Introduzione (5 min)

Parlando ai robot

Confronto - Inizia chiedendo alla classe se qualcuno ha sentito parlare di robotica. Qualcuno ha mai visto o toccato un robot? Un robot ci "sente" davvero parlare? "Comprende" quello che diciamo?

Spiegazione - I robot possono fare solo ciò per cui sono stati istruiti o programmati. Per eseguire un'attività, un robot deve disporre di un elenco di istruzioni (anche chiamato algoritmo) espresso in un linguaggio che sia in grado di leggere e comprendere. Oggi, impareremo cosa ci vuole per realizzarlo.

Attività (45 minuti)

Introduzione e modellistica

Opzioni alternative

Semplificata - Un po' complicato per i tuoi alunni? Ecco qualche suggerimento per semplificare il processo:

• includi più azioni nelle istruzioni "su" e "giù", per esempio:
  • "su" significa che la tazza si alza automaticamente quanto necessario
  • "giù" significa che scende automaticamente finché non si poggia su qualcosa
  • la mano torna automaticamente alla pila di bicchieri dopo aver appoggiato un bicchiere

Avanzata - I tuoi alunni sono particolarmente esperti? Vuoi che questa lezione si avvicini maggiormente agli esercizi online? Ecco alcune modifiche che puoi apportare.

• Ogni freccia corrisponde ad un movimento
  • Quando un bicchiere viene rimosso dalla pila, ritorna al livello del tavolo prima di spostarsi
  • Gli alunni devono usare più frecce "su" per alzare il bicchiere di più livelli
  • Gli alunni devono usare più frecce "giù" per abbassare il bicchiere di più livelli
  • Gli alunni devono usare le frecce "indietro" per tornare alla pila di bicchieri [/][2]

Impostazione - Fornirsci ai gruppi di alunni una pila di bicchieri o ritaglia dei trapezi di carta.

Visualizzazione - Visualizza la legenda I miei amici robotici - Legenda oppure scrivi alla lavagna le azioni consentite - assicurati che gli alunni siano posizionati in modo che tutti riescano a vedere l'intera attività. Spiega che queste saranno le uniche quattro azioni che potranno usare in questo esercizio. In questa attività istruiranno il loro amico “robot” a costruire una certa pila di bicchieri, usando solo i comandi indicati.

Illustrazione - Per spiegare il funzionamento dell'attività, crea ed esegui un algoritmo per riprodurre uno schema semplice. Come inizio, potresti posizionare davanti a te una singola pila di bicchieri.

Visualizzazione - Mostra a tutti il modello che prevedi di realizzare. Un semplice schema a tre bicchieri potrebbe essere un ottimo punto di partenza.

Suggerimento - Chiedi ai tuoi alunni quale dovrebbe essere la prima istruzione da eseguire, usando solo le quattro istruzioni consentite. La prima mossa dovrebbe essere "prendi un bicchiere". Se gli alunni suggeriscono qualcos'altro, esegui tale azione ed attendi che notino il loro errore. Se suggeriscono una mossa non prevista dalle istruzioni, esprimi una evidente reazione di malfunzionamento e fagli notare che tale istruzione non è stata capita.

Con il bicchiere in mano, chiedi alla classe di continuare a darti istruzioni fino a quando il primo bicchiere non viene posizionato. Questo è un ottimo momento per chiarire che "fare un passo avanti" e "fare un passo indietro" implicano ciascuno uno spostamento pari alla larghezza di mezzo bicchiere. Vedi l'immagine qui sotto come riferimento.

Continua a chiedere alla classe le istruzioni da seguire, fino a quando non hai completato l'intero progetto.

Una volta completato lo schema, sottolinea che ti hanno appena fornito un elenco di passaggi per completare una certa attività. Questo è un algoritmo. Gli algoritmi sono un ottimo modo per condividere delle idee, ma spiegarle parola per parola può richiedere molto tempo. Ecco a cosa servono i simboli! Quando si trasforma un algoritmo in simboli comprensibili da un robot (e quindi da un computer), si parla di programmazione.

Ora, chiedi ai tuoi alunni di aiutarti a scrivere il "programma" per quella prima mossa, sostituendo il testo con una freccia. Quindi lavora con loro per scrivere il resto delle istruzioni necessarie per completare l'intero schema. A seconda delle capacità acquisite dai tuoi alunni, potresti dover alternare spesso tra agire come "robot" e scrivere il codice, oppure potreste scrivere direttamente l'intero programma prima di provare ad implementarlo. Ecco una possibile soluzione:

Volontari - Una volta che la classe ha completato il programma di esempio, chiedi a uno degli alunni di agire come "robot" per verificare che il programma funzioni correttamente. Incoraggia l'intera classe a pronunciare ad alta voce le istruzioni mentre si "esegue" il codice.

Programmazione dei robot

Esercitazione - Ditribuisci gli alunni in gruppi di 4. Ogni gruppo dovrebbe viene ulteriormente suddiviso in due coppie - ogni coppia sviluppa il proprio programma che dovrà poi essere "eseguito" dall'altra coppia.

Distribuzione - Fornisci ad ogni gruppo una pila di bicchieri o gli analoghi ritagli di carta.

Visualizzazione - Mostra alla classe i suggerimenti Suggerimenti per accatastare bicchieri - Scheda da ritagliare o distribuiscine copie individuali a tutti i gruppi. Chiedi a ciascuna coppia (non al gruppo) di scegliere quale schema vorrebbero far implementare ai propri robot. La prima volta prova ad orientare gli alunni verso le idee più semplici, poi incoraggiali a scegliere disegni più complessi. Invita le coppie a mantenere segreta la loro scelta all'altra metà del loro gruppo.

Confronto Dai ad ogni coppia il tempo di discutere come costruire la pila di bicchieri usando solo i simboli forniti. Assicurati che ogni gruppo annoti il "programma" da qualche parte, affinché il "robot" possa poi leggerlo.

Esercitazione - Una volta che entrambe le coppie del gruppo hanno completato i loro programmi, possono alternativamente essere "robot" l'una per l'altra, seguendo le istruzioni scritte dall'altra coppia. Incoraggia gli alunni a guardare attentamente il loro "robot" per assicurarsi che stia effettivamente seguendo le istruzioni. Se un alunno nota un errore e alza la mano, chiedi al "robot" di completare le istruzioni al meglio delle sue capacità. Successivamente, chiedi agli alunni di discutere del potenziale errore e di trovare una soluzione. Continua a ripetere la procedura fino a quando lo schema non sarà creato correttamente.

Girando tra i banchi - Individua i gruppi che cercano delle scorciatoie, aggiungendo caratteristiche aggiuntive al codice (per esempio i numeri per le ripetizioni). Lodali per la loro ingegnosità, ma ricordagli che per questo esercizio i "robot" non capiscono altro che i simboli forniti. Se vuoi, puoi suggerire loro di conservare questa brillante idea per la prossima volta che faranno a questo gioco, poiché potrebbero avere la possibilità di usare la loro invenzione!

Ripetizione - A seconda del tempo disponibile, mescola le coppie e dai loro la possibilità di eseguire uno schema diverso. Ogni volta che i gruppi ripetono il processo, incoraggiali a scegliere uno schema più impegnativo.

Confronto - Dopo che tutti hanno avuto la possibilità di interpretare il ruolo di robot, riunisci la classe per confrontarsi sull'esperienza appena vissuta. In particolare, poni le seguenti domande.

• Qual è stata la parte più difficile nel definire le istruzioni?
• Qualcuno ha riscontrato degli errori nelle istruzioni una volta che il robot ha iniziato a seguirle?
  • Quali errori?
  • Perché pensi di non averli notati durante la scrittura del programma?
• Quando eri il "robot", qual è stata la parte più difficile nel seguire le istruzioni che hai ricevuto?

Conclusione (10 min)

Diario di bordo

Far scrivere agli alunni ciò che hanno appreso, perché è utile e come si sentono al riguardo, può aiutare a consolidare le conoscenze acquisite oggi e a creare un riferimento da consultare in futuro.

Spunti per il diario di bordo

• Di cosa trattava la lezione di oggi?
• Come ti sei sentito durante la lezione di oggi?
• Disegna una pila di bicchieri che il robot ha preparato oggi.
• Disegna una pila di bicchieri che un giorno vorresti vedere costruire da un robot.