LOGIC Teacher
Per proporre il computational thinking agli studenti

Modulo Focus on Bee Bot

Il Modulo "Focus on Bee Bot" è proposto in particolare ai docenti della Scuola dell'Infanzia e dei primi anni della scuola Primaria.

Bee bot è un robottino a forma di ape, programmabile attraverso i tasti che ha sul dorso. Focus on Bee bot è un software che permette di programmare il robottino e di visualizzarne il percorso a monitor.
Programmare il piccolo robot stimola nel bambino lo sviluppo di particolari abilità quali quelle legate all’orientamento spaziale, ai rapporti e relazioni tipologiche.

 

L'Esame

L’esame certifica nel Candidato il possesso di adeguate conoscenze e abilità in ordine ai seguenti argomenti:

  • Hardware: quali sono le sue caratteristiche e funzioni, come impiegare i tasti di controllo, come far muovere il dispositivo in percorsi preventivamente strutturati.
  • Software: quali sono le caratteristiche dell’ambiente virtuale, come utilizzare opportunamente le diverse funzioni e voci di menu, come utilizzare opportunamente i diversi strumenti per creare nuovi percorsi ecc.

 

Il Modulo formativo

La prima tappa per una corretta impostazione del processo di apprendimento è costituita da attività di tipo manipolativo, cui segue un’attività rappresentativa (o iconica), culminante, a sua volta, nell’adozione del “simbolo” inteso come codifica della realtà: tale percorso trova adeguato sostegno in Jerome Bruner e nelle sue fasi dell’apprendimento.

Lo sviluppo di adeguate forme di Pensiero Procedurale e Computazionale non fa eccezione a questa regola: il Bambino, proiettandosi nell’oggetto manipolato e controllandone i movimenti, impara gradualmente a impostare corretti rapporti con lo spazio circostante, orientandosi rispetto ai punti di riferimento che questo offre. Contestualmente, Egli impara ad analizzare le fasi del movimento, familiarizza con i concetti di direzione, verso e rotazione, progetta percorsi e imposta correttamente rapporti e relazioni topologiche, utili per qualsiasi forma di dominio dello spazio, sia esso “percettivo” che “rappresentativo”.

 Il “Bee Bot”, prodotto dall’inglese T&T, rappresenta il tramite con cui tali attività di tipo logico-procedurale possono essere positivamente avviate sin dalla Scuola dell’Infanzia: unendo al dispositivo hardware un sapiente ambiente virtuale, esso costituisce un primo, mirato approccio a forme consapevoli di Pensiero Procedurale e, di conseguenza, alla programmazione.

Il software “Focus on Bee Bot”, caratterizzato dalla presenza di un ambiente di “Editor (utile ai Docenti per realizzare percorsi e attività personalizzati)”, proietta a sua volta il robot e il suo piccolo Programmatore in un “micromondo” virtuale, in cui il Bee Bot è dotato di funzioni più evolute ed è in grado di effettuare, oltre a percorsi preordinati o creati dall’Insegnante e dal Bambino, tutta una serie di attività che lo pongono in sapiente relazione con forme, codici alfabetici e numerici, linguaggi.

Tutte le attività proposte richiedono il sostegno di materiali strutturati ampiamente conosciuti nella Scuola dell’Infanzia e Primaria (quali, ad esempio, i regoli del Cuisinaire e i Blocchi Logici di Dienes, oltre a materiali di consumo facilmente reperibili (cartelloni, pennarelli, nastro adesivo ecc.).

Modulo Drape

Il modulo è centrato sull’uso di DRAPE, un ambiente di programmazione in cui istruzioni e procedure sono costituite da icone, corrispondenti alle diverse funzioni utili a far muovere sullo schermo il cursore/robot. Il modulo propone la realizzazione di procedure - che includono a loro volta subroutine - per la realizzazione di figure anche molto complesse.

L'Esame

L’esame certifica nel Candidato il possesso di adeguate conoscenze e abilità in ordine ai seguenti argomenti:

  • Analisi dell’ambiente operativo: come sono strutturate le diverse sezioni in cui è suddiviso, a cosa servono le diverse icone presenti nella barra strumenti, come funzionano e a cosa servono i pulsanti presenti ai diversi livelli del programma.
  • Operatività ai diversi livelli: come procedere per elaborare una procedura, associandola correttamente al risultato della stessa, come “leggere” un programma espresso in pseudocodice traducendolo in icone (e viceversa), ecc.
  • Procedure con subroutine: come descrivere e riconoscere i vantaggi derivanti dall’impiego, in una procedura, di subroutine, come realizzare una subroutine e utilizzarla per la realizzazione di disegni complessi ecc.

 

Il Modulo formativo

 

DRAPE è un software ad uso didattico, prodotto da Mark Overmars NEL 1998 ed espressamente concepito per favorire un primo approccio alla programmazione. Propedeutico all’ambiente LOGO, DRAPE è idoneo ad essere impiegato sin dalla Scuola Primaria, e propone un ambiente di programmazione in cui istruzioni e procedure sono costituite da icone, corrispondenti alle diverse funzioni utili a far muovere la “Tartaruga (ovvero il cursore triangolare che rappresenta il robot da programmare)” nel suo spazio operativo. Il software dispone di tre livelli di difficoltà (facile, medio, avanzato), cui corrispondono funzioni sempre più complesse che pongono in campo le diverse primitive e procedure di cui è formato.

Tramite DRAPE è possibile, inoltre, realizzare procedure che includono a loro volta sotto procedure per la realizzazione di figure anche molto complesse (routine e subroutine).

Tramite la funzione “Stampa”, DRAPE consente inoltre la visualizzazione del listato relativo al programma elaborato dall’Utente, espresso in “pseudo codice”. In tal modo si agevola un approccio più consapevole ai linguaggi di programmazione veri e propri.

Con DRAPE, l’Allievo, oltre ad apprendere in modo semplice e intuitivo i primi rudimenti della programmazione, viene sollecitato ad avviare attività di progettazione, a risolvere problemi, a verificare in forma autonoma il proprio operato al fine di rilevare errori e correggerli opportunamente sino al raggiungimento dell’obiettivo finale. Con questo software, inoltre, Egli procede alla graduale e consapevole scoperta di regole poste alla base della geometria isometrica, che potrà applicare in forma trasversale in ambito logico-matematico.

Modulo FMS Logo

Il modulo è centrato sull’uso del classico programma creato da Seymour Papert che è alla base di tutti gli odierni ambienti di programmazione concepiti ad uso didattico. 
Ancor oggi LOGO - che noi proponiamo nella versione FMS Logo - si presenta come ambiente idoneo a sollecitare nell’Allievo quegli “strumenti mentali” che sono alla base di ogni forma di apprendimento, ponendolo di fronte ad attività di analisi, sintesi, rispetto di forme sintattiche e grammaticali e capacità di apprendere dai propri errori.

L'Esame

L’esame certifica nel Candidato il possesso di adeguate conoscenze e abilità in ordine ai seguenti argomenti:

  • Caratteristiche del robot e ambiente operativo: come è nato e si evoluto l’ambiente FMS LOGO, quali sono i suoi tratti peculiari rispetto ad altri ambienti di programmazione, come si utilizza la finestra comandi, quali sono le sue principali funzioni ecc.
  • Operatività di base: quali sono le regole della sintassi LOGO, quali i comandi primitivi e le funzioni di base utili a far muovere la “Tartaruga”, come creare una semplice figura geometrica scoprendone le proprietà, come muoversi utilizzando la mappa cartesiana ecc.
  • Programmi e applicazioni: come procedere nella verifica di una procedura, eliminando gli errori che non ne consentono il corretto funzionamento, come utilizzare una procedura nella procedura (routine e subroutine), come realizzare disegni anche complessi procedendo alla loro preventiva progettazione ecc.

 

Il Modulo Formativo

Creato da Seymour Papert presso il Laboratorio di Intelligenza Artificiale del MIT (Istituto Superiore di Tecnologia) di Boston, LOGO (qui presentato nella versione “FMSLOGO” rilasciata nell’aprile 2017) può essere definito il primo esempio di “artefatto cognitivo” in grado di simulare il comportamento di un robot (la “Tartaruga”) immerso in uno spazio virtuale. Il linguaggio utilizzato, formalmente rigoroso ma nello stesso tempo di semplice intuizione, deriva direttamente dal LISP (un linguaggio di programmazione estremamente versatile, ideato verso la fine degli anni ’50 da John McCarthy), e si caratterizza per la capacità di “apprendere” attraverso la costruzione di procedure che “istruiscono” il robot (rappresentato da un cursore di forma triangolare) su cosa fare in presenza di una specifica istruzione.

LOGO viene comunemente identificato come ambiente di programmazione in grado di sviluppare la cosiddetta “geometria della tartaruga”, a causa della sua capacità di impiego nell’ambito della geometria isometrica; in realtà, esso si presenta come ambiente idoneo a sollecitare nell’Allievo quegli “strumenti mentali” che sono posti alla base di ogni forma di apprendimento, ponendolo di fronte ad attività di analisi, sintesi, rispetto di forme sintattiche e grammaticali (proprie del linguaggio LOGO) e capacità di apprendere dai propri errori.

Tramite LOGO, l’Insegnante è a sua volta posto in grado di assumere nuovi ruoli nel rapporto con i propri Allievi: da semplice trasmettitore di conoscenze, Egli si propone come “regista” del processo di apprendimento, accompagnando l’Allievo nelle sue scoperte, soffermandosi sugli errori commessi da cui si originano nuovi apprendimenti; in una parola, cooperando con loro nella realizzazione di nuove conoscenze e nuovi Saperi.

LOGO è posto alla base di tutti gli odierni ambienti di programmazione concepiti ad uso didattico, ivi inclusi quelli adottati dal Programma LOGIC, e il suo recupero dagli annali e dalla tradizione educativa che lo hanno originato si è rivelata una felice intuizione, ancora in grado di aprire al Docente inediti scenari educativi e didattici.

Il modulo viene considerato come “competenza strutturale” e destinato ai Docenti di tutte le fasce interessate (Infanzia, Primaria, Secondaria di I Grado)

Modulo Robomind

Il modulo è centrato sulla programmazione di un robot virtuale dotato di sensori e attuatori,  in grado di muoversi, disegnare, afferrare e rilasciare oggetti, percepire i colori. La programmazione può essere fatta tramite icone o tramite pseudocodice. E’ possibile realizzare e richiamare subroutine.

L'Esame

L’esame certifica nel Candidato il possesso di adeguate conoscenze e abilità in ordine ai seguenti argomenti:

  • Caratteristiche del robot e ambiente operativo: come riconoscere e impiegare correttamente le funzioni connesse ai diversi menu, come riconoscere e impiegare correttamente le diverse sezioni della finestra operativa, come utilizzare le diverse opzioni di visualizzazione, come utilizzare efficacemente i controlli manuali e i sensori virtuali del robot, ecc.
  • Operatività di base: come scrivere una semplice procedura, come inserire in un programma dato un ciclo, una condizione, una procedura, come programmare il robot in modo che “percepisca”, seguendola, una linea bianca, ecc.
  • Programmi e applicazioni: come far muovere il robot in un ambiente evitando ostacoli o effettuando scelte, come generare scelte casuali, come analizzare un programma dato scoprendo e correggendo eventuali errori che non ne consentono il corretto funzionamento, ecc.

 

Il Modulo formativo

 

Con “Robomind”, l’Allievo si cimenta nel governo di un vero e proprio robot virtuale, dotato di “sensori” e “attuatori” che gli consentono di interagire con un ambiente articolato e irto di ostacoli: opportunamente programmato, “Robo (è questo il nome del robot)” si muove in ogni direzione, afferra e rilascia oggetti (i cosiddetti “fari”), trova la via d’uscita in un labirinto, disegna per terra righe bianche o nere di cui si serve per seguire un percorso, riuscendo a “percepire” il colore della guida tracciata.

Tutto questo è però reso possibile soltanto dopo una accurata e rigorosa programmazione dei suoi movimenti, che avviene attraverso un linguaggio denso di regole formali e “grammaticali”.

Robomind, creato presso l’Università di Amsterdam e giunto alla versione 5.4, ha dato origine ad una Community molto attiva che consente un efficace confronto fra Docenti, e per le sue caratteristiche e peculiarità (fra cui la capacità di coniugare il linguaggio di programmazione con la visualizzazione immediata degli effetti e degli errori commessi dall’Allievo in fase di elaborazione delle procedure) viene molto apprezzato dai Docenti e dagli stessi Allievi, che dopo una fase iniziale di apprendimento “guidato”, risultano essere già in grado di governare il programma, procedendo in forma autonoma a scoprirne regole e caratteristiche.

Robomind, proposto nella versione 5.3, è un ambiente inserito nell’” Ora del Codice” e prevede come tale il rilascio di attestati relativi alle attività svolte sulla piattaforma “Code.Org”.

Il modulo è espressamente consigliato ai Docenti della Scuola Secondaria di I Grado, ma è idoneo anche ad attività destinate alla fascia Primaria (classi IV e V).

Modulo Snap! by Scratch

Quando, nel 2003, Il gruppo Lifelong Kindergarten del MIT Media Lab, guidato da Mitchel Resnick (allievo di Papert) e la sua società di consulenza, con sede a Montreal Playful, Invention Company svilupparono la prima versione di Scratch, l’intento era quello di realizzare un ambiente di programmazione orientato agli oggetti, in grado di avviare l’Allievo ai primi rudimenti del Pensiero Procedurale, basato sulla costruzione di Script (liste di comandi) mediante il trascinamento e l’incastro (anche questo facilitato dalla presenza di apposite “linguette” tali da consentire l’immediato aggancio dei blocchi fra loro, impedendolo se tali blocchi non risultino compatibili).

L’ambiente, successivamente reso disponibile, a partire dal 2007, anche in versione online, conteneva in origine alcuni limiti, appositamente inseriti dagli Autori in quanto destinato ad Allievi in età infantile o, comunque, a “principianti”; fra questi, il limite più evidente era costituito dalla impossibilità di creare procedure (definite “blocchi”) in grado di essere denominate dall’Utente e di contenere istruzioni in grado, ad esempio, di creare una figura geometrica.

Tali limiti sono stati poi superati attraverso una versione più evoluta di Scratch, denominata BYOB (acronimo dell’espressione “Build Your Blocks”, ovvero “crea i tuoi blocchetti”)” che, alla voce “variabili”, contiene questa indispensabile funzione.

L’aspetto relativamente “giocoso” dell’interfaccia Scratch e dei suoi “Sprite”, i personaggi che si muovono nello “Stage (sfondo)” fu ulteriormente elaborato e accompagnato dall’inserimento di ulteriori funzioni, pervenendo alla realizzazione di “SNAP!”, un ambiente che simula molto più da vicino l’ambiente LOGO da cui trae le sue origini. Ovviamente, gli Sprite possono essere comunque creati dall’Utente, ma appare significativo il fatto che SNAP! presenti uno Sprite più “astratto”, che ricorda molto da vicino la “Tartaruga” di Papert.

“SNAP!” è disponibile in modalità online oppure, volendo (sia pure con qualche limitazione) direttamente sul computer, purché si disponga di un browser (è consigliabile Mozilla o Firefox).

Permane l’impossibilità di “scrutare” nel codice testuale posto all’origine dei diversi blocchi, una opportunità questa a nostro avviso imprescindibile qualora si volesse accostare l’Allievo al mondo del “Coding” reale. 

Noi proponiamo, in versione offline, sia l’ambiente “BYOB” che l’ambiente “SCRATCH”, lasciando al Candidato la possibilità di scegliere di quale ambiente avvalersi (uno dei due o entrambi), sottolineandone la somiglianza e la compatibilità e condividendo comunque l’opinione di quanti ritengono che tali ambienti, orientati agli oggetti, costituiscano una fase propedeutica e di introduzione alla programmazione vera e propria, non esauriscano in sé la trattazione del “Coding” (come molti ritengono); essi risultano pertanto idonei ad un impiego prevalente nella Scuola Primaria (o, in fase introduttiva ai linguaggi testuali, nella Scuola Secondaria di I Grado limitatamente al primo anno e purché seguiti da altri linguaggi).

In tal senso, sono sempre più numerose le testimonianze a favore della tesi da noi adottata, che costituiranno una specifica documentazione inserita nel modulo “Teorie di riferimento”.

A breve la pubblicazione del Syllabus e le procedure atte a sostenere l’esame riferito a questo ambiente.