UDA: progettiamo con micro:bit
Contesto classe
Questa Unità di Apprendimento è pensata per una classe seconda o terza della scuola secondaria di primo grado, con un’aula informatica o un set di tablet/notebook con accesso a internet e almeno una scheda BBC micro:bit ogni 2-3 studenti. La scheda micro:bit è stata progettata appositamente per fare didattica, ha costi bassi e può essere programmata con ogni tipo di computer (Windows, macOS, Chromebook, Linux, Raspberry Pi) e anche con smartphone o tablet di qualsiasi marca e sistema operativo: questo la rende adatta anche a contesti con dotazioni eterogenee. (proposta progettuale) Si presuppone che la classe abbia già avuto un primo contatto con la programmazione a blocchi (per esempio con Scratch) e con il concetto di sequenza di istruzioni.
Problema di partenza
Come possiamo trasformare una semplice scheda elettronica in un oggetto che “fa qualcosa di utile o divertente” nel mondo reale: misura la temperatura, reagisce a un movimento, comunica con i compagni o si muove come un robot? Il punto di partenza è una domanda concreta che gli studenti incontrano quando vedono la scheda per la prima volta: una scheda con 25 LED, due pulsanti e alcuni sensori, da sola, non fa nulla. Serve un programma. La sfida dell’UDA è progettare e costruire, in piccoli gruppi, un prototipo funzionante che risolva un piccolo problema scelto dalla classe. (proposta progettuale)
Competenze attese
- Pensiero computazionale: scomporre un problema in passi (sequenze, cicli, condizioni), rappresentarlo come algoritmo e tradurlo in un programma a blocchi.
- Competenza digitale: usare in autonomia l’editor online MakeCode, il simulatore e la procedura di trasferimento del programma sulla scheda.
- Progettare e risolvere problemi: passare dall’idea al prototipo, provare, individuare gli errori e correggerli (debugging). (proposta progettuale, in linea con i traguardi per lo sviluppo delle competenze richiamati nella guida Pearson)
- Collaborare e comunicare: lavorare in gruppo e spiegare le scelte progettuali. (proposta progettuale)
Obiettivi di apprendimento
Al termine dell’UDA lo studente è in grado di:
- riconoscere i componenti della scheda micro:bit (25 LED programmabili, pulsanti A e B, sensore di temperatura, sensore di luce, accelerometro, bussola, connessione radio e Bluetooth) e la loro funzione;
- collegare la scheda al computer tramite cavo micro-USB e trasferire un programma scaricando il file
.hex; - costruire programmi che usano i blocchi fondamentali:
on start,forever,show leds,show number,on button pressed,on shake; - usare le variabili come “contenitori” di un valore (per esempio
numero,tempo,punteggio); - usare i blocchi
pick random, i cicli (while,repeat) e le condizioni (if) con gli operatori logiciand,note i confronti; - leggere un valore da un sensore (per esempio
temperature (°C)) e mostrarlo sul display; - testare il programma nel simulatore e sulla scheda fisica, individuando e correggendo gli errori.
Prerequisiti
- Concetto di algoritmo come sequenza ordinata di istruzioni.
- Prima esperienza di programmazione a blocchi (Scratch o ambiente analogico). (proposta progettuale)
- Concetto di istruzione condizionale “se… allora…” anche in forma intuitiva. La struttura
if CONDIZIONE then ISTRUZIONEviene letta in classe come “se una condizione è vera allora esegui le istruzioni”. - Norme base di sicurezza nell’uso di cutter, batterie e piccoli utensili, indispensabili per la fase di costruzione del robot (da svolgere sempre con la guida di un adulto).
Fasi operative
L’UDA è articolata in cinque fasi, indicativamente 8-10 ore. (scansione oraria: proposta progettuale)
Fase 1 - Conoscere la scheda (1 ora). Si presenta la scheda fronte/retro e i suoi componenti. Primo accesso al sito microbit.org: dalla home si clicca su Let’s Code per aprire l’editor MakeCode e creare un New Project.
Fase 2 - Primi programmi guidati (2-3 ore). Attività a difficoltà crescente tratte dal testo:
- Fai battere il cuore di micro:bit: con il blocco
show ledssi disegna un cuore dentroon start, poi due immagini dentroforeverper creare l’animazione. - micro:bit sorride!: con
on button pressedsi mostra una faccia che ride premendo A, una triste premendo B, una “furbetta” premendo A+B. - Indovina il numero e Sasso, carta, forbice: introduzione delle variabili e del blocco
pick randomper generare numeri casuali; uso diifper associare a ogni numero un’immagine.
Fase 3 - Cicli, condizioni e sensori (2 ore).
- Crea un timer per i giochi: si usa la variabile
tempo, il ciclowhile, gli operatorinot,pause (ms) 1000echange tempo by 1per costruire un cronometro. - Misura la temperatura ambiente: scuotendo la scheda (
on shake) si legge il sensore con il bloccotemperature (°C)e si memorizza il valore in una variabile.
Fase 4 - Progettazione del prototipo di gruppo (2 ore). Ogni gruppo sceglie un problema e progetta la soluzione: prima su carta (idea, blocchi necessari, diagramma di flusso), poi nel simulatore. Opzione avanzata: Costruisci un robot con micro:bit e con materiali di recupero — un robot con scocca in cartone, due servomotori a rotazione continua, ruote, breadboard e portabatterie, da assemblare con l’aiuto di un adulto.
Fase 5 - Test, debugging e presentazione (1-2 ore). Ogni gruppo trasferisce il programma sulla scheda (Download del file .hex sulla periferica MICROBIT), prova il prototipo, corregge gli errori e lo presenta alla classe spiegando le scelte fatte.
Metodologie
- Learning by doing / tinkering: si impara costruendo e provando, con attività operative “In azione!” che partono subito dalla pratica.
- Apprendimento per problemi e a piccoli passi: ogni attività aggiunge un concetto nuovo (variabili, cicli, condizioni, sensori) su quanto già appreso.
- Debugging come strategia didattica: l’errore è parte del processo; il simulatore permette di verificare e correggere prima di trasferire il programma sulla scheda. (proposta progettuale)
- Cooperative learning: lavoro in gruppi di 2-3 con ruoli a rotazione (programmatore, costruttore, verificatore). (proposta progettuale)
Strumenti
- Scheda BBC micro:bit (una ogni 2-3 studenti) con cavo micro-USB e portabatterie.
- Editor online MakeCode (makecode.microbit.org) con simulatore integrato; sito di riferimento microbit.org; guida ai blocchi su makecode.microbit.org/reference.
- Computer o tablet con browser e accesso a internet.
- Per la versione robot: scatola di cartone, cutter, cacciavite, nastro biadesivo e isolante, 2 servomotori a rotazione continua da 9 g, 2 ruote da 60 mm, cavi con morsetti a coccodrillo, jumper per breadboard, portabatterie e batterie AA/AAA.
- Quaderno o foglio di progettazione per disegnare l’algoritmo prima di programmare. (proposta progettuale)
Prodotti finali
- Un prototipo funzionante programmato su micro:bit (gioco, strumento di misura, animazione interattiva o robot mobile).
- Il programma a blocchi salvato nell’editor e il file
.hex. - Una scheda di progetto del gruppo (problema, idea, algoritmo, blocchi usati, prove e correzioni). (proposta progettuale)
- Una breve presentazione orale alla classe. (proposta progettuale)
Valutazione
La valutazione è di processo e di prodotto. Si osservano la progettazione, la correttezza del programma, la capacità di individuare e correggere gli errori e la collaborazione. (rubrica: proposta progettuale da validare)
| Criterio | Iniziale | Base | Intermedio | Avanzato |
|---|---|---|---|---|
| Scomposizione del problema (pensiero computazionale) | Non scompone il problema senza aiuto | Individua i passi principali con supporto | Scompone il problema in passi e li ordina correttamente | Scompone in modo autonomo e prevede casi particolari |
| Uso dei blocchi e dei concetti (variabili, cicli, condizioni, sensori) | Usa solo blocchi base con guida costante | Usa correttamente sequenze e qualche condizione | Usa variabili, cicli e condizioni in modo appropriato | Combina i costrutti in modo originale e legge i sensori |
| Test e debugging | Non riconosce gli errori | Individua gli errori se segnalati | Trova e corregge gli errori usando il simulatore | Corregge autonomamente e migliora il programma |
| Collaborazione e presentazione | Partecipa poco al lavoro di gruppo | Svolge il proprio compito su richiesta | Collabora e spiega le proprie scelte | Coordina il gruppo e presenta con chiarezza il prototipo |
Inclusione
- L’editor MakeCode offre una funzione per aumentare il contrasto dell’interfaccia a favore delle persone ipovedenti e permette di selezionare la lingua dell’interfaccia e dell’aiuto: due leve concrete di accessibilità presenti nello strumento.
- La programmazione a blocchi riduce le barriere legate alla scrittura del codice e consente a tutti di partecipare; il simulatore permette di provare anche senza la scheda fisica.
- Lavoro in coppie eterogenee con ruoli assegnati, materiali a difficoltà graduata e tempi flessibili. (proposta progettuale)
- Per chi ha difficoltà motorie, privilegiare attività basate sui pulsanti o sui sensori (scuotere la scheda) rispetto al montaggio fine del robot. (proposta progettuale)
Collegamenti interdisciplinari
- Scienze: lettura della temperatura ambientale con il sensore; concetto di sensore e di grandezza misurata.
- Matematica: numeri casuali, variabili, confronti e operatori logici (
and,not), conteggio del tempo in millisecondi. - Educazione civica / sostenibilità: costruzione del robot con materiali di recupero e riflessione sul riuso.
- Italiano: stesura della scheda di progetto e presentazione orale del prototipo. (proposta progettuale)
Pagine collegate
- micro-bit
- coding-e-programmazione-a-blocchi
- robotica-educativa
- sensori-e-attuatori
- debugging-come-strategia
- valutazione-coding-robotica
Fonti
- Coding e Robotica - Alberto Barbero, Francesco Vaschetto (Paravia/Pearson), Area 4 “Coding con BBC micro:bit”, pp. 84-102 (componenti della scheda, uso di MakeCode, download del file .hex, attività guidate: cuore, faccine, indovina il numero, sasso-carta-forbice, timer, misura della temperatura) e p. 100-101 “Costruisci un robot con micro:bit e con materiali di recupero” (materiali e montaggio)
- Upgrade. Tecnologia al futuro - Guida insegnante (Pearson), pp. 11 e sgg., sezione “Coding e robotica educativa” (finalità del coding, pensiero computazionale, descrizione di BBC micro:bit e dei progetti realizzabili)
- Alcune indicazioni metodologiche, la scansione oraria e la rubrica di valutazione sono proposte progettuali da validare