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I miei corsi per Tecnica della Scuola: STEAM, idee di lezione e didattica attiva


Dal mio articolo sul sito di Tecnica della Scuola.

L’apprendimento delle discipline STEAM è di importanza fondamentale non solo per gli aspetti pratici, quelli del fare e costruire, ma soprattutto per la crescita culturale e il progresso sociale dello studente.

L’aspetto fondamentale dell’approccio educativo alle discipline STEAM è che tutte le discipline vengano affrontate in modo integrato, ma qual è il processo che porta all’integrazione delle materie?

È importante creare una connessione esplicita tra le discipline separate, cercando di correlare i temi, ad esempio per me che insegno materie tecniche (laboratorio di elettronica) gli studenti imparano il funzionamento dei sensori elettronici nella materia che prende il nome di TPSEE e l’insegnate di Sistemi Elettronici ricorda ed applica le proprietà dei sensori studiate nella lezione di TPSEE ad esempio per rilevare temperature e pressioni che verranno gestite da un sistema complesso in un processo industriale.

L’annidamento è un concetto importante, ovvero un argomento studiato in una materia viene sviluppato in un altro argomento, ad esempio gli studenti studiano le proprietà di un cristallo piezoelettrico e poi costruiscono un sismografo in laboratorio usando un sensore piezoelettrico.

La multidisciplinarietà è il cuore di questo metodo di apprendimento, più docenti, di discipline diverse discutono nelle loro lezioni aspetti diversi su un argomento specifico. Ad esempio io potrei discutere come programmare un braccio robot nella mia materia ed un mio collega di un’altra disciplina parlerebbe dello stesso braccio robot però dal punto di vista elettronico, mentre la mia collega di italiano ne farebbe una trattazione sull’approccio etico della robotica che salvaguardi i diritti dei lavoratori.

In un percorso interdisciplinare potrebbero non esserci riferimenti espliciti alle singole discipline e quindi viene a perdersi il concetto di materia, il fulcro è l’argomento, quindi nel flusso di apprendimento si viene a perdere l’evidenza della singola materia, ogni azione svolta dal singolo docente su quell’argomento si unisce, sia amalgama in un percorso fluido, i concetti vengono quindi enfatizzato dalle discipline.

L’ultimo passo è sicuramente la transdisciplinarietrà, ovvero il curriculum dello studente deve strascendere dalle singole materie e deve concentrasi sulla conoscenza così come appare nel mondo reale, cioè gli studenti devono essere in grado di risolvere problemi reali, ad esempio: in che modo è possibile misurare la quantità di ossigeno nel sangue di un essere umano?

Nel mio caso sperimentato a scuola, gli studenti acquisiscono conoscenze riguardo al flusso sanguigno, alla relazione tra ossigeno ed emoglobina, gestiscono grandezze fisiche diverse, studiano il funzionamento di sensori ad infrarossi, dopo di costruiscono un modello ed un simulatore e poi al termine costruiscono un prototipo di un saturimetro e ne analizzano i valori misurati rispetto ad un saturimetro medico certificato.

Tutto ciò è un processo complesso che inevitabilmente deve coinvolgere l’intero consiglio di classe in una progettazione didattica assolutamente diversa, ma sicuramente orientata agli obiettivi.

Quindi l’approccio alle STEAM deve utilizzare metodologie attive e dinamiche quindi insegnamenti basati sull’indagine e sulla progettazione che fanno uso anche di strumenti hardware e software.

Su questi argomenti il corso: STEAM, idee di lezione e didattica attiva, in programma dall’8 luglio e di cui vi allego il programma.

Per le modalità di iscrizione seguire il link allegato.

Saranno svolti 4 incontri in webinar di 2 ore ciascuno, per un totale di 8 ore

  • Giovedì 8 luglio 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Mercoledì 14 luglio 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Giovedì 15 luglio 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Lunedì 19 luglio 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00

L’azione formativa ha come scopo principale quella di mostrare e far svolgere ai docenti attività laboratoriali progettate per gli studenti, in cui curiosità e scoperta sono elementi fondamentali per costruire una didattica inclusiva partendo dal Coding e dal Making con l’obiettivo di suscitare negli allievi interesse in modo da coinvolgerli attivamente nei processi di apprendimento, migliorando capacità progettuali e di relazione, favorendo lo scambio reciproco ed il peer learning. Verranno esposte strategie e mostrati software e su ognuno di essi verranno proposti esempi di attività didattiche in modo che il docente sia in grado di strutturare un proprio percorso didattico utilizzando la tecnologia adeguata in funzione del gruppo classe su cui dovrà operare. Il percorso sarà affrontato utilizzando software gratuito con forte grado di interattività e la realizzare giochi didattici che hanno interazioni con il mondo reale. Verranno sviluppati esempio di utilizzo di applicazioni specifiche che coinvolgono i seguenti ambiti:

  • Ambienti virtuali
  • Creazione di contenuti digitali
  • Metodologie innovative
  • Coding e robotica
  • Inclusione con la DDI
  • Valutazione con il digitale.

L’attività di formazione esplorerà in particolar modo l’utilizzo di alcune delle tecnologie più efficaci in campo didattico tra cui: Ozobot Evo e i software: Tinkercad, Scratch 3 e Scratch Junior.
È previsto l’accompagnamento del formatore anche dopo il corso (risposte a quesiti e supporto per le esercitazioni).

Destinatari

Docenti della scuola primaria e docenti di scuola secondaria di primo e secondo grado.

Programma e punti tematici

Durante il corso verranno fornite tutte le competenze necessarie per progettare e gestire un percorso di Coding e Making. L’attività di formazione è articolata in 5 unità:

Progettare l’attività didattica

  • Ricerca delle fonti
  • Progettazione dell’attività di laboratorio
  • Documentare l’attività.

Ozobot Evo

  • Tour introduttivo sulle possibilità didattiche
  • Specifiche tecniche del robot
  • Le applicazioni per tablet e smartphone
  • Usare il codice a colori come linguaggio di programmazione
  • Uso del codice colori: i primi programmi, ricerca degli errori, condivisione delle scoperte con il codice a colori
  • OzoBlockly: l’interfaccia di programmazione e connessione del robot
  • OzoBlockly: i primi programmi, ricerca degli errori, condivisione delle scoperte con la programmazione a blocchi
  • Storytelling con OzoBot
  • Integrare l’uso OzoBot nelle varie discipline didattiche.

Scratch 3

  • Conoscere l’interfaccia di programmazione
  • Ideazione dello storyboard
  • Progettazione delle meccaniche di gioco (interazione dei personaggi e degli oggetti)
  • Progettazione degli aspetti grafici di ogni livello di gioco
  • Impostazioni delle difficoltà di gioco.

Scratch Junior

  • Conoscere l’interfaccia di programmazione e le istruzioni di base
  • Realizziamo il primo programma
  • Attività di base:
    • Creare un Collage
    • Creare una Storia
    • Creare un Gioco
  • Rinforzare il curriculum di alfabetizzazione ed informatica – esempi di attività.

Tinkercad

  • Cos’è Tinkercad
  • Registrazione e Login
  • L’interfacci e il piano di lavoro
  • I movimenti dell’inquadratura
  • Selezionare e ridimensionare e unire solidi
  • Usare il righello e allineare gli oggetti
  • Proposta di esercizi.
  • Per ogni modulo verranno proposte attività di progetto pratiche.

Obiettivi

L’obiettivo del corso è quello di fornire le competenze necessarie per realizzare in piena autonomia attività di Coding e Making mediante software gratuito e hardware di baso costo specificatamente pensato per uso didattico per il potenziamento delle discipline STEAM tracciando con esercizi ed esempi specifici, per ogni ordine di scuola, un percorso immediatamente spendibile in classe.

Mappatura delle competenze

I partecipanti al corso acquisiranno le competenze per realizzare attività laboratoriali a supporto dell’apprendimento personalizzato: verrà mostrato come inserire nei propri percorsi didattici l’apprendimento della logica e del problem solving, in generale del coding, attraverso la realizzazione di giochi didattici e dispositivi in grado di interagire con l’ambiente.

Materiali per il corso: creare un kit di robotica educativa a basso costo

Sto ricevendo diverse mail da colleghi che mi chiedono quali materiali acquistare affinché possano produrre insieme a me durante il corso gli stessi robot che andremo prima a progettare e poi costruire.
L’idea, come esposta nella presentazione del corso, è quella di creare qualcosa a bassissimo costo con materiali economici.
Io vi mostrerò come progetto e come ho progettato alcuni kit che ho utilizzato per i miei allievi che ho poi modificato nella struttura per renderli più semplici da assemblare da parte di utenti che non hanno mai affrontato queste sperimentazioni.

Partirò dalla realizzazione di una struttura realizzata in Foam Core su cui disporremo dei servomotori a rotazione continua il tutto controllato da un micro:bit che programmeremo per far fare semplici movimenti al robot. Successivamente vi mostrerò come controllare remotamente il robot mediante un secondo micro:bit. Successivamente aggiungeremo qualcosa per rendere il robot autonomo nei movimenti e cercare il più possibile di evitare ostacoli.

Questo che vedete di seguito è uno dei prototipi realizzati per preparare il corse, ne saranno mostrati anche altri e molto probabilmente vi proporrò anche altre soluzioni di piccoli bracci robot ed insetti robot, nel caso i tempi non consentissero di mostrare tutti i progetti lascerò ai corsisti i sorgenti grafici per la realizzazione.

Vi mostrerò inoltre come realizzare una struttura diversa interamente stampata in 3D simile a quelle che trovate nella sezione BBC micro:bit di questo sito.

Di seguito la lista dei materiali per poter realizzare il robot mostrato sopra.
Potete trovate i materiali su diversi store online.

  • Foma Core da 5 mm
    (pannello costituito da una struttura a sadwitch costituito da due superfici di carta rigida e una parte centrale di spugna)
  • Colla vinilica
  • Stuzzicadenti
  • Carta adesiva bianca formato A4
  • 2 Cappellotti piccoli da (sezione filo 1,5 mm^2) oppure un mammut da 3A
  • Contenitore 4 batterie AA con interruttore
  • 2 micro servomotori a rotazione continua (360°) a cui connetteremo le ruote
  • 2 ruote da 60 mm per servomotori
  • 1 biglia di vetro da 15 mm
  • 1 mini breadboard da 170 punti
  • jumper corti maschio/maschio (fili da usare per la breadboard)
    in alternativa filo elettrico AWG 22 oppure un pezzo di cavo di rete che dovrete sguainare e ricavarne dei pezzi di filo
  • Jumper maschio femmina
  • 4 batterie AA da 1,5V (da utilizzare per alimentare i servomotori)
  • 2 batterie AAA 1,5 V (per l’alimentazione del micro:bit, già comprese nel kit base di micro:bit)
  • 1 contenitore per le due batterie da 1,5V AAA (già comprese nel kit base di micro:bit)
  • Fascette elettriche da 2mm
  • 1 kit micro:bit base V1 oppure V2
  • Edge Connector Breakout Board per micro:bit
  • Sensore ad ultrasuoni HC-SR04
  • opzionale – Kitronik Servo:Lite board (che potrà essere utilizzati con progetti simili a quelli indicati nella sezione BBC micro:bit di questo sito)

Se sarà possibile mostrerò una soluzione per realizzare robot che utilizzano motori più potenti, ma per questo tipologia di progetto sarà necessario avere un po’ più di dimestichezza nella realizzazione di semplici circuiti elettronici e disporre di un saldatore elettrico a stagno, ovviamente vi lascerò tutte le indicazioni tecniche per svolgere in autonomia questa seconda tipologia di robot

  • 2 motori elettrici in CC 3-6V
    a cui verranno collegate le ruote
  • 2 ruote per motori elettrici 3-6V
  • 1 ponte H L298N

Vi aspetto al corso per fare insieme una rilassante attività di making 🙂

I miei corsi per Tecnica della Scuola: creare un kit di robotica educativa a basso costo


Mediante una metodologia laboratoriale, si forniranno competenze digitali finalizzate alla realizzazione di robot didattici a bassissimo costo permettendo al docente si strutturare un percorso di base per avvicinare gli studenti ai principi della programmazione e della robotica.
Il corso si sviluppa in 3 moduli e permetterà di costruire un robot partendo da zero.

  1. Il primo modulo introduce all’uso di BBC micro:bit ed alla programmazione con Blocks Editor, un tool grafico che semplifica l’utilizzo della scheda elettronica che controllerà il robot;
  2. Il secondo modulo introduce all’utilizzo modellazione 3D con TinkerCAD che permetterà di stampare in 3D le proprie creazioni, oppure generare i progetti necessari per realizzare i robot con compensato o cartone;
  3. Il terzo modulo mette insieme le due competenze consentendo la costruzione ed il controllo del proprio robot didattico.

Saranno svolti 3 incontri in webinar di 2 ore ciascuno, per un totale di 6 ore

  • Venerdì 18 giugno 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Martedì 22 giugno 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00
  • Venerdì 25 giugno 2021 – Dalle 17.00 alle 19.00

BBC micro:bit per la robotica

  • possibilità didattiche della scheda BBC micro:bit
  • specifiche tecniche
  • programmare con JavaScript Blocks Editor
  • programmi di base per gestire un robot
  • utilizzo dell’ambiente di sviluppo e del simulatore.

Uso di TinkerCad

  • l’interfaccia di progettazione
  • piano di lavoro e manipolazione degli oggetti
  • operazioni tra solidi e allineamenti
  • duplicazione e rotazione
  • uso del righello
  • creare i propri elementi
  • esportazione dei file per il taglio e la stampa 3D
  • progettare la struttura del robot.

Assemblare il robot

  • componenti elettronici di base:
  • breadboard;
  • motori elettrici:
  • sensori;
  • led
  • programmare il robot
  • comandare a distanza il robot
  • esperienze di laboratorio.

Per maggiori informazioni sui contenuti del corso e modalità di iscrizione seguire il link allegato.

Corso stampa 3D – sorgenti Tinkercad

In questi giorni sto svolgendo un corso di stampa 3D e Coding con BBC micro:bit per un gruppo di docenti dell’Istituto Comprensivo Ancona Nord, le attività includono anche l’utilizzo di Tinkercad. Condivido alcuni dei sorgenti utilizzati durante il corso in modo che possano essere manipolati e riutilizzati anche da altri. Nella sezione “Corso base di stampa 3D” trovate l’anteprima 3D che potete visualizzare e manipolare nello spazio ed i link ai sorgenti Tinkercad. In questa sezione inserirò nei prossimi mesi ulteriori materiali tra cui anche la serie di strutture robot che utilizzerò durante il prossimo corso di Tecnica della Scuola: CREARE UN KIT DI ROBOTICA EDUCATIVA A BASSO COSTO.

Attività didattiche in costruzione: rilevatore di vibrazioni con BBC micro:bit

Nuove idee per il prossimo corso che realizzerò per Tecnica della Scuola sui laboratori STEAM con BBC micro:bit tra le nuove sperimentazioni proporrò:

il rilevatore di vibrazioni dovute al camminamento degli allievi nei corridoi della scuola.

Presto disponibile su questo sito la scheda didattica per la realizzazione dell’attività di laboratori e i file per la stampa 3D della struttura che regge il sensore e la bacchetta di legno.

Nell’attività sono previsti:

  • generazione dei grafici dell’oscillazione,
  • allarmi di vibrazione,
  • trasmissione remota dei dati rilevati,
  • datalogging.

Il tutto diventerà un’attività didattica per i miei studenti dell’ITIS Pininfarina di Moncalieri, percorso di Elettronica e Automazione.