8. El somni del robot boig

Dades del centre

Nom del centre: INS Sòl-de-Riu
Adreça: C/ Joan Maragall, s/n
Codi postal: 43530
Localitat: Alcanar
Telèfon: 977 73 10 26
Adreça electrònica: e3007087@xtec.cat
Servei territorial: Terres de l’Ebre

Breu resum de l’activitat

Es tracta d’un taller sobre robòtica adreçat a alumnes de batxillerat, de les modalitats científic-tecnològic, la finalitat del qual és passar de l’abstracció dels conceptes matemàtics, teòrics tots ells, i traspassar-los al món de la realitat física, com a projectes tangibles, a traspassar-los al món de la realitat física, com a projectes tangibles, a través d’un procés metodològic pautat.

Àmbits d’actuació

Etapa: Secundària post obligatòria. Batxillerat

Itineraris: científic i/o tecnològic

Currículum

Àrees/Matèries/Mòduls

Ciències pures: matemàtiques, física, tecnologia, informàtica (software / programació), enginyeria.

Capacitats / Competències

Matemàtica, Aprendre a aprendre, Comunicativa lingüística i audiovisual, Tractament de la informació i competència digital, Autonomia i competència personal, Coneixement i interacció amb el món físic.

Descripció de la bona pràctica

Curs acadèmic: 2012-13

Punt de partida: Del treball compartit entre els departaments de ciències en general, va sorgir la proposta de dissenyar una activitat formativa interconnectada a partir dels continguts comuns, pensada des d’una vessant més motivadora per a l’alumnat amb més capacitat procedent dels batxillerats científic i tecnològic. Des d’un plantejament competencial i basat en un aprenentatge significatiu, es va pensar que seria molt interessant que els/les alumnes es poguessin dedicar a resoldre problemes del món real, sempre i quan se’ls oferís els instruments adients i se’ls acompanyés a través de les premisses teòriques, i dels procediments adequats. Per tot això, es va programar un taller sobre la construcció de robots. per la qual cosa es va adquirir un ser de 3 robots Lego Mindstorms. La intenció era que, en acabar el taller, els tres ninots inanimats poguessin funcionar segons la hipòtesi de treball. Davant d’una trajectòria de desplaçament una mica erràtica per part dels autòmats, en acabar, el taller el vam denominar ‘El somni del robot boig’

Objectius:

  • Aprofundir en el treball teòric -previ- per a aquell alumnat més motivat, de més nivell acadèmic, i amb més aptituds dins l’àrea d’enginyeria.
  • Treballar competencialment la part curricular més abstracta del coneixement teòric de les matemàtiques, la física i la programació (software)
  • Elaborar una pràctica educativa complementària des d’un plantejament interdisciplinari, i amb un enfocament més lúdic, en un context d’aprenentatge més informal.
  • Aportar elements motivadors a l’alumnat de més capacitat, especialment de les matèries de ciències. Contribuir en la competència de l’aprendre a aprendre i l’aprenentatge significatiu.
  • Donar a conèixer la importància i necessitats de metodologia de treball, especialment en processos d’enginyeria.
  • Aprendre la generació de models de la realitat a partir de les Matemàtiques.

Des d’un punt de vista de la Lògica, introduir el concepte de decidibilitat; és a dir, qüestió, teorema o fet, que és demostrable amb un algorisme i, per extensió, amb una màquina.

Desenvolupament de l’experiència:

La pràctica s’iniciava amb el plantejament d’un problema teòric de Geometria , i es pretenia arribar a una solució del món de la Física, a nivell pràctic, que es materialitzés en la construcció d’un robot, un autòmat programat, que verifiqués la hipòtesi de treball. en resum, el robot en funcionament programat per alumnes, havia de ser l’èxit de tot el procés.

Fases:

  1. Plantejament del problema: ‘Un mòbil que es troba aturat en unes coordenades (x,y) del pla, comença a moure’s en direcció NE en línia recta i es desplaça 3 metres. Quan arriba als 3m. canvia de direcció i realitza un gir de 90º negatius, i continua desplaçant-se en línia recta… Però quan porta la meitat del recorregut inicial (1,5m), torna a girar bruscament 90º negatius i repeteix l’operació de moure’s en línia recta però la meitat de 1,5m, és a dir, 0,75m. Així continua el mòbil tot girant 90º negatius i desplaçant-se en línia recta la meitat de la distància que havia recorregut en la darrera interacció. Llavors: En quin lloc acabarà el mòbil? Arribarà a aturar-se? S’acabarà tornant boig?!!
  2. Acotem els passos, a partir de la realització d’exercicis teòrics dirigits: 1.- Dibuixem la trajectòria. 2.- Construïm els vectors de moviment. 3.- Elaborem un pseudocodi. 4.- Càlcul del punt límit.
  3. Exemplificació de la solució teòrica a la programació dels Lego Mindtorm: (1. El kit.- 2. Construïm un tribot. – 3. Programen un tribot. – Solució en mode Mindstorm)
  4. Posada en funcionament i solució al problema: Veiem un mini-robot que es torna boig en llur espiral cada vegada més petita!!
  5. Conclusions del procés i valoració.

Temporització: L’activitat es va anar desenvolupant els dijous a la tarda, en tarda lliure per a l’alumnat de batxillerat. Taller de participació voluntària, en què el professorat va anar convidant i animant aquell alumnat que reunia més el perfil per aprendre del projecte plantejat, amb la intenció que es formés un grup prou nombrós per poder treballar col·laborativament, tot combinant les habilitats particulars de cadascun d’ells/elles. La dificultat del procés anava millorant si ens resolia en aprenentatge col·laboratiu, amb la autorització i acompanyament del professorat.

Es van realitzar 20 sessions, d’una durada de 2 hores, repartides entre els períodes lectius entre els mesos de gener i maig.

Recursos humans i materials: 

  1. Materials: Caixa estàndard de Lego Mindstorms (3 unitats), una CPU amb 4 entrades i 4 sortides (usarem només les sortides) i equip d’audiovisuals (per enregistrar la pràctica, el moviment del robot)
  2. Recursos humans: professorat del taller.

Valoracions i conclusions: 

L’experiència va acomplir abastament els objectius previstos. L’alumnat participant es va implicar des de la primera sessió i van entendre ràpidament la filosofia del taller i la metodologia del treball: s’anaven a realitzar una sèrie de pràctiques que, abans de ser executades, necessitaven una anàlisi teòrica meticulosa i un procediment ben pautat. Com a punt feble, propi del caràcter de l’alumnat a que se li dóna llibertat d’acció davant d’una plantejament obert, lliure, es va haver de lluitar molt en contra la tendència natural a llençar-se directament a l’assaig-error, sense haver passat prèviament per una parametrització… Ben aviat, però, van entendre la necessitat de realitzar esbossos i el pseudocodi, és a dir, un esbós de programa d’ordinador escrit en llenguatge natural. Evidentment, es tractava també d’un aprenentatge metodològic.

L’activitat va ser molt enriquidora per al professorat de matemàtiques que vam realitzar aquesta pràctica i, sens dubte, per a l’alumnat va ser una experiència inoblidable. Vam poder observar -amb molta emoció- com els alumnes, un cop els robots realitzaven allò que havien previst, s’abraçaven amb la satisfacció de l’èxit aconseguit.

Valoració final: Aconsellem des d’aquí a tot el professorat de matemàtiques que s’animen per explorar les possibilitats didàctiques que presenta el món de la robòtica: l’experiència no els farà més rics, però sí immensament feliços.

 

Autoria de l’experiència

Coordinació: Claudi Cosín
Professorat implicat: Claudi Cosín i Marià Cano