Alla conquista di Marte
Questo articolo è pensato per essere una lezione fatta e finita. Una lezione “take away“, insomma. Tutto il materiale può essere scaricato e riutilizzato a piacimento, chiedo solo che resti la citazione del sito. Quello che racconto, come sempre, non è la verità assoluta, ma solo il frutto delle mie esperienze con i ragazzi.
In breve
- Indicato per: Scuola Secondaria di Primo Grado
- Disciplina di riferimento: Scienze
- Durata: 2 ore
- Hardware richiesto: LEGO® Mindstorms EV3 + computer/tablet
Introduzione
La lezione che presento di seguito è stata pensata originariamente per una classe terza della scuola secondaria di primo grado per una lezione di Scienze della durata di 2 ore. Il modulo però è adattabile anche per età diverse e per tempistiche diverse.
Per la lezione è necessario avere a disposizione dei kit LEGO® Mindstorms EV3. Il mio consiglio è di avere un kit ogni 3 o 4 ragazzi, ma ovviamente i gruppi sono adattabili in funzione dell’hardware a disposizione. Per ogni kit, inoltre, è necessario avere un computer o un tablet con il software per la programmazione del robot installato.
La lezione è pensata per una classe che ha già avuto a che fare con il robot e che ha già un’idea di programmazione con il software LEGO® Mindstorms. Se per i ragazzi è la prima volta, considerate di aggiungere 1 ora al laboratorio per introdurre la programmazione.
Come è organizzata la lezione
- Lezione introduttiva sulla missione marziana Curiosity con slide di presentazione dell’argomento.
- Alcuni link utili per approfondire l’argomento, dai riferimenti NASA ai tool online per visualizzare le dimensioni reali del Sistema Solare.
- Istruzioni per il montaggio del modello del rover con i LEGO® Mindstorms. Queste istruzioni sono originali LEGO®.
- Idee per la programmazione: alcune sfide da proporre ai ragazzi per animare la lezione.
1. Lezione introduttiva
Nella prima parte della lezione io non accenno mai al robot. Annuncio che sarà una lezione-laboratorio, che i ragazzi saranno coinvolti e dovranno partecipare, ma non spiego come. I primi 20-30 minuti, quindi, sono dedicati alla spiegazione dei contenuti scientifici.
Preparatevi: i ragazzi sono super curiosi e fanno un milione di domande perché l’argomento spazio/Marte/alieni è sempre super apprezzato. Il mio consiglio è di farsi una cultura dal sito NASA (trovate tutti i link nella sezione successiva) per rispondere a qualcuna delle loro domande, ma soprattutto di cercare con loro le risposte.
2. Link utili
- Mars Science Laboratory – Curiosity Rover – La pagina dedicata alla missione Curiosity sul sito della NASA, su cui si possono trovare articoli, immagini e informazioni sempre aggiornate.
- NASA Science – Solar System Exploration – Mars – Un tool di esplorazione di Marte realizzato dalla NASA. Sul sito ci sono tantissime informazioni sul pianeta, sulle varie missioni marziane e anche riferimenti ad altre risorse prodotte dalla NASA stessa sul tema.
- If the Moon were only 1 pixel – Un tool molto bello per rendere l’idea delle distanze moooolto ampie dello spazio. C’è la possibilità di “visitare” lo spazio che è ridotto in scala considerando la Luna grande come 1 pixel.
- Modello GeoGebra del Sistema Solare – Un modellino simpatico che permette di vedere i vari pianeti con i relativi tempi di rivoluzione.
3. Montare il robot
Per passare al robot, io di solito interrompo la lezione dicendo qualcosa di semplice. Tipo “Ok, ora che abbiamo capito come funziona, costruiamo noi il nostro rover marziano!” e sembra incredibile, ma funziona. E la cosa più bella è che, se sono stata brava e i ragazzi ancora non hanno visto i robot, i ragazzi si esaltano.
Io faccio costruire la Driving Base, il modello base del kit LEGO® Mindstorms EV3 Education. Questo modello è molto simile visivamente a Curiosity ed è abbastanza semplice da costruire. Per la costruzione è il caso di prevedere 30-40 minuti.
Oltre alla Driving Base, possono essere aggiunti alcuni sensori. Io faccio aggiungere il sensore ultrasuoni per l’individuazione degli ostacoli e il giroscopio per la misurazione degli angoli. Con questi due sensori si può già proporre un buon numero di sfide.
La LEGO® mette a disposizione sul suo sito delle istruzioni per aggiungere i sensori al modello base, ma io preferisco sempre non fornirle e lasciare che i ragazzi si ingegnino per capire come attaccarli.
4. Programmazione e sfide
Per quanto riguarda la programmazione, la mia abitudine è fornire una serie di sfide e lasciare ai ragazzi circa 45 minuti per lavorarci. Una buona prassi (buona per me, almeno, fino ad adesso ha funzionato bene) è assegnare un punteggio ad ogni sfida e, negli ultimi 15 minuti di lezione, creare una gara fra i gruppi per vedere chi fa più punti.
La competizione è un buon espediente, ma attenzione a non esagerare! Quando i ragazzi cominciano a competere c’è il rischio che comincino a farsi i dispetti o a sabotarsi per vincere in modo scorretto. È importante scoraggiare questa cosa da subito. Io dico nella premessa dell’attività che chi ostacola gli altri perde punti. E dico anche che i punti non verranno tradotti in voti, perché comunque la “paura” del voto rischia di tarpar loro le ali.
La mia proposta per quanto riguarda le sfide è la seguente.
- Far muovere il robot intorno a un ostacolo quadrato facendogli effettuare un giro completo. (10 punti)
- Procedere lungo un percorso con un inizio e una fine prefissati. (10 punti)
- Procedere lungo un percorso con una serie di ostacoli sistemati a priori che devono essere evitati. (15 punti)
- Procedere lungo un percorso in cui gli ostacoli vengono sistemati solo all’ultimo momento e, quindi, diventa necessario utilizzare i sensori per individuarli. (30 punti)
- Far muovere il rover secondo delle istruzioni fornite su carta in cui è richiesto di muoversi con angoli precisi utilizzando il giroscopio. (30 punti)
- Far muovere il rover nella stanza evitando tutti gli ostacoli e effettuando solo rotazioni di esattamente 90°. (45 punti)
Ancora una cosa. Questa lezione è quella a cui ho fatto riferimento per il webinar che ho tenuto per Mondadori Education, “La robotica educativa per il curriculum Scientifico“, che è possibile seguire da YouTube. Il webinar non parla direttamente della lezione, ma fa un (lungo – 1h) excursus su come usare la robotica per insegnare, ad esempio, Scienze.