Robotics and coding as a Learning Tools – La robotica e il conding come strumenti di apprendimento

La robotica a scuola assieme al coding stanno rivoluzionando i metodi di insegnamento. L’idea che sta alla base di questa disciplina è quella di imparare facendo. E’ proprio il caso di dire che i ragazzini fanno nuove e straordinarie esperienze di apprendimento. Fare robotica è visto come un momento ludico e la lezione diventa più piacevole. E’ dimostrato che migliorano anche le interazioni fra studenti, e fra studenti e insegnanti. Chi insegna lingua inglese ha quotidianamente a che fare con il CLIL, ecco mi piace paragonare il CLIL a quello che viene chiamato Robotics and coding as a Learning Tools. La robotica e il coding come strumenti di apprendimento dunque. Noi di ScuolaX abbiamo avuto modo di mettere in pratica questi nuovi approcci presso l’IC Maneri Ingrassia di Palermo con diversi progetti. Con uno in particolare, ovvero quello legato al progetto Erasmus+ per la mobilità in Spagna al quale noi docenti abbiamo partecipato, abbiamo studiato diverse discipline usando come strumento pragmatico un piccolo robot. I ragazzini hanno visto dunque con i propri occhi come vengono applicate le leggi della matematica, della fisica. Hanno sperimentato come ci si orienta nello spazio seguendo una lista di comandi ben precisi. Hanno visto come si può intervenire sui movimenti del robot gestendo, mediante semplici istruzioni decisionali, i dati provenienti da piccoli sensori collegati al robot. Nello specifico abbiamo programmato un robot mBot in modo da fargli usare i suoi sensori ottici posti alla base per fargli “leggere” delle linee nere situate sul percorso. In base alla grandezza di ogni linea che il robot leggeva emetteva una nota differente accendendo una luce di colore diverso. Inoltre se nel suo percorso incontrava un ostacolo riusciva ad individuarlo mediante i suoi sensori ad ultrasuoni e lo evitava cambiando direzione.

Il nostro progetto ha abbracciato diverse discipline: MATEMATICA, MUSICA, GEOGRAFIA, SCIENZE, ARTE e IMMAGINE, TECNOLOGIA e INFORMATICA:

MATEMATICA sia per il pensiero computazionale sia per la gestione delle variabili e degli intervalli numerici che abbiamo usato nel programma.

GEOGRAFIA per la gestione del movimento del nostro robot con le diverse direzioni nello spazio.

SCIENZE soprattutto per il funzionamento dei sensori ad ultrasuoni del robot che con opportune precisazioni abbiamo paragonato ai sensori che l’essere umano possiede.

ARTE e IMMAGINE perché i bimbi hanno appreso la differenza tra colori primari sottrattivi e additivi. 
Il nostro robot infatti possiede due led, ognuno di essi può emettere tre tipi di luce ROSSO, VERDE e BLU con diversa intensità. Miscelando opportunamente le intensità di queste tre luci possiamo ottenere “tutti” i colori dello spettro del visibile, mettendo in pratica la sintesi additiva dei colori primari (RGB).

MUSICA perché i bambini hanno imparato a far suonare in successione le diverse note musicali esercitandosi con la durata di ogni nota.

TECNOLOGIA e INFORMATICA con l’uso di questo nuovo strumento che è stato programmato da loro stessi con diversi test ed esercizi. Uno dei nostri obiettivi è stato quello di fare in modo che loro stessi arrivassero alla soluzione dei problemi di programmazione che man mano abbiamo incontrato per arrivare a completare il progetto.
Adesso stiamo pian piano sperimentando un altro aspetto legato all’uso della robotica a scuola. Non solo robotica educativa dunque,  ma anche robotica creativa. I bambini hanno pensato alla forma che potesse avere un robot, considerando che i nostri robot non possono possedere gambe, ma solo ruote meccaniche, hanno dunque assemblato loro stessi un robot toccando con mano le difficoltà progettuali e costruttive di un oggetto tecnologico. Hanno cioè compreso che ogni oggetto tecnologico che ci circonda viene progettato dall’uomo con una certa difficoltà per far si che esso possa funzionare correttamente. Questo stimola anche la loro creativiità. Progettando il robot non solo in modo tale che possa funzionare correttamente, ma anche in modo che possa avere un aspetto gradevole. Inoltre la successione di comandi che vengono impartiti al robot sviluppano la loro creatività facendo musica grazie ai suoni programmabili. Anche se ancora i nostri robot non posseggono un display per far comparire delle scritte, la simulazione al computer invece permette di far visualizzare dei fumetti. Ed è proprio grazie a questi fumetti che molti bambini ci hanno sorpresi perché hanno creato delle semplici storie interattive. In pratica facevano visualizzare sullo schermo frasi diverse in base all’input che veniva inserito da tastiera. Un tempo si usavano la pittura, il gioco, le costruzioni statiche o altri strumenti per migliorare l’apprendimento, poi i computer, oggi anche i robot, e domani? Cosa ci aspetta? Stiamo anche sperimentando piano piano la realtà virtuale come strumento di apprendimento. Si potrebbe legare la realtà virtuale con la robotica, ma nel nostro caso è un passo che richiederebbe altra dotazione tecnologica che al momento molte scuole non possiedono.

Specifically we have programmed a robot mBot in order to let him use his optical sensors placed at the base to make him “read” the black lines located on the path designed by the children themselves.Based on the size of each line the robot read, it emitted a different note by turning on a different colored light.If he encountered an obstacle during his journey, he could detect it by means of his ultrasonic sensors and he avoided it by changing direction.Our project has embraced different disciplines: MATHEMATICS, MUSIC, GEOGRAPHY, SCIENCES, ART and IMAGE, TECHNOLOGY and INFORMATICS:MATHEMATICS both for computational thinking and for the management of variables and numerical intervals that we have used in the program.GEOGRAPHY for the management of the movement of our robot with different directions in space.SCIENCES especially for the operation of the ultrasonic sensors of the robot that, with appropriate clarifications, we have compared to the sensors that the human being possesses.ART because the children have learned the difference between primary subtractive colors and additives colors.Our robot in fact has two LEDs, each of them can emit three types of RED, GREEN and BLUE light with different intensity.By appropriately mixing the intensities of these three lights we can obtain “all” the colors of the visible spectrum, putting into practice the additive synthesis of the primary colors.

MUSIC because the children have learned to play the different musical notes in succession, practicing with the duration of each note.TECHNOLOGY and COMPUTER SCIENCE with the use of this new tool that has been programmed by themselves with different tests and exercises.One of our goals was to get them to come to the solution of programming problems that we have gradually encountered to complete the project. Now we are slowly experimenting with another aspect related to the use of robotics at school. Not only educational robotics, but also creative robotics. The children thought of the shape that a robot could have, considering that our robots can not own legs, but only mechanical wheels, they have assembled a robot themselves, touching the design and construction difficulties of a technological object. They have understood that every technological object that surrounds us has been designed by man with some difficulty to make it work properly. This also stimulates their creativity. Designing il robot not only in such a way that it will work properly, but also so that it can look nice. Furthermore, the succession of commands that are given to the robot develop their creativity by making music thanks to programmable sounds. Even if our robots do not yet have a display to make writing appear, the computer simulation instead allows you to display comics. And it is thanks to these comics that many children have surprised us because they have created simple interactive stories. In practice, they showed different phrases on the screen based on the input that was entered from the keyboard. Once we used to paint, play, we used static constructions or other tools to improve learning, then computers, today even robots, and tomorrow? What awaits us?

We are also  experimenting with virtual reality as a learning tool. We could link virtual reality with robotics, but in our case it is a step that would require other technological equipment that we do not have at the moment.