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DotBot al Politecnico di Torino nel corso di Algoritmi e Calcolatori

Come insegnanti e ricercatori pensiamo al progetto DotBot come ad una possibile soluzioni all’azione “dell’imparare ad imparare”, quindi l’informatica a scuola, non solo come materie di studio ma come “meta-materia”, disciplina trasversale ad ogni percorso di apprendimento.
DotBot è quindi da intendere come l’insieme di tool didattici per l’apprendimento del pensiero computazionale prima, e della programmazione poi, a mezzo di sistemi robotici programmabili e connessi. L’idea, come già sottolineato in altro modo in precedenti post, è quindi quella di sviluppare un hardware robotico open source a basso costo, che gli studenti potranno acquistare o autocostruire, unitamente ad una piattaforma online che offra tutorial e materiale didattico pensato sia per studenti autodidatti che per insegnati che vogliano inserire nei propri corsi di informatica l’utilizzo della piattaforma.

Stiamo sviluppando la progettazione di DotBot non solo da un punto di vista tecnico, hardware e software, ma è anche da un punto di vista didattico, quindi sui modi per introdurre DotBot all’interno del curricolo scolastico e questa azione sta seguendo una serie di attività di sperimentazione che abbiamo già condotto con successo in diversi istituti di scuola superiore:

  • IIS Federico II di Svevia di Melfi (Potenza)
  • ITIS Avogadro di Torino
  • IIS Galilei Ferrari di Torino
  • IIS Cassato Gattapone di Gubbio (Perugia)

Il passo successivo è la sperimentazione in corsi universitari.

Questa mattina DotBot è stato presentato al Politecnico di Torino durante il corso di Algoritmi e Calcolatori, organizzato dai Prof. Paolo Prinetto ed Ernesto Sanchez. Durante il corso il robot verrà utilizzato da 10 Studenti che avranno il compito di svolgere l’attività laboratoriale del corso.

Il corso si occupa di insegnare ai ragazzi del secondo anno di Ing. Elettronica le basi del funzionamento di un Computer insieme a nozioni avanzate di programmazione, veicolate attraverso l’insegnamento delle pratiche di programmazione ad oggetti e del linguaggio C++.

Per sostenere l’esame, oltre a confrontarsi con una prova teorica, ai ragazzi è richiesta anche la presentazione di un progetto pratico sviluppato in C++, solitamente un programma complesso che riprenda le varie nozioni teoriche studiate nel corso.

Quest’anno, per la prima volta, si è deciso di offrire la possibilità a un ristretto numero di studenti di confrontarsi con un progetto che preveda l’utilizzo di interfacce robotiche appositamente ideate per la didattica.

Il progetto DotBot verrà utilizzato da 2 gruppi di ragazzi (5 ragazzi per team, che sono stati scelti in maniera casuale tra gli iscritti al corso). In particolare ad ogni team verrà fornito un kit DotBot (basato su Raspberry) che gli studenti dovranno assemblare e programmare in modo da sviluppare un’applicazione robotica in ROS che permetta ad i due robot di interagire tra loro e con gli studenti tramite una WebApp.

I progetti verrano seguiti da Giuseppe Airò Farulla con il supporto di Ludovico Russo.

DotBot-Politecnico-di-TorinoDotBot-Politecnico-di-Torino-02

 

DotBot – avanzamento lavori e sviluppi futuri

Scrivo questo post perché ho ricevuto molte mail in cui mi si chiedeva dove reperire ed acquistare i materiali e quali saranno i futuri sviluppi del progetto, ho raccolto le principali domande che mi sono state poste. Ricordo prima di ogni cosa che il progetto sviluppato da me Michele Maffucci e l’amico Ludovico Russo è assolutamente open sia nella struttura che nelle parti software.

  1. Quali sono gli obiettivi del progetto?
    L’obiettivo principale del progetto è l’insegnamento del coding per ogni grado di istruzione, sono in progetto software e modifiche di struttura a DotBot (anche diverse dall’attuale forma esagonale) pensate per la scuola elementare, media superiore ed università.
  2. Da quante persone è costituito il gruppo di lavoro?
    I fondatori del progetto sono:
    Michele Maffucci, insegnate di scuola superiore e per ora mi sono occupato dello sviluppo della struttura meccanica e implementazione codice per Arduino.
    Ludovico Russo dottorando presso il Politecnico di Torino e si occupa di Robotica e formazione all’interno del Politecnico ed attualmente è concentrato sullo sviluppo software dell’IDE di programmazione in ROS di DotBot. Al gruppo di lavoro si aggiungeranno studenti delle scuole superiori, insegnanti della secondaria di secondo grado e studenti universitari che ci aiuteranno nello sviluppo delle varie parti della piattaforma.
  3. Sono previste modalità di programmazione alla “Scratch” di DotBot?
    Sì, abbiamo implementato una prerelease ancora in alfa, non appena riusciremo ad entrare in versione beta verrà resa pubblica.
  4. Vorrei modificare la struttura di DotBot, posso farlo?
    Assolutamente Sì, ti chiediamo solamente di citare il progetto DotBot nei documenti che produrrai e renderai pubblici.
  5. Vorrei acquistare DotBot con tutti i componenti elettronici, come posso fare?
    Nel prossimo futuro sì. Siamo insegnanti e non ci siamo mai occupati di vendita, quindi stiamo valutando una forma semplice per permettervi di acquistare DotBot. Prossimamente verrà aperto un sito per raccogliere le richieste e permetterci di valutare la modalità più semplice e veloce per fornire DotBot.
  6. Ma dietro a questa azione di formazione si nasconde una forma di business?
    Non nascondiamo nulla, come puoi vedere su questo sito esiste un campo di donazione che mi permette di mantenere questo servizio (dominio, banda usata, tempo, ecc…) e continuare la mia attività di divulgazione che viene fatta per passione e per amore del mio mestiere. Alla stesso modo per portare avanti un progetto di divulgazione scientifica come DotBot sono necessari investimenti in materiali (elettronica, materiale per la stampa 3D, tempo per lo sviluppo, ecc…), quindi sì chi lo vorrà potrà sostenere il progetto con donazione o acquistando i materiali. Secondo noi questo è l’unico modo per portare avanti un progetto di tale entità.
  7. Vorrei usare DotBot nella mia scuola/università attività di formazione all’interno di un CoderDojo, posso farlo?
    Sì, è l’obiettivo principale del progetto, ti chiediamo se possibile di inviarci documentazione (fotografie, filmati, relazione, ecc…) in modo che noi lo si possa mettere in evidenza sul futuro sito dedicato.
  8. Potete fornirci la lista dei materiali elettronici da acquistare?
    Sì, nel breve forniremo la lista dei materiali consigliati che potrete acquistare da chi vorrete.
  9. Vorrei usare DotBot in attività di formazione a pagamento, posso farlo?
    Sì, ti chiediamo di citare il progetto, con link al sito di riferimento di DotBot, per ora, visto che il sito è in costruzione ti chiedo di fare riferimento a questo sito.
  10. Posso vendere DotBot?
    No.
  11. Pensate di dare supporto software per pilotare DotBot?
    Sì, l’obiettivo è quello di implementare una serie di tutorial da cui partire e permettere alla comunità di migliorare quanto da noi proposto e sviluppare altro software.
  12. Esiste un forum di discussione dove chiedere supporto su DotBot?
    Non ancora, nel breve ne verrà aperto uno. Inoltre l’intenzione è quella di implementare una comunità su cui condividere risorse e scaricare liberamente tutti i sorgenti.
  13. Esistono scuole/università che stanno usando DotBot?
    Il progetto è appena nato, poco più di un mese, ma è stato già utilizzato in beta in attività di formazione in alcune scuole superiori, FabLab, e nel breve sarà usato all’università, pubblicheremo lista degli enti che adottano DotBot.
  14. L’uso di schede elettroniche è però un po’ complicato per bambini di scuola elementare, consigli comunque l’uso di DotBot?
    Abbiamo sperimentato l’uso di DotBot con alcuni allievi, motivati, di scuola media è si riesce a predisporre lezioni coinvolgenti. Per quanto riguarda gli allievi di scuola elementare l’idea è quella di implementare una struttura alla “lego” fatta di moduli funzionali, in cui l’elettronica è nascosta e l’allievo assembla e programma il robot con una filosofia molto simile alla programmazione a blocchi di Scratch, questa fase è stata implementata con un prototipo a cui è stato aggiunto un display oled e altoparlante che permette di implementare messaggi emozionali (esperssioni di un viso), di dimensioni ridotte, comandato con una modalità simile al Bee-Bot, si veda la pre-release nelle immagini allegate a questo post.
  15. Esiste un legame tra il progetto DotBot ed EduRobot?
    Sono progetti paralleli, EduRobot ha l’obiettivo di semplificare al minimo i costi di implementazione per sviluppare una didattica della robotica, DotBot è da intendersi come un “forking project” di EduRobot, ma il progetto EduRobot non verrà abbandonato.

Momentaneamente, verrà aperto su questo sito una sezione (accessibile con bottone in colonna destra) dove reperire tutte le informazioni pubblicate su DotBot.

Entro la prossima settimana verrà resa pubblica la versione 2 del telaio di DotBot a cui sono state fatte alcune modifiche elencate di seguito con dettagli fotografici:

  • struttura per motori passo passo 28BYJ-48
  • struttura per motori passo passo NEMA 17
  • struttura servo motori a rotazione continua (360°) questo per consentire a chi lo vorrà di non utilizzare uno shield motori aggiuntivo risparmiando sulle spese per l’acquisto dell’elettronica.
  • sostituzione dei supporti esagonali metallici da 25 mm con struttura stampata in 3D con fori in ogni direzione in modo da avere un elemento multifunzionale per aggancio di altre strutture, questa modifica ha permesso una riduzione dei costi su viti e dadi e l’aumento della velocità di assemblaggio.
  • Variazioni delle basi di appoggio con fori per: alloggiamenti nuovi motori, sensori per implementare segui linea, passaggio cavi, fissaggio per tutte le tipologie di motori, facilitazione per assemblaggio, predisposizione per terzo livello di DotBot dove poter alloggiare ulteriori elementi (schede elettroniche, adattamenti estetici, ecc…)

Alla nuova versione, con la nuova tipologia di motori, verranno resi pubblici esempi di programmazione.

DotBot-01

DotBot-02

DotBot-03

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Alfa version per studio di fattibilità pensato per bambini di scuola elementare, nella versione successiva i componenti elettronici saranno rinchiusi all’interno di involucri che il bambino assemblerà in modo simile ai mattoncini lego:

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pre-release-DotBot-mini-03

Risorse per fare coding a scuola: Google Computer Science Education

google-CS-education

Google ha appena lanciato un nuovo sito dedicato al mondo scuola: Google Computer Science Education una collezione di risorse e applicativi gratuiti per ogni livello di scuola che a mio avviso dovrebbe essere presa in seria considerazione da tutti i colleghi che intendono realizzare percorsi di coding con i propri allievi.

Allinterno troverete programmi di apprendimento e tool noti come: Blockly, Blockly Games, Coder e Pencil Code e proprio su questultimo vi consiglio di consultare le risorse e il manuale che oltre ad essere un libro uno splendido corso di coding, quindi se necessitate di un percorso didattico gi pronto per voi e i vostri allievi Pencil Code pu essere una buona soluzione.

Oltre ad imparare l’informatica, anche possibile utilizzare questo portale per esplorare le opportunit di borse di studio oppure dal link: Access Career Opportunities verificare le opportunit di lavoro offerte da Google.

Buon lavoro 🙂

I miei corsi: Apprendimento attivo con Raspberry Pi e Arduino

Nei giorni venerdì 1/4 e sabato 2/4 sarà presso l’IIS Cassato Gattapone (Gubbio) come relatore per il corso: “Apprendimento attivo con Raspberry Pi e Arduino”, il corso è indirizzato a docenti e studenti di ogni ordine e grado. L’iniziativa rientra all’interno dell’evento “C’era una volta un pezzo di legno” giunto alla seconda edizione ed organizzato dalla Rete di scuole di Gubbio, tema dell’evento: student voice e la didattica per competenze.

Un grazie particolare al Dirigente Scolastico David Nadery per l’invito presso il suo Istituto.

Programma dell’evento:

  • venerdì 1 aprile, ore 9.00 -12.30: laboratori con gli alunni delle scuole di ogni ordine e grado;
  • venerdì 1 aprile, ore 15.00 -18.00: sessioni di attivazione didattica con i docenti divisi per ambiti disciplinari (Storia, Lingua italiana, Matematica, Elettronica/Informatica);
  • sabato mattina, in plenaria, presso IIS Cassata Gattapone, Via del Bottagnone 40 Gubbio, report conclusivi dai laboratori e l’intervento di Alison Cook Sather (University of Pennsylvania), ricercatrice di fama internazionale sullo student voice.

Nel dettaglio, i laboratori di venerdì 1 aprile (ore 15,00 – 18,00), destinati agli insegnanti, saranno tenuti sui seguenti ambiti disciplinari:

STORIA – Antonio Brusa (Università di Bari) e Romana Scandolari (Museo delle scienze di Trento).

Titolo: “Il Guinness dei Primati” – Gioco di simulazione sull’evoluzione umana.

MATEMATICA – Pietro Di Martino (Università di Pisa).

Titolo: “La macchina di ferro senza cuore”: l’intreccio matematica-emozioni nei racconti autobiografici degli studenti.

ELETTRONICA/INFORMATICA – Michele Maffucci (IIS Galilei Ferrari Torino).

Titolo: “Apprendimento attivo con Raspberry Pi e Arduino”.

LINGUA ITALIANA – Ermelinda De Carlo (Università di Perugia).

Titolo: “Come fare cose con le storie” (storie, autobiografie e digital curricula story).

Per maggiori informazioni sul programma e modalità di iscrizione vi invito a consultare la pagina predisposta sul sito dell’istituto.

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Corso di Scratch – Lezione 2

Nel pomeriggio del 16/4 svolgerò la seconda lezione del corso di Scratch.

In questa lezione mostrerò come realizzare un semplice gioco con lo scopo di vedere nel dettaglio come muovere gli sprite sullo stage, come fare interagire gli sprite tra loro, come inviare messaggi tra script diversi, utilizzo di variabili e approfondimento sul controllo di flusso.

In allegato le slide che utilizzerò durante la lezione.

Ho ricevuto in questi giorni diverse mail da utenti che mi chiedevano le soluzioni agli esercizi allegati al fondo di ogni presentazione. Le pubblicherò sicuramente, ma a causa dei miei numerosi impegni a scuola e in corsi di formazione non riesco ad essere celere, perdonate, pian pianino riuscirò.

Risposte ad alcune richieste giuntemi via mail

Domanda
Posso usare nei miei corsi le tue slide?

Risposta
Assolutamente sì, per la didattica liberi di farne ciò che volete.

Domanda
Realizzerai un corso specifico per allievi con bisogni specifici?

Risposta
E’ già realizzato, ma ho necessità di apportare alcune modifiche in quanto dalla sperimentazione ho notato che l’approccio deve essere differenziato in modo opportuno.
Pubblicherò tutto nel corso dell’anno.

Domanda
Potresti realizzare una serie di esercizi che possiamo utilizzare in classe?

Risposta
Sì incomincerò con la soluzione agli esercizi di questo corso. Trovate comunque tantissimo sul sito di riferimento di Scratch.

Domanda
Pensi che i nuovi docenti debbano saper usare Scratch?

Risposta
In generale non solo per i nuovi. Scratch è uno strumento che ritengo utile per insegnare a pensare, in altro modo permette di realizzare attività che vanno sotto il nome di tinkering, quindi, sì è tra gli strumenti che metterei nel “kit degli strumenti del docente”, ma non è il solo.
Giusto per sfatare alcuni miti: “non si diventa più intelligenti se si usa il coding”, ma certamente è uno degli strumenti che può aiutare nell’insegnare a strutturare un pensiero critico ed analitico.

Come sempre grazie a tutti.
Un caro saluto.