Set di base MINDSTORMS EV3

Colori e linee

Utilizzare il sensore di colore per rilevare e seguire le linee.

45-90 min.
Intermedio
Dagli 11 ai 14 anni
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Piano della lezione

1. Preparazione

  • Leggi il materiale per gli studenti disponibile nell'app EV3 Classroom.
  • Raccogli alcune informazioni su come funziona il sensore di colore e su come utilizzare le modalità Intensità luce riflessa.
  • Per creare una linea nera spessa, ti occorrerà del nastro nero.
  • Per completare questa lezione, gli studenti dovranno costruire il modello di struttura motrice. La realizzazione richiederà 30 minuti circa.

2. Coinvolgimento (5 min.)

  • Utilizza le idee suggerite nella sezione Avvia una discussione per coinvolgere gli studenti in un dibattito incentrato sulla lezione.
  • Organizza gli studenti in gruppi di due.

3. Esplorazione (20 min.)

  • Chiedi a ogni coppia di studenti di costruire l'estensione sensore di colore inferiore per la struttura motrice.
  • Concedi agli studenti il tempo necessario per utilizzare gli stack di programmazione forniti e scoprire come impiegare il sensore di colore per rilevare e seguire una linea.

4. Spiegazione (10 min.)

  • Incoraggia gli studenti a utilizzare gli stack di programmazione per calibrare il sensore di colore e quindi osservarne l'effetto.
  • Avvia una discussione sul perché è importante calibrare il sensore di colore.

5. Elaborazione (10 min.)

  • Incoraggia gli studenti a creare un programma segui-linea più avanzato.
  • Non dimenticare di lasciare un po' di tempo per riordinare.

6. Valutazione

  • Fornisci un riscontro su ciò che ogni studente ha realizzato.
  • Per semplificare la procedura, puoi utilizzare le sezioni di valutazione fornite.

Avvia una discussione

La codifica fissa dei movimenti esatti che un robot deve compiere non è molto efficiente. Ecco perché i robot dispongono di diversi sistemi di guida che li aiutano a spostarsi nell'ambiente in cui operano. Un'opzione semplice ma efficace è quella di utilizzare linee colorate sul pavimento, che un robot può seguire utilizzando un sensore.

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Utilizza le seguenti domande per coinvolgere gli studenti in una discussione sui robot in grado di rilevare i colori:

  • Conosci qualche robot in grado di rilevare i colori?
  • Quali sono i vantaggi e i limiti legati all'uso di linee colorate come mezzo di spostamento?
  • Cos'è la modalità Intensità luce riflessa e come funziona un sensore di colore?

Suggerimenti per la costruzione

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Istruzioni di montaggio

Dopo l'uso, non smontare la struttura motrice e lasciala assemblata.

Impostazione del percorso
Fornisci agli studenti del nastro nero per tracciare una linea nera spessa da rilevare e seguire. Lascia che sperimentino diversi tipi di linee, ma ricorda loro che gli angoli molto acuti sono difficili da seguire.

Uso del sensore di colore
Per superare questa sfida, il sensore di colore può essere utilizzato in modi 2 diversi (ad esempio, modalità Colore o modalità Intensità luce riflessa).

La modalità Intensità luce riflessa del sensore di colore garantisce la massima precisione. La linea viene seguita grazie al rilevamento alternato di 2 colori o 2 intensità di luce riflessa. Dedica un po' di tempo a osservare insieme agli studenti i modi in cui il sensore riporta i valori.

Suggerimenti per la programmazione

Programma principale

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Possibili soluzioni

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Differenziazione

Per semplificare la lezione:

  • Spiega la modalità Intensità luce riflessa del sensore di colore
  • Semplifica la linea che la struttura motrice deve seguire

Per portare la lezione a un livello superiore:

  • Incoraggia gli studenti a modificare i programmi in modo che vengano seguite linee di diverse dimensioni, colori e forme
  • Presenta un programma chiamato segui-linea proporzionale semplice (consulta la precedente sezione Suggerimenti per la programmazione) e chiedi agli studenti di provare a decodificarne il funzionamento

Opportunità di valutazione

Checklist di osservazione per l'insegnante
Crea una scala adeguata alle tue esigenze, ad esempio:

  1. Obiettivo parzialmente raggiunto
  2. Obiettivo completamente raggiunto
  3. Obiettivo superato

Per valutare i progressi compiuti dagli studenti, utilizza i seguenti criteri:

  • Gli studenti sono in grado di programmare la struttura motrice in modo che reagisca alle linee utilizzando il sensore di colore.
  • Gli studenti riescono a calibrare il sensore di colore e a spiegare l'importanza della calibrazione del sensore.
  • Gli studenti sono in grado di ottimizzare il programma segui-linea per ottenere una maggiore precisione.

Auto-valutazione
Invita ogni studente a scegliere il livello che ritiene rappresenti la qualità del suo lavoro.

  • Bronzo: ho fatto in modo che la struttura motrice si fermasse in corrispondenza di una linea.
  • Argento: ho programmato la struttura motrice in modo che seguisse una linea.
  • Oro: ho programmato la struttura motrice in modo che seguisse una linea e calibrato il sensore di colore affinché tenesse in considerazione i cambiamenti delle condizioni di luce.
  • Platino: non solo ho programmato la struttura motrice in modo che seguisse una linea e calibrato il sensore di colore affinché tenesse in considerazione i cambiamenti delle condizioni di luce, ma ho anche ottimizzato il programma per far spostare la struttura motrice in modo più rapido ed efficace.
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Miglioramento delle capacità linguistiche

Per integrare lo sviluppo delle competenze linguistiche:

  • Chiedi ai tuoi studenti di creare un programma chiamato segui-linea proporzionale semplice (consulta la precedente sezione Suggerimenti per la programmazione) e di preparare una presentazione che metta a confronto questo programma con programmi segui-linea precedenti.

Nota: questo allungherà i tempi della lezione.

Gli studenti che hanno apprezzato questa lezione potrebbero essere interessati ai seguenti percorsi di studio:

  • Informatica (applicazioni IT)
  • Produzione e ingegneria (tecnologia dei macchinari)
  • Produzione e valutazione dei progetti

Supporto per insegnante

Gli studenti saranno in grado di:

  • Programmare la struttura motrice in modo che si fermi in corrispondenza di una linea nera
  • Programmare la struttura motrice in modo che segua una linea nera

Set di base EV3 di LEGO® MINDSTORMS® Education
App EV3 Classroom
Nastro nero

Matematica
Spazio e figure

  • Visualizzare oggetti tridimensionali a partire da rappresentazioni bidimensionali

Numeri

  • Utilizzare il concetto di rapporto fra numeri o misure
  • Utilizzare scale graduate in contesti significativi per le scienze e per la tecnica

Tecnologia
Vedere, osservare, sperimentare

  • Accostarsi a nuove applicazioni informatiche esplorandone le funzioni e le potenzialità
  • Eseguire misurazioni

Prevedere, immaginare, progettare

  • Pianificare la realizzazione di un oggetto
  • Immaginare modifiche di oggetti e prodotti di uso quotidiano in relazione a nuovi bisogni o necessità

Intervenire, trasformare e produrre

  • Smontare e rimontare semplici oggetti
  • Utilizzare semplici procedure per eseguire prove sperimentali nei vari settori della tecnologia
  • Programmare ambienti informatici ed elaborare semplici istruzioni per controllare il comportamento di un robot
  • Eseguire interventi di riparazione e manutenzione di oggetti
  • Valutare le conseguenze di scelte e decisioni relative a situazioni problematiche

Fisica

  • Utilizzare i concetti fisici fondamentali (ad es. la velocità, etc.), in varie situazioni di esperienza. In alcuni casi raccogliere dati su variabili rilevanti di differenti fenomeni, trovarne relazioni quantitative ed esprimerle con rappresentazioni formali di tipo diverso

Italiano
Ascolto e parlato

  • Intervenire in una conversazione o in una discussione, di classe o di gruppo, con pertinenza e coerenza, rispettando tempi e turni di parola e fornendo un positivo contributo personale
  • Riferire sugli argomenti in modo chiaro

Scrittura

  • Scrivere testi digitali anche come supporto all’esposizione orale

Materiale per studenti

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