Campioni di roccia

1. Preparazione

• Leggi il materiale per gli studenti disponibile nell'app EV3 Classroom.
• Raccogli alcune informazioni sulle rocce di Marte e su ciò che gli scienziati hanno imparato studiandole.
• 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 raccogliere i campioni di roccia e tornare all'area di base.

Parte B.

5. Elaborazione (45 min.)

• Chiedi a ogni team di esercitarsi ad allineare il proprio robot e di inviarlo in missione per prelevare i campioni di roccia.
• 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.

Lo studio della composizione delle rocce presenti sulla superficie di Marte può aiutare gli scienziati a comprenderne la storia e l'evoluzione. Le molecole più interessanti sono quelle organiche contenenti carbonio e idrogeno, poiché sono associate ai processi biologici e sono potenziali indicatori di vita.

Utilizza le seguenti domande per coinvolgere gli studenti in una discussione su cosa potremmo imparare studiando le rocce di Marte:

• Cosa sono le rocce marziane?
• Che cosa potremmo imparare studiandole?

Obiettivo della missione
Il robot deve raccogliere i campioni di roccia e riportarli tutti e tre all'area di base.

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 i tre campioni di roccia?
• Quale tipo di meccanismo motorizzato si può utilizzare per raccogliere i campioni di roccia in modo accurato e sicuro?

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

• Struttura motrice spaziale
• Modulo di trasmissione
• Modulo di raccolta

Esecuzione della missione
Colloca i campioni di roccia nelle posizioni iniziali, colloca il modello di soluzione di esempio nella posizione di partenza "2" sul tappetino di sfida ed esegui la missione. Verifica che il modulo di raccolta sia posizionato come mostrato nel video.

Risoluzione dei problemi della missione
Suggerisci agli studenti di creare un modulo abbastanza grande da raccogliere tutti e tre i campioni di roccia in una sola volta.

Programma della soluzione

Per semplificare la lezione:

• Collabora con gli studenti per aiutarli a capire come spostarsi lungo una traiettoria accuratamente pianificata per raccogliere campioni di roccia
• Invita gli studenti a completare la lezione Raccogli e rilascia 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 dei campioni di roccia e chiedi agli studenti di creare un programma che riporti solo le rocce contrassegnate con il colore rosso
• Limita la quantità di tempo che gli studenti hanno a disposizione 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: solo uno dei campioni di roccia è stato consegnato all'area di base.
• Argento: due o più campioni di roccia sono stati consegnati all'area di base con un certo numero di spedizioni.
• Oro: il team è riuscito a recuperare e restituire all'area di base tutti i campioni di roccia con un'unica spedizione.
• Platino: il team è riuscito a recuperare e restituire all'area di base tutti i campioni di roccia con un'unica spedizione. È persino 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