INSEGNA CON PROTOBJECT

Abbiamo progettato una serie di attività per insegnare la programmazione con Protobject. Ogni attività include un piano di lezione per gli insegnanti e video esplicativi delle attività.

Di seguito presentiamo il percorso educativo sviluppato.

In questa attività, viene introdotto il funzionamento di Protobject attraverso la creazione di una lampada a LED. Viene spiegato cos’è un LED e come lo schermo del nostro smartphone è composto da LED.

Successivamente, viene presentata l’interfaccia di Protobject e si guida lo studente nel collegare il suo smartphone al computer in modo da poterlo trasformare in una lampada a LED.

Alla fine dell’attività, lo studente avrà acquisito familiarità con l’interfaccia di Protobject e sarà in grado di accendere una lampada a LED.

In questa attività viene introdotto il concetto di istruzioni e la sequenza di istruzioni che definiscono un algoritmo. Si spiega anche cos’è un linguaggio di programmazione e i diversi tipi che esistono.

Proseguendo con il tema della prima attività, gli studenti imparano a creare una luce programmabile in cui lo schermo del cellulare si illumina con diversi colori in sequenza.

Inoltre, viene introdotto il concetto di temporizzazione (includendo i concetti di secondi e millisecondi), consentendo pause tra le diverse sequenze di accenzione e spegnimento della lampada a LED.

In questa attività, si cambia argomento e si mostra come creare una melodia con una sequenza di note temporizzate.

Inoltre, viene introdotto il concetto di altoparlante e ne viene spiegato il funzionamento. Gli studenti rafforzano il concetto di algoritmo come sequenza di passi attraverso la creazione di una semplice melodia definita con una sequenza di note temporizzate.

Alla fine, agli studenti viene chiesto di riflettere su come sia possibile riprodurre la melodia più velocemente, cioè riducendo il tempo di attesa tra le note, utilizzando i millisecondi.

In questa attività si prosegue con lo stesso tema della terza attività, ma si aggiungono luci alle note musicali. Gli studenti vedono così che è possibile sincronizzare e temporizzare la musica e le luci, con l’idea di creare un giocattolo per un neonato.

Inoltre, viene introdotto il concetto di variabile, che viene utilizzata per modificare rapidamente il tempo di riproduzione della melodia. Infatti, all’inizio viene definita una variabile con il tempo di attesa e i ritardi tra le note vengono definiti in base a questa variabile. In questo modo, modificando una volta il valore della variabile, è possibile cambiare la velocità di riproduzione dell’intera melodia.

In questa attività, viene introdotto il concetto di loop principale attraverso la creazione di un semaforo.

Gli studenti vengono sfidati a creare una sequenza di luci per il semaforo e si fa loro notare che, poiché il codice si ripete, è possibile farlo ripetere solo con un loop principale.

In questa attività si prosegue con il tema del semaforo, introducendo il ciclo di ripetizione, che viene utilizzato all’interno del ciclo principale. Si chiede agli studenti di creare un semaforo in cui una luce lampeggia.

Anche in questo caso, si dimostra che il lampeggio (acceso e spento) è una ripetizione e che è possibile utilizzare un ciclo di ripetizione all’interno del ciclo principale per ripetere il lampeggio quante volte necessario.

In questa attività si cambia argomento e si chiede agli studenti di creare un cronometro.

Vengono rafforzati i concetti di ciclo principale e variabile. Per quanto riguarda le variabili, vengono utilizzate in modo un po’ più avanzato, poiché si spiega che la variabile può anche variare durante l’esecuzione del codice. Infatti, si definisce una variabile a zero e la si incrementa nel ciclo principale ogni secondo per poter visualizzare il suo valore sullo schermo dello smartphone.

L’attività si conclude con una sfida: visualizzare i minuti insieme ai secondi e si fornisce un suggerimento dicendo che si potrebbe utilizzare un ciclo di ripetizione che si ripete 60 volte per incrementare i secondi, e il ciclo principale per incrementare i minuti.

In questa attività vengono introdotti i condizionali in modo molto semplice: se, allora.

Viene creato un allarme antifurto. Innanzitutto, si spiega cos’è un sensore di movimento e come è possibile utilizzare la fotocamera del nostro smartphone come sensore di movimento. Successivamente, si spiega che questo sensore fornisce un valore che dipende dal movimento e si introduce il concetto di condizionale, indicando che se questo valore supera un limite predefinito, allora scatta l’allarme.

Alla fine, si fa riflettere gli studenti chiedendo quali sono i limiti di questo tipo di sensore e se funzionerebbe di notte con tutte le luci spente.

In questa attività viene introdotto un condizionale un po’ più avanzato: se, allora, altrimenti.

Viene creata una lampada che si accende premendo un interruttore e si spiega che quando l’interruttore è premuto, la lampada deve accendersi, altrimenti deve spegnersi.

Si conclude con una sfida che chiede agli studenti di creare un progetto in cui, insieme a una luce, venga riprodotta anche una canzone.

In questa attività viene introdotto il concetto di evento con un’attività molto simile all’attività 9, in cui viene attivato un allarme premendo un interruttore.

In questo caso, anziché utilizzare il ciclo principale per verificare costantemente lo stato dell’interruttore, si fa uso degli eventi e si spiega la differenza.

Successivamente, si passa a programmare il prototipo e si conclude con un’altra sfida, in cui lo studente deve registrare (in una variabile) il numero di volte in cui è scattato l’allarme e mostrare questo numero su un altro smartphone.

In questa attività viene mostrato in modo molto pratico quando ci sono differenze tra il ciclo principale e gli eventi, e i vantaggi nell’uso degli eventi in determinati contesti.

Viene creato un dispositivo per contare le persone che entrano in un luogo premendo un pulsante. Si spiega che premendo il pulsante, la variabile che definisce il numero di persone deve aumentare di uno per aggiornare il numero di persone. In seguito, viene chiesto agli studenti di riflettere e creare lo stesso prototipo utilizzando il ciclo principale, e si chiede loro perché i numeri aumentano in modo incontrollato in questo caso, a differenza dell’uso degli eventi.

Infine, viene presentata una sfida in cui si chiede agli studenti di contare anche le persone che escono e non solo quelle che entrano in un luogo.

In questa attività viene introdotto il concetto di potenziometro, che viene utilizzato per controllare il volume di una canzone.

Si insegna agli studenti a utilizzare il ciclo principale per regolare il volume, anche se vengono invitati a esplorare come è possibile fare la stessa cosa utilizzando gli eventi.

Alla fine dell’attività, viene presentata una sfida in cui si chiede agli studenti di mostrare il valore del volume sullo schermo di un altro smartphone.

In questa attività viene creata una lampada con intensità variabile che può essere controllata utilizzando un potenziometro.

Si spiega che in realtà si sta cambiando la luminosità della lampada con diversi livelli di grigio e si spiega come vengono generati questi livelli di grigio attraverso la sintesi additiva, dove i diversi livelli di grigio dipendono dall’intensità dei colori primari rosso, verde e blu.

L’attività si conclude con una sfida in cui si chiede agli studenti di modificare il progetto per riprodurre una canzone quando il valore del potenziometro supera il valore 80.

In questa attività viene creata una lampada che può cambiare colore in base a tre potenziometri associati ai colori primari rosso, verde e blu.

Si approfondisce la sintesi sottrattiva e la sintesi additiva, mostrando le differenze tra la rappresentazione dei colori sulla carta, dove la luce viene riflessa, e sullo schermo, dove la luce è generata dai LED che lo compongono.

L’attività si conclude con una sfida in cui si chiede agli studenti di creare una lampada che cambia gradualmente colore utilizzando un ciclo di ripetizione e una variabile che incrementa il suo valore associato a diversi colori della lampada.

In questa attività vengono introdotti condizionali più complessi del tipo “se, altrimenti se, altrimenti” attraverso la creazione di un dispositivo che indica l’inclinazione dei quadri attraverso il colore dello schermo.

Se non c’è inclinazione, lo schermo si illumina di colore verde. Se c’è un po’ di inclinazione, si illumina di colore giallo. Con più inclinazione, si illumina di colore arancione e con molta inclinazione, si illumina di colore rosso.

Viene introdotto il concetto di accelerometro per la misurazione dell’inclinazione dello smartphone.

In questa attività viene creato un rilevatore di cadute utilizzando l’accelerometro.

Per fare ciò, viene spiegato in modo più dettagliato il funzionamento dell’accelerometro e si spiega che per rilevare le cadute, non è necessario conoscere la direzione dell’accelerazione o da quale lato proviene questa accelerazione, e per questo motivo si prendono i valori assoluti dell’accelerazione in ogni direzione e li si sommano.