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Il Goal Kicker, un progetto di robotica educativa da portare in classe

Nel precedente articolo, ho introdotto il tema della robotica educativa e delle competenze che possono essere sviluppate o rafforzate grazie al suo utilizzo in classe.

In questo breve tutorial vi mostrerò come portare in aula un progetto di  LegoWeDo, (il Goal Kicker) e come farlo dialogare con Scratch.

Nel kit Lego WeDo sono presenti 12 progetti organizzati intorno a quattro temi centrali: scienze, matematica, tecnologia e storytelling.

Tra i 12 progetti proposti dal kit Lego WeDo, vi consiglio di iniziare con quello che viene chiamato “Goal Kicker” e che fa parte del focus matematica . Questo progetto permetterà di indagare come:

• Misurare il tempo (in secondi e decimi di secondo);
• Stimare e misurare la distanza;
• Comprendere il concetto di casualità;
• Confrontare il diametro e velocità di rotazione;
• Comprendere e utilizzare la distanza tra un oggetto per attivare il sensore di movimento.

Attraverso questo progetto gli studenti potranno costruire e programmare una gamba meccanica motorizzata cercando di  farla oscillare in modo di calciare una palla.  Seppur il focus di questo progetto è la matematica in realtà numerosi sono i collegamenti con gli altri temi, ad esempio:

Scienza:

• Tracciare la trasmissione del moto e del trasferimento di energia attraverso la macchina;
• Identificare la leva al lavoro all’interno del modello.

Tecnologia:

• Creare un linguaggio di programmazione per far funzionare la gamba

Ingegneria:

• Costruire e testare la gamba;
• Migliorare la gamba con l’aggiunta di un sensore di movimento.

Come ho già detto nel precedente articolo, vi suggerisco di non mostrare ai vostri alunni nessun tipo di immagine predefinita relativa alla gamba meccanica. Fornendo loro solo l’obiettivo potranno dar sfogo alla creatività. A tal fine potrebbe essere utile:

• Far posizionare gli studenti in piedi con la mano sul fianco e far calciare la propria gamba;
• Farli soffermare sulla sensazione che provano durante il movimento e soprattutto fargli individuare quali parti del corpo sono attivate;
• Proporre loro di provare a distinguere i calci “rigidi” (in cui l’intera gamba è tesa) da calci “morbidi” (in cui agisce il ginocchio).

Consegna tipo da proporre agli alunni: costruire con i Lego una gamba che sia in grado di calciare una palla di carta. La vostra gamba realizzata con i Lego dovrà contenere un motore che sarà quello che farà azionare la gamba in modo da farla oscillare avanti e indietro.

Mentre i vostri studenti saranno impegnati nella costruzione (anche in questo caso vi consiglio di riunirli in gruppo in modo che possano aiutarsi a vicenda), voi potrete iniziare ad agire sui pc per effettuare la procedura necessaria per far dialogare Scratch con Lego WeDo.

Di seguito le indicazioni operative da svolgere su tutti i pc che saranno collegati con i Lego:

• Collegatevi a Scratch raggiungendo l’indirizzo: https://scratch.mit.edu/
• Create un nuovo progetto
• Cliccate su “Altri blocchi” presente nella categoria degli Script
• Aggiungete un’estensione
• Scegliete l’estensione (Lego WeDo 1.0 è quello con il cavo usb)
• Cliccate ok su l’eventuale finestra di errore (extension problem)

Sullo schermo dove poi sotto trovate i nuovi blocchi, vi apparirà un pallino rosso. Lateralmente si aprirà una finestra dove sarà richiesto di specificare il sistema operativo (Windows o Mac OS) per scaricare il plugin

A questo punto:

• Scegliendo e cliccando sul link del sistema operativo vi apparirà il banner per l’avvio al download del plugin
• Una volta effettuato il download e l’installazione dovete chiudere ed uscire da Scratch
• Ricollegatevi a Scratch ripetendo le prime tre operazioni, (ovvero “Altri blocchi” “Aggiungi un’estensione”, Scegliere il tipo di LegoWeDo che volete collegare)

Ora, se l’installazione è avvenuta con successo il pallino che in precedenza era rosso dovrebbe apparirvi giallo. Quando collegherete il Lego WeDo il pallino diventerà verde.

Una volta terminata la gamba meccanica i vostri alunni potranno dedicarsi al coding.

Se conoscete Scratch (ma se non sapete di cosa stiamo parlando qui alcuni riferimenti per muovere subito i primi passi) sapete benissimo che non esiste una sola soluzione per raggiungere lo scopo desiderato, pertanto quella che vi sto proponendo è unicamente la mia stringa di codici e non è detto che non esistano altre, anzi!.

Come sempre iniziamo inserendo come primo blocco il “Quando si clicca su bandierina verde” per dare avvio (Start) ai comandi. Inseriamo poi dalla lista dei nuovi blocchi il “porta direzione motore da questa parte”. questo blocco darà il comando al motore di girare in una direzione e associato al blocco successivo ovvero “accendi motore per n. secondi” permetterà alla gamba di spostarsi in avanti o indietro. Ripetendo i comandi aggiungendo la pausa di 2 secondi e facendo attenzione a cambiare l’impostazione del blocco “porta direzione motore da quella parte” otterrete l’effetto del calcio.

Nel mio esempio ho impostato la durata del motore solo per 0.2 secondi, questo perchè il motore condiziona il movimento della gamba. Vi assicuro che sarà interessante vedere come i vostri alunni calibreranno la durata dell’energia prodotta.

Se i vostri studenti sono arrivati fin qui senza grosse difficoltà è possibile inserire un ulteriore elemento, ovvero il sensore di movimento.

Inserendo il sensore di movimento collegato alla gamba meccanica, questa partirà automaticamente nel momento in cui un oggetto (una pallina di carta) si avvicinerà.

Inserendo il sensore di movimento dovremmo agire anche sul codice, aggiungendo un blocco in grado di leggere la distanza.

Pertanto inseriremo un blocco “per sempre” poichè tutte le volte che un oggetto si avvicinerà al sensore esso farà partire la sequenza di blocchi in esso contenuto; il blocco “se ….allora” utile in quanto è grazie a questa condizione che il sensore darà l’input alla gamba in base alla distanza che noi avremmo scelto.

Qui un breve video che ho realizzato per farvi vedere la differenza di azione tra il Goal Kicker senza e con il sensore.

Se poi i vostri alunni si dimostrano entusiasti dell’attività, potreste chiedergli di costruire una porta e di spostare il sensore di movimento dalla gamba alla porta in modo da leggere tutte le volte che viene effettuato un goal.  Non dimenticate che su Scratch andranno aggiunti i relativi blocchi.

Buona sperimentazione!

Francesca Lazzari