Corso di Robotica Educativa – LEGO MINDSTORM – Liceo Medi 2023
INTRODUZIONE AL CORSO
Il tema della robotica in ambito didattico rappresenta una delle priorità della scuola italiana (come riportato dalla Direttiva del MIUR n. 93 del dicembre 2009 in tema di ampliamento Offerta formativa).
La robotica rappresenta infatti l’elemento di mediazione attraverso il quale il docente può veicolare l’apprendimento creando ambienti di studio stimolanti e capaci di soddisfare i principali bisogni degli studenti. La robotica si può facilmente adattare all’apprendimento delle differenti discipline scientifiche (e.g., matematica, fisica, informatica) grazie alla possibilità di realizzare concretamente prove ed esperimenti. Essa rappresenta infatti uno strumento didattico attivo che si adatta a contesti dove l’apprendimento è prettamente di stampo cinestetico.
In questo ambito, viene presentato un percorso di avviamento alla robotica costituto da 7 lezioni (ogni lezione della durata di tre ore) sfruttando le modalità del Cooperative Learning ed utilizzando la tecnologia Lego Mindstorm per la creazione di un robot. Il rover, opportunamente modificato, verrà utilizzato dai ragazzi per compiere sfide ed apprendere concetti fondamentali nell’ambito delle discipline STEM.
LEZIONE 6-7:
Gli obiettivi delle ultime due lezioni è quello di preparare una mostra mediante la realizzazione di generici robot utilizzando la tecnologia Lego Mindstorm.
- Educator Vehicle (with attachments) Manuale
LEZIONE 5:
Gli obiettivi della quinta lezione sono:
- Utilizzo del sensore ad infrasuoni per rivelare degli ostacoli.
- Sfida n.7: Sfida Labirinto
La classifica al termine della quinta lezione è la seguente:
| Classifica | Punteggio |
LEZIONE 4:
Gli obiettivi della quarta lezione sono:
- Utilizzo del sensore di colore.
- Sfida n.6: Sfida Sumo.
La classifica al termine della terza lezione è la seguente:
| Classifica | Punteggio |
| MACEDONIA | 60 |
| RDC | 44 |
| GRECIA | 41 |
| SENEGAL | 37 |
| AUSTRALIA | 25 |
LEZIONE 3:
Gli obiettivi della terza lezione sono:
- Utilizzo del sensore di colore.
- Sfida n.7: Realizzazione di un inseguitore di linea sfruttando un singolo sensore di colore.
La classifica al termine della terza lezione è la seguente:
| Classifica | Punteggio |
| MACEDONIA | 46 |
| GRECIA | 33 |
| RDC | 33 |
| SENEGAL | 20 |
| AUSTRALIA | 17 |
LEZIONE 2:
Gli obiettivi della seconda lezione sono:
- Comprendere le differenti modalità adottate da un robot per girare a destra/sinistra.
- Utilizzare un ciclo per gestire operazioni ripetitive.
- Sfida n.3: Il contorno del quadrato utilizzando un ciclo while.
- Comprendere il funzionamento di un ciclo infinito.
- Comprendere il funzionamento di un pulsante.
- Utilizzare un pulsante per eseguire specifiche operazioni quando premuto.
- Sfida n.4: Il contorno del quadrato utilizzando un pulsante.
- Sfida n.5: Pulsanti e moto perpetuo
- Comprendere il funzionamento di un sensore ad ultrasuoni.
- Sfida n.6: Sensori ad ultrasuoni e moto perpetuo
Utilizzando le abilità apprese nel corso della prima lezione, la terza sfida si basa sul percorrere il perimetro di una data figura solida (i.e., un quadrato) senza entrare all’interno della figura stessa. La sfida 3 si differenzia dalla precedente a causa dell’utilizzo di un ciclo nel codice che permette di programmare il robot utilizzando solamente 2 istruzioni (ripetute 4 volte) piuttosto che 8 istruzioni eseguite in sequenza.
Compreso il funzionamento di un ciclo, viene illustrato il concetto di ciclo infinito indispensabile per programmare il robot ad eseguire sfide più complesse. La quarta sfida è analoga alla terza, viene solamente introdotto un pulsante. Nel dettaglio, il robot deve rimanere fermo e partire solamente quando viene premuto il pulsante.
Le sfide 5 e 6 si caratterizzano dall’implementazione di un “moto perpetuo” attraverso l’utilizzo di pulsanti o di sensori ad ultrasuoni. I robot devono muoversi da un muro all’altro di un corridoio all’infinito. Vince chi effettua più sponde
La classifica al termine della seconda lezione è la seguente:
| Classifica | Punteggio |
| GRECIA | 27 |
| MACEDONIA | 27 |
| AUSTRALIA | 16 |
| RDC | 16 |
| SENEGAL | 10 |
LEZIONE 1:
Gli obiettivi della prima lezione sono:
- Creazione dei gruppi (costituiti al massimo da 3 persone).
- Sfida n.1: Realizzazione del robot sfruttando la tecnologia LEGO Mindstorm EV3.
- Comprendere le differenti modalità per comandare i motori di un robot.
- Sfida n.2: Moto rettilineo uniforme.
- Comprendere le differenti modalità adottate da un robot per girare a destra/sinistra.
- Sfida n.3: Il contorno del quadrato (curve a 90 gradi)
La prima sfida consiste nella programmazione di un robot al fine di compiere un semplice percorso rettilineo da un punto di partenza comune ad uno specificato punto di arrivo (differente per ogni gruppo). I differenti parametri della programmazione (velocità, tempo, etc) saranno discussi nell’ambito del singolo gruppo. Nel corso della preparazione alla gara, ogni squadra può effettuare più tentativi con l’obiettivo di affinare il proprio algoritmo. Terminata la fase di preparazione ed iniziata la gara, ogni squadra avrà a disposizione un solo tentativo per avvicinarsi il più possibile al proprio punto di arrivo senza superarlo (in tale caso il team sarà eliminato).
La seconda sfida svolta nel corso di questa lezione si basano sul percorrere il perimetro di una data figura solida (i.e., un quadrato) senza entrare all’interno della figura stessa.
La classifica al termine della prima lezione è la seguente:
| Classifica | Punteggio |
| GRECIA | 13 |
| MACEDONIA | 10 |
| RDC | 7 |
| AUSTRALIA | 7 |
| SENEGAL | 1 |