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Lezione basata sul gioco
Esaminando alcune applicazioni di sensori intelligenti, gli studenti scoprono le differenze tra sensori intelligenti e sensori standard.
Gli studenti fanno un gioco di carte per aiutarli a ricordare ciò che hanno imparato sui sistemi elettronici.
I sensori intelligenti stanno giocando un ruolo sempre più importante nella nostra vita quotidiana. L’argomento Smart Sensor Communications approfondisce cosa sono i sensori intelligenti, come vengono utilizzati ora e come potrebbero essere utilizzati in futuro.
Gli studenti imparano alcuni dei progressi più attuali nell’uso di sensori intelligenti nei sistemi di controllo. Molte di queste applicazioni sono nella sanità e in altri campi high-tech.
Esaminando alcune applicazioni di sensori intelligenti, gli studenti scoprono le differenze tra sensori intelligenti e sensori standard.
Gli studenti fanno un gioco di carte per aiutarli a ricordare ciò che hanno imparato sui sistemi elettronici.
Presentazione e spiegazione di un sistema completo agli altri studenti una volta che è stato raccolto.
| Lo scopo del gioco è fare più sistemi possibili, cioè un Input con un Processo e un Output, e dichiarare cosa farà il sistema.
Per facilitare il gioco, gli studenti possono decidere cosa faranno le “carte di processo” con il segnale di ingresso. Giocatori: Da 3 a 6 giocatori per gruppo.
● Ad ogni giocatore vengono distribuite 4 carte, che tengono nascoste agli altri giocatori. ● Metti il resto del mazzo a faccia in giù al centro e gira la carta superiore e mettila accanto al mazzo a faccia in giù. ● Scegliere a caso un giocatore che vada per primo. ● Il primo giocatore può scegliere di prendere la carta che è stata girata OPPURE una dalla cima del mazzo centrale. ● Una volta scelta una carta, questo giocatore deve restituire una carta dalla sua mano a faccia in su accanto al mazzo centrale. ● Il giocatore successivo può scegliere di prendere una carta dalla cima del mazzo centrale OPPURE una dal mazzo scartato. ● Poi restituiscono una carta a faccia in su nel mucchio accanto al mazzo centrale. ● Questo continua, con tutti i giocatori che fanno il loro turno. ● Quando un giocatore raccoglie un set di carte che completano un sistema (cioè Input/Processo/Output), deve immediatamente mostrare il set agli altri giocatori e mettere le tre carte a faccia in giù davanti a sé. ● Quando il mazzo centrale non ha più carte, il mazzo scartato viene invertito e una carta viene girata. ● Il gioco continua fino a quando un giocatore non ha più carte, o il mazzo è stato esaurito, o un limite di tempo è scaduto. ● Il vincitore è il giocatore con il maggior numero di sistemi completati. |
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Tie-break ● In caso di pareggio (questo potrebbe accadere in una partita a tempo) il giocatore con il minor numero di carte in mano è il vincitore. |
Elenco delle competenze:
Apprendimento basato sul gioco
Designer di giochi
Designer grafico per giochi
Programmatore
Sviluppatore di siti web
| Gamification, Sistemi di risposta in classe, Formare e inquadrare domande, gli studenti sono incoraggiati a lavorare in modo collaborativo con i loro compagni. |
2 ore circa
Conoscere la differenza tra sensori semplici e sensori intelligenti
Conoscere alcune applicazioni dei sensori intelligenti
Sapere che tutti gli sviluppi tecnologici hanno vantaggi e svantaggi
Gli studenti devono presentare e spiegare un sistema completo ai loro compagni una volta che è stato completato.
Ingressi
Resistenza dipendente dalla luce (LDR) Termistore
Processo del sensore di umidità
Uscita a coppia Darlington a transistor singolo
Motori Lampadine LED
Cicalino
Usate il modello dell’Inchiesta scientifica e il modello Test Your Idea per aiutarvi con la vostra inchiesta investigativa. Vedi allegato I. e II.
Può essere usato per lo sviluppo di giochi tecnologici, web design, come funzionano le porte automatiche, ecc.
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Impegnarsi: L’insegnante aiuta gli studenti a riflettere su ciò che già sanno e a identificare eventuali lacune di conoscenza. E’ importante stimolare l’interesse per i concetti futuri in modo che gli studenti siano pronti ad imparare. Gli insegnanti potrebbero incaricare gli studenti di fare domande iniziali o di scrivere ciò che già sanno sull’argomento. Questo è anche il momento in cui il concetto viene introdotto agli studenti per la prima volta.
L’insegnante introdurrà l’argomento utilizzando un telefono cellulare con un sensore di prossimità per dimostrare come lo schermo del telefono si spegne una volta avvicinato all’orecchio. Questo attirerà l’interesse degli studenti e può innescare una discussione sui sensori. In questo modo il l’insegnante può controllare le conoscenze precedenti degli studenti e introdurre nuove idee.
Materiali: telefono cellulare con un sensore di prossimità Preparazione: [2] Minuti Facilitazione dell’esperienza di apprendimento: [5] Minuti Transizione: [2] Minuti L’insegnante: introduce l’argomento, facilita la discussione, conduce e risponde alle domande e risposte Gli studenti: ascolteranno con attenzione, porteranno alla mente gli schemi |
| Esplorare: Durante la fase di esplorazione, gli studenti esplorano attivamente il nuovo concetto attraverso esperienze di apprendimento concrete. Potrebbe essere chiesto loro di seguire il metodo scientifico e di comunicare con i loro compagni per fare delle osservazioni. Questa fase permette agli studenti di imparare in modo pratico.
L’insegnante usa la presentazione di Smart Sensors per spiegare e introdurre i sensori intelligenti, così come per rispondere ad alcune domande di base sulla loro natura e le loro applicazioni. Lavorare attraverso la presentazione dei sensori intelligenti come attività di tutta la classe. Produrre una lista di parole per aiutare, per esempio:
▪ Adattabile – in grado di cambiare il loro output ▪ Trasduttore – dispositivo che rileva un trasferimento di energia ▪ Prossimità – vicinanza a ▪ Amplificare – rendere più grande ▪ Multi-sensing – usare più di un input per prendere una decisione ▪ Vincolo – difficoltà.
Materiali: proiettore e schermo, presentazione dei sensori intelligenti (vedi allegato III per la presentazione)
Preparazione: [5] Minuti Facilitazione dell’esperienza di apprendimento: [20] Minuti Transizione: [5] Minuti L’insegnante: condurrà la presentazione, condurrà la sessione di domande e risposte alla fine della presentazione Gli studenti: prenderanno nota della presentazione |
| Spiegare: Questa è una fase guidata dall’insegnante che aiuta gli studenti a sintetizzare le nuove conoscenze e a fare domande se hanno bisogno di ulteriori chiarimenti. Affinché la fase di spiegazione sia efficace, gli insegnanti dovrebbero chiedere agli studenti di condividere ciò che hanno imparato durante la fase di esplorazione prima di introdurre informazioni tecniche in modo più diretto, secondo “The 5E Instructional Model: A Learning Cycle Approach for Inquiry-Based Science Teaching”. Questo è anche il momento in cui gli insegnanti utilizzano video, software per computer o altri aiuti per aumentare la comprensione.
Materiali: comunicazioni intelligenti del sensore https://www. stem. org. uk/resources/elibrary/resource/33328/smart-sensor- communications?_ga=2.99460697.650662349.1630307618-2136058023.1629898339
Preparazione: [5] Minuti Facilitazione dell’esperienza di apprendimento: [20] Minuti Transizione: [0] Minuti L’insegnante: Gli studenti: |
| Elaborare: La fase di elaborazione del Modello 5E si concentra sul dare agli studenti lo spazio per applicare ciò che hanno imparato. Questo li aiuta a sviluppare una comprensione più profonda. Gli insegnanti possono chiedere agli studenti di creare presentazioni o condurre ulteriori indagini per rafforzare le nuove competenze. Questa fase permette agli studenti di cementare le loro conoscenze prima della valutazione.
Materiali: Sensore intelligente Gioco di carte Preparazione: [5] Minuti Facilitazione dell’esperienza di apprendimento: [35] Minuti Transizione: [2] Minuti L’insegnante: sosterrà il processo Gli studenti: giocheranno al gioco di carte e impareranno |
| Valutare: Il Modello 5E permette una valutazione sia formale che informale. Durante questa fase, gli insegnanti possono osservare i loro studenti e vedere se hanno una comprensione completa dei concetti fondamentali. E’ anche utile notare se gli studenti affrontano i problemi in modo diverso in base a ciò che hanno imparato. Altri elementi utili della fase di valutazione includono l’autovalutazione, la valutazione tra pari, i compiti di scrittura e gli esami.
Materiali: Preparazione: [ ] Minuti Facilitazione dell’esperienza di apprendimento: [ ] Minuti Transizione: [ ] Minuti L‘insegnante: Gli studenti : |
| Compiti di apprendimento indipendenti (ILT): Fornire due-tre sfide agli studenti da completare prima della lezione successiva.
● Gli studenti cercheranno applicazioni nella vita reale di ciò che hanno imparato in classe ● Gli studenti risponderanno alle domande dopo la lezione ● Gli studenti lavoreranno in gruppi per preparare le presentazioni e presentarle alla loro classe |
Gli studenti riceveranno un feedback sulle loro prestazioni sia nel questionario che nel corso in generale. Gli studenti daranno anche un feedback se gli è piaciuto il modo in cui la lezione è stata condotta e il contenuto.
Le conoscenze acquisite dagli studenti in tutte e 4 le materie possono essere utili anche nel campo della fisica e della matematica.
Uso della lingua se l’inglese non è la lingua principale.
Gli studenti devono fare ricerche da soli per spiegare il loro sistema ai compagni, imparano a usare un software di presentazione e un computer.
Pratica, presentazione degli studenti, valutazione a tempo e domande e risposte.
Dopo aver finito il loro gioco, gli studenti presentano il loro gioco facendo una presentazione. Possono anche creare un design di gioco o sprites a casa in preparazione della lezione.
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Ponte Mazzo di 52 carte per gruppo. (vedi allegato2) |
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Gli studenti useranno il modello di carta fornito per creare un mazzo di carte per ogni gruppo. Ogni mazzo dovrebbe essere composto da: 15 inputs: Resistore dipendente dalla luce (LDR) x 5 Termistore x 5 Sensore di umidità x 5
20 PROCESSO: Transistor singolo x 10 Coppia Darlington x 10
16 outputs: Motori x 4 Lampadine x 4 LED x 4 Cicalino x 4
1 WILD CARD: Gli studenti possono decidere cosa dovrebbe essere |
L’insegnante creerà una cartella che contiene tutto ciò di cui gli studenti avranno bisogno prima del gioco.
Questa cartella contiene:
Gli studenti lavoreranno insieme in gruppi di 3-6 persone. Questo aiuterà a creare un senso di lavoro di squadra e di solidarietà tra di loro. Impareranno ad ascoltare e ad aiutare i loro colleghi. Si crea anche un senso di competizione, che può migliorare l’efficienza della squadra.
| Indipendenza zero | Un sacco di aiuto
con una certa indipendenza |
Semi indipendente | Completamente indipendente | |||
| L’insegnante dà agli studenti un metodo completo con istruzioni chiare su come eseguire il gioco. | L’insegnante dà agli studenti uno schema per la procedura, ma permette opzioni in diversi passi. | L’insegnante specifica l’esempio.
Gli studenti ricercano il metodo per sviluppare il gioco. |
Gli studenti scelgono un esempio in tempo reale e
cercare di risolvere tutti i problemi sviluppando programmi |
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| Segue le procedure scritte e orali | Gli studenti seguono istruzioni scritte e orali | Gli studenti seguono istruzioni scritte e orali, facendo scelte individuali nello sviluppo del gioco. | Gli studenti seguono un metodo che hanno studiato | Gli studenti seguono un metodo che hanno studiato | ||
| Utilizza in modo sicuro il computer e i materiali | Gli studenti seguono le istruzioni su come usare in sicurezza il
computer. |
Gli studenti seguono le istruzioni sull’uso sicuro del computer. | Gli studenti riducono al minimo i rischi con un suggerimento minimo. | Gli studenti effettuano una valutazione completa dei rischi e minimizzano
rischi. |
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| Registra e fa osservazioni sui risultati | Gli studenti registrano i dati dei risultati in modi specifici. | Gli studenti registrano i dati dei risultati in modi specifici. | Gli studenti registrano in modo preciso e
dati accurati, metodicamente usando un esempio appropriato. |
Gli studenti scelgono il modo più efficace per registrare dati precisi e accurati in modo metodico, usando un esempio appropriato
|
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| Ricerche, riferimenti e rapporti | Si riportano i dati e si traggono le conclusioni.
Gli studenti eseguono |
Si riportano i dati e si traggono le conclusioni.
Gli studenti confrontano |
Gli studenti ricercano i metodi disponibili. Confrontano i risultati e riferiscono su | Gli studenti ricercano alternative per pianificare il loro lavoro.
Il rapporto copre la |
| presentazioni sullo sviluppo di giochi con molte indicazioni. | risultati e identificano le ragioni delle differenze.
Gli studenti realizzano presentazioni sullo sviluppo di giochi con qualche guida. |
differenze. Si usa un software appropriato per elaborare i dati e riportare i risultati.
Gli studenti realizzano presentazioni sullo sviluppo dei giochi con un minimo di stimoli. |
la pianificazione, lo svolgimento e l’analisi dei loro risultati.
Si usano software e/o strumenti appropriati per elaborare i dati e riferire i risultati. Gli studenti realizzano presentazioni sullo sviluppo dei giochi senza l’aiuto dell’insegnante. |
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| Analizza i problemi e identifica i requisiti: Identifica il corretto input/
output |
Gli studenti non sono in grado di identificare alcun input e output. | Gli studenti sono in grado di identificare un solo input o output. | Gli studenti sono in grado di identificare correttamente alcuni input e output. | Gli studenti sono in grado di identificare correttamente tutti gli input e gli output e di fornire
alternative. |
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| Dimostra il programma davanti alla classe | Gli studenti non sono in grado di spiegare la progettazione del programma | Gli studenti sono in grado di spiegare un po’ di progettazione del programma. | Gli studenti sono in grado di spiegare correttamente l’intero disegno del programma così com’è. | Gli studenti sono in grado di spiegare correttamente il design del programma e fornire un’alternativa
soluzioni. |
Allegato. I.
Inchiesta scientifica
Allegato II.
Modelli di giochi di carte sensoriali
Allegato III.
La presentazione dei sensori intelligenti può essere trovata qui: https://drive.google.com/drive/u/0/folders/1RIeN6j12jrGTWfxIyCP0UItwUw4TSu wr
