando insieme, la al robot e spiega come si
possibilità di programmare i movimenti e le collega al computer.
reazioni del robot, utilizzando anche i
programmi-esempio già memorizzati.
Al termine di questa attività tutti gli allievi sono in
grado di descrivere la funzione dei tasti e le azioni
principali che si possono programmare: movimenti,
suoni, pause, uso dei sensori.
Per mettere a fuoco le potenzialità di questa
programmazione e progettare una sequenza di
azioni ben strutturata, gli allievi ‘disegnano’
individualmente dei diagrammi di flusso: l’insegnante
per supportare questo lavoro ha preparato una serie
Il bluetooth funziona un
di cartoncini che riproducono le icone dei vari
po’ come il trasmettitore a
comandi che gli allievi possono manipolare
raggi infrarossi del
provando le sequenze prima di riportarle sul loro
vecchio kit RCX.
foglio.
40
I cartoncini con le icone per programmare il robot.
Non essendo state definite regole precise, gli allievi producono sequenze
lunghissime di comandi seguendo un loro progetto e immaginando le azioni
che otterranno.
Le prove che seguono li aiutano a definire le regole di programmazione:
scoprono così le possibilità ma anche le incompatibilità tra istruzioni nella
A sinistra un esempio dei programmi inventati dgli allievi e a destra il
display con un programma.
creazione di un programma; si rendono conto che possono utilizzare solo
cinque istruzioni perché poi le caselline a disposizione sono finite; fanno
tante prove e capiscono quali modifiche siano necessarie perché il
programma funzioni, ad esempio che l’istruzione finale deve essere o uno
‘stop’ o un ‘ripeti sempre’ (ciclo).
In questa fase si capisce quale sia la potenzialità di questa attività per gli
allievi: possono verificare una loro ipotesi in tempo reale e trovare una
soluzione da soli o ascoltando i suggerimenti di un compagno. L’insegnante
agisce sempre sullo sfondo, sono gli allievi i veri protagonisti.
Il lavoro è frenetico e molto ricco dal punto di vista della produzione di idee,
l’insegnante si rende conto però che usando solo i cartoncini le possibilità
di elaborazione sono ancora limitate, occorrerebbero più serie di ogni
cartoncino per consentire a tutti gli allievi di fare esperimenti. Pensa allora
41
di utilizzare un software che gli allievi conoscono, Micromondi16 . Il
programma consente di inserire tutte le icone dei comandi di
programmazione di NXT
come forme di tartaruga
che in questo modo
sono
spostabili
a
piacimento
sullo
schermo,
così
le
sequenze di comandi si
costruiscono
molto
velocemente.
Ma
c’è
Un esempio di programma creato con Micromondi.
anche una possibilità in
più: scrivere dentro le
caselle di testo poste sotto ogni tartaruga-icona la spiegazione scritta delle
azioni previste.
Al termine dell’esperienza gli allievi delle due classi, sia pure a livelli diversi,
hanno raggiunto una buona autonomia, sono quindi in grado di sfruttare le
principali potenzialità offerte dai kit Lego e di gestire la programmazione di
un robot, anche senza l’intervento diretto dell’adulto.
Le attività sperimentate con i gruppi sovente sono il frutto di interessi ed
esigenze emersi di volta in volta. Gli allievi hanno sempre agito con
strategie personali per ‘tentativi ed errori’, correggendo i comandi errati in
base alla verifica diretta del comportamento del robot. Anche per i bambini
con maggiori difficoltà si è trattato di un'esperienza positiva e gratificante, in
cui hanno potuto trovare spazio i loro modi di ragionare e di risolvere
problemi.
Nella classe terza di un’altra scuola, dove l’insegnante ha appena
frequentato il corso di robotica e quindi si sente ancora un po’ inesperta, si
procede in un modo diverso. Io fungerò da ‘esperto esterno’ e interverrò
alcune volte in classe, all’inizio per introdurre l’attività e successivamente in
fase di programmazione. La costruzione è gestita invece dall’insegnante.
Questa modalità è stata utilizzata anche in altre situazioni perché di solito
gli insegnanti inizialmente sono timorosi, hanno paura di non farcela,
credono di dover affrontare problemi che non sono in grado di risolvere. In
realtà non è così. Tutti gli insegnanti che hanno sperimentato l’attività si
sono resi conto che i problemi che si presentano sono pochi e, quando ci
16
Micromondi è una versione ‘multimediale’ del classico Logo: utilizza le tartarughe che si
muovono sullo schermo per far apprendere i principi base della programmazione.
42
sono, gli allievi trovano da soli una strategia per risolverli. Spesso sono più
esperti degli insegnanti e sono sicuramente meno condizionati dalla paura
di sbagliare. Gli insegnanti che sperimentano una volta la robotica
continuano poi a proporre l’attività perché il clima che si crea in classe è
unico: c’è collaborazione, interesse, motivazione a lavorare anche oltre il
tempo stabilito e soprattutto si pensa, si discute, si ragiona, si imparano
cose nuove e si capiscono meglio anche argomenti già affrontati in classe
di matematica o di scienze.
Ma torniamo al racconto dell’attività.
Il giorno stabilito porto le scatole dei kit in classe e, dopo averne aperta
una, chiedo agli allievi che cosa sono secondo loro i robot e a che cosa
servono, voglio capire che cosa sanno in generale sull’argomento.
Ecco una sintesi della discussione fatta trascritta dall’insegnante:
Anna: il robot può pulirci la casa, può accorgersi quando cʼè silenzio e se gli metto un
computerino può parlare.
Alessia: può tagliare lʼerba e cucinare.
Federica: può fare lavori e aiutare gli uomini a cercare sottoterra le persone.
Samuele B.: può aiutare a costruire le case.
Alessandro: si accorge di tutto perché ha una specie di cervello che non è come il nostro, ma
ha una specie di computerino che gli fa accorgere di tutto quello che deve fare.
Francesco: aiuta le persone a fare i letti se hanno mal di schiena e non riescono a farlo.
Alice: i robot servono anche nelle fabbriche per i lavori che fa lʼuomo.
Leonardo: possono aiutare i malati quando stanno male.
Beatrice: i robot possono aiutare a pulire la casa.
Paolo: possono farti i compiti.
Chiara: il robot è una specie di computer che se devi fare qualcosa lui capisce tutto e lo fa.
Sofia C.: i robot riescono a fare cose che gli uomini non riescono a fare.
Lorenzo: possono portare i bagagli in aeroporto.
Alex: possono vedere se cʼè qualche arma nei bagagli.
Federica: hanno dei super-razzi per spedire le cose lontano.
Zacaria: alzano i pesi.
Francesco: se non hai fratelli con cui giocare può giocare con te. Può fare compagnia.
Anna: il robot ti aiuta a togliere il dente.
Maestra Franca: secondo voi come fanno i robot a fare le cose che avete detto ammesso che
siano tutte fattibili?
Lorenzo: si installa un programma nel computerino del robot.
Chiara: devi collegare il robot al computerino e scrivergli quello che vuoi che faccia e lui lo fa.
Anna: ha delle antenne che ti fanno memorizzare la ʻrobaʼ nel computer e poi sa cosa deve
fare.
Zacaria: attacchi dei fili al computer, schiacci i bottoni e fa quello che vuoi che faccia.
Alex: il robot ha un computerino di bordo. Scrivi una cosa al computer, viene registrata sul
computerino che ha sullʼaddome e fa quello che vuoi.
Federica: si ricorda tutto ciò che gli diciamo prima di farlo perché è intelligente.
Le idee sono tante: gli allievi fanno riferimento a tutte le loro esperienze e
anche, sicuramente, ai film che hanno visto. In un incontro successivo,
43
divisi in gruppi, costruiscono tre robot, seguendo le istruzioni contenute nel
kit. Ogni robot è dotato di sensori, ma non tutti hanno gli stessi. Ogni robot
ha un nome diverso che compare sul display quando viene acceso: tramite
il software è possibile infatti personalizzare il
nome. Si chiameranno Alex, Leonardo e
Ilaria.
Si progetta un’attività, condensata in due
incontri, che permette agli allievi di
impadronirsi
dei
principi
base
della
programmazione. Questa attività è gestita
dall’insegnante e da me in compresenza.
Un allievo ha portato a scuola il robotI tre robot costruiti.
giocattolo Wall-E che simula il comportamento
del personaggio dell’omonimo film. I bambini lo
confrontano con uno dei robot costruiti e capiscono che, mentre Wall-E
funziona in base ad un programma già predisposto dal costruttore, il robot
costruito da loro potrà essere programmato seguendo le loro idee. Quindi
fanno delle prove per capire come funziona il robot NXT e capire il ruolo dei
tasti. Provano anche, con l’aiuto dell’insegnante, a scrivere qualche
programma e a far agire il robot in classe. Il robot si lancia in strane
evoluzioni sul pavimento della classe.
Ecco qualche brano della conversazione che avviene fra gli allievi:
[...] Donatella: Che cosa potrà fare secondo voi?
Noi: si muove; parla e tira la pallina; se gli metti un omino davanti non lo investe;
quando sbatte contro qualcosa ritorna indietro.
Donatella: Per muoversi di che cosa ha
bisogno?
Noi: la ruota e il pulsante.
Donatella: Ma è sufficiente?
Noi: no.
Donatella: Che cosa manca?
Noi: le batterie.
Donatella: Che cosa sono?
Noi: sono cose che danno energia.
[...] Donatella: Il motore che cosa fa?
Noi: è attaccato alla ruota e la fa girare
Alla lavagna si schematizzano
Donatella: Cosa sono i sensori?
alcune idee.
Noi: danno senso ai robot; può vedere con una
luce; ha due occhi; cʼè un sensore che gli
permette di parlare: no, da lì puoi parlare e lui fa quello che gli dici; sensori viene
dalla parola senso.
Donatella: Allora bisogna capire se il sensore di suono serve a fargli dire delle cose
o a ricevere delle cose
Noi: per tutte e due le cose. [...]
44
Le prove continuano ancora per un po’ di tempo. Poi chiedo loro di
elaborare delle idee su ‘che cosa potrebbe
fare il robot’ che condividono in una breve
discussione in classe durate la quale io
presento anche i principali comandi accessibili
tramite la programmazione con il display
riprodotti su grandi fogli.
Gli allievi condividono il fatto che motori e
sensori hanno un ruolo diverso e quindi
ciascun dovrà essere programmato in I comandi da usare sul display e
coerenza: il motore deve essere fatto girare, i lo schema a blocchi da riempire.
sensori
devono
ricevere
informazioni
dall’ambiente. Poi con carta e penna ogni
allievo scrive un programma che deve rispettare queste regole: essere
composto di cinque comandi di cui l’ultimo deve essere un ‘ripeti sempre’ o
Due esempi di programmi scritti dagli allievi.
uno ‘stop’.
I prodotti individuali diventano poi oggetto di discussione nei gruppi che
rilevano errori, modificano la sequenza dei comandi e scrivono che cosa si
aspettano che faccia il robot.
Ora i programmi sono solo più
quattro. Si procede quindi alla
verifica scrivendo con i tasti il
programma di ogni gruppo sui
robot: chi è riuscito a inventare un
programma funzionante?
Come era prevedibile non tutti i
programmi funzionano ma, fatte le
Un programma rielaborato nel gruppo.
prove, cominciano a chiarirsi le
regole da seguire. Modifichiamo
alcuni programmi ma… purtroppo il
45
tempo è scaduto e dobbiamo salutarci.
Per concludere il lavoro, i robot vengono ‘vestiti’
usando carta crespa e cartoncino e diventano due
robot maschi e uno femmina. Questo aspetto
della personalizzazione dei robot è molto
importante, soprattutto nelle classi impegnate nel
Progetto Roberta, dove viene attribuito un ruolo
particolare alle ragazze.
I robot ‘vestiti’.
Riciclor, un robot per capire la raccolta differenziata
Esperienza condotta in una classe terza dall’insegnante Marina Gallo – Scuola Primaria di
Buriasco 3° circolo didattico di Pinerolo
La classe terza di questa scuola primaria è impegnata in un progetto di
educazione ambientale e deve sviluppare il tema del riciclaggio. In classe
sono arrivati i robotini grazie all’insegnante di lingua che ha partecipato ad
uno dei corsi di formazione del Progetto Roberta. Marina è stata anche mia
collega per cinque anni e quindi ha visto spesso robotini girare per la
classe. La sua scuola ha comprato due kit, utilizzando fondi raccolti con il
contributo dei genitori, e la prima parte del lavoro è stata condotta
interamente da lei: i bambini hanno costruito il robot seguendo le istruzioni
contenute nel kit stesso. Quando è nata l’idea di usare il robot per la mostra
di fine anno per la ricerca sul riciclaggio sono stata subito coinvolta perché
l’idea degli allievi era di costruire un robot che intervenisse nella fase della
raccolta differenziata. Secondo loro doveva separare la carta dalla plastica.
L’insegnante ha avviato l’attività chiedendo ai bambini di immaginare come
poteva essere questo robot. Le idee,
scritte e accompagnate da disegni
esplicativi, sono state molte e molto
variegate, eccone alcune:
“Mettere sul robot un sensore della luce. Un bambino
ha una pila e la punta sul cassonetto giusto, il robot
con plastica o carta in mano segue la luce nella
giusta direzione.”
“Sensore nella pinza che tiene il rifiuto: pinza più
aperta il robot si muove verso il cassonetto della
plastica, pinza più chiusa verso il cassonetto della
carta.”
“Sensore del rumore: pinza con bottiglia di plastica la
prende, la schiaccia sente il rumore e va verso il
Uno dei disegni prodotti per illustrare
il particolare della pinza.
46
cassonetto giusto.”
“Luce nella pinza: se la pinza ha la bottiglia di plastica che
è trasparente la luce passa e il robot si muove verso il
cassonetto della plastica; con la carta la luce non passa e
il robot va verso lʼaltra direzione.”
Gli allievi usano un linguaggio molto articolato
per descrivere funzionamenti e ipotizzare
soluzioni: questo permette all’insegnante di
sfruttare l’attività per la riflessione linguistica.
Anche in molti altri momenti dell’attività, gli
allievi devono spiegare, discutere, confrontare
le loro idee e produrre testi scritti di vario tipo:
un ottimo contesto quindi per attività
linguistiche non banali e soprattutto motivate.
In alcuni casi il disegno accompagna il testo,
in altri è il testo a completare il disegno.
Un allievo descrive il
Le conoscenze sul funzionamento dei robot
sono già abbastanza evolute ma la difficoltà sta funzionamento di Riciclor.
nel programmarlo. Gli allievi immaginano
funzionamenti dei tasti e del display ma non
sanno come fare concretamente. Fanno delle prove ma non trovano
soluzioni ai loro problemi.
Anch’io subito non so come
procedere, so che il robot dovrà usare
il sensore ottico per distinguere i due
materiali
ma
bisogna
anche
immaginare che cosa fare dell’oggetto
una volta classificato. Realizzo un
prototipo e lo programmo per
riconoscere la plastica usando un
vasetto dello yogurt vuoto di colore
Un esempio di testo scritto in cui gli
bianco e poi decido di usare una lattina allievi formulano ipotesi su come
come secondo materiale perché la programmare il robot usando i tasti che
carta è anche bianca e il robot non la vedono sul mattoncino.
distinguerebbe. Quindi il mio robot
differenzierà plastica e metallo. La
plastica verrà spinta in avanti dal corpo del robot e il metallo lanciato
lateralmente da un braccio che ruota. Seguo le istruzioni per costruire il
robot che riconosce e colpisce la pallina rossa che si trova nel tutorial del
software. Devo solo modificare la posizione del sensore ottico perché sia
all’altezza giusta per il vasetto di yogurt.
47
Gioco un intero pomeriggio e poi finalmente
posso mandare la risposta ai miei piccoli amici:
pubblico il filmato del robot in azione su Facebook
e invio un messaggio alla maestra che poi il
giorno dopo si collega ad Internet da scuola e
mostra il robot a tutta la classe. Decidiamo però di
provare con carta e metallo perché a Buriasco la
plastica e il metallo vanno nello stesso
cassonetto.
Dopo alcuni giorni gli allievi costruiscono il robot
che si chiamerà Riciclor e con il mio aiuto fanno
anche le modifiche necessarie. Poi illustro loro il
programma:
passo
direttamente
alla
programmazione
con
il
software
che
spiego
molto
Il contatto tramite Facebook.
sommariamente agli allievi. Purtroppo non c’è
tempo per un’attività più approfondita. Ma
l’insegnante
sfrutta
comunque
la
situazione e chiede di spiegare il
programma che io consegno loro già
pronto dando a tutti una copia
dell’immagine che compare sul video. Ciò
che scrivono gli allievi è molto interessante
e dimostra con quanta facilità si possa
interpretare una programmazione ad
icone. Quando arriva il giorno tanto atteso
fumetti spiegano le icone del
della mostra il robot è pronto e gli allievi Iprogramma.
preparano il tavolo per esporlo sotto un
gazebo all’esterno dell’edificio scolastico.
Purtroppo ci accorgiamo subito che non funziona bene, la luminosità del
posto è diversa da quella della classe e il sensore di luce andrebbe
calibrato17, ma non c’è tempo... Gli allievi pensano allora di mettere un
pezzo di carta nera sul fondo della lattina per cambiare la luce riflessa e
pare funzioni meglio, ma basta un lieve cambiamento nella luce
dell’ambiente perché il robot sbagli. Intervengo allora sui valori di soglia del
sensore e dopo alcune prove sembra funzionare con più regolarità; mi
ripropongo di approfondire con gli allievi il discorso ‘sensori’ perché
17
I sensori si possono calibrare in base alla situazione ambientale usando i menù del software
e collegando il robot con il cavo USB al computer.
48
purtroppo in quell’occasione sono rimasti
abbastanza spettatori anche se qualcuno ha
capito benissimo cosa stava succedendo e lo
spiega con una certa ‘professionalità’ ai
visitatori che si affollano intorno al tavolo
incuriositi.
Riciclor in azione durante la
mostra.
In classe quarta
Robotolo, un cane robot
Esperienza condotta in una classe quarta e in una classe quinta usando il kit Lego RCX e con
collaborazione in rete fra le due classi tramite la chat – insegnanti Paola Sgaravatto e
Donatella Merlo – 1° circolo didattico di Pinerolo
La storia di Robotolo è diventata un classico per introdurre le attività di
robotica perché fa riflettere gli allievi sulle differenze tra viventi e robot e
pone anche problemi di tipo etico. Perché un bambino deve preferire un
cane vero a un cane robot? Sono gli allievi stessi a dare consigli al piccolo
Jimmy protagonista della storia18 .
Ciao Jimmy,
Secondo me, non devi dare via Robotolo perché
gli sei affezionato e perché non cambia niente tra Robotolo e un
cane normale. Robotolo è furbo, intelligente e tecnologico e ha
anche il radar. Convinci tuo papà che non deve dare via
robotolo. Ciao! Adriele
Caro Jimmy,
devi provare a capire che un cane vero e uno come Robotolo sono
diversi. Ti aiuto a capire, un cane vero ha bisogno di cibo e di aria
per vivere invece un cane robotico non ha bisogno di aria a
differenza del cane vero che ne ha bisogno proprio come te.
Poi, dato che i tuoi genitori vogliono dare Robotolo a un altro
bambino, puoi andare da lui a trovare il tuo cane meccanico.
Ciao da Gabriele
18
I testi e di segni realizzati al computer sono della classe quarta dell’insegnante Patrizia
Priano di cui racconto l’esperienza a pag. 51.
49
Caro Jimmy,
mi chiamo Lorenzo e voglio aiutarti. Da quello che ho capito
i tuoi genitori vogliono farti cambiare cane, però tu sei
indeciso, quindi io ti consiglio di prendere Robotolo.
Comunque non voglio obbligarti. In poche parole ti dico di
non prendere la novità al volo, perché non devi dargli da
mangiare e il cane meccanico capisce di più.
Ciao!!!!!!! Da Lorenzo
I racconti di Asimov 19 e i film di fantascienza sono ricchi di situazioni di
questo tipo che mettono in gioco la nostra visione del mondo e a volte ci
spaventano presentandoci un mondo in cui i
robot in certe situazioni si comportano meglio
di noi. Sovente la lettura di un racconto è un
buon punto di partenza per innescare
discussioni e sviluppare progetti, per riflettere
sul ruolo dei robot nella società attuale e in
quella futura.
L’attività su Robotolo comincia a gennaio con
due
classi quarte. É la prima esperienza per
Uno dei disegni di Robotolo.
questi miei alunni. Dopo la lettura della storia
chiedo ai bambini di disegnare come
immaginano questo "cane robot" tenendo conto anche della descrizione
fatta sul testo. In classe, con l'insegnante di Italiano, la storia è analizzata
dal punto di vista linguistico perché la sua comprensione richiede alcune
competenze di tipo inferenziale che non tutti i bambini padroneggiano a
questa età.
I disegni sono molto interessanti: non solo i bambini
tengono conto della descrizione ma quasi tutti
arricchiscono il cane robot di strumenti aggiuntivi
(lettori di DVD, cellulari, lavatrice!) ricorrendo a tutte le
loro conoscenze tecnologiche.
Ci soffermiamo anche sul modo di muoversi del cane
robot. Alcuni disegnano molle per farlo saltare o rotelle
per farlo correre, e le articolazioni sono risolte in vari
modi, con rotelline e ingranaggi, con chiodi e viti e così
Aibo, il cane
robot della Sony.
via. Dentro il robot gli allievi immaginano ‘chip’ e fili
elettrici, tubi, ingranaggi... un po' di tutto. Poi, quando
19
In particolare è interessante il racconto “Circolo vizioso” (Asimov, 1942) per l’introduzione
delle tre leggi della robotica.
50
confrontano i loro disegni con i robot della Sony, i famosi Aibo, e si
accorgono di non essere andati molto distanti con la loro immaginazione!
Quando finalmente aprono la scatola del kit Lego Mindstorms intuiscono
subito il ruolo delle varie parti: il trasmettitore a raggi infrarossi è
paragonato ad un telecomando e l'RCX al nostro cervello.
Poi inizia la costruzione: ogni
gruppo di 4–6 alunni riceve le
istruzioni e si suddivide al suo
interno in due sottogruppi di
2–3 bambini: uno costruisce
la parte motori e l'altro il
"corpo",
la
parte
più
complessa. In alcuni casi
Le ultime fasi della costruzione.
devono
correggere
le
istruzioni perché trovano degli
errori o non capiscono bene
che tipo di pezzo impiegare. Un gruppo termina la costruzione ma trova
anche un difetto nel funzionamento della bocca
che cerca di correggere.
Il 5 maggio c’è il contatto via Skype con la quinta
della scuola Lauro che è più avanti nella
costruzione ed è anche più esperta, avendo già
lavorato l’anno precedente alla costruzione del
Roverbot. La sessione è registrata in un file audio
ed inserita sul wiki del portale della scuola e può
Un momento della chat.
essere riascoltata anche da casa.
Gli allievi della Lauro spiegano a voce che cosa si
deve fare per correggere l’errore della bocca e poi mandano via e-mail le
Il robot della classe di Abbadia e le foto dell’ingranaggio sbagliato.
foto del robot in funzione e dell'ingranaggio incriminato: si vede come
passa l'elastico nelle tre pulegge successive, come devono girare i pezzi
51
ovali, le camme, e dove sono attaccati (anche se le foto sono un po’
sfocate!!!)
Noi
in
cambio
mandiamo
il
programma
realizzato dall’altra
classe quarta che
però non sembra
funzionare. In un
collegamento
successivo
ci
mandano il loro
programma
che A sinistra il programma della classe quarta e a destra quello
scarichiamo
sul corretto della classe quinta.
robot.
Finalmente siamo al
collaudo: tutti intorno a Robotolo per vedere se obbedisce ai nostri comandi
e
soprattutto
se
succede quel che ci
aspettiamo.
Sembra incredibile ma
funziona! Bisogna solo
che ci siano le
condizioni di luce
ambientale ottimali, in
questo caso un po’ di
Il trasferimento del programma e il collaudo.
penombra.
Distruggere per ricostruire
Esperienza di ‘reverse engineeering’ condotta in una classe quarta dall’insegnante
Patrizia Priano – Scuola Primaria Lauro di Abbadia Alpina 1° circolo didattico di Pinerolo con
kit Lego RCX
Per imparare veramente a costruire un robot il modo migliore è smontarne
uno già costruito 20. Ma per farlo occorre prendere degli appunti mentre si fa
20 Questa attività fa riferimento all’esperienza condotta da M. Bianchi nell’ambito del progetto
‘Io bambino tu robot’ e documentata sul sito http://old.irrelombardia.it/robotica/.
52
l’operazione di smontaggio. Questa attività molto ricca dal punto di vista
logico e matematico è anche, in realtà, un ottimo esercizio di uso della
lingua o meglio di integrazione fra due linguaggi, quello iconico e quello
testuale.
L’esperienza è stata condotta in una classe quarta che aveva già
esperienze precedenti di costruzione di robot con il kit Lego RCX. In
particolare in terza gli allievi avevano costruito il Roverbot. Il robot da ricostruire ora è Robotolo, nella versione già sperimentata da altre classi.
Gli allievi si mettono al lavoro suddivisi in 2 gruppi che al loro interno
formano ancora 2 sottogruppi. Il robot è diviso in 3 pezzi e ogni bambino ha
il suo compito: uno scrive, uno disegna, uno toglie i pezzi e uno specifica il
tipo di pezzo e dice a che cosa serve.
Gli appunti e i disegni di un gruppo.
Il lavoro si commenta da sè: rappresenta un’esperienza significativa
rispetto all’utilizzo della robotica all’interno delle attività curricolari per l’alto
livello di rielaborazione delle informazioni richiesto da un’attività di questo
tipo. È un processo di problem solving in cui si intrecciano diversi aspetti:
l’esigenza di comunicare con un linguaggio adeguato una procedura, la
53
capacità di re-interpretare ciò che prima si è tradotto in linguaggio iconicoverbale, la necessità della discussione tra pari
per ri-negoziare il significato dei ‘segni’ prodotti.
Il motore del processo è la motivazione data
dall’obiettivo di costruire un oggetto concreto. La
possibilità di visualizzare il risultato finale nella
propria mente, e attraverso i disegni, permette di
controllare ciò che si fa e trovare strada facendo
elementi di validazione della procedura seguita
Il robot ricostruito affronta il
nel ricostruire.
labirinto.
Ingranaggi
Esperienza di costruzione di un robot e di studio degli ingranaggi condotta in una classe
quarta dall’insegnante Donatella Merlo – Scuola Primaria Nino Costa 1° circolo didattico di
Pinerolo
Lo studio degli ingranaggi non può essere l’obiettivo unico dell’attività di
robotica ma una fase intermedia o, per meglio dire, una finestra che si apre
nel momento in cui si affrontano problemi costruttivi che richiedono una
riflessione sul funzionamento delle ruote dentate. A quel punto conviene
sfruttare la situazione anche per puntualizzare alcuni aspetti matematici
incorporati nel discorso, tipicamente meccanico, della trasmissione del
moto.
Anche nel kit WeDo vi sono alcune attività della
Guida introduttiva focalizzate sul rapporto fra ruote
di grande e piccolo diametro e sul loro scopo, ad
esempio in questo modellino che illustra il caso
della riduzione di velocità.
La Guida dell’insegnante suggerisce di far
ragionare i bambini in questo modo: il primo
La costruzione suggerita
ingranaggio, collegato al motore, gira più
nel kit WeDo.
velocemente del secondo, ma siccome il secondo
ingranaggio è più grande per ogni rotazione
dell'ingranaggio primario questo fa solo 1/3 di rotazione riducendo la
velocità nello stesso modo.
Far capire ai bambini questo fatto non è molto semplice. La cosa più
difficile è fare in modo che i bambini tengano sotto controllo più fatti
contemporaneamente, in specifico la rotazione di tutte le ruote dentate. Per
semplificare, nell’attività che voglio illustrare ho cominciato col far
54
esaminare ingranaggi semplici con solo due ruote dentate, proprio come
viene suggerito nella Guida di WeDo, ma facendo usare solo le mani per
farli girare e lasciandoli liberi di sperimentare.
La prima operazione è stata quella di contare i denti. Gli allievi avevano a
disposizione ruote con 8, 16, 24 e 40 denti. Subito hanno capito che
c'entrava in qualche modo la tabellina dell'8 e suonava strano che
mancasse la ruota da 32 denti. Per capire meglio ho suggerito di costruire
dei modellini dei diversi tipi di ingranaggio che si potevano ottenere con
quelle ruote dentate.
Se ad esempio una ruota da 8 con una da 24, mentre la
ruota da 24 fa un giro, quella da 8 ne fa ben 3, quindi va
più veloce. Ma che cosa succede se faccio girare quella
da 8 e mi chiedo quanti giri fa quella da 24 mentre
quella da 8 fa un giro? Subito i bambini capiscono che
fa meno di un giro ma è abbastanza faticoso esprimere
il rapporto dicendo che fa ‘un terzo di giro’.
Ragionamenti analoghi si fanno anche per le altre Un ruota da 24 denti
ingrana con una da 8:
situazioni: la difficoltà principale per gli allievi è usare se la ruota motrice è
la frazione per definire le parti di giro. Ad esempio nel quella da 8 si ottiene
caso di 16 e 24 denti, mentre la ruota da 16 fa un giro una diminuzione del
quella da 24 fa 2/3 di giro: questo rapporto crea numero di giri.
ancora più difficoltà e ci spinge a definire in modo
chiaro e matematicamente corretto il concetto di
rapporto.
Gli allievi provano a costruire altri tipi di ingranaggi
usando ruote coniche e a corona per fare muovere gli
ingranaggi ad angolo retto, cosa che incuriosisce
molto. E anche la vite senza fine: la ruota dentata non
può girare,
è come
bloccata, invece, la vite Nel caso 16 e 24 denti
può girare e il risultato è il rapporto diventa 2/3.
che la ruota dentata gira
molto molto lentamente.
Uno stralcio da qualche discussione:
Ins: Immaginiamo che il motore sia collegato all'ingranaggio
da 8 denti mentre invece le ruote sono collegate con quello
La vite senza fine rallenta
da 24. Voi dite che mentre la ruota da 8 denti fa un giro quella
ancora di più il movimento.
da 24 fa soltanto un terzo di giro. Sapete spiegare il perché?
Gloria: è come se la ruota da 24 denti fosse divisa a metà
perché mezzo lo supera e quindi è un terzo di giro.
Andrea DG: si conta la tabellina dell'8 fino a 24 e quindi si scopre che è un terzo
55
Marco: se provi fai una frazione con la tabellina dell'otto
Martina: quella da 8 è più piccola di quella da 24 quindi fa un terzo di giro su se stessa
Stefano: ho fatto nella mia mente la tabellina dell'8 fino a 24 ed è venuto fuori il 3
Alessio: ho fatto la tabellina dell'8 fino a 24 ed è venuto 3 infatti 8 x 3 = 24
Stefania: la ruota a 8 quando giri e arriva al punto di partenza ha fatto solo 3 giri ma non ha
fatto tutto il giro della ruota a 24 denti
Andrea M: c'è una regola matematica che deve fare 8 x 3 = 24 cioè 24 denti della ruota più
grande
Per verificare la capacità o meno di ragionare sugli ingranaggi preparo
alcune schede con esempi e domande, al termine raccolgo le risposte date
sull'ingranaggio con le ruote da 8 e 24 collegate tra loro e imbastisco con
ogni gruppo una discussione invitando gli allievi a riflettere sulle loro
spiegazioni: l’obiettivo è definire in modo chiaro il funzionamento degli
ingranaggi e le regole matematiche che lo governano.
In classe, collettivamente, riprendo poi il discorso
cercando di far comprendere come l’uso degli
ingranaggi influisca sulla velocità di rotazione. In
questo modo si collega il discorso degli ingranaggi con
quello della trasmissione del moto ritornando al
problema iniziale. L’attenzione agli ingranaggi è
Le ruote dentate da 10 e
dovuta al fatto che il modellino di robot in
6 denti utilizzate per
svolgere l’attività sui
costruzione ha le ruote collegate al motore ma se si
multipli (Georello
collegano direttamente non è possibile manovrare il
Quercetti).
robot per fargli compiere movimenti controllati,
occorrono quindi ingranaggi che riducano la velocità
del motore. Qui il problema da risolvere è relativo alla trasmissione del
movimento e alla potenza del motore ma occorrono conoscenze
matematiche per capire come variano le velocità in base al tipo di
ingranaggio.
Porre l’accento sull’aspetto matematico in particolare, sull’uso delle frazioni
e sull’idea di rapporto, mette in gioco le conoscenze degli allievi su multipli
e divisori e può anche mettere le basi per introdurre il concetto di minimo
comune multiplo che si può simulare benissimo con gli ingranaggi.
Immaginiamo due ruote dentate da 10 e 6 denti: le due ruote girano
contemporaneamente ma mentre quella da 10 denti fa 1 giro, quella da 6
denti ne ha già fatto più di 1. Se segniamo con un pallino nero i due denti
che si toccano all’inizio, vedremo che solo dopo 30 scatti i due denti
tornano a combaciare e 30 rappresenta proprio il m.c.m. fra 10 e 6. Il
ragionamento sugli ingranaggi quindi, può diventare uno strumento di
56
pensiero per capire concetti matematici usando una metafora basata sul
movimento che è, secondo me, molto concreta e molto embodied 21.
In classe quinta
Inventorbot gioca a basket
Esperienza di costruzione di un umanoide condotta in una classe quinta dall’insegnante
Donatella Merlo – Scuola Primaria Nino Costa 1° circolo didattico di Pinerolo.
Nel 2006–07 la rete di Robot@Scuola ha portato avanti un nuovo progetto
denominato Rob&Ide: per documentare l’attività delle diverse scuole
coinvolte è stato creato un blog 22 che ancora oggi funziona come punto di
riferimento grazie al lavoro instancabile di Linda Giannini23 che ne è stata la
creatrice e l’attenta compilatrice giornaliera. Il blog è praticamente un
immenso archivio on-line di tutto ciò che è passato negli ultimi 3 anni
attraverso le mail tra gli insegnanti e i contatti con Scuola di Robotica e con
le altre istituzioni che di volta in volta ci hanno accompagnati nel nostro
viaggio attraverso la robotica educativa.
Parallelamente è stata creata anche una lista di discussione che è il nostro
punto di incontro e di scambio quotidiano, insieme ai contatti su Skype.
L’esperienza di Rob&Ide è stata molto complessa perchè ha coinvolto
scuole di ogni ordine e grado di diverse regioni italiane tutte accomunate
dall’idea di progettare e realizzare un androide. Mentre la scuola di Donato
Mazzei, il Polo Tecnologico Professionale di Treviglio, progettava con un
software apposito un braccio robotico, come parte di questo androide, la
scuola dell’infanzia di Latina di Linda Giannini realizzava delle teste per i
robot e noi, con il kit Lego RCX, costruivamo Inventorbot.
Nel corso dell’anno scolastico ci sono stati scambi tra le tre scuole e Scuola
di Robotica tramite la chat e ognuno ha portato avanti il suo progetto
21
Embodied nel senso della embodied cognition (cfr. Lakoff, G., Núñez, R. E. (2000))
22
http://blog.edidablog.it/blogs/index.php?blog=275
23
Sul sito ‘La scatola delle Esperienze’ http://www.descrittiva.it/calip/ è documentata tutta
l’attività di Linda Giannini.
57
avvalendosi dei contributi di tutti gli altri. Non trascurabile la ricerca di siti
che presentavano varie tipologie di umanoidi e simulazioni di movimenti.24
Nella mia classe l’attività era collegata a
scienze e in particolare allo studio del
movimento, dei muscoli, delle articolazioni.
Infatti una delle prime attività svolte è stata la
dissezione di una zampa di gallina per vedere
come
erano
collegate
e
come
La dissezione della zampa di
funzionavano
le varie parti gallina.
che
costituivano un’articolazione.
Da lì siamo passati alla progettazione di un
arto robotico e qualcuno ha addirittura
pensato ad un intero uomo robotizzato.
Il passaggio al kit Lego è avvenuto quando
abbiamo cercato di realizzare quanto era
stato progettato su carta. I primi tentativi
sono stati abbastanza infruttuosi rispetto
all’obiettivo, ma ho lasciato che i bambini
provassero liberamente le possibilità offerte
dal materiale.
Dopo aver cercato ‘ispirazione’ sulla
Constructopedia, il manuale di istruzioni di
Il progetto di umanoide.
costruzione
allegato al kit, i
miei allievi si
sono
concentrati
sulla
costruzione di
Inventorbot
mentre
quelli
dell’altra
classe
Un braccio robotico.
Un esempio di articolazione
quinta
hanno
realizzata con il lego.
24
Per un resoconto completo dell’attività svolta nella mia scuola consultare la pagina http://
trilussa.primocircolopinerolo.it/egw/wiki/index.php?page=OperazioneAndroide
58
cominciato a costruire due piccoli umanoidi, il cui progetto è stato reperito
su Internet.
Ogni classe ha lavorato suddivisa in due gruppi e ogni gruppo ha realizzato
il suo robot, differenziando il tipo
di arti e il movimento.
Gli umanoidi erano uno più basso
e uno più alto e, dovendo imitare
la camminata umana, sono sorti
subito problemi di baricentro che
sono stati affrontati, ma non del
tutto risolti, con varie strategie.
Nella mia classe sono stati
realizzati tre robot del tipo
‘Inventorbot’ con caratteristiche Il robot che lancia la pallina e uno dei due robot
leggermente
diverse
perché che camminano.
dovevano rivestire ruoli differenti
nella simulazione di una partita di
basket.
Terminata la costruzione del robot si passa alla programmazione. È tutto da
inventare quindi gli allievi cominciano con il definire i ruoli e le azioni da far
compiere ai tre robot.
Ecco le idee elaborate:
Immaginiamo di essere ad una partita di basket.
Il robot con cappello, braccio con pinza e sensore ottico si chiama Leonida ed è il bigliettaio.
Quando il sensore ottico viene colpito dalla luce inizia a salutare e a usare la pinza per forare i
biglietti di ingresso. (Federica D., Francesca, Matteo, Gianluca, Patrick)
Il robot con braccio da stringere e da toccare e con sensore ottico è lʼallenatore Willy. Il robot
potrebbe comunicare con il suo compagno dicendogli qualcosa, ad esempio quando
stringiamo il braccio destro fa una musichetta, quando tocchiamo il braccio sinistro comunica
con il robot JT e gli dice di lanciare la palla. (Daniele, Filippo, Giorgia, Laura).
Il robot con braccio che lancia, braccio da stringere e sensore ottico si chiama JT ed è il
giocatore. Quando riceve il messaggio da Willy o quando gli si stringe il braccio, lancia la palla
e suona una musichetta diversa a seconda di come ha ricevuto il messaggio. (Gabriele, Ciro,
Elton, Chiara P., Federica S.)
Un’alunna cerca di far comunicare due RCX: occorrono due programmi,
‘invia’ sul robot che manda il messaggio e ‘ricevi’ sull’altro.
59
Il momento più delicato della programmazione è stato quello in cui
occorreva far comunicare i due robot: al primo tentativo gli allievi non ci
sono riusciti, allora hanno provato a inclinare leggermente i robot in modo
che non ci fossero ostacoli fra le due porte a infrarossi.
Dopo alcune prove tutto ha funzionato, ma è sorto un nuovo problema:
come fare canestro? Ne è risultata una partita di basket un po’ strana in cui
a spostarsi era... il canestro mentre il lanciatore restava fermo perchè
poteva solo ruotare su se stesso, ma non cambiare posizione.
Un
momento
interessante del lavoro
è stato lo scambio con
la scuola di Treviglio
che
ha
mostrato,
tramite la webcam, il
progetto di alcune parti
del robot, mentre i miei
allievi illustravano il
funzionamento
di
Inventorbot.
chat con Treviglio: a sinistra il modello della spalla del
Ogni fase del lavoro ha In
robot, a destra i bambini la videata di Messenger e il
avuto ripercussioni sul microfono.
lavoro in classe perché
attraverso il ‘fare’ del
laboratorio sono emersi problemi non da poco, riguardanti, tra gli altri,
concetti di matematica e di scienze. Nello stesso tempo la documentazione
delle esperienze attraverso diari di bordo costruiti da alunni e insegnante
insieme ha sviluppato nuove abilità sul piano linguistico espressivo e
incrementato le competenze sull’uso degli strumenti informatici.
Il fatto di avere a disposizione un computer in aula e il portale scolastico
con wiki ha sicuramente facilitato le cose, ma occorre sempre da parte
dell’insegnante una buona capacità organizzativa, oltre a competenze
specifiche, per sfruttare al meglio tutte le risorse.
Questo è il motivo per cui secondo me è importante non limitarsi a
presentare agli insegnanti le possibilità offerte dal materiale ma far capire
sia le correlazioni fra questa attività e i curricoli disciplinari sia la necessità
di documentare il proprio lavoro per renderlo fruibile da altri. E per questo è
indispensabile usare gli strumenti offerti dalle nuove tecnologie. In questo
senso la robotica può diventare un cavallo di troia per forzare gli insegnanti
a impratichirsi nell’uso di vari strumenti, dallo scanner alla fotocamera
60
digitale, dal software di montaggio video all’uso di programmi di fotoritocco,
dall’uso di un software di programmazione a quello di una chat.
Alcuni momenti della preparazione dell’evento finale: il
disegno del campo da basket regolamentare in scala, i
vestiti per gli spettatori, le prove con canestro e pallina di
carta, i personaggi pronti ... in attesa del campo.
61
APPENDICE
Dalla scuola primaria alla scuola
dellʼinfanzia
Alcune delle attività presentate
nelle
pagine precedenti sono state
Un progetto di percorso e il robot camuffato
da cagnolino in azione.
realizzate coinvolgendo gli alunni
della scuola dell’infanzia in vari
modi. Di solito sono stati portati in
sezione i robot costruiti da bambini più grandi e i
piccoli dovevano cercare di farli funzionare
premendo i tasti giusti. Poi progettavano ambienti
in cui farli agire o, con il supporto dell’insegnante,
pensavano modifiche da fare.
Alcuni allievi di 4 anni alle
In altri casi, in particolare con il kit WeDo, sono
prese con il coccodrillo.
state sperimentate attività più articolate in cui i
piccoli hanno costruiti i loro robot usando sia i
mattoncini del kit sia quelli in uso nella sezione, e
animando poi i personaggi con l’uso dei sensori.
Altre modalità in fase di sperimentazione
riguardano l’uso dei robot per far verbalizzare agli
allievi i funzionamenti e le modalità di azione e
introdurre elementi di logica, di aritmetica e di
misura.
Due cinquenni costruiscono
Sicuramente è un’attività coinvolgente e gli
il leone con il kit WeDo
insegnanti dovrebbero lavorare sempre con
guardando le istruzioni sul
video del computer.
questo metodo, perché soprattutto nella scuola
dell’infanzia attraverso il fare con le mani si
impara a ragionare con la testa. Le capacità di
ragionamento si stimolano facendo agire in
situazioni concrete di esperienza in cui gli allievi
sono invitati a esprimere le loro idee sui fatti che
osservano, a formulare ipotesi sul come e sul
perché le cose succedono in quel modo e non in
un altro. Anche il recupero della manualità e del
Il robot lancia la pallina e gli
fare è un obiettivo primario perché sempre meno
allievi devono prevedere
i nostri piccoli hanno occasioni vere di usare le
dove andrà a cadere per
mani per costruire o per ‘pasticciare’.
sistemare il ‘canestro’.
Queste attività di robotica forse vanno nella
direzione giusta.
62
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Progetto
Roberta
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http://blog.edidablog.it/blogs/index.php?blog=275 (Blog Rob&Ide che
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http://www.roboitalia.com/download/ (Sito con guide e manuali sulla
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