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Il laboratorio di robotica: struttura e modularità

Volendo individuare un modello di attività di laboratorio, ma con tutte le precauzioni del caso perché tante e diverse possono essere le modalità di realizzazione e i contesti di applicazione, possiamo identificare un percorso articolato in quattro fasi:

  1. una prima fase rivolta ad esplicitare preconoscenze ed aspettative degli studenti (una didattica costruttivista sottintende che la mente dei ragazzi non è un foglio bianco);
  2. una seconda (se necessario) più istruzionista, di apprendimento guidato (non tutto può o deve sempre essere scoperto, contrattato, costruito, a volte la trasmissione può essere oltreché più rapida anche più efficace);
  3. una terza di progettazione autonoma e/o di individuazione e risoluzione di un problema da parte del gruppo (è questa la fase più costruttivista, dove l’interazione tra persone e tra soggetti e oggetti evolve da esperienza in conoscenza);
  4. e una quarta, infine, di metacognizione, nella quale gli studenti sono invitati a riflettere sul loro operato, magari con l’obiettivo di presentarlo ad altri (è questa la fase più orientata alla sedimentazione delle conoscenze, attraverso la loro esplicitazione e ri-organizzazione).

E’ possibile esemplificare alcune attività riconducibili alle quattro fasi sopra descritte.

Nella prima fase, l’insegnante utilizza la tecnica del brainstorming per stimolare un’esplorazione del campo e far emergere quello che gli studenti sanno e/o pensano sul tema trattato. Lo scopo è quello di arrivare ad un sapere, anche minimo, ma condiviso che accenda curiosità ed interesse per le successive attività.

Nella seconda fase, più esecutiva, di istruzione se vogliamo, gli studenti sono come apprendisti guidati nell’acquisizione di conoscenze e/o operazioni che dovrebbero metterli in grado di diventare in seguito più autonomi. In questa fase l’insegnante utilizza spiegazioni frontali ed esercitazioni guidate appositamente predisposte.

Lo scopo della terza fase potrebbe essere sintetizzato dal motto "mettiamoci alla prova": dopo aver esplorato determinate conoscenze e informazioni ora si tratta di usarle, applicarle nella realizzazione di qualcosa e/o nella risoluzione di un problema. In questo modo le conoscenza vengono praticate, verificate, arricchite e rese più solide: tipico di questa fase è l’individuazione di un problema da risolvere attraverso la realizzazione di un progetto.

Con la ricostruzione dell’esperienza fatta, infine, si arriva alla quarta fase che ha lo scopo di sistematizzare e fissare le conoscenze acquisite. Per questa fase può essere utile chiedere agli studenti di tenere un diario di bordo, utilizzabile anche per promuovere modalità di (auto-)valutazione tipo portfolio.

 

Proposta di un percorso per l'introduzione alla robotica

Prima fase

preconoscenze metodologia
attività
materiale di lavoro
prodotti
  • Discussione guidata: cosa è per te un robot?
  • Panoramica dei robot (leggi della robotica, aspetti socio economici, psicologici e filosofici dei robot che più impressionano i giovani)
  • Brain-storming
  • Costruzione di un cartellone
  • Letture varie
  • Visione di alcuni spezzoni di film o di documenti
  • costruzione di una mappa concettuale
  • Domande guida per il Brain-storming
  • rcacconti di autori vari (Asimov, Colligan, Grimwade, ...) e relative schede
  • spezzoni di film e documentari
  • Cartellone
  • mappa concettuale
motivazione metodologia
attività
materiale di lavoro
prodotti
Presentazione di un modello di robot
  • Esplorazione, gioco e interazione col modello.
  • Osservazione del modello: come è fatto, come funziona
un robot già montato  
conoscenza metodologia
attività
materiale di lavoro
prodotti
  • analisi del robot
  • studio dei componenti del kit
  • Smontaggi/montaggio del modello
  • Rappresentazione del modello mediante disegno o foto
  • Classificazione e descrizione dei componenti che lo costituiscono in base alla loro forma e funzione
  • analilsi del materiale a disposozione per realizzare un robot (sensori, RCX,
  • il robot
  • Studio dei componenti
  • Schede sulla terminologia
  • scheda componenti kit di costruzione
  • Disegni/foto/video
  • schede di valutazione
studio
metodologia
attività
materiale di lavoro
prodotti
  • Studio dei meccanismi e del movimento
  • studio della programmazione
  • Studio del movimenti
  • Risoluzione di problemi di carattere meccanico
  • Analisi del linguaggio di programmazione
  • realizzazione di semplici programmi
  • il robot
  • Studio dei componenti
  • Schede sulla terminologia
  • scheda componenti kit di costruzione
  • Disegni/foto/video
  • schede di valutazione

 

Seconda fase

progettazione e realizzazione
metodologia
attività
materiale di lavoro
prodotti
  • Lavoro di gruppo: progettare il robot (definizione della struttura, dei meccanismi e del comportamento del robot)
  • Attività di laboratorio: costruzione del Robot
  • Attività di laboratorio: realizzazione del progaramma di controllo rispetto al progetto
  • Progettare un robot di propria invenzione o personalizzare (variare/modificare)un robot precedentemente costruito
  • Costruire il robot (affrontare il problema della robustezza della struttura)
  • Scrivere il programma per definire il comportamento del robot della struttura del robot e del programma di controllo
  • LEGO MindStorms
  • computer per programmare
  • Progetto su carta (disegni, schemi, descrizione del comportamento
  • Struttura e meccanismi dell'automa
  • Programma di controllo

 

Terza fase

documentazione e socializzazione
metodologia
attività
materiale di lavoro
prodotti
  • Riflessione sui lavori svolti
  • progettazione e realizzazione di una mostra (valutazione risorse necessarie)
  • Ogni gruppo documenta il proprio lavoro con disegni, schemi, foto, ecc.
  • Preparazione del materiale per la mostra
  • Allestimento della mostra
  • dibattito sul lavoro fatto
  • Materiale cartaceo e/o in formato elettronico
  • Documentazione in formato cartaceo o elettronico (schemi, disegni, testi, riprese video/foto digitali)
  • mostra dei prodoti realizzati

 

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ultimo aggiornamento: 22-10-05