Lezione 2 - I miei amici robotici (per i più piccoli)

Mostra agli alunni uno dei seguenti video per dare loro un'idea più realistica di ciò che i robot possono realmente fare:

• La storia del robot Honda Asimo (3:58)
• Un robot che disegna sulle uova (3:15)
• [Un robot Lego che balla][3] (1:35)

Discussione: Fai riferimento al video che hai scelto e chiedi agli alunni come pensano che il robot sapesse cosa fare. Un robot “capisce” davvero quello che dici? È preoccupato di mettersi nei guai se non fa ciò che gli viene detto?

Suggerimenti per la discussione: L'obiettivo di questo breve confronto è di sottolineare che i robot non possono comportarsi come delle persone, bensì reagiscono esclusivamente in base a come sono stati programmati. Gli alunni, probabilmente, saranno influenzati dall'immaginario creato dai robot visti nei film, che invece si comportano più come umani. Invitali a prendere in considerazione robot che hanno realmente visto in azione o di cui hanno sentito parlare, come l'aspirapolvere Roomba o gli assistenti vocali come Amazon Alexa.

Di' questo: I robot possono fare solo ciò che gli è stato detto di fare, ma questo non gli viene detto solo a parole. Per fare qualcosa, un robot deve avere un elenco di passaggi che può leggere. Oggi impareremo cosa serve perché questo avvenga.

Introduzione e modellistica

Impostazione: Procura ai gruppi di alunni una pila di bicchieri o ritaglia dei trapezi di carta.

Regole pratiche:

• Su significa che il bicchiere si alza automaticamente fino all'altezza necessaria
• Giù significa che scende automaticamente fino a quando non si poggia su qualcosa
  • La mano ritorna automaticamente alla pila di bicchieri dopo aver posato un bicchiere
• Avanti significa che il robot si muove di un passo (1/2 bicchiere di larghezza) avanti
• Indietro significa che il robot si muove di un passo (1/2 bicchiere di larghezza) indietro
  • Nota: nella versione base di questa lezione, il comando Indietro non è molto utile, a meno che non si voglia costruire le pile di bicchieri al contrario (che va bene)
• I programmatori non possono parlare quando il robot è in funzione, e nemmeno dare risposte casuali o sottolineare che il robot ha fatto qualcosa di sbagliato
• I programmatori devono alzare la mano se notano un errore

Possibili opzioni

Più semplice - Un po' complicato per i tuoi alunni?

Fai parecchi esempi davanti alla classe, fino a quando gli alunni non comprendono a fondo tutte le regole. Se ti sembra che rischino ancora di confondersi, prova a condurre l'intera attività insieme a tutta la classe usando volontari come robot, invece di dividerli in gruppi!

Più complesso - I tuoi alunni sono particolarmente esperti? Vuoi che questa lezione si avvicini maggiormente agli esercizi online? Ecco alcune modifiche che puoi apportare.

• Ogni freccia corrisponde ad un movimento
  • Quando un bicchiere viene rimosso dalla pila, ritorna al livello del tavolo prima di spostarsi
  • Gli alunni devono usare più frecce "su" per alzare il bicchiere di più livelli
  • Gli alunni devono usare più frecce "giù" per abbassare il bicchiere di più livelli
  • Gli alunni devono usare le frecce "indietro" per tornare alla pila di bicchieri

Visualizza: la *Legenda Visualizza la legenda [mrf-symbols-b][3] oppure scrivi alla lavagna le azioni consentite - assicurati che gli alunni siano posizionati in modo che tutti riescano a vedere l'intera attività. Spiega che queste saranno le uniche quattro azioni che potranno usare in questo esercizio. In questa attività istruiranno il loro amico “robot” a costruire una certa pila di bicchieri, usando solo i comandi indicati.

Illustrazione - Per spiegare il funzionamento dell'attività, crea ed esegui un algoritmo per riprodurre uno schema semplice. Come inizio, potresti posizionare davanti a te una singola pila di bicchieri.

Visualizzazione - Mostra a tutti il modello che prevedi di realizzare. Un semplice schema a tre bicchieri potrebbe essere un ottimo punto di partenza.

Suggerimento - Chiedi ai tuoi alunni quale dovrebbe essere la prima istruzione da eseguire, usando solo le quattro istruzioni consentite. La prima mossa dovrebbe essere "prendi un bicchiere". Se gli alunni suggeriscono qualcos'altro, esegui tale azione ed attendi che notino il loro errore. Se suggeriscono una mossa non prevista dalle istruzioni, esprimi una evidente reazione di malfunzionamento e fagli notare che tale istruzione non è stata capita.

Con il bicchiere in mano, chiedi alla classe di continuare a darti istruzioni fino a quando il primo bicchiere non viene posizionato. Questo è un ottimo momento per chiarire che "fare un passo avanti" e "fare un passo indietro" implicano ciascuno uno spostamento pari alla larghezza di mezzo bicchiere. Vedi l'immagine qui sotto come riferimento.

Continua a chiedere alla classe le istruzioni da seguire, fino a quando non hai completato l'intero progetto.

Una volta completato lo schema, sottolinea che ti hanno appena fornito un elenco di passaggi per completare una certa attività. Questo è un algoritmo. Gli algoritmi sono un ottimo modo per condividere delle idee, ma spiegarle parola per parola può richiedere molto tempo. Ecco a cosa servono i simboli! Quando si trasforma un algoritmo in simboli comprensibili da un robot (e quindi da un computer), si parla di programmazione.

Ora, chiedi ai tuoi alunni di aiutarti a scrivere il "programma" per quella prima mossa, sostituendo il testo con una freccia. Quindi lavora con loro per scrivere il resto delle istruzioni necessarie per completare l'intero schema. A seconda delle capacità acquisite dai tuoi alunni, potresti dover alternare spesso tra agire come "robot" e scrivere il codice, oppure potreste scrivere direttamente l'intero programma prima di provare ad implementarlo. Ecco una possibile soluzione:

Volontari - Una volta che la classe ha completato il programma di esempio, chiedi a uno degli alunni di agire come "robot" per verificare che il programma funzioni correttamente. Incoraggia l'intera classe a pronunciare ad alta voce le istruzioni mentre si "esegue" il codice.

Programmare i tuoi robot

Creazione del gruppo - Posiziona gli alunni in gruppi di 4. Ogni gruppo dovrebbe quindi dividersi ulteriormente in due coppie: ogni coppia svilupperà il proprio programma in modo da essere «gestita» dall'altra coppia.

Distribuzione - Dai a ogni gruppo una pila di bicchieri o ritagli di carta.

Dimostrazione - Mostra *Suggerimenti per impilare le tazze alla classe o distribuisci copie individuali per i gruppi che si sono formati. Chiedi a ciascuna coppia (non al gruppo) di scegliere quale progetto vorrebbero far fare ai loro robot. La prima volta prova a indirizzarli su un progetto più semplice, quindi in seguito chiedi loro di scegliere un progetto più complesso. Incoraggia le coppie a mantenere segreta la loro scelta all'altra metà del loro gruppo.

Discussione - Dai a ogni coppia il tempo di discutere su come costruire lo stack, usando solo i simboli forniti. Assicurati che ogni gruppo scriva il «programma» da qualche parte affinché il «robot» possa leggerlo in seguito.

Esecuzione - Una volta che entrambe le coppie del gruppo hanno completato i loro programmi, possono a turno essere «robot» l'una per l'altra seguendo le istruzioni scritte dall'altra coppia. Incoraggia gli alunni a osservare con attenzione i loro «robot» per assicurarsi che stiano seguendo le istruzioni. Se un alunno nota un "bug" e alza la mano, chiedi al robot di completare le istruzioni al meglio delle sue capacità. Successivamente, chiedi agli alunni di discutere del potenziale bug e di trovare soluzioni. Continua a ripetere finché la pila non è stata creata correttamente.

Girando tra i banchi - Cerca i gruppi che stanno cercando di prendere scorciatoie aggiungendo elementi aggiuntivi (come i numeri) al loro programma. Fai loro i complimenti per essersi ingegnati, ma ricorda loro che per questo esercizio, i robot non capiscono nulla se non i simboli forniti. Se vuoi, puoi suggerire che dovrebbero segnarsi la loro brillante soluzione per la prossima volta che giocheranno a questo gioco, poiché potrebbero avere presto la possibilità di utilizzare la loro trovata!

Ripetizione - A seconda del tempo disponibile, mischia le coppie e da loro la possibilità di fare uno schema diverso. Ogni volta che i gruppi ripetono il processo, incoraggiali a scegliere un modello più impegnativo.

Discuti: Dopo avere dato a tutti la possibilità di essere il robot, riunisci la classe per discutere della loro esperienza. L'obiettivo di questa discussione è dare agli alunni l'occasione di dare un senso alla loro esperienza sia come robot sia come programmatore. Le domande sono intenzionalmente ampie, ma progettate per far riflettere gli alunni sulle sfide della scrittura di un programma chiaro e sui vincoli di un robot o computer nell'interpretare le istruzioni. In particolare, discutete in classe:

• Qual è stata la parte più difficile nel definire le istruzioni?
• Qualcuno ha riscontrato degli errori nelle istruzioni una volta che il robot ha iniziato a seguirle?
  • Quali errori?
  • Perché pensi di non averli notati durante la scrittura del programma?
• Quando eri il "robot", qual è stata la parte più difficile nel seguire le istruzioni che hai ricevuto?

Suggerimenti:

• Disegna una pila di bicchieri che vorresti vedere costruire da un robot.
• Sapresti scrivere il programma per far costruire quella pila di bicchieri?

Richieste di riflessione come queste possono essere completate in una varietà di metodi diversi. L'annotazione sul diario o la discussione (con gruppi o compagni) sono ottime opzioni!