Trova il guasto

1. Preparazione

• Leggi il materiale per gli alunni disponibile nell’app LEGO^® Education SPIKE^™.

2. Coinvolgimento (5 min.)

• Utilizza le idee suggerite nella sezione Avvia una discussione riportata di seguito per coinvolgere gli alunni in una discussione incentrata sulla lezione.
• Utilizza il video per spiegare la lezione.

3. Esplorazione (35 min.)

• Chiedi agli studenti di lavorare in coppia per costruire una macchina a controllo numerico (Computerized Numerical Control, CNC), ricordando loro che stanno costruendo una macchina non funzionante.
• Invitali ad avviare il programma e a provare a identificare e correggere i problemi rilevati.
• Ricorda di documentare i problemi e le relative soluzioni.

4. Spiegazione (10 min.)

• Avvia una sessione di condivisione. Incoraggia gli studenti a parlare dei problemi che hanno rilevato e delle soluzioni che hanno ideato.

5. Elaborazione (25 min.)

• Chiedi a ogni team di migliorare la propria macchina CNC modificandone la costruzione e/o il programma.
• Incoraggiali a condividere a turno con la classe i miglioramenti apportati.
• Non dimenticare di lasciare un po’ di tempo per riordinare.

6. Valutazione

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

Avvia una discussione sull’iterazione o sulla correzione degli errori ponendo domande pertinenti, quali:

• Qual è, in genere, la tua prima reazione quando qualcosa si rompe?
• Se vuoi riparare qualcosa, quali sono le tue prime azioni?
• Qual è l'ultima cosa che hai riparato? Come hai individuato il problema?
• Che cosa è una macchina CNC? Sai a cosa serve?

Mostra agli alunni il video che spiega cosa dovranno fare.

Costruzione in tandem
Dividi le attività di costruzione di ogni team in modo che tutti possano partecipare attivamente:

• Alunno A: parte superiore della macchina CNC
• Alunno B: parte inferiore e ago della macchina CNC

Forme pre-progettate
Per questa lezione è possibile utilizzare normali fogli di carta formato Letter oppure i PDF pre-progettati con tagli per macchine CNC forniti. Questi fogli rendono più semplice per gli alunni capire se la macchina CNC funziona o meno.

Caricamento della carta
Ecco come caricare la carta:

Ricerca dei problemi
Il modello di macchina CNC ha 4 problemi reali che devono essere risolti per consentire al programma di funzionare come previsto:

1. Manca una ruota dell’alimentatore della carta e questo impedisce all'asse Y di funzionare correttamente.
2. La parte superiore della macchina CNC non è correttamente collegata alla parte inferiore.
3. Gli ingranaggi dell’alimentatore della carta sono invertiti, quindi la carta entra nella macchina CNC troppo velocemente.
4. Il carrello della matita non è fissato, quindi l'asse X non funziona correttamente.

Correzioni semplici
Questo è il metodo più semplice per risolvere tali problemi. Occorre tuttavia ricordare che l'obiettivo della lezione è fare in modo che gli alunni trovino soluzioni proprie.

Possibile aggiornamento
Gli alunni possono aggiornare le loro macchine CNC aggiungendo un sensore di colore.

Programma principale

Possibili soluzioni

Per semplificare la lezione:

• Suggerisci una serie di mattoncini che gli alunni possono utilizzare per risolvere i problemi
• Chiedi a tutti i team di lavorare allo stesso aggiornamento per facilitare la valutazione dei miglioramenti

Per portare la lezione a un livello superiore:

• Chiedi agli alunni di disegnare sulla stampante forme complesse, incluse alcune curve
• Invitali a trasformare questo modello in una stampante 3D aggiungendo un asse Z

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 alunni, utilizza i seguenti criteri:

• Gli alunni sono in grado di descrivere la funzione di un oggetto.
• Gli alunni sono in grado di descrivere i vantaggi offerti dalle funzionalità di un oggetto rispetto alle esigenze.
• Gli alunni sono in grado di elaborare argomenti efficaci.

Auto-valutazione

Invita ogni alunno a scegliere il mattoncino che ritiene rappresenti la qualità del suo lavoro.

• Blu: riesco a descrivere il funzionamento delle cose
• Giallo: riesco a descrivere in dettaglio il funzionamento delle cose ed evidenziare a quali scopi sono utili.
• Viola: riesco a convincere gli altri di aver inventato la cosa più straordinaria del mondo.

Valutazione tra pari
Incoraggia i tuoi studenti a fornirsi feedback a vicenda:

• Facendo in modo che gli studenti assegnino reciprocamente un punteggio ai lavori svolti tramite la scala di mattoncini colorati riportata sopra.
• Invitandoli a presentare feedback costruttivi tra loro, in modo da migliorare l’operato del gruppo nella lezione successiva.

Per promuovere lo sviluppo delle capacità linguistiche:

• Incoraggia gli alunni a partecipare a un gioco di ruolo inscenando una telefonata a un servizio di assistenza clienti.

  ▷ Un alunni descrive il problema.
  ▷ Un altro spiega come risolverlo.

Nota: questo allungherà i tempi della lezione.

Per promuovere lo sviluppo delle capacità matematiche:

• Incoraggia gli alunni a individuare il rapporto di trasmissione di alimentazione della carta.
• Invitali a descrivere come questo controlli la velocità di ingresso della carta nella macchina CNC utilizzando un linguaggio appropriato.
• Chiedi loro di spiegare (e provare a dimostrare) cosa accadrebbe se gli ingranaggi venissero invertiti.

Nota: questo allungherà i tempi della lezione.

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

• Economia e finanza (imprenditoria)
• Istruzione e formazione (insegnamento)
• Media e comunicazioni (tecnologie di trasmissione)