Attiva le comunicazioni

1. Preparazione

• Leggi il materiale per gli studenti disponibile nell'app EV3 Classroom.
• Raccogli alcune informazioni sulle parabole satellitari e su come vengono utilizzate per le comunicazioni nello spazio profondo.
• Se lo ritieni necessario, puoi dedicare qualche lezione all'unità Istruttore di robot presente nell'app. Questo aiuterà gli studenti a familiarizzare con LEGO^® MINDSTORMS^® Education EV3.
• Per completare questa lezione, gli alunni dovranno costruire gli otto modelli della Sfida spaziale e configurare il tappetino di sfida.
• Se il tempo a disposizione non è sufficiente, suddividi la lezione in più sessioni.

Parte A.

2. Coinvolgimento (10 min.)

• Utilizza le idee suggerite nella sezione Avvia una discussione riportata più avanti per coinvolgere gli studenti in un dibattito incentrato su questa missione.
• Descrivi l'obiettivo, le regole e i badge per i risultati previsti da questa missione.
• Suddividi la classe in squadre.

3. Esplorazione (25 min.)

• Chiedi agli studenti di scambiarsi idee per riuscire a portare a termine questa missione.
• Incoraggiali a creare diversi prototipi, mettendosi alla prova sia nella costruzione che nella programmazione.
• Concedi agli studenti il tempo necessario per lavorare in modo indipendente alla costruzione e ai test delle soluzioni.

4. Spiegazione (10 min.)

• Avvia una discussione sulle funzionalità chiave che il robot deve possedere per poter raggiungere la stazione di comunicazione e spingere la parabola satellitare in posizione verticale.

Parte B.

5. Elaborazione (45 min.)

• Chiedi a ogni team di esercitarsi ad allineare il proprio robot e di inviarlo in missione per attivare la stazione di comunicazione.
• Lascia che continuino a lavorare ai robot fino a quando saranno pronti per affrontare un test che sarà valutato.
• Non dimenticare di lasciare un po' di tempo per riordinare.

6. Valutazione

• Assegna i badge per i risultati ottenuti a seconda di come ogni team ha completato la missione.
• Valuta la creatività delle soluzioni proposte da ciascun team e la capacità di lavorare in squadra.
• Per semplificare la procedura, puoi utilizzare le sezioni di valutazione fornite.

Le parabole satellitari sono tipi di antenne che utilizzano onde radio per ricevere o trasmettere dati. In una missione umana su Marte, verrebbero utilizzate per trasmettere messaggi tra la Terra e Marte. Le onde radio viaggiano alla velocità della luce e, poiché la distanza tra la Terra e Marte è variabile, le comunicazioni tra i due pianeti subiscono un ritardo approssimativo compreso tra i quattro e i ventiquattro minuti.

Utilizza le seguenti domande per coinvolgere gli studenti in una discussione su come è possibile utilizzare le parabole satellitari per comunicare nello spazio profondo:

• Cos'è una parabola satellitare?
• Come vengono utilizzate le parabole satellitari per le comunicazioni nello spazio profondo?

Obiettivo della missione
Il robot deve raggiungere la parabola satellitare e spingerla fino a posizionarla completamente in verticale. Ecco un esempio di soluzione che consente di portare a termine questa missione:

Regole della missione
Esistono cinque regole valide per tutte le missioni di Sfida spaziale. Assicurati che gli studenti le conoscano tutte prima di iniziare:

• Il robot deve sempre iniziare la missione dall'area di base.
• Il robot deve lasciare l'area di base prima di intraprendere la missione.
• Il ritorno di un robot può definirsi compiuto quando una sua parte qualsiasi attraversa il perimetro dell'area di base.
• Non è consentito toccare il robot mentre si trova al di fuori dell'area di base.
• Se tocchi il robot mentre è completamente al di fuori dell'area di base e trasporta un oggetto, l'oggetto deve essere riportato alla sua posizione originale e la missione ripresa dall'inizio.

Badge per i risultati ottenuti nella missione
I badge per i risultati ottenuti prevedono quattro livelli. Spiega che ogni team riceverà un badge per i risultati ottenuti a seconda di come ha completato la missione. Nella sezione Opportunità di valutazione riportata di seguito troverai una descrizione dei badge da assegnare per i risultati ottenuti in questa missione.

Soluzioni aperte
Questo progetto è ideato in modo che ogni studente o team possa creare una soluzione unica. Utilizza queste domande per aiutare i team a scambiarsi idee e riuscire a portare a termine questa missione:

• In quali modi il robot potrebbe raggiungere la stazione di comunicazione?
• Ti vengono in mente alcuni modi in cui il robot potrebbe spingere con attenzione e precisione la parabola satellitare fino a collocarla in posizione verticale?

Esempio di soluzione di missione
La soluzione di missione di esempio è costituita dalle seguenti estensioni di soluzione:

• Struttura motrice spaziale
• Sensore ad ultrasuoni
• Sensore di colore inferiore

Esecuzione della missione
Riconfigura la stazione di comunicazione, posiziona il modello di soluzione di esempio nella posizione di partenza "1" sul tappetino di sfida ed esegui la missione.

Risoluzione dei problemi della missione
Per evitare di spingere troppo la parabola satellitare, utilizza il sensore ad ultrasuoni per rilevare la parete di travi rosse. Utilizza il sensore di colore in modalità Intensità luce riflessa per rilevare la posizione del robot sul tappetino di sfida. Se il sensore di colore non rileva variazioni di colore sul tappetino di sfida, prova a calibrarlo.

Programma della soluzione

Per semplificare la lezione:

• Collabora con gli studenti per aiutarli a capire come sollevare l'antenna parabolica da una distanza specifica (anziché partire dall'area di base)
• Invita gli studenti a completare la lezione Oggetti e ostacoli dell’unità Istruttore di robot prima di affrontare la missione
• Incoraggia il coaching e l'apprendimento reciproco

Per portare la lezione a un livello superiore:

• Cambia in modo casuale la posizione dell'antenna di comunicazione e chiedi agli studenti di creare un programma che risponda a questa variabile
• Limita la quantità di tempo che gli studenti hanno a disposizione per superare la missione
• Incoraggia gli studenti a utilizzare sia un sensore di colore che un sensore ad ultrasuoni per superare la missione
• Aggiungi vincoli di progettazione limitando il numero di elementi LEGO^® disponibili o stabilendo un "prezzo" per ogni tipo di elemento LEGO e un "costo" massimo per robot

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 hanno progettato un robot che soddisfa i requisiti della missione.
• Gli studenti hanno proposto soluzioni creative e hanno preso in considerazione varie soluzioni.
• Gli studenti hanno lavorato in squadra per portare a termine la missione.

Badge per i risultati ottenuti
Assegna un badge per i risultati ottenuti a seconda di come il team ha completato la missione.

• Bronzo: il robot ha raggiunto e spinto la parabola satellitare, ma questa non è rimasta in posizione verticale perché la spinta era eccessiva o insufficiente.
• Argento: la parabola satellitare è rimasta in verticale, ma in posizione più bassa, perché il robot non è riuscito a spingerla a sufficienza.
• Oro: la parabola satellitare è rimasta in verticale.
• Platino: la parabola satellitare è rimasta in posizione verticale e il team è andato oltre i requisiti della missione aggiungendo funzionalità al progetto.

Auto-valutazione
Invita ogni studente a scegliere il badge assegnato per i risultati che ritiene rappresenti la qualità del suo lavoro.

• Bronzo: abbiamo fatto del nostro meglio in circostanze difficili.
• Argento: abbiamo avuto qualche problema lungo il percorso, ma abbiamo continuato a impegnarci fino alla fine della missione.
• Oro: abbiamo portato a termine la missione con ottimi risultati.
• Platino: abbiamo non solo completato la missione, ma anche aggiunto funzionalità originali ed efficaci al nostro progetto.

Per integrare lo sviluppo delle capacità linguistiche, chiedi agli studenti di:

• Creare una presentazione o un video che evidenzi le caratteristiche e le prestazioni del robot
• Creare una presentazione che spieghi alcune caratteristiche importanti del loro programma

Nota: questo allungherà i tempi della lezione.

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

• Informatica (programmazione di computer)
• Produzione e valutazione dei progetti
• Scienze, tecnologia, ingegneria e matematica