La Robotica irrompe prepotentemente nella Didattica

Nei prossimi cinque anni la Robotica e la Realtà Virtuale nelle scuole troveranno la loro diffusione prevalentemente nel mondo americano e successivamente in quello europeo. I dispositivi “da indossare” (wereable) come gli occhiali VR e le “tiny cameras la faranno da padrone nel processo di insegnamento-apprendimento nei prossimi quattro o al massimo cinque anni (rapporto del Consortium for School Networking). Lo stesso si può dire per la Robotica: l’utilizzo dei robot nella Didattica si colloca prevalentemente nello spazio d’azione di discipline che oggi vengono descritte come STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics), ma anche a qualsiasi livello ed età per lo sviluppo della Logica e del Pensiero Computazionale in un approccio di tipo “Problem Solving”.

LEGO ci ha mostrato in anteprima, durante la rassegna International Consumer Electronic Show (CES) di Las Vegas, i nuovi Kit Lego Boost disponibili in 5 modelli:

  • il “Robot Vernie”
  • il Gatto Frankie
  • il veicolo Space Rover 4
  • la Chitarra “4000”
  • la Fabbrica Multifunzione

boost

Per costruirli e programmarli gli alunni potranno usare una app che si collega ad un laptop con sistema Android o iOS (tra breve sarà disponibile anche per gli smartphone). Ogni kit è composto da oltre 850 mattoncini, un computer “Move Hub”, un’antenna Wi-fi e un sensore di movimento. La app consente di assemblare righe di codice sulla base di icone e di un’interfaccia di codifica drag-and-drop. Il suo obiettivo è quello di assicurare l’interazione con altri kit LEGO. Il tutto sarà disponibile dall’Agosto del 2017 al prezzo di 150 euro.

Esempi di Robot programmabili utilizzati sempre più a partire dalle scuole del Primo Ciclo di Istruzione sono:

LEGO WeDo 2.0 – E’ senz’altro uno dei più celebri. Questa seconda generazione è stata presentata nel gennaio scorso come strumento di “iniziazione” alla Robotica (a partire dai 7 anni) da utilizzare anche nelle classi. Si compone di 2 kit con motore, un sensore di distanza e uno di inclinazione con cui realwe-doizzare numerose figure preordinate o anche personalizzate. Attraverso il computer sarà poi possibile animare i progetti realizzati.

MakeblockE’ basato su Arduino (scheda elettronica open source) per la promozione delle STEM (science, technology, engineering y mathematics). E’ compatibile con tutti i prodotti educativi della stessa ditta e si compone di 45 pezzi facilissimi da montare. Si basa sul linguaggio Scratch e Il costo è molto contenuto: 80 euro circa.

mateblock

Dash & DotSi tratta di 2 robot promossi in ambito didattico per introdurre la Robotica e il Pensiero Computazionale negli alunni della Primaria: Wonder Workshop sta scommettendo anche sulla loro introduzione nei curricula di alcune discipline come Matematica e Scienze. Il prezzo è di circa 300 euro.

dash&dot

Sphero Una sfera programmabile che deve il suo successo al lancio del droide BB-8 SE (Second Edition) in Guerre Stellari da parte della Disney; prezzo 300 euro circa.sphero

LittleBits – E’ formato da alcune decine di pezzi che si uniscono grazie a delle calamite. E’ immediato e supportato da una grande Community che guida gli utenti educatori con una miriade di progetti realizzati passo-passo: tra i littlebitsvari prototipi troviamo un meccanismo che trasporta una pianta verso la luce  oppure il casco da bicicletta con lampada. Tutti i kit sono disponibili a questo indirizzo. Per i prezzi si va dai 100 euro ai 5.000!

Kano Computer con questo strumento si potrà costruire un computer in modo relativamente semplice. E’ basato su una Raspberry Pi 2 o 3 (Raspberry è un computer implementato su un’unica scheda) con un sistema operativo Kano OS, e comprende un case, dei cavi di alimentazione e HDMI, una scheda di rete, casse e una piccola testiera senza fili con trackpad. La guida per l’assemblaggio è mkanoolto semplice e può essere seguita anche dai più piccoli. Molto accattivante per la sua estetica è utilizzato per materie come la Musica, il Disegno e la Programmazione. Per il set base bisogna sborsare circa 350 euro.

Cubetto Insegna ai tuoi bambini a programmare prima che sappiano leggere” questo è riportato sulla Home del sito. Il target è quello della Scuola dell’Infanzia dai 3 anni. Nasce con Kickstarter nel 2013 come proiezione di LOGO, il linguaggio di programmazione educativa nato negli anni ‘60.

cubetto

Cubetto è formato da un robot e da un panello sul quale inserire dei tasselli di programmazione. Ognuno di questi corrisponde a un comando: “gira a destra”, “gira a sinistra” “sempre dritto”, ecc.. . Costo poco meno di 200 euro.

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Realtà Aumentata: strumento per la Didattica Digitale

La Realtà Aumentata 

aurasma

La Realtà Aumentata (R.A.) uno strumento che si va sempre più utilizzando all’interno di attività che stimolino gli alunni all’interazione e all’apprendimento. Consiste nella visione, grazie ad una App da installare in uno smartphone o in un tablet, di un ambiente reale (con funzione di “Attivatore”) che si arricchisce con uno o più strati virtuali (“Overlay”) . Se la componente reale è totalmente assente allora, per definizione. si parla di Realtà Virtuale. Queste creazioni potranno essere realizzate grazie ad un applicativo web-based su PC, notebook o anche sullo stesso dispositivo mobile. Successivamente vedremo come. Tecnicamente c’è bisogno di:

  • una macchina fotografica che catturi l’immagine reale (la camera dello smartphone o del tablet) o un’immagine già presente nel nostro PC
  • un dispositivo di elaborazione
  • un software (normalmente una web-based application)
  • uno schermo dove visualizzare la parte reale e quella virtuale sovrapposta
  • Una connessione che permetta l’esecuzione

Ci sono però vari livelli di R.A., a seconda del tipo di “Attivatore” che andremo a utilizzare. L’Attivatore è un elemento del mondo reale che, una volta riconosciuto dal nostro dispositivo e dall’applicazione che stiamo utilizzando, introduce l’informazione virtuale associata a seconda del “livello di virtualizzazione” che si vuole ottenere. Esso può essere:

  • un codice QR (Quick Response Code per il livello più basso di R.A.)
  • un’immagine reale qualsiasi o un oggetto fisico
  • un marcatore (codice più complesso del QR) che attivi un’immagine 3D e la animi sullo sfondo scelto
  • il GPS integrato nel dispositivo mobile (l’attivazione avviene solo in una determinata posizione secondo coordinate geografiche)
  • occhiali come i Google Glass o lenti bioniche (in fase di sperimentazione) che eseguono la R.A. di tipo più avanzato.

In tutto questo ci possiamo avvalere di software specifico come:

Aurasma – Con questa applicazione ogni immagine, ambiente naturale, ricostruzione storica creata dagli alunni o oggetto, può essere aumentato con uno o più elementi in sequenza, come presentazione da proporre o oggetto didattico da utilizzare o da realizzare come Compito di Realtà all’interno di una classe. Aurasma si può utilizzare in 2 modalità riassunte sotto e da approfondire attraverso i due ottimi tutorial riportati:

Modalità Creazione: dalla Home del sito una volta registrato è possibile creare “aure” e raccoglierle in un nostro canale. Esiste tutto un archivio di questi oggetti resi pubblici dagli utenti registrati.- Tutorial.

Modalità Visualizzazione: tramite smartphone o tablet, attraverso una app scaricabile disponibile per qualsiasi sistema operativo, è possibile visualizzare le “aure” (che si possono comunque creare con lo stesso dispositivo mobile) arricchite dall’elemento o dalla sequenza di elementi virtuali aggiunti, contenuti nella stessa immagine di fondo. In questo caso la registrazione non è necessaria – Tutorial.

Aumentaty Author – per sistema operativo Windows, permette l’importazione di modelli 3D creati con Blender, Autodesk 3D Max  o Sketcup, con la possibilità di integrare la Galleria 3D di Google.

aumentathy

ZooBurst  Questo strumento prevede una registrazione ed è di libero utilizzo nella versione base; per la versione Premium dedicata alle scuole il costo è di circa 9 euro mensili. Dispone di un ricchissimo archivio di immagini e permette di realizzare in maniera semplice e intuitiva libri in 3D, anche per i più piccoli o per bisogni educativi speciali.

zooburst

Nell’utilizzo di tutti gli strumenti sopra esposti, non è richiesto  da parte del docente il possesso di particolari conoscenze informatiche: gli applicativi lavorano in maniera estremamente semplice e “amichevole” (user-friendly). La positiva applicazione nella Didattica sarà legata al ventaglio di opportunità che lo stesso docente sarà in grado di concepire per il coinvolgimento dei propri alunni nello sviluppo di determinate attività.

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VR – La Realtà Virtuale nella Didattica

La Realtà Virtuale è una componente commerciale di cui sentiamo parlare da tempo, ma ora qualcuno ha pensato ad una sua applicazione anche in campo educativo. Ci sono esempi di ambientazioni virtuali dedicate alla didattica, fruibili grazie ad un computer, un software dedicato e un visore VR (HMD: head-mounted display). Alcuni esempi:

  • lo studio del corpo umano,  fruito grazie al visore Microsoft HoloLens

  • l’Universo (video in lingua spagnola) visto con  Oculus Rift (di proprietà di Facebook: prezzo 742 Euro). Da notare che l’Istituto Industriale “Majorana” di Brindisi è la prima scuola ad essersi dotata di questa strumentazione.

I contenuti 3D da utilizzare possono essere Open Source, commerciali oppure “fai da te”: per strutturare in autonomia un contenuto virtuale ci si deve munire di videocamera a 360° (come la Ricoh Theta S  o la Jump Camera Ring di Google) per video e foto a 360° da elaborare. Detto ciò, Il problema più rilevante per l’uso di questi strumenti in campo didattico sembra essere quello dei prezzi troppo elevati per le casse scolastiche. Ecco allora  che si sta facendo strada l’impiego di alternative molto meno costose. Per i contenuti ci si può affidare a software o piattaforme disponibili in Rete come Voxelus (compatibile con Windows e MaciOs), a prodotti Open Source o “fatti in casa” con applicazioni come Splash App. Quest’ultima permette di scattare foto a 360° con modalità simile a quella panoramica degli smartphone, salvo poi rielaborarle per la produzione di video a 360° visibili con lo stesso smartphone o con il visore VR Google Cardboard. Gli spazi di condivisione sono molteplici: Voxelus, You Tube 360° (e relativa app per la visione), DottyView, e molti altri.

VR Google Cardboard: Gli occhiali di cartone per la Realtà Virtuale

visore 3D

Costo 2,55 Euro, ma a differenza dei modelli supercostosi di Samsung (Gear VR), HTC Vive e Sony (HMZ-T2), richiedono l’utilizzo dello smartphone personale da fissare in maniera sicura nella parte frontale. Nella pagina ufficiale si possono scegliere vari modelli di Cardboard e perfino provare a crearli da soli, magari in classe (spiegazioni in inglese).

Inoltre Google ha liberato la documentazione per lo sviluppo di applicazioni di ogni tipo, anche di tipo educativo, per ora disponibili per Android e iOS.

Per provare ad immaginare le potenzialità della Realtà Virtuale, vale la pena riportare qui un video estratto da una delle conferenze annuali del TED: Michael Bodekaer – This virtual lab will revolutionize science class (in lingua inglese con possibilità di sottotitoli).

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