EDUCATIONAL ROBOTICS

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2019/2020
Anno di corso: 
2
Anno accademico di erogazione: 
2019/2020
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Inglese
Crediti: 
8
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
56
Prerequisiti: 

Il corso non richiede particolari prerequisiti di ambito tecnico. I temi trattati non fanno parte del bagaglio tipico di conoscenze delle studentesse e degli studenti di Scienze Pedagogiche: per questo motivo i partecipanti saranno accompagnati alla scoperta dell’informatica e della robotica sin dai loro fondamenti, combinando riflessione teorica e sperimentazione.

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Verifica scritta, i cui criteri di valutazione saranno comunicati durante il corso.

Le studentesse e gli studenti che lo desiderano potranno concordare assieme al docente un progetto d’esame che prevede la realizzazione di un semplice sistema elettronico/robotico in cui mettere alla prova le conoscenze e abilità di progettazione e programmazione acquisite.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso si propone di stimolare l’acquisizione di
- conoscenze di base su alcuni concetti chiave della robotica, dell’elettronica e dell’informatica;
- conoscenze approfondite sui modi in cui la progettazione elettronica e la programmazione robotica possono essere (e vengono correntemente) utilizzate per stimolare l’acquisizione di capacità e competenze cognitive e relazionali, disciplinari e trasversali, in contesti scolastici e non;
- abilità di base di progettazione elettronica e programmazione robotica.

Contenuti

I robot vengono sempre più spesso utilizzati come strumenti didattici per stimolare l’apprendimento di competenze disciplinari e trasversali, di carattere cognitivo, emotivo e sociale, anche al di fuori dell’area STEM. Il corso sarà dedicato
1) all’analisi dei fondamenti teorici e filosofici della robotica e dell’Intelligenza Artificiale;
2) alla comprensione dei modi in cui la progettazione e programmazione elettronica, robotica e informatica può contribuire al potenziamento cognitivo e all’acquisizione di abilità e competenze disciplinari e trasversali in ambiti scolastici ed extra-scolastici;
3) all’acquisizione di competenze di base di progettazione elettronica e programmazione di robot funzionali alla progettazione didattica, alla formazione di insegnanti/educatori, alla consulenza pedagogica in scuole e servizi su questi temi.
La prima parte del corso sarà costituita da lezioni dialogate. La seconda parte prevede una modalità prevalentemente laboratoriale, in cui le studentesse e gli studenti potranno sperimentare attività di progettazione e programmazione elettronica e robotica utilizzando i robot presenti nel RobotiCSS Lab – Laboratorio di Robotica per le Scienze Cognitive e Sociali dell’Ateneo.

Programma esteso

Il corso affronterà i seguenti temi.
- La struttura fondamentale dei sistemi robotici: sensori, attuatori, sistema di controllo.
- I concetti di “algoritmo” e “programma”. Fondamenti di teoria della computabilità. Macchine di Turing.
- L’Intelligenza Artificiale: storia, fondamenti filosofici, algoritmi di ricerca in alberi di decisione, euristiche. Le reti neurali: fondamenti.
- Le applicazioni didattiche della robotica e dell’elettronica: stato dell’arte, esempi, riflessione teorica.
- Laboratorio di progettazione elettronica. Legge di Ohm, semplici circuiti analogici, Arduino.
-Laboratorio di programmazione robotica. Programmazione procedurale e a eventi, esperimenti con robot progettati a scopi didattici (CoderBot, Lego Mindstorms e WeDo, Thymio, NAO, Pepper).

Bibliografia consigliata

Monografie:
- Harel, D. (2004), Algorithmics. The spirit of computing, Addison-Wesley, Part 1 “Preliminaries” and 2 “Methods and Analysis”.
- Mataric, M.J. (2007), The Robotics Primer, The MIT Press, Cambridge, MA.
- Braitenberg, V. (1984). Vehicles. Experiments in synthetic psychology. Cambridge, MA.
Articoli:
- Wing, J. M. (2006). Computational Thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–35.
- Benitti, F. B. V. (2012). Exploring the educational potential of robotics in schools: A systematic review. Computers and Education, 58(3), 978–988.
- Mubin, O., Stevens, C. J., Shahid, S., Mahmud, A. Al, & Dong, J.-J. (2013). A Review of the Applicability of Robots in Education. Technology for Education and Learning, 1–7.
Testo non in programma di consultazione sulla progettazione elettronica:
- Kybett, H., Boysen, E. (2011), All New Electronics Self-Teaching Guide 3rd Edition, Wiley.

Metodi didattici

La prima parte del corso sarà erogata attraverso lezioni dialogate. La seconda parte prevede una modalità prevalentemente laboratoriale, in cui le studentesse e gli studenti potranno sperimentare attività di progettazione e programmazione elettronica e robotica utilizzando i robot presenti nel RobotiCSS Lab – Laboratorio di Robotica per le Scienze Cognitive e Sociali dell’Ateneo.

Contatti/Altre informazioni

Il corso sarà erogato in Inglese nel caso siano presenti studenti in mobilità Erasmus. In tal caso il docente porrà comunque massima cura nel facilitare la frequenza degli studenti italiani, la cui partecipazione sarà incoraggiata.