FOCUS SU ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE 3 2 ANNO NUMERO Giugno 2013 BRICKS www.rivistabricks.it www.aicanet.it www.sie-l.it Editori AICA - Associazione Italiana per l’Informatica ed il Calcolo Automatico www.aicanet.it SIe-L - Società Italiana di e-Learning www.sie-l.it Direttori Antonio Fini Pierfranco Ravotto Redazione Antonio Fini Paola Limone Pierfranco Ravotto Nicola Villa Editing Nicola Villa This opera is licensed under a Creative Commons Attribuzione Non commerciale 2.5 Italia License http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/it/. ©2012 AICA - SIe-L Anno 3 - n. 2- Giugno 2013 pag 5 G. Marcianò In questo numero Tema del numero: Robotica educativa: un metodo per la didattica laboratoriale pag 10 pag 14 pag 32 pag 45 pag 54 pag 65 pag 69 pag 84 S. Siega Robottando per conquistare la competenza: 10 anni di robot nella scuola primaria P. Battegazzore, M. A. Robutti Il curricolo di Robotica educativa in Cl@sse 2.0 per sviluppare competenze scientiiche-tecnologiche A. Caporusso, L. Iannola, M. Lorenzini, P. Rossini La robotica educativa come metodologia di base per un apprendimento consapevole A. Carotenuto, A, di Pietro, G. Tamini Robotica educativa: Rilessioni... “appassionate” E. Merino mOway Italia: una nuova risorsa per la Robotica Educativa nelle scuole del I ciclo R. A. De Guglielmo Scuola primaria e disabilità R. Albini La robotica come elemento di continuità tra scuola secondaria di primo e di secondo grado G. Vitale Nessie 2013: dal laboratorio di robotica alla didattica curricolare pag 99 pag 115 pag 125 M. Di Luca, E. Vitacolonna, F. Papale, R. Delle Monache, F. Mammarella La robotica nella scuola delle competenze C. Iacobelli, A. Spano Far didattica con la Robotica D. Favini CELEBRATION (da robot a uomo) Certiicazioni pag 140 G. Marcianò Un corso per qualiicare i futuri conduttori del LRE – Laboratorio di Robotica Educativa nelle scuole del I ciclo Progetti Europei pag 144 R. Scavello Dalla Calabria all’intera Europa: la robotica creativa abbatte le frontiere e unisce i giovani Dalla rete pag 160 A. Fini La curatela online di contenuti digitali: una nuova possibilità per lo sviluppo della competenza digitale Dall’estero pag 165 P. Ravotto Londra, 16 maggio 2013: lancio della NEW ECDL In questo numero Robotica educativa: un metodo per la didattica laboratoriale di Giovanni Marcianò Rete di scuole per la Robocup Jr Italia dirigente@robocupjr.it - www.roboticaeducativa.it A dieci anni di distanza mi ritrovo convinto di quello che allora – a.s. 2002/03 – pensavo: che senso ha proporre alla scuola una nuova tecnologia (la robotica) mentre maestre e prof erano ancora lì ad arrabattarsi tra CD-ROM e mouse, tra cavi di rete e spinotti vari, lamentandosi che “il PC si è mangiato il loppy (o il CD)!!!” oppure chiedendo “Ma come l’accendo ‘sto coso?” riferendosi al PC che – dopo aver pigiato il pulsante del monitor [sic!] – non partiva? Figuriamoci alle prese con un robot, da costruire e poi programmare. L’esperienza dal PNI a oggi – passando per PSTD, ECDL, PuntoEdu e internet, LIM e tablet – rinforza la convinzione che tecniche e tecnologie a scuola si sommano e stratiicano, ma risultano sterili se non sono calate in ambienti pensati e realizzati per stimolare la motivazione e favorire l’apprendimento attivo, secondo metodi e pedagogie fondate saldamente in una ilosoia dell’educazione aggiornata alla società attuale, in cui l’apprendimento frontale, trasmissivo è sempre più lontano dalle attitudini e stili di vita dei ragazzi in età scolare. I dati delle varie rilevazioni OCSE-PISA e INVALSI-SNVI stan lì a con- BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 fermare che la scuola italiana stenta sempre più a formare le future generazioni, TIC o non TIC. Paradossalmente Istituti scolastici “tradizionali” a volte producono risultati che nelle “aule digitali” non si realizzano. Se una abilità importante del curricolo di matematica nella scuola primaria è rappresentata dalla padronanza delle tabelline, allora una brava maestra con il metodo “tradizionale” raggiunge l’obiettivo in tempi più brevi e con percentuali di successo maggiori di chi si arrabatta tra software didattici e LIM (non è questa la sede, ma chi volesse mi contatti e posso documentare). E allora, se un buon metodo didattico applicato con scienza magistrale compensa la povertà dello strumento permettendo di raggiungere l’apprendimento, anche con le tecnologie – robotica compresa – non è dello strumento di cui dovremmo preoccuparci, ma del metodo didattico da portare nel contesto scolastico. La forza di una tecnologia sta nelle potenziate possibilità che offre al docente di adottare metodi altrimenti onerosi al di là della gestibilità scolastica. Si pensi a Freinet e al suo metodo cooperativo (http://www.apprendimentocooperativo. it/?ida=11253), con le “tecniche” conseguenti che oggi grazie alle tecnologie possono essere applicate senza particolari costi né per la dotazione né per la gestione … stampare e tenere una corrispondenza oggi sono attività realizzabili a costi quasi nulli per qualunque scuola. In questi dieci anni di sperimentazioni sul campo, dalle scuole dell’Infanzia alle classi terminali di Istituti superiori, si è potuto realizzare e documentare come e quanto la Robotica – scienza di sintesi che fonde in un unico oggetto meccanica, elettronica, informatica (al minimo) – esalti al massimo il potenziale di apprendimento degli studenti di oggi, “annoiati” da una scuola che li vuole passivi, fermi e zitti, a assistere a lezioni frontali che nemmeno la LIM rende coinvolgenti. Già la televisione aveva messo in crisi il monopolio della scuola come luogo della conoscenza. E da allora si è pensata una scuola “luogo in cui maturare competenze”. Concetto sempre più diffuso e accettato, come da ultimo si ritrova nelle “Indicazioni” del novembre 2012 per il I ciclo, da attuarsi dal prossimo a.s. 2013/14. Enunciati che – di nuovo – non sono adeguatamente accompagnati da “istruzioni per l’uso”, dal “come” trasformare la scuola pensata – anche strutturalmente – per “trasmettere conoscenze” a un “ambiente di apprendimento” in cui realizzare esperienze eficaci per generare competenze negli alunni e studenti. Tant’è che le “Indicazioni” sopra citate rimandano a “nuovi 6 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE libri di testo” che saranno disponibili dall’a.s. 2014/15 [sic!]. Che una “didattica attiva” portata in classe permetta di “cambiare la scuola” è convinzione di molti. Biondi (INDIRE) lancia ora il modello di “Scuola 3.0” che esalta la dimensione laboratoriale marginalizzando l’aula tradizionale. E’ quello che le scuole della Rete Robocup Jr Italia han vissuto e qui raccontano. Un “cambiamento dal basso” che si fatica a documentare, tanto è incalzante. E che si è dimostrato capace di crescere auto-sostenendosi (grazie ai singoli POF d’Istituto e alla Rete nazionale, attuazione dell’Autonomia) e motivando i docenti a mettersi in gioco di fronte a questo cambiamento oneroso per l’insegnante, chiamato a realizzare proposte didattiche e utilizzare strumenti nuovi, da applicare svolgendo un ruolo nuovo, nell’interazione con i gruppi-classe. La robotica si è rivelata – a dieci anni dalle prime esperienza posso ormai dirlo con certezza – una tecnologia di sintesi “da scoprire assieme, docenti e discenti”, esaltando ancora più il metodo cooperativo in un contesto di relazione discenti-docente in cui i primi possono esprimere le loro conoscenze e abilità grezze e disorganiche, mentre i docenti – potete leggere diverse testimonianze negli articoli di questo numero di Bricks – affrancandosi dal tradizionale ruolo di “trasmettitori del sapere” perseguono quello di “registi” delle dinamiche dei gruppi all’opera, di riferimento adulto alle conoscenze e abilità grezze dei ragazzi, guidandoli in quella “costruzione della conoscenza” che nel campo della Robotica assume tutto un senso di realtà, e non di inzione. Tutto ciò emerge da una lettura di questo numero monograico di Bricks: • Per il I ciclo trovate gli articoli di Simonetta Siega e Patrizia Battegazzore, docenti con tanti anni di esperienza speciica, che testimoniano percorsi consolidati. Ma anche quelli di Antonella Caporusso e Anna Carotenuto, a nome delle loro scuole da poco conquistate dal metodo didattico fondato sulla Robotica educativa, e subito coinvolte nella applicazione e diffusione del metodo. • Un’attenzione a parte meritano • l’articolo sul mOway (il futuro … appena annunciata la versione Arduino …) giunto quest’anno in Italia e sperimentato in 10 scuole Under 14 della Rete Robocup Jr, a cura di Elena Merino 7 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 e coi contributi di 3 delle 10 scuole sperimentatrici; l’articolo che da Gubbio mostra un esempio di reale continuità e orientamento tra I e II Ciclo, a cura di Roberto Albini; • l’articolo dedicato al contesto dell’inclusione a cura di Anna Rita De Guglielmo. • E inine le esperienze delle scuole del II Ciclo, che nei percorsi di attuazione della Riforma verso i “Nuovi” Licei, Istituti tecnici, e Istituti professionali hanno trovato nei Laboratori di Robotica contesti possibili per “curvature” dei tradizionali curricoli, ma anche applicazione possibile di quell’apprendimento per competenze tutto ancora da concretizzare nella didattica quotidiana. Ne parlano gli articoli collettivi curati da Giulio Vitale, Marisa Di Luca, Cesare Iacobelli, Antonio Spano e Dario Favini. E anche quello di Remo Scavello, che da dieci anni seguo nella partecipazione a progetti europei in tema di robotica, come illustrato nella rubrica “Progetti Europei”, e da due anni partecipa alla Rete Robocup Jr Italia. • Un dettaglio a cui tengo molto: molti degli articoli vedono i Dirigenti nella lista degli autori, al ianco dei docenti. Non per formalità, ma perché anche loro sono stati contagiati dal cambiamento visto nei loro Istituti, e han voluto capire meglio cos’era poi questa Robotica. Se la lettura contagiasse anche voi, e vi chiedeste “Come si fa a cominciare”, potrete trovare una risposta nella sezione “Competenze e Certiicazioni” in cui con Renato Grimaldi e Giorgio Poletti illustriamo “Un corso per qualiicare i futuri conduttori del LRE – Laboratorio di Robotica Educativa nelle scuole del I ciclo”. Chi avesse al tempo seguito la nascita della igura dell’e-tutor comprenderà che la Robotica educativa ha bisogno di docenti con speciica preparazione, nella prossima fase di maturità di questa nuova tecnologia. Chi se la sente di essere tra “i primi”? I posti sono limitati … Da tutto il numero di Bricks avrete spunti per capire come davvero gli alunni si trovano a percorrere – con i propri insegnanti – strade nuove del sapere, in un crescendo di competenza alimentata non solo dalle conoscenze tecnologiche ma più di tutto dalla fantasia, dal pensiero laterale, dal dialogo e capacità di operare in gruppo valorizzando i singoli apporti e compensando le singole carenze. 8 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE A nome dei 43 Istituti della Rete per la Robocup Jr Italia vorrei dire che vivere e osservare queste dinamiche emergere nei nostri Istituti ci porta a dire che nella scuola è ancora possibile realizzare buone pratiche che generino educazione nei giovani. Esaltando due criteri ispiratori delle proposte didattiche: l’etica e l’estetica: • ETICA – Educare al corretto uso degli strumenti oggi nelle mani di tutti, delle tecnologie tanto potenti quanto pericolose, che possono portare alla risoluzione dei problemi del mondo: fame, tutela dell’ambiente, schiavitù (materiale e culturale) … ma possono anche distruggerlo. • ESTETICA – Educare al bello, all’armonia che la natura ci mostra e che non sempre ispira l’azione dell’uomo. Orientando i giovani a realizzare non solo qualcosa che funziona, che sia corretto, ma che sia anche capace di suscitare e trasmettere emozioni positive. Nulla di nuovo, ma in una veste nuova. Ricordo i miei maestri, alle elementari, e professori al liceo che hanno educato la mia generazione e sui cui insegnamenti ancora viviamo di rendita. Insegnamenti che sono ancora dentro molti di noi, insegnamenti profondamente etici, tesi a valorizzare l’impegno e la tensione a costruire il futuro che solo i giovani possono immaginare e interpretare. Se possibile connotandoli di un senso di bellezza e di armonia, che si scopre ancora solo a scuola, tra letteratura e meraviglie della natura. Osservare la scintilla che brilla negli occhi degli studenti che operano nei laboratori di Robotica Educativa (LRE) mi riporta al mio essere alunno degli anni ’60-‘70. La scintilla dell’apprendimento interiore, profondo, gratiicante che in quel momento si realizza e ripaga dello sforzo fatto. Ciò vale anche per il docente che conduce un laboratorio. Si vive del senso di ciò che si fa. Del sentire che insegnare è un lavoro che può ancora essere gratiicante se fondato sull’etica, e sull’estetica. E sul senso di una nuova professionalità. A cui aggiungere, tema di quest’anno alla V edizione Robocup Jr Italia, il SOGNO. Per un approfondimento: http://www.robocupjr.it/3/?p=2787 9 Robottando per conquistare la competenza: 10 anni di robot nella scuola primaria Simonetta Siega docente utilizzata presso la Rete RCJ-Italia su progetto “Robot… ando a Scuola per conquistare le “Competenze”” simo.si@alice.it Inizio questo articolo ringraziando chi mi dà l’occasione di ripercorrere l’esperienza di questi ultimi dieci anni, in cui sono emersi man mano i modi e i metodi che rendono oggi possibile “robottare” in classe e raggiungere le competenze di cui trattano le Indicazioni Ministeriali per la scuola dell’Infanzia e del I ciclo. Mi piace pensare al passato per raccontare le esperienze maturate in tante scuole del territorio nazionale. Tutto è iniziato nel lontano a.s. 2003/04 con una sperimentazione in tre regioni italiane (Piemonte – Lazio – Calabria) sull’uso corretto delle tecnologie in classe, nel contesto del “Programma INTEL Teach to the Future”. In una classe quarta con l’uso del sw Micromondi (il “nonno” di Scratch) per permettere agli alunni non solo di imparare a disegnare e animare mondi fantastici col computer ma di saperli poi anche “portare fuori dal pc” realizzando con il kit Lego RCX (il famoso mattoncino giallo) gli oggetti che loro stesso avevano immaginato, dando dimensione reale alle tartarughe di Micromondi. Nel contributo presentato nel 2004 a Ferrara per il convegno nazionale Didamatica viene raccontata quella prima esperienza da cui è cresciuto quanto ancora oggi stiamo facendo in classe con i ragazzi. Allora eravamo ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE tre docenti referenti che in tre regioni d’Italia sperimentavano in classe con i bambini della scuola d’infanzia e primaria come giocare e imparare divertendosi con la tartaruga di MM2, costruendo micromondi (Papert). E in laboratorio informatico nacque un’idea che portò, nel secondo quadrimestre, l’esperienza ad ampliarsi. Gli alunni della mia classe non avevano nessuna dificoltà nel creare micromondi sempre nuovi e originali: quello che più li divertiva era poter far muovere, “dare vita” alle tartarughine dopo averle “vestite” come preferivano: un camion, un cavallo, una nuvola! E fu proprio Ludovica che un giorno disse: “Maestra ma non possiamo inventare una tartaruga intelligente che esca dallo schermo e si muova qui in palestra insieme a noi?”. Si, si poteva fare. Lo si era visto nel progetto SET di Milano del 2002 (Costruiamo un robot – Un progetto SeT), e grazie al supporto del Programma Intel che fornì i kit Lego RCX il progetto concretizzò questo desiderio, permettendo agli alunni di creare piccoli robot con i Lego RCX che potevano sostituire la tarta virtuale del LOGO e muoversi con i bambini, non più solo nel virtuale ma nel reale! La tarta, abbassando la coda, disegnava una igura geometrica nello schermo; così il robot poteva, inserendo un pennarello tra i mattoncini, lasciare una traccia del suo movimento. Beh con il logo si poteva programmare facilmente: è il linguaggio dei bambini. Con Robolab, il sw in dotazione della Lego non era così semplice. Pur essendo iconico per i ragazzini era complesso decodiicare le icone. Infatti se nel logo il comando avanti 100 passi permetteva alla tartaruga di muoversi in una direzione per un certo spazio con il robot si doveva fare in modo che i bambini non avessero problemi di comunicazione. E il sw autore del robot li creava. Ogni pagina video permetteva una sola azione e muoversi richiedeva più azioni in sequenza non sempre inseribili in una unica pagina. Da qui è nato il bisogno di creare dei linguaggi robotici più attenti al processo di apprendimento dell’alunno. Nel 2006 è stato presentato a Didamatica un altro contributo proprio sui linguaggi della robotica studiati attraverso questo gruppo di bambini. Il testuale, dicevano i più piccoli, è molto più semplice dell’iconico: si, ci sono i disegni e sembra più facile ma a volte i simboli fanno confusione. Per esempio la freccia che indica avanti non poteva dire la direzione precisa che veniva invece determinata dalla posizione delle ruote e del motore del robot. Invece se scrivo avanti 11 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 non serve capire la direzione, va in avanti! Negli anni 2007-09 grazie al progetto di ricerca ministeriale attivato presso l’ex Irre Piemonte, fu istituita con inalità di ricerca la Rete di Scuole piemontese per “l’Uso della Robotica nella didattica”. Grazie al coordinamento del progetto da parte del prof. Marcianò e il coinvolgimento dell’UNITO fu possibile avere un SW traduttore che permettesse ai ragazzi di programmare in lingua italiana, ottenendo a fronte la procedura nel linguaggio open source “NQC – Not Quite C”. Si poteva così dare agli alunni un’interfaccia simile ad una pagina di quaderno su cui il bambino poteva trovarsi più a suo agio nello scrivere la prpria programmazione, come le LOGO per programmare le tarta. Si veda il contributo presentato a Didamatica 2008. Osservare i ragazzi crescere nelle loro esperienze quotidiane grazie alla robotica ha permesso di capire il perché fosse giusto investire in questa direzione. Anche nella scoperta del mondo applicando i sensori al robot tutto avveniva in modo così euristico da potervi collegare sempre la rilessione giusta al momento giusto in modo tale da rendere ogni attività interdisciplinare, coinvolgendo le colleghe delle varie materie (vedi l’articolo pubblicato su Rassegna dell’istruzione). In qualità di funzione strumentale per l’uso corretto delle tecnologie nell’Istituto Comprensivo di Baveno, Istituto in cui sono tutt’oggi, fu possibile avviare un progetto in verticale che applicasse la Robotica Educativa dall’ultimo anno della scuola d’infanzia alla Scuola Secondaria di primo grado. Le colleghe coinvolte nelle numerose attività laboratoriali ebbero modo di assistere a come gli studenti – soprattutto laddove era possibile toccare con mano – partecipassero sia in classe sia a casa allo studio e rilessione conseguenti le attività vissute in laboratorio. Qualcuno raccontava ai genitori della robotica e le famiglie chiedevano conferma alle docenti: “Sa maestra non è un bambino che non racconta molto e invece ora continua a parlare dei robot … in questi giorni…”; altri ancora disegnavano a casa i modelli e poi in classe chiedevano di costruirli anche se meccanicamente non sempre era possibile! E dalle documentazioni si capisce bene cosa succedeva a scuola con l’arrivo dei robot. Come si sa è determinante per il successo di una attività che nasca da un bisogno dei ragazzi. Ma a volte anche dalla necessità della scuola di sostituire colleghe in assenza giustiicata e conseguenti classi da ac- 12 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE corpare senza per questo rinunciare a tenere una lezione degna di tale nome. Un giorno, poco prima di Natale, mi fu possibile organizzare questa esperienza, che esempliica come sia possibile fare didattica peer to peer e al contempo tutoring tra gruppi di pari. Certe attività si programmano e si impostano per ottenere dei risultati soddisfacenti. Ma quando “capitano” improvvise, come adattamento a un imprevisto, nonostante tutto, allora sei ancora più soddisfatta perché vedi come le competenze che sono il punto di arrivo nel lavoro di un percorso strutturato quando meno te l’aspetti emergono indipendentemente dall’età e dall’attività, e tendono a rendere gli alunni autonomi e in grado di apprendere (imparando a imparare) dalle loro stesse conoscenze ed abilità rinforzate con l’esperienza che si acquisisce sia a scuola ma anche nel mondo in cui viviamo, mondo come maestro di vita. Ma quello che piaceva di più in questa avventura tra un plesso e l’altro dell’Istituto era vedere come le colleghe docenti, grazie ad una didattica diversa, laboratoriale e attiva, avevano occasione di vedere i loro alunni con occhi diversi perché diverso era il loro modo di apprendere in laboratorio, con i kit robotici. Gli stili di apprendimento sono individuali e poterne usare più di uno permette anche a chi ha delle incertezze di apprendere in modo più sicuro. Le classi stesse diventavano in qualche modo “speciali“ perché tutti potevano imparare divertendosi e allo stesso tempo insegnare aiutandosi! Concluso il progetto promosso dall’IRRE le scuole avevano ormai in Piemonte una certa bese di esperienza e non fu dificile unirsi alla nascita della “ROBOCUP JR – ITALIA” nel 2008/09, svolta a Torino solo per le scuole superiori ma poi gradualmente aperta al primo grado. Personalmente coinvolta nelle funzioni di segreteria, inizialmente, ma poi sempre più nella parte didattica e metodologica per coinvolgere le scuole in questa nuova avventura che ancora oggi, dopo 5 anni, è destinata a crescere sempre più qualitativamente, nella didattica e nella metodologia … anche grazie a robot speciici per gli alunni di scuola infanzia e primaria. Ed i ricordi diventano sempre più recenti: meglio fermarsi e osservare, imparare a vedere cosa succede intorno a noi. I ricordi più recenti li potete leggere dagli articoli dei colleghi appartenenti alle RETE DI SCUOLE PER LA ROBOCUP JR – ITALIA. 13 Il curricolo di Robotica educativa in Cl@sse 2.0 per sviluppare competenze scientiiche-tecnologiche Patrizia Battegazzore, Maria Assunta Robutti I.C. Comprensivo Tortona A – scuola primaria patrizia.battegazzore@gmail.com - mariaassunta.robutti@gmail.com http://tortonaa.wix.com/classeduepuntozero Premessa Cinque anni fa, durante l’avvio delle prime classi di scuola primaria, abbiamo sentito l’esigenza di rendere stabile l’utilizzo della Robotica, all’interno del curricolo d’insegnamento perchè questo ci permetteva di affrontare direttamente e con maggior consapevolezza certe problematiche di apprendimento/insegnamento anche di altre materie: era facile, attraverso l’attività di Robotica educativa, strutturare insieme progettazioni interdisciplinari, ottenendo un potenziamento delle abilità sviluppate proprio dalla loro interazione. Il sapere disciplinare veniva sollecitato dall’uso in altri contesti, la motivazione rendeva gli alunni più recettivi e autonomi, il clima della classe diventava collaborativo e propositivo. L’esperienza, per questi alunni, era iniziata alla scuola dell’infanzia con la progettazione di alcune attività di gioco che erano state condotte dai bambini di quinta di allora con i bambini delle sezioni dei 5 anni di Scuola dell’infanzia, attraverso l’uso di Bee bot, un piccolo robot a forma di ape, programmabile direttamente mediante tasti. ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE In classe terza, essere selezionati come Cl@sse 2.0 proprio per l’uso della Robotica educativa, ha dato ancora maggior energia alla progettazione, perché inalmente era possibile avere tutta la dotazione tecnologica in classe: 14 notebook, con carrello per la ricarica, 8 kit NXT, più macchina fotograica, registratore digitale e la LIM con la quale vedere e rivedere le nostre costruzioni e i nostri progetti. Ora al momento, della conclusione di un ciclo scolastico, quando ci apprestiamo ad affrontare nuove classi di bimbi di 6 anni, la pubblicazione delle “Nuove Indicazioni Nazionali per la scuola dell’infanzia e del primo ciclo d’istruzione”, del settembre 2012, nella sezione “Tecnologia” rendono molto attuale quanto realizzato in questi anni, all’interno della Rete per la Robocup Jr. e nelle classi di scuola primaria che vi hanno aderito, per cui, riteniamo importante la stesura organica dell’esperienza raccolta in questi anni, come punto di partenza per una futura proicua rilessione. Una visione d’Insieme La Robotica in classe Fare Robotica educativa in classe, per tutti gli alunni (due sezioni con 27 studenti ciascuna), ha voluto dire creare un ambiente di apprendimento aperto (lessibile nella sua costituzione) dove fosse possibile fare esperienze diverse, afiancandoci agli studenti per imparare insieme. Il lavoro ha proceduto per gruppi: in classe si osservava, si chiedeva, si spiegava agli altri ciò che si era scoperto e ricondotto alle proprie conoscenze. Insieme si poteva scegliere come procedere per costruire, programmare e risolvere i problemi incontrati, migliorandosi continuamente. Oggetti programmabili e sviluppo cognitivo Nei momenti di laboratorio (realizzati sempre in classe, spostando i banchi ad isole e utilizzando i notebook), si è dato spazio alle idee degli studenti, permettendo loro di costruire ciò che avevano immaginato e deciso di realizzare. Partendo da una situazione stimolo, differente a seconda del coinvolgimento di una disciplina piuttosto che dell’altra (storia da raccontare, oggetto da costruire, situazione da rappresentare) l’insegnante ha predisposto alcuni materiali utili per la manipolazione (robot, meccanismi, oggetti d’uso comune). Ad ogni alunno è stato chiesto di impegnarsi ad osservare, ragionare e immaginare; poi, con il ragionamento e per analogia, di riprogettare nuovi meccanismi con cui realizzare 15 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 ciò che aveva solo immaginato. Man mano che ognuno andava acquisendo competenza, gli è stato chiesto di destreggiarsi anche nel far muovere il suo “oggetto/robot”, in modo graduale, così che la richiesta fosse sempre attuabile e gli desse sicurezza. Aumentando le richieste, gli studenti sono diventati sempre più capaci di sperimentare e risolvere situazioni complesse, beneiciando di un feed back immediato, che ha guidato lo sviluppo di ciascuna delle loro azioni. Fig. 1 – Schema di procedura mentale La motivazione Per i nostri alunni, abbiamo strutturato percorsi graduali, nei quali fare esperienza con materiali diversi. Talvolta, abbiamo proposto l’analisi di un progetto realizzato da un gruppo di alunni. Ne abbiamo analizzato le diverse parti, abbiamo rilettuto sulle scelte effettuate da chi aveva programmato. In questo contesto, la proiezione di immagini, foto e ilmati sulla LIM sono diventate di enorme utilità, per poter osservare e gestire al meglio il passaggio di tutte le informazioni. Il coinvolgimento degli studenti, anche nella predisposizione di questo materiale, ha fatto sì che ci fosse maggior consapevolezza e una considerevole motivazione al miglioramento delle proprie progettazioni/costruzioni. 16 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE “Comprendere” un problema Lo studente ha partecipato attivamente al suo apprendimento alternando momenti di astrazione e di ragionamento ad altri in cui veniva chiesta la soluzione di una situazione problematica da affrontare realmente. La situazione concreta è stata sempre fondamentale per arrivare all’elaborazione di una propria teoria di soluzione; poi l’applicazione di quanto teorizzato ha permesso di veriicare immediatamente se le proprie ipotesi erano corrette, di correggerle e tornare ad applicarle in un ciclo di rilessione–azione-risposta che ha portato a risultati sempre migliori. Spesso tale “strategia” di lavoro è diventata un buon metodo per comprendere e apprendere in modo eficiente e funzionale, anche nelle altre discipline. Tra creatività e rigore del linguaggio La creatività che naturalmente si sviluppa, ogni volta che viene assegnato un nuovo compito, deve essere sostenuta senza compromettere il rigore con cui è necessario scrivere un codice preciso di programmazione, con il quale ottenere dal Robot un comportamento adeguato al compito. Considerando che i linguaggi di programmazione sono mediati dal linguaggio umano, sono stati considerati, con grande attenzione, tutti i vocaboli utilizzati. Spesso, è stato necessario analizzare ogni termine, anche i più banali, dal punto di vista concettuale, per comprenderli in relazione alle azioni da far scaturire.Se la richiesta ha previsto, ad esempio, di progettare un percorso in cui un robot doveva muoversi e compiere certe operazioni, gli studenti avranno dovuto comprendere con precisione la consegna, per immaginare nella loro mente la situazione. Dopo aver deciso mentalmente cosa doveva fare il robot, hanno trasformato “l’idea” in una costruzione adeguata al compito da svolgere e, contemporaneamente, hanno dovuto scrivere un codice di programmazione, tale che potesse rendere reale quanto si era solo immaginato. Per usare in modo corretto il codice, si sono proposti numerosi esercizi di scrittura per comprenderne le regole, con la sua sintassi; poi è stato necessario analizzare i diversi elementi e le variabili presenti nel pannello di conigurazione dei diversi blocchi (sia in Scribbler che in NXT) e le modalità di trasferimento del codice stesso nel robot. Provando e riprovando, osservando e ricollegando ogni variazione del comportamento al suo codice, con attenzione, rigore e precisione, ogni studente ha realizzato il proprio progetto. 17 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Il curricolo Ogni anno scolastico, le attività presentate sono state organizzate in percorsi interdisciplinari, che coinvolgessero cioè più discipline contemporaneamente. Pur avendo usato robot differenti secondo l’età (Bee-bot per prima e seconda, Scribbler e RCX tra seconda e terza, in quarta e in quinta NXT), abbiamo proceduto organizzando un curricolo complessivo che utilizzasse step sequenziali, il primo prerequisito del secondo e così via. Prima di essere Cl@sse 2.0 avevamo già la Robotica nel nostro curricolo, dapprima con Bee-bot e poi con Scribbler. Bee-bot aveva permesso l’acquisizione di competenze prevalentemente temporali/spaziali, favorito la costruzione dei primi algoritmi con cui deinire l’esplorazione dello spazio e guidato i bambini a comprendere la funzione della memoria di lavoro, rendendo evidente la necessità di fare scelte strategiche, funzionali al raggiungimento di un obiettivo. Con Scribbler era subentrato il discorso della scrittura del programma con un codice iconico organizzato in blocchi, nei quali poter deinire le variabili per ottenere un certo risultato. Restando nel campo dei robot obbedienti, la programmazione era stata indirizzata per riproduzione di comportamenti ordinati e ritmici, come quelli che possono accompagnare una musica, introducendo anche cicli e contatori. Si erano formulati giochi che esercitassero le capacità logiche di previsione, rafforzando così i concetti di causa e conseguenza. La possibilità di modiicare i valori di tempo e spazio sui blocchi di programmazione, aveva fatto emergere, quanto fossero strettamente correlati e aveva reso più semplice la comprensione del concetto di velocità. Iniziando il percorso come Cl@sse2.0, in terza, è stato fondamentale insegnare ai ragazzini la gestione dei materiali, dei kit, del software e dei notebook, avendo tutto in classe. La lavagna interattiva ha svolto un ruolo importante, per la proiezione di immagini (per esempio per la visione dei manuali), ma anche per rilettere sulle documentazioni realizzate dai bambini stessi. Mediante una piccola web-cam, collegata al netTop della Lim, è stato possibile, scattare foto delle diverse costruzioni, importarle sequenzialmente nel software della Lavagna e procedere con la scrittura dei tutorial. Per i meno intuitivi questi materiali sono diventati preziosissimi, per trovare ispirazione, per rivedere e consultare anche a casa (dato che è 18 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE stato possibile diffondere tali progetti sulle chiavette usb dei ragazzi). Pochi hanno a disposizione il software di NXT sul pc di casa, ma poter rivedere le proprie realizzazioni e rileggere i percorsi è stata comunque un’esperienza signiicativa. Dal punto di vista metodologico si è sempre cercato di favorire il processo naturale di apprendimento per scoperta che si realizza quando, a partire da un evento, nasce una rilessione interiorizzata; questa fa scaturire un normale controllo (feedback) che sviluppa, a sua volta, aggiustamenti continui del pensiero inalizzati alla scoperta del “funzionamento”. In questo modo imparare è diventato emozionante e ciò che si è imparato non si dimentica più. Prima si è privilegiata la RIPRODUZIONE cioè la copia di qualcosa che era già stato realizzato, contemporaneamente all’attività di ANALISI, cioè all’osservazione delle parti e del tutto. In un secondo momento ci si è concentrati sull’attività di METACOGNIZIONE con cui effettuare la revisione delle progettazioni; per ultimo è stato importante l’esercizio per fare PRATICA. Quest’ultimo, aumentando il campo esperienziale di ogni alunno, ha favorito l’acquisizione di abilità di progettazione, di controllo dell’errore, e sviluppato la CREATIVITA’. Per riproduzione, analisi e metacognizione la LIM ha avuto un ruolo centrale. Nel momento della pratica, l’attenzione si è spostata sull’apprendimento collaborativo, che spesso ha previsto, da parte degli studenti stessi, scambi di ruoli e confronto autonomamente gestito. A partire dalla classe terza si è presa coscienza dell’importanza dei sensori, per organizzare comportamenti intelligenti che permettessero al robot di raccogliere informazioni dal mondo esterno, così da autoistruirsi e modiicare il proprio comportamento per raggiungere il proprio ine. Per far funzionare i sensori, sono stati introdotti gli operatori logici (if/ else, or/ and, true/false), così da attivare anche strumenti di feedback (stimolo/risposta), che rendessero più evidente la correttezza delle proprie scelte. Nell’organizzazione di percorsi nei labirinti, ci si è resi conto di quanto questi andassero a incidere sulla formazione di capacità cognitive legate alla rappresentazione mentale di uno spazio: saper prevedere nella mente il comportamento di un oggetto che si muove nello spazio non è un’abilità che viene facilmente stimolata. Per favorire il perfezionamento dello schema motorio sono stati effet- 19 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 tuati numerosi giochi che prevedessero il coinvolgimento di tutto il corpo, in palestra ma anche in corridoio o in classe: • corse con cambio di direzione ad uno stimolo sonoro per aumentare la capacità di scegliere le direzioni e valutare la velocità in relazione a quella degli altri; • corse ad ostacoli, • il pac-man che prevede corse sulle righe della palestra con cambio di direzione agli incroci: un bambino è il Pac man e deve catturare gli altri che sono fantasmini. Il gioco diventa appassionante e strategico se si cerca di differenziare la velocità di spostamento, per metter gli altri in dificoltà. Con RCX e con NXT si è anche valorizzato il lavoro di costruzione: la meccanica è diventata importante per il funzionamento della macchina e a sua volta, la programmazione ha dovuto strutturarsi in modo funzionale e adeguato alla meccanica. Ora che siamo verso la ine del percorso di scuola primaria, gli studenti sono in grado di organizzare progetti che prevedano competenze molto diversiicate. Al momento della costituzione dei gruppi di lavoro, sono loro stessi a scegliersi in base a tali competenze, perchè ormai si sà che la possibilità di migliorare la propria realizzazione è strettamente correlata alle risorse disponibili, sia in termini di persone con cui collaborare, di materiali da impiegare, in base al buon utilizzo del tempo a disposizione. Più il clima di classe sarà stato aperto e collaborativo e si saranno forniti input validi senza delineare completamente la strada di esecuzione, tanto più le soluzioni a cui perverranno i diversi gruppi di lavoro, potranno essere diverse tra loro. Molto utile è stato il lavoro di dividere i percorsi in tappe intermedie, in modo che gli esiti parziali potessero essere valutati, ed eventualmente, modiicati per ripianiicare la propria azione. Non sono state necessarie molte spiegazioni ma sono state indispensabili le esperienze, sempre diverse tra loro. Solo attraverso queste, infatti, sono stati interiorizzati comportamenti e strategie da utilizzare nelle diverse situazioni. Conoscere bene gli elementi di programmazione e costruzione ha permesso a molti ragazzi, prima timorosi e incerti, di sviluppare ottime capacità decisionali. Saper scegliere è stato l’obiettivo più alto che ci siamo preissi con il curricolo di Robotica, ma anche una competenza che speriamo possa valere per tutta la vita. 20 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE La Robotica educativa e lo studio delle scienze e delle tecnologie alla scuola primaria L’esposizione dell’esperienza di problem solving, di questa sezione, vuole essere un suggerimento per gli insegnanti interessati alla Robotica educativa, per predisporne altre analoghe, costruite sull’approccio sperimentale del “learning by doing”. Tutte le attività hanno preso spunto da vari manuali in rete e dal libro di Michele Moro “Imparare con la Robotica”, edizioni Erickson, dal quale, in particolare, sono tratti i titoli delle proposte e il tipo di richiesta problematica iniziale. Le attività che si sono sviluppate rispondono però alle esigenze di studenti generalmente più piccoli di quelli per cui i manuali erano stati pensati e sono direttamente legate alle esperienze che gli alunni avevano precedentemente effettuato. Sono state supportate dalle competenze disciplinari dell’insegnante di matematica/scienze, dall’uso dei notebook a disposizione degli alunni, da strumenti di documentazione come macchina fotograica, web cam, registratore digitale e LIM. L’approccio pratico e la continua rilessione sui processi analizzati, ci sembra possano costituire un ottimo punto di partenza per lo sviluppo di sempre maggiori competenze scientiiche tecnologiche dei nostri alunni. La Tartaruga Partendo dall’esperienza di Bee-bot e di Micromondi jr, realizzata in classi precedenti, riprendiamo i comandi base della Tartaruga del linguaggio LOGO (avanti, indietro, destra e sinistra) con un NXT- Tribot: un robot (Figure 2 e 3) con due motori indipendenti, dotato di un ruotino libero sul lato posteriore. 21 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 2 – Il robot NXT- tribot utilizzato Fig. 3 – Il robot NXT- tribot utilizzato 22 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Realizziamo la programmazione del nostro Robot utilizzando gli NXT Program, cliccando direttamente sui pulsanti del blocco NXT. Riproponiamo la realizzazione di percorsi utilizzando i comandi per avanzare o indietreggiare su una linea retta di distanza stabilita in cm, sperimentiamo la curvatura del robot, utilizzando le frecce preimpostate, ma ponendo l’attenzione sui diversi tipi di sterzata possibili, grazie al ruotino che può essere modiicato per copertura (gomma o ruota dentata) e dimensione. Il contesto non permette molta precisione poiché potremo avvalerci solo del sensore di rotazione presente nei motori e dei comandi già preimpostati. Consegna per gli studenti: utilizza i comandi avanti e aspetta, per far avanzare il Tribot su una linea rettilinea facendo tre soste di durata sempre uguale, in modo tale da partire da A e raggiungere B. Rilessione: Potremo variare l’esecuzione imponendo differenti distanze dei tratti oppure diversi tempi di sosta; se useremo il comando STOP al termine della sequenza, si dovrà far ripartire per tre volte consecutive il robot, ma dovrà essere organizzato l’algoritmo che permetterà di raggiungere l’obiettivo. Nel pannello di controllo si trovano, infatti, comandi differenti a seconda che si tratti della prima pressione o della seconda; inoltre ogni volta che si programma, si devono effettuare, in modo obbligato, 4 scelte e poi decidere se terminare con STOP o con il comando LOOP (ripeti sempre). La richiesta può essere modiicata: fare indietreggiare il robot oppure effettuare la sterzata a destra o a sinistra. Sviluppi: programmare percorsi che delineino la forma di igure geometriche, regolari; far muovere il robot in modo che il suo comportamento sia determinato dall’uso dei sensori posizionati sulle porte indicate nel pannello di apertura dell’NXT Program. Traiettorie Si analizzano i movimenti creati da oggetti, e tra questi anche l’NXT. 23 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 4 – Traslazioni e curvature in uno spazio deinito Si percepisce che il movimento lascia “traccia di sé”, anche se la strada percorsa non viene disegnata. Si sperimenta che la condizione di moto determina sempre un cambio di posizione rispetto ad un sistema di riferimento. 24 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 5 – Prove di programmazione alla LIM Con la LIM è possibile sperimentare il movimento rallentato e vedere i fotogrammi di azioni che normalmente ci appaiono in velocità. Si scopre il signiicato del concetto di “persistenza dell’immagine nella retina” e ci si concentra sullo sviluppo di sequenze di movimenti che possano ricostruire i “movimenti reali” utilizzando software online come lipbook, analizzando opere d’arte pittorica come quelle di Giacomo Balla o di Hering, video come quelli di Cavandoli, oppure costruendo giocattoli ottici. Attraverso l’esperienza diretta con i sensi, il bambino si rende conto che le impressioni che riceve, riguardo alla posizione degli oggetti e alla loro forma, possono essere differenti, perché condizionati dalla percezione sensoriale. Il continuo riferimento al corpo e al suo movimento, permette l’acquisizione di un linguaggio speciico che trova il suo naturale utilizzo nello studio della geometria, ma che diventa fondamentale per la comprensione e la comunicazione tra pari, rispetto alle progettazioni di oggetti Robotici. Rilettiamo sui termini: 1. Traslazione: varianza di posizione; invarianza di direzione. Se un 25 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Robot viene spostato senza mutare la sua direzione, allora si dice che subisce una traslazione; analogamente un bambino che avanza o indietreggia o si sposta lateralmente. Per la percezione di questa situazione, propedeutico all’uso del Robot è stato il programma Scratch. 2. programmando i diversi personaggi da far muovere sul desktop (quindi sul piano) è stato possibile sperimentare l’effetto dell’invarianza direzionale, con uno cambio di posizione determinato da uno stimolo temporale (ogni quanto tempo) in relazione alle coordinate del piano cartesiano. A questo è stato possibile aggiungere anche una varianza di dimensione, simulando un avvicinamento o un allontanamento del “personaggio” (Sprite) utilizzato. 3. Rotazione attorno al proprio asse: varianza di direzione; invarianza di posizione. Se un bambino gira attorno al proprio asse corporeo senza cambiare di posizione, compie una trasformazione di rotazione. 4. Curvatura: varianza contemporanea sia di posizione sia di direzione. Utilizziamo come punto di forza il fatto che, ogni studente è naturalmente attratto e più motivato ad analizzare un oggetto quando si accorge di un comportamento modiicato; pertanto agiamo in modo da richiedere osservazioni precise rispetto ai cambiamenti prodotti che andremo a proporre introducendo l’uso del software Lego (Figure 3, 4, 5). 26 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 6 – Prove di programmazione alla LIM Traslazioni Consegna per gli studenti: programma il Tribot per effettuare traslazioni utilizzando la stessa potenza ma modiicando i secondi (1, 5, 10, 15, 20, …) Veriica la distanza percorsa. Rilettiamo sui risultati. Partendo dalla tabella che hai compilato effettua la prova inversa, cioè trova il tempo per percorrere una certa distanza (0,5 metri, 1 m, 1,5 m, 2,0 m); cambia il valore frena o in folle e veriica cosa capita. Rilessione: introduciamo il valore di velocità mettendo in relazione i due valori ottenuti, deinendola come il rapporto tra lo spazio percorso e il tempo impiegato e proponiamo esperienze. • Fai muovere il Robot per due metri nel minor tempo possibile. Veriichiamo le scelte effettuate e analizziamo quelle che hanno ottenuto i migliori risultati cercando di concentrare l’attenzione dei ragazzi sul valore POTENZA. Riconosciamo questo pulsante come fondamentale per l’aumento o la diminuzione del tempo di esecuzione, quindi della velocità del nostro robot. • Fai percorrere il maggior spazio possibile al tuo robot in 10 secondi 27 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 (utilizza un criterio differente dai secondi nella inestra DURATA). Veriichiamo le soluzioni migliori dividendole in base alle scelte effettuate e ragioniamo sul concetto di Rotazione. • Misura il valore in cm di una rotazione. Rilettiamo sulle differenze riscontrate e poniamo l’attenzione sul RAGGIO della ruota utilizzata. • Costruisci il tuo Tribot per fargli percorrere uno spazio rettilineo di 2 m utilizzando il minor numero di rotazioni delle ruote. Rotazioni Consegna per gli studenti: fai ruotare il tuo robot sul suo asse in modo che ritorni nella posizione di partenza (compiendo un giro di 360° sul piano). Veriichiamo la possibilità di esecuzione controllando il ruotino posteriore che deve essere libero e non esercitare troppo attrito. Riconosciamo che la rotazione è possibile con l’avanzamento di un motore e l’indietreggiamento dell’altro: in base ai risultati ottenuti con massima potenza e motore frenato, facciamo effettuare dei piccoli cambiamenti per confrontare i risultati. Veriichiamo i cambiamenti determinati dal valore POTENZA. Ulteriori esperienze: Fai compiere rotazioni sull’asse per un valore di 90°, 180°, 720° sul piano. Curvature Quando un mezzo in movimento curva, le ruote percorrono lo stesso tragitto ma una ruota deve attraversare più spazio dell’altra. Consegna per gli studenti: programmare il proprio robot per eseguire un percorso su una pista curvilinea di una certa larghezza, per giungere al traguardo nel minor tempo possibile, senza mai uscire con le ruote dal tracciato. Durante l’esecuzione delle diverse esperienze, molte sono state le richieste di approfondimento dei ragazzi, che hanno sollecitato spiegazioni e ricerca di materiali (scritti, digitali, video) per comprendere meglio ciò che stavano sperimentando. La presenza di due insegnanti in grado di supportarli ha permesso di lavorare, differenziando l’offerta formativa per i diversi livelli di competenza individuale raggiunta. Il Bruco Nella scorsa edizione della Robocup, preparando il Theatre su Alice nel Paese delle Meraviglie, i ragazzi delle attuali quinte avevano analiz- 28 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE zato il movimento del bruco per poter rappresentare Brucaliffo (Fig 6). In quella situazione, era stato realizzato un modello meccanico formato da anelli di plastica (sezioni di bottigliette di plastica) collegati tra loro, in modo da simulare il movimento, tipico di questo piccolo animale. In realtà l’oggetto era sostenuto da un meccanismo che lo faceva alzare e abbassare, senza permettergli però spostamenti sul piano. Ripartendo da quella costruzione, abbiamo visionato diversi video per approfondire la conoscenza del movimento, basato su onde di contrazione e rilascio dei tessuti. Dall’ osservazione, in qualcuno è nato il desiderio di scoprire come si possa creare un’onda, così ci siamo procurati differenti materiali come corde, molle, teli e abbiamo dato inizio ad una serie interessante di attività con cui sperimentare la creazione di onde e delle vibrazioni che le producono. Analizziamo diversi tipi di vibrazioni: sonore, nell’acqua, di oscillazione, del corpo. L’osservazione dei video e le esperienze effettuate permettono di evidenziare le due fasi del movimento: la spinta parte sempre dall’estremità posteriore che si contrae, facendo perno sull’estremità anteriore; segue un rilascio con avanzamento dell’estremità anteriore, facendo perno su quella posteriore. Decidiamo di costruire un Robot utilizzando due motori e, analizzando la posizione del corpo del bruco nelle diverse fasi di movimento, si decide di rappresentarlo con una struttura a forma di V rovesciata (Fig 7), a cui devono essere collegate le ruote che permettano un movimento “peristaltico” per scivolamento. Il modello Robotico viene costruito dall’insegnante, ma la deinizione del programma necessario per consentire il movimento viene discusso in gruppo. I due motori dovranno avanzare alternativamente nello stesso verso. Il problema da affrontare sarà l’apertura e la chiusura della struttura a V. Fig. 7 – a) il progetto del bruco, 7 b) il modello Bruco-robot, 7 c) il tutorial 29 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Il comando di avanzamento iniziale sarà dato con la minima apertura e dovrà permettere un avanzamento senza raggiungere la massima apertura. Poi il secondo passaggio prevederà un allontanamento dei due bracci e si potrà procedere in modo alternato. La predisposizione del programma viene fatta alla LIM e se ne veriica la corretta esecuzione, con movimento nei due sensi di marcia. Per permettere la riproduzione dello stesso modello, alcuni alunni suggeriscono di fotografare il robot/bruco durante la fase di smontaggio (Figura 7c). Le foto sistemate poi in ordine inverso costituiranno un valido tutorial per guidarne la ricostruzione. Problemi affrontati: 1. Per restare in piedi quando si contrae, è opportuno che il bruco utilizzi una coppia di ruote solidali (sullo stesso asse). 2. Nel movimento di distensione è opportuno che il bruco non distenda la coppia dei bracci, perché da quella posizione sarebbe impossibile tornare a contrarsi (viene a mancare la possibilità di fare perno). 3. La programmazione utilizza i gradi di rotazione, anziché il tempo, perchè questo è un caso in cui deve esserci estrema precisione dei due movimenti alternati. Con il valore DURATA espresso in secondi, potrebbe essere maggiore il rischio di scoordinamento dei bracci dovuto, per esempio, all’attrito. 4. Si permette la costruzione con bracci di lunghezza differente per confrontare il comportamento. Alcuni studenti propongono l’utilizzo del sensore di prossimità, montato sul bruco, per garantire il cambio di verso del movimento, da realizzare in base ad uno stimolo esterno. Conclusioni Il percorso è proseguito sulla base degli stimoli dati dagli stessi studenti, alla ricerca di sempre nuove idee da sperimentare, nel campo della Robotica ma anche nelle altre discipline. Lo stile dell’imparare facendo o per meglio dire “dell’imparare progettando” crediamo abbia effettivamente contribuito a potenziare i processi cognitivi coinvolti nell’uso della Robotica educativa e, per conseguenza, a migliorare le abilità e le competenze conseguite da tutti gli alunni delle due classi. Ne proponiamo un elenco casuale, ma non esaustivo, per lanciare una sida a cercarne altre: la manualità, in particolare nel gestire i pezzi di 30 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE costruzione, la verbalizzazione delle azioni da eseguire e dei comportamenti in genere, l’attenzione nell’analisi delle costruzioni o di tutto ciò che percepisco, la determinazione per sostenere la realizzazione di un proprio prodotto, l’inventiva nel produrre qualcosa di nuovo e quella per effettuare ipotesi veriicabili, la capacità di decidere in base alle proprie risorse, la logica per dedurre informazioni utili, la motivazione per aver voglia di scoprire ancora qualcosa che non si sa, la creatività, la capacità di condividere, la disponibilità al dialogo, … e per noi insegnanti la passione per il nostro lavoro in una scuola che, pur in dificoltà, continua a promuovere una delle competenze fondamentali per gli studenti, indicata anche dalle Raccomandazioni del Consiglio d’Europa del 2006, “imparare ad imparare”. 31 La robotica educativa come metodologia di base per un apprendimento consapevole Antonella Caporusso, Lucrezia Iannola, Morena Lorenzini, Patrizia Rossini IX Circolo Japigia1, Bari patriziarossini@alice.it Al secondo anno di esperienza, il IX circolo Japigia 1 continua a sperimentare sul campo i risultati positivi dell’uso della robotica educativa in tutte le attività previste. Dopo un primo anno in cui un gruppo di docenti interne si sono formate grazie al contributo dell’insegnante Simonetta Siega, durante l’anno in corso è stato previsto un altro incontro per l’approfondimento e si sono organizzati corsi per la formazione delle docenti interne che non si sono formate lo scorso anno e per quella di docenti esterne. Per quanto riguarda l’uso della robotica nella Fig. 1 – Logo per la robotica al IX Cir- didattica, quest’anno è stata estesa a tutte le classi e si sono organizzati colo Japigia 1 di Bari sette corsi di potenziamento. ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Il progetto Il progetto nasce dalla convinzione per cui la crescita e la formazione dell’alunno nella scuola e soprattutto in quella di base, non debba essere solo didattica. Tutte le agenzie formative, prima fra tutte la scuola, agenzia formativa per eccellenza, dovrebbero avere come obiettivo inale, quello della formazione di un uomo capace di portarsi per mano nella società globale della conoscenza [ Rossini, 2012], di un uomo dalla testa “ben fatta” e non “ben piena” volendo utilizzare il noto concetto di Edgar Morin. [Morin,2000]. In una società in cui lo sviluppo tecnologico è così veloce e innovativo da rendere obsoleti i metodi utilizzati sino a ieri, il cittadino deve abituarsi al cambiamento e aggiornarsi continuamente nell’ottica del lifelong learning. Sicuramente il futuro va verso una maggiore lessibilità dell’istruzione e della formazione che tenga conto della diversità delle categorie degli individui e delle domande, va verso una scuola plurale che consideri l’autonomia degli attori della formazione. Una società della conoscenza deve essere in grado di contenere tutte le forme di comunicazione, nonché i pensieri individuali e collettivi delle persone, società della comunicazione che, per essere chiamata tale, deve fondarsi sul dialogo, sul confronto dei vari alfabeti non solo logico-formali, ma, anche, emotivo-trasgressivi nella consapevolezza, per dirla con Frabboni, per cui “ una cittadinanza attiva e solidale nasce e si consolida se popolata di donne e uomini dai codici variopinti e dalle menti plurali” [Frabboni 2002,2005 ]. Il contesto Il IX Circolo Japigia1 è situato in un rione di Bari, Japigia, conosciuto come zona a rischio per l’alto livello di criminalità, nonché per la presenza di molti stranieri, soprattutto di etnia Rom. L’utenza, molto varia, annovera alunni igli di professionisti, igli di genitori in carcere, igli di nomadi. Conta al momento 877 alunni di cui 56 Rom. La scuola è un punto fermo e molto importante nel processo formativo degli alunni e negli ultimi anni ha avuto un incremento notevole di iscrizioni soprattutto in seguito al taglio innovativo che ha dato alle attività didattiche da proporre agli alunni. In seguito alla dificoltà del contesto in cui è situata e alla presenza del numero elevato di stranieri, la scuola ha come principi di base della sua mission, l’integrazione, la legalità attraverso l’uso dell’informatica e delle nuove metodologie. Tutte le attività del curricolo locale, nonché tutti i progetti interni al POF o progetti PON, hanno come ilo conduttore questi 33 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 argomenti che vengono affrontati in vario modo, sia nelle attività classiche, in classe, sia in forma laboratoriale. Il motto che contraddistingue la scuola è “Una scuola dalla testa ben fatta” riprendendo il concetto di Morin per cui si privilegerebbe la formazione di una testa bene fatta e non ben piena, quella testa capace di interconnettere gli oggetti del sapere, è la testa capace di contestualizzarli e di cogliere la rete, è la testa che permette la costruzione di identità giovanili responsabili, complete ed autonome. Apprendimento meccanico e apprendimento signiicativo Il progetto, partito lo scorso anno grazie a inanziamento del MIUR uficio IV per la formazione, si è mostrato da subito molto eficace per favorire l’apprendimento attraverso un incremento notevole della motivazione ad apprendere. Un’esperienza didattica è un evento complesso che coinvolge: • insegnanti (devono sapere perché e quali cambiamenti produrre, come veriicarli), • alunni (devono scegliere di voler imparare), • curricolo (inteso come programmazione didattica o pianiicazione degli interventi didattici), • ambiente (il contesto, le conoscenze pregresse e l’insieme di fattori che regolano e controllano il signiicato dell’esperienza didattica). A questi elementi vanno aggiunti il pensiero, le azioni, le emozioni, che necessariamente intervengono in ogni evento formativo. L’azione di insegnamento, pur essendo un’azione comunicativa, non si esaurisce in essa, proprio perché mira a far raggiungere un apprendimento il cui signiicato non può essere ridotto solo a quello cognitivo, costruito dalle conoscenze concettuali (concetti, principi, teorie) e dalle conoscenze procedurali (abilità intellettuali e operative), ma comprende anche l’apprendimento di atteggiamenti e comportamenti signiicativi (disponibilità positive verso persone, cose, situazioni ed azioni). Parlando di apprendimento non si può non considerare la sostanziale differenza esistente tra apprendimento meccanico e apprendimento signiicativo, i due estremi di un continuum. L’apprendimento meccanico avviene quando chi apprende memorizza le nuove informazioni senza collegarle alle conoscenze precedenti, o quando il materiale da studiare non ha alcuna relazione con tali cono- 34 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE scenze. I bambini a scuola generalmente tendono ad imparare in modo meccanico, sforzandosi, anche a volte con l’aiuto di docenti ed insegnanti, solo ad imparare in maniera letterale il signiicato di alcuni concetti e parole memorizzandone solo la deinizione. Per arrivare invece all’apprendimento signiicativo, lo studente, per sua volontà, mette in relazione gli elementi di conoscenza provenienti dall’esterno con quelli già preesistenti nella sua struttura. Tale processo comporta senza ombre di dubbio, uno sforzo non indifferente da parte dell’individuo, a favore di un considerevole aumento delle modalità di apprendimento in maniera signiicativa e alla permanenza delle informazioni per lungo tempo ed a volte anche per tutta la vita, ma signiica anche che il soggetto che apprende non è tabula rasa, ma possiede una serie di conoscenze, di idee, di aspettative, dunque una struttura cognitiva capace di elaborare, nella sua interazione con l’ambiente esterno, le informazioni che dall’ambiente riceve. Figura importante è rappresentata, ovviamente, dal docente/insegnante/formatore che incoraggia l’apprendimento signiicativo, a scapito del tipo meccanico, attraverso la selezione di materiale signiicativo, rappresentato principalmente da mappe concettuali, circuiti audiovisivi, testi e dispense, ma soprattutto veriica le preconoscenze interne dell’allievo stesso e quindi modula un linguaggio idoneo alla comprensione delle nuove conoscenze formulate ed indirizzate al discente. Ausubel sottolinea più volte che il fattore più importante nell’inluenzare l’apprendimento è ciò che l’alunno già conosce e che bisogna veriicare queste conoscenze e su queste impostare il lavoro di insegnamento. Chi insegna, più che esporre, deve “stuzzicare” la curiosità ponendo domande, coinvolgendo le facoltà mentali, provocando l’ansia della ricerca. Con queste premesse la robotica educativa, così come l’uso di una piattaforma e-learning creata all’interno della stessa scuola, che consolidi gli apprendimenti fruiti in attività classiche, in classe, è stato accolto come uno strumento idoneo alla formazione in senso ampio. Un’esperienza didattica: la preparazione per le gare I destinatari Il corso “Robottiamo per la gara”, tenutosi nell’anno scolastico 35 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 2011/2012, quale azione del progetto “La robotica a scuola”, prevedeva 10 incontri di 2 ore ciascuno, in orario extracurricolare, ed era destinato a sei tra alunni ed alunne provenienti da due classi quarte. A priori, pertanto, si riteneva di poter incontrare qualche dificoltà nel far sì che un gruppo eterogeneo per l’appartenenza alla classe, oltre che per genere e livello di apprendimento, diventasse una vera e propria squadra in così breve tempo. Oltre a ciò, la docente che ha tenuto il corso, la scrivente, non era una docente delle classi di quegli alunni, perciò c’era prima di tutto da stabilire un rapporto con loro. La conoscenza dello strumento Il corso è iniziato con la scoperta delle caratteristiche e delle funzioni dello Scribbler. Gli alunni partecipanti hanno dapprima operato un confronto tra lo Scribbler ed il Bee-Bot, che già conoscevano ed avevano ampiamente utilizzato, rilevandone analogie e differenze. Poi sono stati forniti loro pochi elementi di conoscenza, essenziali per una prima minima programmazione del robot. Attraverso la libera costruzione di programmi e, successivamente, la ricerca di soluzioni per l’esecuzione di compiti assegnati dall’insegnante (problem solving), i ragazzi hanno scoperto una ad una le funzioni dello Scribbler, i signiicati delle principali icone dell’interfaccia graica attraverso la quale lo si programma e le variabili di programmazione del movimento (senso di marcia, direzione, potenza, tempo). Nel loro lavoro hanno proceduto per tentativi ed errori, poiché vigeva la “legge della scoperta”, adottando quindi di fatto, senza che inizialmente ne fossero consapevoli, il seguente schema procedurale: problema – ipotesi – veriica – conclusioni – eventuale nuova ipotesi (metodo scientiico). Ad esempio, è stato per loro necessario effettuare delle misurazioni e rivedere ripetutamente il programma costruito per poter capire quanti secondi impiega lo Scribbler, con la potenza massima, ad effettuare un percorso rettilineo di 15 cm, corrispondente al “passo” del Bee-Bot. Uno dei compiti assegnati agli alunni è stato quello di realizzare semplici coreograie, di volta in volta su brani musicali diversi, eseguendo prima loro stessi i movimenti che poi avrebbero dovuto compiere i robot. Successivamente i ragazzi hanno imparato a programmare lo Scribbler in modo da fargli disegnare, provvisto di pennarello, delle igure geometriche. I programmi così realizzati sono stati poi impiegati per arricchire le coreograie. 36 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE I ragazzi hanno potuto cimentarsi con la programmazione del robot sia individualmente sia in gruppo, ma la loro scelta si è orientata via via sempre di più verso il lavoro nel piccolo gruppo. Sono inoltre emersi dei leader positivi, che in molti casi hanno svolto spontaneamente attività di tutoring nei confronti dei compagni. La preparazione della performance Man mano che si procedeva con la scoperta delle potenzialità dello Scribbler, si procedeva anche con la inalizzazione del percorso alla partecipazione alla Robocup Jr 2012 per la categoria Theatre Under 14: i ragazzi della squadra “Le Robomeraviglie di Japigia 1”, nome scelto da loro stessi, hanno letto il libro di Lewis Carroll “Alice nel paese delle meraviglie”, tema obbligato della performance, ed hanno poi visto l’omonimo ilm di animazione della Walt Disney, che alcuni già conoscevano. Quello della scelta della scena da rappresentare è stato un momento importante, poiché bisognava tener conto di molti fattori di tipo diverso, oltre che delle preferenze di ognuno dei ragazzi: tempo, spazio, scenograia, musica, numero di attori, interazione tra attori e robot. Presa conoscenza del regolamento della gara, il gruppo di alunni è diventato una vera e propria squadra che ha scelto sempre compatta. I ragazzi, dopo aver valutato le varie possibilità, hanno optato per l’unione della scena in cui Alice parla con i iori con quella in cui parla con il Brucaliffo. Da quel momento in poi, ogni singola scelta, dall’assegnazione dei ruoli, alla riduzione dei dialoghi, all’ideazione dei personaggi e dei costumi, è stata ragionata, negoziata e condivisa. Il primo passo per la realizzazione della scena è stato quello di stabilire la disposizione degli attori e dei robot nello spazio previsto, tenendo conto che ogni attore avrebbe dovuto azionare uno Scribbler e dargli la voce. In quel momento è nata l’idea di usare il corpo degli attori come scenograia ed, eventualmente, proiettare delle immagini sullo sfondo. Poi si è scelta la musica, optando per un brano inedito gentilmente concesso dal compositore Andrea Salvadori, che ha composto le musiche per uno spettacolo teatrale ispirato ad “Alice nel paese delle meraviglie”. Dopodiché è arrivato il momento tanto temuto dai ragazzi: quello di mettere alla prova le proprie capacità mnemoniche e recitative. Tutti 37 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 quanti, spinti dalla forte motivazione, hanno imparato la parte di tutti in brevissimo tempo. Una volta padroni del copione, per i ragazzi si è trattato di decidere i movimenti degli Scribbler e di programmarli di conseguenza. La cosa che li ha visti impegnati al massimo per la dificoltà oggettiva è stata misurare il tempo per sincronizzare i movimenti dei robot. Sono stati fatti calcoli su calcoli e modiiche su modiiche. Una volta realizzati con l’aiuto di una docente esperta i personaggi da montare sugli Scribbler, ideati dagli alunni, è stato necessario effettuare una serie di prove per veriicare che il loro peso non rallentasse i robot sui quali erano stati montati. In effetti in alcuni casi è stato così, per cui i ragazzi si sono armati di pazienza e hanno ulteriormente limato i tempi dei blocchi di azione precedentemente programmati. I risultati La partecipazione alla Robocup Jr 2012 è stata un’esperienza estremamente positiva, con risultati che sono andati molto al di là delle aspettative: la squadra “Le Robomeraviglie di Japigia 1” si è classiicata al primo posto per la sua categoria. Ma oltre a questo tangibile risultato che, per quanto inatteso, si ritiene abbia costituito un meritato riconoscimento all’impegno profuso da tutti i ragazzi nonché il frutto della collaborazione delle diverse componenti scolastiche, sono da sottolineare altri importanti risultati conseguiti dagli alunni: lo sviluppo di competenze disciplinari (quali orientarsi nello spazio vissuto e rappresentato, orientarsi nella dimensione temporale) e trasversali (quali comunicare, imparare ad imparare, risolvere problemi), di competenze personali (quali gestire le proprie emozioni, conoscere le proprie capacità, impegnarsi per portare a termine un compito) e sociali (quali relazionarsi positivamente con gli altri, collaborare nel gruppo per il raggiungimento di un obiettivo comune). Tutto ciò grazie ad alcuni valori aggiunti di cui la robotica educativa è portatrice, in quanto offre la possibilità di incrementare fortemente la motivazione ad apprendere, dà l’opportunità di vivere l’errore non come fonte di frustrazione ma come occasione di crescita, comporta la necessità di confrontarsi con gli altri negoziando i punti di vista e, non per ultimo, costituisce un’occasione per esprimere la creatività. 38 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 2 – Esibizione nella Sala Consiliare. Fig. 3 – Premiazione. Un’esperienza didattica: la robotica come strumento interdisciplinare L’esperienza della robotica si è rivelata un contesto ottimale in cui il “sapere” e il “saper fare “ si sono coniugati per raggiungere obiettivi for- 39 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 mativi e didattici. La robotica, inoltre, si è rivelata uno strumento straordinario per motivare ed incentivare gli apprendimenti e che ha consentito ai bambini di padroneggiare un linguaggio di programmazione convinti si trattasse di regole per giocare. L’esperienza, avviata lo scorso anno con il Bee-Bot e in seguito con lo Scribbler, ci ha visti protagonisti di un percorso di apprendimento ludico-didattico in cui gli alunni hanno consolidato ed acquisito abilità relative all’Italiano, alla Geometria, Storia e Geograia, oltre a numerose competenze trasversali quali il problem-solving, lo sviluppo di attenzione, concentrazione e motivazione, di curiosità e desiderio di partecipare all’attività proposta senza timore dell’errore che ha assunto un ruolo fondamentale per imparare, perché reso palese dal comportamento del robot, ha fatto nascere l’esigenza di correggerlo rilettendo insieme e riprovando. Pertanto si sono sentiti naturalmente coinvolti nelle attività anche alunni bisognosi di strategie metodologiche che coinvolgessero la sfera affettiva e relazionale, permettendo così di coniugare multidisciplinarietà e lavoro di gruppo. Il percorso didattico nel corrente anno scolastico è partito dall’uso del software per programmare lo Scribbler con attività di consolidamento sul signiicato delle icone già conosciute per programmare il movimento, le luci, i suoni, sono state programmate le procedure per disegnare vari tipi di angolo e i poligoni studiati, é stato scoperto il ciclo per disegnare il cerchio, vi sono state attività di rilessione sulle grandezze variabili come la direzione, velocità e durata del movimento nelle diverse situazioni. Le attività svolte singolarmente sono convogliate in un lavoro che sta coinvolgendo gli alunni in una piccola rappresentazione della rielaborazione della storia del “Piccolo Principe”. La storia inventata dagli alunni, è narrata dagli stessi mentre lo Scribbler e il Bee-Bot si muovono su un reticolo su cui è stato disegnato il “Sistema Solare”. I risultati Il più evidente risultato che si è potuto apprezzare in dal primo incontro è stato senz’altro quello della entusiastica partecipazione degli alunni a tutte le attività proposte. I robot si sono rivelati potentissimi motivatori e facilitatori, anche negli alunni più restii alla continuità nell’impegno scolastico, di attività spesso considerate ostiche e noiose. Altro elemento che emerge con sicurezza dal percorso realizzato è la lessibilità di tali strumenti, che si prestano docilmente a fare da media- 40 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE tori in tutte la discipline, anzi costituiscono molto spesso un supporto per ricucire i vari “pezzi” del sapere. I robottini si sono rivelati strumenti duttili ed adattabili al livello di preparazione di ciascun bambino ed eficaci strumenti per il recupero di strumentalità di base. Il loro utilizzo, infatti, gratiica il bambino ed il risultato immediato e positivo che ne consegue è l’aumento dell’autostima. Analogamente i robot facilitano l’inserimento degli alunni stranieri e l’apprendimento dei bambini diversamente abili. Inoltre l’uso del “problem-solving” ha permesso di attuare scelte frutto della collaborazione di più individui, tutti interessati a perseguire un obiettivo comune. La robotica ha, infatti, l’intrinseco vantaggio di indurre i bambini ad imparare a negoziare il proprio punto di vista con quello degli altri, tenendo conto così, delle molteplici differenze di opinione. Gli alunni, inoltre sono indotti a procedere necessariamente in modo sistematico e ordinato con step scelti e condivisi a priori, utilizzando di fatto il metodo scientiico. In tale contesto anche l’errore non viene vissuto con umiliazione e come una sconitta, ma semplicemente come un’ipotesi confutata dalla sperimentazione. Fig. 4 – Corso di potenziamento 41 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Un’esperienza di formazione per i docenti La parola “robotica” porta alla mente l’immagine di macchine soisticate e complicatissime, per cui spesso i docenti che si accostano ai corsi di formazione sono convinti di dover affrontare una nuova “ostica” disciplina, che si andrà ad aggiungere alle altre più “tradizionali”. Analogamente, anche nella nostra scuola l’ostacolo più grande è stato quello di convincere le colleghe che i robot non sono giocattoli elettronici, troppo strutturati e adatti solo ai ragazzi più grandi, ma utilissimi sussidi per la didattica quotidiana, capaci di mutuare competenze trasversali dal mondo delle scienze matematiche e da quello delle discipline umanistiche. Lo scopo del corso, quindi, non è quello di sostituire contenuti e conoscenze considerate desuete con altre ritenute più attuali, ma è quello di rendere più eficace la trasmissione dei saperi e la scuola un luogo più vicino alla realtà quotidiana degli alunni, abituati, quali nativi digitali, ad essere circondati e ad utilizzare strumenti di comunicazione attraenti. Nella nostra esperienza il corso di formazione di “robotica educativa”, destinato alle docenti interne della scuola dell’Infanzia e Primaria ed ad alcune docenti esterne provenienti da scuole di vario ordine e grado, è stato strutturato considerando alcune fasi. Nella prima fase sono state esplicitate le basi teoriche e i concetti metodologici relativi alla robotica educativa, in base ai quali l’insegnante ha un obiettivo ben deinito: costruire competenze reali nell’allievo e favorire un apprendimento signiicativo, attraverso il cambiamento dei suoi modelli di pensiero. Nella fase successiva si è proceduto alla presentazione di alcuni robot della linea educativa, nel nostro caso il Bee-bot e lo Scribbler. Il percorso di formazione ha seguito poi un’evoluzione simile all’approccio destinato alle classi. Abbiamo trovato infatti eficace impostare il corso di robotica educativa in modo graduale e fortemente operativo per cui i docenti, organizzati in piccoli gruppi, hanno potuto sperimentare direttamente le tante potenzialità dei robot, partendo dal Bee–bot ino ad arrivare allo Scribbler, scoprendo direttamente quanto possano incidere nello sviluppo della manualità, della capacità di astrarre, nell’organizzazione spazio-temporale, nella sperimentazione di nozioni di matematica, geograia, storia, nella narrazione di storie con il robot che diventa personaggio di favole e di racconti ed inine, come oggetto da rielaborare artisticamente. Nella formazione così condotta il docente tutor ha svolto un ruolo di 42 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE orientatore-facilitatore, indicando ai colleghi gli obiettivi da perseguire e suggerendo le metodologie da adottare. Le dificoltà maggiori che hanno riscontrato i docenti durante il percorso di formazione si possono ricondurre generalmente all’uso della piattaforma di programmazione dei robot. Rappresenta il momento più complesso dal punto di vista tecnico e richiederebbe tempi più lunghi e distesi per permettere a tutti l’esplorazione di ogni potenzialità presente. Partito tra dubbi e scetticismo, il corso di robotica educativa si è trasformato in breve tempo in uno dei corsi più amati e frequentati dai docenti, anche perché è ritenuto particolarmente eficace per le signiicative ricadute sul proilo professionale. Fig. 5 – Formazione dei docenti Conclusioni Il percorso nel mondo della robotica si fa sempre più integrato e si radica in modo trasversale nel tessuto delle varie discipline. La stessa utenza riconosce la valenza dello strumento. Le iscrizioni ai corsi di 43 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 potenziamento sono state di gran lunga superiori rispetto al numero consentito, indicatore di grande interesse da parte delle famiglie. Una scuola che mira alla formazione di alunni dalla testa ben fatta, non può prescindere dall’uso di nuove tecnologie e di nuovi strumenti. Il percorso intrapreso permette in modo inequivocabile di dare agli alunni una grande motivazione ad apprendere e sappiamo quanto sia importante non tanto acquisire una conoscenza, ma consolidare un metodo di studio e di approccio alla risoluzione di problemi che deinisca la forma mentis in modo proattivo. Un marinaio non prega per il vento buono. Impara a navigare. (Gustav Lindborg) 44 Robotica educativa: Rilessioni… “appassionate” Anna Carotenuto, Antonella di Pietro, Giovanna Tamini I.C. Verbania Intra anna.caro77@libero.it - macrena@tiscalinet.it “…un gran numero di persone esercita la propria attività più signiicativa e gratiicante lontano dal posto di lavoro…”, “… gli amatori competono con successo con i professionisti”: sostiene Jeff Howe in Crowdsourcing.1 Pensiamo al mondo della scuola …, forse il discorso è appropriato! Quando i docenti, grazie alle proprie passioni e attitudini, diventano modello educativo, coinvolgente per gli alunni, si riscontra anche la risposta da parte di questi. Essi colgono la nostra passione per un’attività, e danno il meglio delle loro capacità … per allinearsi alle nostre aspettative e portano nell’apprendimento la carica signiicativa e gratiicante dell’imparare facendo. Attivano così il piacere dell’apprendimento, che getta le basi all’ “educazione permanente”. La robotica è stato il tentativo di sviluppare, in una modalità accattivante, quanto i nostri legislatori hanno espresso nelle “Indicazioni nazio1 Jeff Howe, Crowdsourcing, 2008 – Sossella Editore 2010, Prefazione, 17, 27. BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 nali per il curricolo del primo ciclo d’istruzione del 2012”2 e in particolare si è inteso a favorire “… l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità fondamentali di base nella prospettiva del pieno sviluppo della persona.” Tale percorso, ben sviscerato nelle “Indicazioni nazionali”, ci impegna a favorire lo sviluppo delle competenze chiave nei bambini e, soprattutto, a rafforzare in loro la motivazione alla scoperta, alla ricerca, al lavoro di team, nonché all’acquisizione di iducia nelle proprie capacità. Questo è stato facilmente attuabile mediante la robotica educativa sviluppata in un articolato progetto di plesso e di Istituto. Nelle condizioni di un piacevole “imparare facendo” si accetta la guida, la collaborazione di chi è più “abile” o preparato …, che sia un compagno, che sia l’insegnante. Ecco la possibilità di collaborare …, come tra pari, accomunati dalla passione. Il lavoro si può spezzare in piccole unità che ognuno rielabora dando il proprio contributo, producendo qualche cosa di nuovo, mettendo a frutto ciò che viene dalla propria creatività aggiunta ad una conoscenza oggettiva di partenza … che ha fornito l’insegnante. La Robotica Educativa va ad aggiungersi ad altre strategie per conseguire gli obiettivi previsti dalla programmazione e trova terreno fertile in una didattica che, già dai primi passi della scuola primaria, ha condotto i bambini ad imparare problematizzando, formulando ipotesi, sperimentando. Con il proseguire in tale ambito è tangibile il miglioramento personale, delle proprie capacità, dell’autostima, della socializzazione. Nasce la voglia di produrre idee innovative. E noi docenti siamo consapevoli di offrire delle opportunità ad alcuni alunni provvisti di talento “speciale”. “Dalla collaborazione con gli altri, dall’ascolto degli altri, sapendo che alla ine ne verrà fuori qualcosa di migliore …”, “... c’è sicuramente qualcuno più bravo. Oppure qualcuno che può migliorare la tua idea…, oppure tanti che possono aiutarti a metterla a fuoco e renderla vincente” …3 2 Indicazioni nazionali per il curricolo della scuola dell’infanzia e del primo ciclo d’istruzione del 2012. 3 46 Jeff Howe, Crowdsourcing, 2008 – Sossella Editore 2010. ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Un altro da me può cogliere con occhi diversi particolari determinanti per nuove rilevazioni o scoperte…, non è forse questo lo stile della ricerca e della ricerc-azione? No alla ricerca di soddisfazioni individuali, ma si alla forza del lavoro di un team … La Robotica Educativa consente tutto ciò. Lo Scribbler nella nostra esperienza Oggi nel piccolo contesto di una classe quinta della Scuola Primaria, grazie alla Robotica, si produce un arricchimento, un’apertura mentale che potrà generare giovani migliori: più iduciosi e sicuri del proprio ruolo, abituati allo stile della ricerca, al lavoro di squadra, consapevoli delle proprie attitudini … Non è forse questo che chiede il mondo del lavoro oggi? Accade ciò ogni volta che lavorano in gruppo 3 o 4 alunni: si concentrano su un problema o quesito e cercano di risolverlo. Attraverso il “problem solving” si favorisce l’acquisizione di competenze trasversali alle varie discipline, essenziali per una forma mentale attiva e consapevole, adeguata ai giovani dei nostri tempi. 47 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 1 – Robot Scribbler al lavoro! Si stimola il pensare, il ragionare e il fare ipotesi, attività che permettono l’utilizzo di conoscenze già possedute… Nel predisporre il foglio di programmazione dello Scribbler 2 ognuno offre il suo contributo … anche solo per costruire un semplice algoritmo che contenga “però” …. un angolo di 90°, poi una linea spezzata, poi un po’ di musica, che fa allegria, … e poi ancora … una circonferenza, o un movimento ritmato. E, se si trova un ostacolo? Cosa fare? Osservare gli alunni in questi attimi è dire “grazie” alla Robotica Educativa. E’ anche trovare energie per coinvolgere colleghi che possano sperimentare le stesse esperienze, sensazioni, emozioni … 48 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 2 – Momento di formazione docenti Così nasce un laboratorio didattico tra docenti che si scambiano esperienze … Dalla didattica laboratoriale al laboratorio didattico dei docenti che fanno autoformazione e progettazione…il passo è breve! La forza del team … il lavoro “condiviso”… È nato, nel settembre 2011, nel nostro, allora Circolo Didattico, un gruppo di lavoro scaturito dalla volontà di alcune colleghe, che si erano già avvicinate a tale attività con positive ripercussioni sull’apprendimento degli alunni. Uscire dalla didattica tradizionale per affacciarsi ad un percorso che offra maggiori opportunità di crescita personale e collettiva è tuttora la motivazione che invoglia a sperimentare nuove vie e nuovi ausili didattico-educativi. Tale percorso si è rinforzato confrontando, nel gruppo di lavoro, le variegate esperienze fatte con le proprie classi, 49 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 concretizzando proposte, ampliando contenuti, tentando nuovi argomenti, collaborando nello sviluppo di attività diverse. Un grande contributo nell’operare in questa nuova modalità, trasversale a tutte le discipline e palestra di cittadinanza attiva, è stata l’adesione alla Rete di scuole per la Robocup. “Fare scuola con … i robot”, nella didattica pratica, ha visto prima l’uso del corpo per muoversi seguendo i comandi di un capo/gioco, si è accresciuto attraverso la sperimentazione dei movimenti possibili del Bee-bot, si è afinato nella progettazione di strisce e di tappeti, quali percorsi utili a sviluppare abilità inerenti le capacità progettuali, di lavoro di gruppo, di calcolo, di stima, di ritmo nonché il consolidamento di concetti topologici e l’afinamento della graica e della coordinazione oculo-manuale4. Lo scopo del nostro progetto, pertanto, diventa quello di usare il Beebot come strumento ludico, tecnologicamente appetibile, per rendere i bambini soggetti attivi nella ”costruzione” della propria conoscenza, per stimolare sia la loro sfera dell’intelligenza cognitiva che quella affettiva5, motivandoli attivamente in un contesto ottimale in cui il “sapere” e il “saper fare” si coniugano per raggiungere obiettivi formativi e didattici. La robotica, in tale ottica, è un linguaggio trasversale che permette di raggiungere i più svariati obiettivi: • Coniuga multidisciplinarità e lavoro di gruppo. • Produce forte motivazione nei bambini attratti da un’insaziabile curiosità verso le tecnologie. • Facilita l’integrazione di alunni extracomunitari. • E’ una risorsa per progetti individualizzati. • Favorisce la crescita di una coscienza sulle proprie capacità. • Sviluppa la coscienza sociale. • Consente di padroneggiare un linguaggio di programmazione. Music and dance La fantasia dei bambini non ha limiti ed è facile stuzzicarla e farla galoppare. Tra le varie esperienze, in una classe seconda, quella più curiosa si è rivelata la creazione di ritmi musicali. 4 “Robotica educativa … e vai!!!” ATTI III Convegno Roboscuola Trento 2012, delle docenti Di Pietro Antonella e Randazzo Concetta 5 50 cfr. Piaget ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Per gestire meglio l’attività e dare spazio a tutti, la classe è stata divisa in gruppi di 4 bambini. Ciascun gruppo, a turno, ipotizza un ritmo fatto con note da 4/4, 2/4, 1/4, 1/8. Il capogruppo pone sul tappeto le note “da conquistare”. Nascono ritmi più o meno facili da riprodurre con la voce, con il battito delle mani, con il lauto e/o con piccoli strumenti a percussione. Nelle indicazioni nazionali per la scuola primaria si legge: “In matematica … è elemento fondamentale il laboratorio, inteso sia come luogo isico sia come momento in cui l’alunno è attivo, formula le proprie ipotesi e ne controlla le conseguenze, progetta e sperimenta, discute e argomenta …” e ancora: “Nella scuola primaria si potrà utilizzare il gioco, che ha un ruolo cruciale nella comunicazione, nell’educazione al rispetto di regole condivise, nell’elaborazione di strategie adatte a contesti diversi”. Fortemente convinti di quanto appena esposto, nel progetto di robotica educativa del nostro Istituto ha trovato giusta collocazione anche l’approccio alla geometria piana. Dopo aver costruito palazzi (parallelepipedi), dadi (cubi), alberi di natale (piramidi) i bambini scoprono le impronte di questi semplici solidi. Mediante carta, forbici e colla provano anche a riprodurre le impronte creando delle forme geometriche piane. Entrano nel linguaggio, di tutti i bimbi, termini come: lato, angolo, vertice, punto, lunghezza, misura, perimetro, con la consapevolezza del loro signiicato. Il passo successivo diventa per i bambini, divisi in gruppi, il più divertente perché ipotizzano il percorso che potrebbe fare il robottino per seguire il perimetro delle igure realizzate rispettando i suoi passi di 15 cm, lo programmano e … magicamente … si combinano le igure. “Perché non proviamo a far muovere più api insieme?”. È giunto il momento giusto per avvicinarsi alla progettazione di movimenti sincroni di più Bee-bot con la creazione di igure complesse. 51 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 3 – Bee Bot in gruppo! A prima vista non sembrerebbe un’attività dificile, ma le discussioni all’interno del gruppo e il riuscire a coordinarsi con gli altri gruppi ha impegnato tutti i bimbi ad essere tolleranti, propositivi e collaborativi. Questa è stata una grande conquista! Conclusioni L’esperienza didattica all’interno del nostro progetto è risultata molto appassionante e innovativa e sta offrendo risultati superiori a quelli ipotizzati. Il contributo che la robotica educativa ha offerto all’apprendimento degli alunni, anche molto piccoli, è risultato versatile e ha facilmente investito tutti gli ambiti didattico-educativi sollecitando, in forma ludica, gli alunni a maturare competenze, a formare abiti razionali e comportamentali. 52 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE La Robotica Educativa si conferma come una grande opportunità di crescita in sinergia docente/alunno/tecnologia. 53 mOway Italia: una nuova risorsa per la Robotica Educativa nelle scuole del I ciclo Elena Merino MiniRobots, S.L. – 48950 Erandio – Bizkaia (Spain) e.merino@minirobots.es Tutto intorno a noi la tecnologia avanza a passi da gigante. A volte diamo per scontate alcune delle nuove e sorprendenti tecnologie che giungono tra le nostre mani. Ma è molto intrigante e motivante per gli studenti provare a comprendere come funzionano alcuni strumenti e servizi ormai di uso quotidiano. Torna quindi valido come metodo di apprendimento poter replicare in un’applicazione informatica “fatta da noi” il prodotto e il comportamento del programma o oggetto informatico, per poterlo capire. Bisogna comprendere che è molto importante poter mettere gli studenti in grado di comprendere ciò che studiano, in modo che gli apprendimenti non si dimentichino, e si diventi capaci di applicare quanto appreso in situazioni diverse. Una formazione di qualità che promuove la motivazione, la pratica, la creatività, il pensiero e la comprensione degli studenti, elimina qualsiasi timore di insuccesso scolastico. Promuove anche il contrario, la voglia di procedere, per gettare le basi di un buon livello di formazione che prepari meglio gli studenti per il futuro. ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Analizzando questi fattori, nella nostra azienda Minirobots, è nata l’idea di proporre una soluzione, un robot educativo progettato su quattro chiari elementi: • essere un prodotto attraente per lo studente e per il docente, • capace di realizzare una curva di apprendimento rapido, per coinvolgere gli studenti, • scalabile, predisposto per vari livelli di apprendimento, • con un prezzo accessibile per la scuola. E così è nato il robot mOway. Il robot mOway è una soluzione per apprendimenti svariati, raccolti in un unico strumento, con il quale è possibile avvicinare il mondo della robotica e della tecnologia elettronica alle istituzioni scolastiche. Con mOway è possibile per gli studenti scoprire la programmazione potendo utilizzare diversi ambienti di programmazione, per il controllo del robot, del suo input e output. Dopo quattro anni mOway è presente nelle scuole in oltre venti paesi in tutto il mondo, e siamo in contatto e abbiamo il sostegno di centinaia di insegnanti che condividono l’entusiasmo per le attività di apprendimento che i loro studenti realizzano con mOway. L’ultimo caso di successo è stato l’Italia, dove 10 scuole di tutta Italia hanno conosciuto mOway, e insegnanti e studenti ci hanno mostrato, alla Robocup Jr tenutasi il 19 aprile scorso, il loro lavoro, tante buone idee e entusiasmo. Giovanni Marcianò Università di Torino Dipartimento di Filosofia e Scienze della Formazione giovanni.marciano@roboticaeducativa.it “Buongiorno, scrivo da una società spagnola, Minirobots, che ha creato un robot educativo denominato mOway. è uno strumento educativo per introdurre gli studenti al mondo della robotica, la programmazione e la elettronica. Vorremmo avere più presenza in Italia e che la gente cominci a conoscere il nostro prodotto. Quindi, vorremmo pubblicare un articolo su mOway sul suo sito Web, se possibile.” 55 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Da questa mail di inizio gennaio nasceva qualcosa di più di un articolo su www.roboticaeducativa.it … nasceva una ricerca-azione “a distanza” che ha coinvolto dieci Istituti del I ciclo della Rete Robocup Jr Italia, per veriicare – da Catania a Bolzano – quanto mOway potesse essere “l’anello mancante” nell’ambiente di apprendimento proposto nel 2006 dall’ IRRE Piemonte alla scuola italiana. Età Scuola Hardware - Software Attività Abilità sollecitate 5-6 Infanzia – primaria Bee-Bot Programmare percorsi, liberi o obbligati Lateralizzazione – Astrazione 7-9 Primaria Scribbler 2 – mOway Percorsi iterativi e geometrici – uso semplice di sensori Algoritmi lineari – azione-reazione 10-13 Primaria – media mOway Problemi robotici – uso di più sensori Procedure parallele 14-16 Media – biennio superiore mOway – Lego NXT –BoeBot Problemi robotici – uso di sensori avanzati Reti neurali In un’ideale dotazione del Laboratorio di Robotica Educativa (LRE), a costi “scolastici” e con attenzione a sicurezza e oneri di gestione, ma potentemente incidente sui processi di apprendimento dai 4 ai 14 anni, nel crescendo si risorse HW – SW si “saltava” dallo Scribbler al Lego NXT. Ora mOway sembrava essere l’ideale sviluppo dello Scribbler, e premesso al Lego NXT. L’anello mancante, appunto, visto lo “sforzo” sinora registrato nelle scuole per approcciare il kit Lego e nel gestirne le innumerevoli potenzialità. La pubblicazione completa degli esiti registrati e delle relazioni dei docenti potrà dare un più chiaro quadro dei risultati di questa azione che – per intanto – pone le basi alla proposizione del mOway alle scuole italiane del I ciclo come “terzo stadio” del laboratorio di Robotica educativa, aggiornando lo schema pubblicato nel 2007 [Marcianò, 2007, “La robo- 56 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE tica quale ambiente di apprendimento”, in Atti Didamatica 2007, link: http://www.roboticaeducativa.it/wp-content/uploads/2012/03/2007_ Atti_didamatica_a_x.pdf. Il quaderno didattico appena pubblicato potrà permettere alle scuole che vorranno proporre mOway nei propri laboratori di Robotica educativa di sollecitare il potenziale cognitivo dei propri alunni, in un graduale crescendo di problemi robotici. Nel frattempo la versione del mOway che sarà distribuita in Italia è la più recente, integrata con Scratch nel “mOway Scratch Kit”. Fig. 1 – a sinistra l’edizione “mOway Scratch Kit” con 2 mOway completi di interfaccia Wi-Fi per operare con Scratch – a destra il robot mOway Insegnanti che hanno partecipato alla Ricerca-Azione (in grassetto quelle di cui compare più sotto la relazione) • • • • • • • • • • Piemonte: Patrizia Battegazzore (I.C. Tortona A (AL)) Lombardia: Massazza Monica (I.C. Mortara (PV)) Bolzano: Franzoi Monica (Scuola Media Rainerum – Bolzano) Trento: Francesca Donati (I.C. Trento 3 – Trento) Veneto: Donatella Collodel (I.C. Vittorio Veneto I Da Ponte (TV)) Umbria: Tamara Tittarelli (Sec. I Gr. Mastro Giorgio – Gubbio (PG)) Abruzzo: Eliana Giansante (I.C. D.Alighieri – Spoltore (PE)) Abruzzo: Delli Rocili Romina (I.C. Pescara 7) Puglia: Lucrezia Iannola (IX C.D. Japigia1 – Bari) Sicilia: Carmela Rita Pappalardo (I.C. S. Casella – Pedara (CT)) 57 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Lo • • • • staff della MiniRobots che ha supportato la Ricerca-Azione CEO: Elena Merino Progettista: Daniel Del Rio Progettista: Samuel Merino Social networking: Eva Llanos Nelle dieci scuole coinvolte sono rappresentati diversi contesti reali con/senza precedente esperienza graduale (BeeBot – Scribbler). Ecco la lista: scuole primarie con passata esperienza con BeeBot e Scribbler NOME SQUADRA Curiosity Speedy Team etnea-resque Japigia1 super robot ISTITUTO IC Mortare I.C. Tortona A I.C. S. Casella IX C.D. Japigia1 CITTA Mortara (PV) Tortona (AL) Pedara (CT) Bari scuole sec. I grado con esperienza CON BeeBot e Scribbler NOME SQUADRA Run Again Gli inseguitori ISTITUTO Scuola media Rainerum I.C. Trento 3 CITTA Bolzano Trento scuole sec. I grado SENZA esperienza con BeeBot e Scribbler NOME SQUADRA spoltoreinsieme2013 Crazy Robot Team Vai_mOway La mitica 2M 58 ISTITUTO IC D. Alighieri I.C. Da Ponte I.C. Percara 7 SC. SEC. I GR. Mastro Giorgio CITTA Spoltore (PE) Vittorio Veneto (TV) Pescare Gubbio (PG) ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Seguono in sintesi le “impressioni sul campo” registrate nelle scuole coinvolte nella prova in classe. Donatella Collodel – Istituto Comprensivo Vittorio Veneto I, “Da Ponte” donatellacollodel@libero.it Alunni Davide, Jacopo e Giovanni, classe III media Tempi/organizzazione del lavoro Da febbraio ad aprile; un incontro settimanale di due ore in orario extrascolastico Descrizione Gli studenti si sono dimostrati subito curiosi del nuovo robottino e interessati a comprenderne la programmazione e il funzionamento. Hanno autonomamente scaricato dal sito spagnolo del mOway alcuni programmi di prova che hanno sperimentato in un percorso da loro costruito. Hanno guardato il video del prof. Marcianò che ci coordinava nella sperimentazione, e che mostrava le “missioni” da far eseguire a mOway nella gara non competitiva programmata a Pescara. I ragazzi hanno subito apprezzato il mOway per la sua forma simpatica, essendo di piccole dimensioni e assomigliando ad un mouse. Infatti quando svolgevano le prove lo chiamavano affettuosamente “topastro”. La programmazione, subito apparsa più elaborata rispetto al NXT (per diagrammi di lusso e non per icone), è diventata una sida per i ragazzi che si confrontavano tra loro per trovare soluzioni ai problemi che di volta in volta riscontravano nella programmazione. La dificoltà maggiore è stata risolvere l’interruzione di linea che ha richiesto una conoscenza approfondita del software e numerose prove. A Pescara i ragazzi hanno superato senza dificoltà il primo livello ottenendo un buon tempo; il secondo livello è stato superato al secondo tentativo e sono riusciti a conseguire il terzo livello che prevedeva sul percorso l’interruzione di linea e la presenza di ostacoli. 59 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 2 – Pescara 19 aprile 2013, la prova speciale di Rescue della Robocup per le 10 scuole che han prese parte alla ricerca-azione a distanza Fig. 3 – Pescara 20 aprile 2013, premiazione della V edizione della Robocup Jr Italia 60 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Patrizia Battegazzore – I.C.Tortona A patrizia.battegazzore@gmail.com Alunni Marco Caracciolo, Luigi Ferrari, Vittoria Pacenza., Tommaso Massone – classe quinta A e B Tempi/organizzazione del lavoro Circa un’ora settimanale dell’attività curricolare di tecnologia, per 10 settimane, e per 2 ore settimanali extracurriculari Descrizione Il Robot arriva a scuola all’inizio di febbraio ed è subito un grande successo: piace la forma di “mouse”, la grandezza (i bambini dicono che è un robot maneggevole), e la compattezza della confezione. Il primo approccio avviene in tutte e due le classi quinte, sez A e B, composte rispettivamente da 27 e 28 alunni. Abituati alle grandi scatole Lego, tutti rimangono stupiti dalle ampie possibilità di utilizzo, quando leggiamo insieme il primo manuale fornito dal prof. Marcianò. Lo mettiamo subito alla prova, realizzando una pista con la linea nera e osserviamo all’opera. Non è facile essendo in classi molto numerose, registrare tutte le osservazioni dei ragazzi, che scalpitano per passarsi il comando alla Lim, per cominciare a fare prove di programmazione, dove purtroppo cominciano i problemi. In una delle lavagne non si riesce ad installare il software, nonostante numerosi tentativi, e dobbiamo trasformare l’attività lavorando con un notebook che colleghiamo e scolleghiamo al videoproiettore. L’attività viene svolta contemporaneamente alla preparazione delle gare di Dance e Theatre delle squadre di Pescara. Il percorso di apprendimento si è sovrapposto al lavoro già fatto con Scribbler, che utilizza un simile programma iconico, con diagramma di lusso, in cui le icone si incastrano tra loro: dover creare i collegamenti utilizzando il mouse ha creato qualche dificoltà. Le rilessioni sull’uso di più sensori contemporanei, non sono state tutte acquisite a livello concettuale, ma sono state realizzate soltanto casualmente, per prove ed errori. A Pescara i due bambini che hanno partecipato alla gara (gli altri due erano coinvolti contemporaneamente nella Dance ed io a seguire le altre gare) si sono fermati al primo step. 61 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 4 – Tortona – prime prove a scuola con mOway Fig. 5 – Tortona – si prende sempre più conidenza con mOway 62 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Insegnante: Lucrezia Iannola – IX CIRCOLO DIDATTICO JAPIGIA1 BARI lucrezia.iannola@alice.it Alunni Fabio, Andrea e Soia, classi quinte Tempi/organizzazione del lavoro Il gruppo di sperimentazione si è incontrato a scuola il sabato mattina dal mese di febbraio. Gli incontri della durata di due ore sono stati dieci, per complessive venti ore. Descrizione Ai ragazzi il mOway è subito piaciuto. Piccolo e veloce l’hanno battezzato con molti nomignoli affettuosi. I primi 2-3 incontri sono serviti ai ragazzi per prendere conidenza con il nuovo robottino, mettendolo alla prova in varie situazioni, imparando a conoscere il nuovo programma e apportando alcune variazioni alla sequenza ”base”. Il gruppo, costituito da ragazzi che già utilizzano lo scribbler dallo scorso anno, non ha trovato particolari dificoltà nella comprensione del linguaggio iconico utilizzato nel programma del mOway. Le dificoltà sono diventate maggiori, quando, poi, preparata una pista di allenamento per il programma seguilinea, hanno dovuto inserire delle modiiche per permettere al mOway di muoversi velocemente e superare le dificoltà aggiunte alla pista base. Un po’ troppo complesso si è rivelato per loro, inine, il collegamento tra vari programmi e la creazione di subroutine a un programma base. La mia funzione, in qualità di tutor, si è limitata a organizzare per obiettivi il lavoro dei ragazzi e a sostenerli nei momenti di dificoltà, prospettando loro alcune possibili soluzioni da vagliare. I ragazzi, durante il percorso sperimentale e la manifestazione di Pescara hanno dato il massimo rispetto alle proprie possibilità, mettendo a frutto tutte le proprie competenze in fatto di matematica e logica, pertanto hanno completato in piena autonomia e con buona velocità il PRIMO LIVELLO di dificoltà e sono giunti a metà del secondo avendo brillantemente compreso come procedere durante l’interruzione della linea. Grandissima è stata, quindi la loro soddisfazione nel riuscire a risolvere problemi inizialmente incomprensibili. La robotica con il MOway si conferma ancora una volta un formidabile fattore motivazionale! 63 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 6 – Fabio, Andrea e Soia, di classe quinta a Pescara, programmano mOway per la seconda prova Fig. 7 – Pescara 20 aprile 2013, premiazione della V edizione della Robocup Jr Italia 64 Scuola primaria e disabilità Rita Anna De Guglielmo aefea.calonghi@alice.it Anno scolastico 2011/12, scuola primaria Cantelli, 1° Circolo Didattico a Verbania. Corso di formazione sulla Robotica Educativa e l’applicabilità nella scuola primaria, tenuto dalla dott.ssa Siega Simonetta. Il corso inizia i primi giorni di settembre con attività di laboratoriali proposte dalla formatrice ai docenti presenti al corso e, come ricaduta, dagli stessi ai bambini nelle loro classi di insegnamento. Insegno presso questa scuola primaria come docente di sostegno in una classe prima. L’alunno che seguo, F., è un disabile di una certa importanza, impegnativo e non penso possa fare la robotica educativa visti i gravi problemi che presenta. Per F. è già un obiettivo da conseguire il poter fermarsi per un tempo più lungo in qualsiasi cosa che attiri la sua attenzione. Solitamente sia in classe che in palestra o in giardino dopo due secondi F. si stancava di tutto e tutti e sene andava, anche di fronte a cose che attiravano inizialmente la sua attenzione. Si limita ad emettere suoni con la bocca che non sempre siamo in grado di decodiicare. BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Obiettivo star seduto e fermo insieme agli altri. La curiosità, la voglia di imparare, il coinvolgimento della formatrice nelle attività da provare, giocare, imparare facendo nonché la convinzione che bisogna sempre dare di più ai nostri alunni per motivarli a crescere, non accettarli come sono ma pretendere di più, mi convincono a “sperimentare” nella classe in cui insegno queste lezioni di robotica educativa. Organizzo, in base al programma, gli interventi in classe. PROGRAMMA LABORATORIO DIDATTICO Classe: prima Sezione: A Alunni n° 13 Plesso: Cantelli Classe: prima Sezione: B Alunni: n° 16 (con alunno certiicato) Plesso: Cantelli L’alunno certiicato ha partecipato alle attività svolte anche nella classe prima A. Inizio attività 10/10/11 – Fine attività Data 24/01/12 Attività di 1 ora la settimana, alternativamente in 1^ A e B. Argomenti affrontati: • Presentazione del Bee-Bot attraverso una breve narrazione. • Osservazione dell’ape Bee-Bot e dei suoi tasti. • Rilessioni sul funzionamento dell’oggetto programmabile e considerazioni. • Osservazione dell’ape a cui i bambini assegnano il nome “L’Ape Pina”. • Indicazione dei tasti e delle loro funzioni. • Visione dei movimenti. • Sperimentazione individuale da parte degli alunni dei movimenti possibili attraverso i comandi. • Simulazione dei movimenti con il corpo (rotazione a dx e a sx, avanti, indietro e pausa). • Rilessioni e disegni del Bee-Bot • Presentazione e coinvolgimento degli alunni nella costruzione della base (denominata tappeto) per il movimento del Bee-Bot. • Disposizione sulla base di igure geometriche già note ai bambini. • Esecuzione di semplici percorsi per raggiungere la igura scelta. • Presentazione e coinvolgimento degli alunni nella costruzione di un cartellone rafigurante “L’Ape Pina” con i suoi tasti, i disegni dei bambini, i loro commenti, le foto delle attività svolte. 66 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE • Con la collaborazione dei bambini è stato ampliato il “tappeto” per il movimento del Bee-Bot. • Sono stati fatti dei percorsi per raggiungere delle tessere che rafiguravano “il bosco dei numeri” con i numeri da zero a cinque. • Percorsi con le tessere che rafigurano “il bosco dei numeri” con i numeri da zero a dieci. • La classe è stata divisa in due sottogruppi per permettere alle insegnanti di seguire meglio ogni singolo bambino nel percorso più complesso. • Percorsi con le tessere che rafigurano “il bosco dei numeri” con i numeri da zero a dieci. • La classe è stata divisa in due sottogruppi per permettere alle insegnanti di seguire meglio ogni singolo bambino nel percorso più complesso • I bambini hanno costruito con i mattoncini lego dei piccoli elementi (ponti, case, alberi, torri, panchine) che sono stati poi disposti sul tappeto. • Ogni bambino ha programmato “l’Ape Pina” per raggiungere l’oggetto da lui realizzato. • Percorsi sul tappeto con le caramelle da raggiungere e poi mangiare come premio. • Attività in palestra con il corpo per migliorare il concetto di rotazione a dx e a sx. • Attività sul tappeto con “ l’Ape Pina” per il raggiungimento delle igure geometriche colorate dai bambini. • Percorsi con il corpo per migliorare il concetto di rotazione a dx e a sx. • Indicazione dei movimenti attraverso le frecce rappresentate alla lavagna o su cartellini. • Percorsi sul tappeto con “l’Ape Pina” per raggiungere le caselle dei numeri maggiori o minori di … L’esperienza maturata in queste classi ha piacevolmente coinvolto e reso consapevoli delle potenzialità della robotica educativa nella scuola, noi insegnanti. Confrontandoci abbiamo condiviso il fatto che l’attività della Bee-Bot in classe ha suscitato molto entusiasmo negli alunni, soprattutto in quelli che mostravano scarso interesse e poca attenzione per altre attività didattiche. Ogni bambino aspettava con impazienza la lezione settimanale di ro- 67 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 botica e soprattutto il momento personale della programmazione dell’Ape Pina. Tutti hanno partecipato con interesse costante e anche F, alunno con disabilità grave ha partecipato mantenendo l’attenzione per tempi sempre più lunghi. Per coinvolgerlo maggiormente è stata preziosa la collaborazione della collega di classe insegnate. Infatti insieme abbiamo pensato di adottare la strategia di far seguire al bambino certiicato l’attività attraverso una videocamera (alcune volte anche non funzionante). In questo modo il bambino si è maggiormente interessato e ha notevolmente aumentato i tempi di attenzione (da 5 minuti è passato a 30 minuti di partecipazione aspettando il proprio turno per provare il robot). I bambini che all’inizio facevano fatica sia nella concentrazione sia nella programmazione della Bee-Bot hanno raggiunto buoni risultati. Alcuni bambini già da subito hanno intuito il funzionamento dell’oggetto programmabile e non hanno avuto nessuna dificoltà. Spesso intervenivano nelle programmazioni dei bambini con maggiori dificoltà aiutandoli oppure prevedendo in anticipo l’errore. Il video che presentiamo può far capire molto bene come sia stata importante l’esperienza per noi docenti, per gli alunni delle classi ma soprattutto per l’alunno certiicato. È interessante visionando il video, osservare con occhio critico F. seduto per terra nel gruppo di pari insieme a me. Non è semplice per lui rimanere in gruppo per tempi lunghi ma la curiosità ed il fascino di Bee Bot lo coinvolgono. Nella veriica si vede come sia attratto dalla videocamera ma seduto, da solo e partecipe della lezione: applaude quando i compagni eseguono in modo corretto il lavoro. Alla ine dell’anno F. non solo vorrebbe continuare a fare robotica e si inserisce nei gruppi delle altre classi quando vede che stanno lavorando con i robot, ma inizia a programmare i tasti aiutato nonostante la sua disprassia e inizia ad indicare le cose che vuole mostrare. Indica con l’indice … raggiunge l’obiettivo molto prima di quanto si pensava. L’attività di robotica educativa ha dato beneici positivi a tutti ed è stata riproposta anche in quest’anno scolastico. Per approfondire: http://youtu.be/ZjZmDlOoK6k 68 La robotica come elemento di continuità tra scuola secondaria di primo e di secondo grado Roberto Albini ITS“M.L. Cassata” albini.roberto@libero.it in collaborazione con: Paola Craighero, Lucia Mancini e Adele Codignoni, Scuola secondaria di I grado “O. Nelli”, Gubbio (PG) Tamara Tittarelli, Scuola secondaria di I grado “Mastro Giorgio”, Frazione Mocaiana, Gubbio (PG) e con il contributo di: David Nadery, DS ITS “M.L. Cassata” Isa Dalla Ragione, DS “O. Nelli” e “Mastro Giorgio” Il seguente contributo vuole descrivere un esperimento di continuità didattica (processo che consente lo sviluppo e la crescita dell’individuo da realizzarsi “senza macroscopici salti o incidenti”) tra scuola secondaria di primo e secondo grado, effettuato con strategie e metodologie mai utilizzate nel nostro territorio e quindi fonte di continue scoperte. La continuità si è esplicata con la seguente modalità operativa: il prof. Albini Roberto insieme ad uno o più alunni formatori si è recato presso i laboratori delle classi interessate ed BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 ha collaborato con le docenti e gli alunni alla realizzazione e programmazione di un robot Lego Mindstorm 2.0 che ha partecipato alla gara nazionale di Pescara 2013 nella categoria Rescue A under 14. Le classi interessate sono due classi seconde della scuola di primo grado, entrambe con presenza di situazioni certiicate. Lo strumento utilizzato è stata la robotica ed in subordine la partecipazione alla gara di Pescara 2013. I formatori sono alunni della classe V Elettronico dell’ITS Cassata che hanno dimostrato una disponibilità ammirevole. Di seguito sarà descritta l’esperienza e saranno riportate le opinioni delle persone coinvolte: dirigenti, formatori, docenti e alunni. Introduzione La continuità. Ormai da molti anni l’ITS Cassata di Gubbio realizza un percorso di continuità didattica fra scuola secondaria di primo e secondo grado che coinvolge due scuole di primo grado, anch’esse di Gubbio: la scuola “Ottaviano Nelli” (di seguito “O. Nelli”) e la scuola “Mastro Giorgio” (di seguito “M. Giorgio”), da quest’anno con un’unica dirigenza. Entrambe dispongono di una sede centrale locata nella città di Gubbio e una sede distaccata locata nelle frazioni, rispettivamente, di Branca e Mocaiana. Tale continuità si effettua nel corso di un mattino, nei mesi di Novembre/ Dicembre, durante il quale gli alunni delle classi terze visitano il nostro Istituto e i vari laboratori in cui realizzano esperimenti, insieme ad alunni e docenti dell’ITS, riguardanti un tema scelto all’inizio dell’a.s. (quest’anno era “La corrente elettrica ed i suoi effetti”). La robotica. L’ITS Cassata, con gli indirizzi Elettronico e Informatico, ha scoperto la robotica nell’a.s. 2010/2011, ha immediatamente aderito alla rete Robocup jr Italia e lo scorso a.s. ha partecipato con due squadre di alunni del quarto anno alla gara nazionale di Riva del Garda, categoria Rescue A, ottenendo un ottimo risultato. Il percorso di preparazione alla gara e la partecipazione alla stessa sono stati così intensi e formativi da trasformare gli alunni, che sono passati da una fase iniziale di “sto facendo questa attività perché me lo ha chiesto il prof” alla fase inale di “prof se ne vada perché il robot è roba nostra e non abbiamo bisogno di lei” con enorme soddisfazione da parte del suddetto prof. L’interesse è stato tale che la partecipazione è passata da una classe quarta dell’indirizzo Elettronico con la collaborazione di due ragazzi della classe quarta dell’in- 70 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE dirizzo Informatico a tre classi dell’indirizzo Elettronico (terzo, quarto e quinto) più l’intera classe quarta dell’indirizzo Informatico con la necessità di organizzare gare di qualiicazione. La sintesi. Considerando la notevole valenza didattica dei due fattori (continuità e robotica) e che entrambe le scuole medie di primo grado dispongono di uno spazio temporale di due ore da poter utilizzare per attività laboratoriali o alternative alla normale didattica, con la totale disponibilità dei dirigenti scolastici e dei docenti, abbiamo pensato di unire i due aspetti e di allargare la continuità didattica alla robotica coinvolgendo due classi seconde, una per ciascuna scuola di primo grado e precisamente la classe IIA della “O. Nelli”, plesso di Gubbio, coordinata dalle insegnanti Craighero Paola, Mancini Lucia (sostegno) e Codignoni Adele e la classe IIAM della “M. Giorgio”, plesso di Mocaiana, coordinata dall’insegnante Tittarelli Tamara. Finalità Le inalità del progetto spaziano su un duplice versante: quello della continuità didattica e quello della robotica educativa e possono essere così declinate: • garantire la continuità educativa e didattica tra scuola secondaria di primo e di secondo grado, • programmare un progetto condiviso su tematiche di interesse tecnologico-scientiico, • raccordare metodologie e strategie di veriiche e valutazione, • concordare la certiicazione di competenze per livelli, • evitare la dispersione scolastica e favorire il successo formativo, • acquisire i concetti della robotica e quindi il movimento (motori), la lettura del mondo esterno (sensori), la programmazione per mezzo degli strumenti informatici, la rilessione critica su quello che si voleva ottenere e quello che si è ottenuto. Descrizione delle classi Classe IIA La classe IIA della scuola “O. Nelli” appartiene al plesso di Gubbio, è formata da 10 alunni, 5 femmine e 5 maschi. Nella classe sono certiicati 3 alunni che usufruiscono dell’insegnante di sostegno, coinvolta nel 71 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 progetto insieme alle insegnanti di matematica e lettere. Quando alle docenti è stato proposto di partecipare al laboratorio di robotica erano un po’ preoccupate dato che non si sentivano ferrate in materia, ma hanno voluto comunque mettersi in gioco; soprattutto hanno ritenuto fosse un’ottima opportunità per i ragazzi, in particolare per quelli con più dificoltà. Tra chi insegna e chi apprende sono sicuramente gli studenti, nativi digitali, ad essere più avvantaggiati nel riconoscere e nell’utilizzare tecnologie innovative per imparare attraverso fonti e metodi che noi, insegnanti più maturi, non abbiamo forse mai conosciuto. I gruppi di lavoro sono così strutturati: ci sono “I disegnatori” che con la loro fantasia progettano su carta il prototipo di robot da realizzare e i “programmatori”, gli alunni più abili nelle materie tecnico-informatiche a cui è afidata l’attività di programmazione-costruzione. Un terzo gruppo dedica spazio alla documentazione delle attività, vista soprattutto in chiave di rilessione metacognitiva sulle esperienze già svolte e in corso. Fig. 1 – Classe IIA. Classe IIAM La classe IIAM della scuola “M. Giorgio”, appartiene al plesso di Mocaiana, è formata da 20 alunni, 9 femmine e 11 maschi. Anche in questa classe sono presenti 3 alunni certiicati che necessitano dell’insegnante di sostegno e che partecipa con le insegnanti di lettere e di matematica e scienze. 72 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Il progetto nasce dalla collaborazione con l’ITIS “Cassata” di Gubbio, in particolare con il prof. Albini ed alcuni suoi alunni. È stata proprio la scuola superiore a farci conoscere l’iniziativa, con un primo incontro all’ITS, e a farci scoprire un nuovo modo di fare didattica. Abbiamo imparato a conoscere nuovi software, a programmare un robot e a capire la logica che sta dietro ad ogni movimento del robot. La classe è divisa in gruppi: alcuni preparano il report di documentazione, altri scattano le fotograie e fanno dei brevi video relativi all’iter di progettazione del robot, altri i cartelloni con le foto e il diario di bordo. Fig. 2 – Classe IIAM. Il progetto Il progetto nasce all’inizio del corrente a.s. 2012/2013 quando i nuovi dirigenti prof. David Nadery (ITS) e prof.ssa Isa Dalla Ragione (“O. Nelli” e “M. Giorgio”), proseguendo un lavoro già iniziato lo scorso a.s. dal dirigente Carlo Chianelli, irmano un progetto di collaborazione fra le tre scuole. Nel frattempo erano stati presi contatti con il prof. Giovanni Marcianò, Capoila della rete Robocup jr Italia e la prof.ssa Simonetta Siega, docente formatrice della rete stessa, per organizzare un convegno a Gubbio dal titolo “Robot…ando per conquistare le competenze”. Il convegno si è tenuto nell’aula magna del nostro Istituto nei giorni 11-12 Dicembre 2012 con la partecipazione di docenti delle scuole secondarie di primo 73 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 e secondo grado ed ha sollevato vasta eco sugli organi di informazione locale. Nel primo giorno di lavori il prof. Marcianò ha tenuto una conferenza sulla rete e la prof.ssa Siega ha illustrato la robotica educativa e il modo di utilizzarla in classe; metodologia che ha applicato praticamente nel secondo giorno con gli alunni delle due classi interessate al progetto utilizzando il robot Scribbler e suscitando entusiasmi sia da parte degli alunni che dei docenti coinvolti. Dopo il convegno è partito il processo vero e proprio, organizzato con la seguente modalità operativa: il prof. Roberto Albini insieme a uno o più alunni formatori si è recato presso i laboratori delle classi interessate ed ha collaborato con le docenti e gli alunni alla realizzazione e programmazione, per ciascuna classe, di un robot Lego Mindstorms 2.0 che ha partecipato alla gara nazionale di Pescara 2013 nella categoria Rescue A under 14. La collaborazione con la classe IIA della scuola “O. Nelli” si è svolta dalle ore 14:00 alle ore 16:00 del Lunedì; quella con la classe IIAM della scuola “M. Giorgio” dalle ore 11:30 alle ore 13:30 del Venerdì. Entrambi gli orari sono speciici e dedicati alle attività del cosiddetto “tempo prolungato”. La collaborazione non ha avuto termine con la gara di Pescara, ma è continuata ino alla ine dell’anno scolastico per formalizzare il percorso ed il processo realizzato, in modo tale da preparare materiale da presentare agli organi collegiali ed alla componente genitori delle scuole interessate. I formatori Caratteristica peculiare del processo è il ruolo essenziale svolto da alcuni alunni della classe V Elettronico che hanno messo a disposizione ore del loro tempo libero per partecipare al progetto ed intervenire in laboratorio guidando i lavori di costruzione dei robot, spiegando il funzionamento del software di programmazione, suggerendo modiiche, partecipando in modo attivo ai lavori degli alunni più giovani, confondendosi e quasi immedesimandosi in loro, in una simbiosi che quasi mai avviene tra docenti ed alunni e che invece, evidentemente, si stabilisce tra studenti di età anche molto differenti. E’ stato stupefacente osservare questi formatori al lavoro, vedere il feeling che si stabilisce tra loro ed i giovani alunni che li cercano, ascoltano e si lasciano guidare come farebbero con un fratello maggiore. 74 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 3 – I formatori (da sinistra: Fabio Tomassoni, Mattia Montanari, Marco Minelli). Il processo Il processo si è sviluppato attraverso varie fasi: 1. Primo approccio con il robot realizzato con la dott.sa Siega in occasione del convegno “Robot…ando per conquistare le competenze” utilizzando lo Scribbler. Fig. 4 – Alunni al lavoro con la dott.sa Siega. 2. Primi incontri in laboratorio: i formatori mostrano agli alunni il contenuto del Mindstorms 2.0, illustrano le differenze fra i vari componenti 75 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 (motori, sensori, parti di montaggio, il brick, i cavi collegamento) facendo un parallelo tra il corpo umano con i suoi organi di senso e di movimento ed installano il software della Lego mostrando le funzionalità delle icone principali. Fig. 5 – Alunni al lavoro con i formatori. 3. Dopo la presentazione dell’hardware e del software pensiamo di partire dai motori che ci sembrano più semplici da gestire e quindi, in considerazione del fatto che la confezione della Lego fornisce tre motori, creiamo tre gruppi per classe ed ogni gruppo è invitato a realizzare un oggetto, a libera scelta, capace di muoversi. Il “cervello del robot” (brick) è fatto girare gruppo per gruppo. Ogni gruppo programma il proprio robot in modo da fargli compiere spostamenti determinati agendo su vari parametri: tempo, numero di giri, gradi di rotazione, ecc. Variando alcuni elementi, come la dimensione delle ruote o la potenza dei motori registriamo differenze di comportamento tra i tre robot e ciò dà spunto per effettuare rilessioni di tipo geometrico e isico. La risposta degli alunni è entusiasmante. 76 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 6 – Costruzione del primo robot. 4. Successivamente cominciamo a lavorare con il sensore di luce/colore e realizziamo un semplice programma con cui i ragazzi esplorano il fenomeno della rilessione su tutte le superici con cui riescono a venire in contatto, comprese felpe, pantaloni, capelli, e pelle. 5. Visto che il tempo stringe cominciamo a costruire il robot per la gara ma, potendo lavorare con un solo sensore e quindi con un unico robot, si manifesta il problema del coinvolgimento del maggior numero di alunni possibile, cercando di non penalizzare nessuno. La soluzione non è facile perché nel gruppo classe sono presenti personalità molto diverse: l’alunno fortemente interessato ma timido, il poco interessato, l’entusiasta prepotente e così via, per cui, su suggerimento delle docenti, suddividiamo le attività da svolgere fra i ragazzi/e cercando di incoraggiare le loro attitudini: alcuni continuano a lavorare al robot, altri cominciano ad occuparsi della documentazione (foto, report, tabelloni). 77 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 7 – Realizzazione tabelloni. 6. Siamo a Gennaio inoltrato, stiamo lavorando proicuamente con entrambe le classi quando veniamo contattati dal capoila Giovanni Marcianò che ci propone di esplorare le possibilità di un nuovo robot della ditta MoWay; naturalmente aderiamo con incosciente entusiasmo ed iscriviamo una terza squadra che realizziamo dividendo la classe IIAM del plesso di Mocaiana (scuola Mastro Giorgio) in due gruppi. La scelta è stata realizzata in base al numero di alunni delle due classi. 7. Febbraio: si lavora alacremente, gli alunni e i formatori sono entusiasti, le docenti collaborano, lo scrivente è esausto ma sicuramente ce la faremo (speriamo). 8. Marzo/Aprile: siamo agli sgoccioli, la documentazione è pronta, il programma un po’ meno, nel senso che i robot fanno quello che vogliono (come sempre), il morale è altissimo e sicuramente venderemo cara la pelle e poi, comunque andrà, è stata una bellissima esperienza. A rivederci a Pescara! 78 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Punti di vista/opinioni I DIRIGENTI Sono arrivato come Dirigente all’ITS “M.L. Cassata” il primo settembre del corrente anno scolastico e il docente che per primo è venuto nel mio uficio a presentare il suo progetto è stato Roberto Albini. Con la sua tradizionale pacatezza, si è messo a raccontarmi di Robot e afini, di come si muovessero, raccogliessero lattine di Coca cola e le gettassero nel secchio dei riiuti. Io ero lì abbastanza tranquillo, ascoltavo, del tutto digiuno di robotica, mi pareva un bel gioco (da noioso docente di lettere quale ero, sono e sarò). Poi pensai di fargli una domanda intelligente, tanto per partecipare al suo entusiasmo, e gli dissi: “Prof., ma come sono guidati, qualcuno ha un telecomando e funzionano come le macchinine radiocomandate?”. Eccola, la domanda intelligente. Nel momento in cui riuscì a spiegarmi che i Robot sono programmati al computer dagli alunni, riconoscono gli ostacoli, seguono le linee, individuano le forme, i margini, i conini, inalmente arrivai a capire che ero di fronte ad un progetto di assoluto interesse. Non era più un gioco, ma didattica, nuova e profumata. Questo da Dirigente mi interessa, oggi, e sono disposto ad ogni tipo di impegno, economico e progettuale: percorrere la strada che conduca da una didattica centrata sui contenuti (e sulle competenze, per chi ha capito cosa siano) ad una didattica spostata sui processi. E’ in questo modo che si incrocia veramente l’abilità, la logica, l’entusiasmo dei nostri giovani, che posseggono cervelli perfettamente logici anche se non riconoscono, spesso, il complemento oggetto in una frase: programmare un robot, prevedere gli ostacoli, anticipare le dificoltà, veriicare le soluzioni di programmazione escogitate e, di fronte all’errore, cambiare strada per arrivare inalmente al successo, è un percorso “didattico” di assoluta potenza formativa. C’è già tutto: analisi dei dati, rilessione, ipotesi di soluzione, veriica, feedback, analisi del feedback e modiica della strategia. Ed è un tipo di apprendimento che i pedagogisti amano deinire “signiicativo”: l’alunno ha la sensazione di poter realmente incidere sulla realtà che gli viene proposta, sente che il suo impegno avrà un risultato vicino, quasi immediato, tangibile, con il quale potersi confrontare, 79 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 rispetto al quale modiicare il proprio percorso logico ino a renderlo del tutto eficace. Qualcosa di diverso dalle tradizionali “deleghe in bianco” che, quotidianamente, inliggiamo ai nostri alunni: “Prof., a cosa ci serve questo esercizio?” – “Tranquillo, prima o poi te ne accorgerai”. Ecco, con la robotica in classe gli alunni se ne accorgono subito, ed è per questo che sono particolarmente motivati, tanto da sacriicare le domeniche, i pomeriggi, le feste, pur di riuscire a portare il loro campione di fronte ad un secchio di riiuti, con quella maledetta lattina di Coca cola tra le pinze E l’urlo liberatorio della squadra di Rescue ce l’ho ancora nelle orecchie Buon lavoro a tutti! David Nadery – Dirigente ITS “M.L. Cassata” – Gubbio Il progetto di continuità che mi è stato proposto dal prof. Roberto Albini e dal Dirigente David Nadery ha incontrato subito l’interesse di alcune delle mie docenti di materie scientiiche. Nonostante le dificoltà economiche in cui si muovono tutte le scuole, abbiamo capito che era il caso di fare un piccolo sforzo e tentare la nuova strada che ci veniva proposta. La robotica applicata alla didattica poteva essere il veicolo giusto per ridare motivazione ad alunni pigri e con dificoltà, così come poteva diventare una potente forma di approfondimento per gli alunni più dotati e disposti all’impegno. E così è stato: abbiamo fatto lavorare gruppi di alunni in cui la dificoltà si univa con l’eccellenza, sotto il controllo vigile dei docenti e con la supervisione del prof. Albini e dei suoi alunni. Il risultato è stato proprio quello che ci attendevamo: alunni motivati, che esprimono qualità rimaste “sommerse” durante le ore in classe, che non tengono conto di campanelle né orari, e che impiegano tutte le loro risorse per far funzionare i piccoli Robot. Un entusiasmo che ha contagiato anche noi adulti, e che prelude ad un nostro sempre maggiore impegno in questa direzione: l’obiettivo, condiviso con l’ITS “M.L. Cassata”, è quello di rendere operativa una rete di scuole in verticale (dalla primarie alle superiori) che lavori con costanza su tale progetto. E i contatti sono già ben avviati anche con il grado di istruzione inferiore: in quel caso saranno i nostri alunni della media a fare da tutor ai colleghi più piccoli. Vi faremo sapere, ma ci sono i presupposti per fare di Gubbio 80 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE un piccolo laboratorio di robotica applicata alla didattica e sviluppata in continuità tra tutti i gradi dell’istruzione. Isa Dalla Ragione – Dirigente scolastico scuole secondarie I grado “O. Nelli” e “Mastro Giorgio” – Gubbio I FORMATORI (ALUNNI SCUOLA SUPERIORE) L’esperienza è stata costruttiva perché, almeno per una volta, ci siamo confrontati con l’esperimento di fare da professori. E’ stato interessante per il fatto che abbiamo provato a trasmettere la nostra passione e le nostre conoscenze a dei ragazzi che non conoscevano niente riguardo a ciò. Inoltre sia il nostro prof. Albini che le insegnanti delle due scuole hanno mostrato altrettanta passione. Da ciò che ci è stato dato da questi ragazzi abbiamo preso dei nuovi stimoli che ci sono stati molto utili per crescere insieme a loro. Secondo la nostra esperienza abbiamo capito che crescere insieme è molto importante per diventare migliori. LE DOCENTI CLASSE IIA Per ora il lavoro sta procedendo bene, i ragazzi organizzati in piccoli gruppi stanno acquistando rapidamente un’autonomia quasi totale, anche grazie all’aiuto del prof. Albini, insegnante presso l’ITS e dei suoi allievi Marco Minelli, Mattia Montanari e Fabio Tomassoni, tutti e tre ex alunni della Scuola media “O. Nelli”. Le ragazze si sono dimostrate più interessate alla documentazione, sia scritta che graica, descrivendo nei particolari e con fantasia le varie fasi del progetto intrapreso. L’alunna con più dificoltà di relazione si è ben inserita e apprende anche guardando gli altri: la robotica, infatti, facilita la socializzazione dei ragazzini diversamente abili con i compagni, superando la dificoltà di lavorare in gruppo e sentirsene parte. Tutta la classe è quindi entusiasta del lavoro che si sta svolgendo e gli alunni durante la settimana, ricercano notizie e si documentano, per arrivare preparati al lunedì pomeriggio dove mettono in pratica le conoscenze acquisite. LE DOCENTI CLASSE IIAM Quando il progetto è stato presentato, gli alunni si sono dimostrati subito entusiasti, mentre le docenti sono state inizialmente un po’ diso- 81 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 rientate per la novità dell’iniziativa, ma si sono rese disponibili alla sua realizzazione, mettendosi letteralmente in gioco. Inizialmente abbiamo analizzato il sito della Robocup jr 2013, visionando video delle edizioni precedenti e quindi abbiamo monitorato e documentato tutto l’iter che ha portato alla costruzione e alla programmazione del robot per la gara di Pescara. I ragazzi hanno accolto con entusiasmo l’idea del robot e si sono messi subito all’opera nel progettare, costruire e programmare il robot per la gara. Le ragazze si sono trovate in dificoltà con il software e con la manualità, ma si sono adoperate per la coreograia, per la presentazione del robot e per la descrizione del cammino fatto per arrivare alla gara. Anche gli alunni seguiti dall’insegnante di sostegno hanno mostrato vivo interesse approcciando ad un tipo di lavoro più tecnico-pratico. GLI ALUNNI Silvia: ”Mi è piaciuto molto fare questa esperienza soprattutto perché ho imparato ad utilizzare i pezzi della Lego e il programma ed è molto divertente!”. Giorgio: “Bello perché c’è Fabio e Marco che ci aiutano e ci si diverte”. Giorgia: “Mi piace molto questo progetto, poter costruire un vero robot è molto divertente e utile”. Sara: “Il progetto è molto divertente perché si costruiscono robot ed è bello come passatempo e si imparano molte cose”. Francesco E: “Mi piace molto, fare i robot, e costruirli insieme ai miei amici. E’ molto utile vedere come si costruiscono, per un tempo futuro che verrà. Da quando abbiamo iniziato l’attività “robottando a scuola” ho imparato migliaia di cose”. Francesco K: “Bella, interessante perché impari”. Luca: “Questa attività è molto interessante, a me specialmente, mi attira particolarmente. Io vorrei vincere la gara a Pescara, quindi mi impegnerò nel costruirlo”. Michele: “Bella, interessante perché non l’avevo mai vista”. Marco: “Il progetto robot è stato molto bello soprattutto quando abbiamo iniziato a costruire il robot. I ragazzi dell’ITIS ci hanno insegnato molte cose nuove”. Giovanni: “Questo lavoro mi piace perché posso inventare tante combinazioni e realizzare delle macchine seguendo la mia fantasia. Provando e riprovando imparo anche ad utilizzare comandi per fare camminare le macchine secondo un percorso scelto”. 82 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Nicola B: “Bello e fantastico perché posso utilizzare la mia fantasia”. Anonimo: “E’ interessante fare il robot perché lo devi costruire”. Rilessioni e sviluppi futuri Questo progetto è nato come esperimento, fortemente sponsorizzato dall’autore, da entrambi i D.S. del Cassata che si sono avvicendati al termine dello scorso a.s. (Carlo Chianelli e David Nadery) e dalla dirigente delle due classi coinvolte (Isa Dalla Ragione). L’inizio non è stato facile perché coinvolgere docenti su attività praticamente sconosciute, richiedendo un impegno non indifferente, non è cosa da poco, ma, dopo una naturale iniziale ritrosia, dissolta grazie al seminario tenuto a Gubbio dal capoila Giovanni Marcianò e dalla insegnante formatrice Simonetta Siega, la collaborazione è stata totale anche perché il quadro orario della scuola secondaria di primo grado rende disponibili due ore di attività laboratoriali dette “tempo prolungato”. La risposta degli alunni è stata entusiasmante e tale è rimasta anche quando è stato necessario lavorare su un solo robot, quello da utilizzare in gara, solo che la componente maschile si è dedicata alla realizzazione e programmazione del robot e quella femminile alla documentazione del progetto. Sicuramente il punto di forza del progetto sono stati i formatori, ragazzi diciottenni disponibili a dedicare quattro ore settimanali del loro tempo libero per partecipare a questa attività. Non sarà facile trovare loro sostituti nei prossimi anni scolastici. Il progetto è valido? Sarà ripetuto? Al momento siamo ancora in piena attività e non possiamo soffermarci su tali quesiti; presentato il lavoro effettuato agli organi collegiali ed alla componente genitori tireremo le ila di quanto realizzato e, a mente fredda, ragioneremo insieme su cosa e come migliorare, ma di una cosa siamo sicuri: l’avventura è stata profondamente coinvolgente ed emozionante. 83 Nessie 2013: dal laboratorio di robotica alla didattica curricolare Giulio Vitale ITCS Erasmo da Rotterdam Bollate (MI) g.vitale@tiscali.it Nessie2013 è la quinta generazione di robot auto-costruiti all’interno del Laboratorio Permanente di Robotica Didattica dell’ITCS Erasmo da Rotterdam di Bollate. Esso rappresenta la sintesi del percorso didattico seguito in cinque anni di sperimentazione di un progetto di Robotica Educativa. Da una piattaforma iniziale, basata per ragioni di lessibilità su tecnologia FPGA (Field Programmable Gate Array), si è passati a un sistema composito in grado di fornire un terreno multidisciplinare nel quale seminare elementi tecnici di pratica formativa, capaci di inluenzare e “contaminare” la programmazione ordinaria curricolare, arricchendola di nuovi spunti e aggiornandola alle problematiche più attuali. Introduzione Il Laboratorio Permanente di Robotica Didattica presso l’ITCS Erasmo Da Rotterdam di Bollate, è nato cinque anni or sono con una “mission” ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE fondata sui seguenti obiettivi: • Ampliare l’offerta formativa con attività a partecipazione pomeridiana volontaria nell’ambito di un progetto generale, “Scuole Aperte”, per mantenere aperta la scuola anche al di là delle ore curricolari previste dal piano di studio. • Sperimentare nuove forme didattiche più coinvolgenti capaci di ribaltare il rapporto standard “docente – studente” senza rinunciare alla qualità dei contenuti. • Creare uno spazio capace di simulare il modo di operare di un’impresa che si pone degli obiettivi da raggiungere e che si organizza per perseguirli (progetto Impresa Formativa Simulata). • Ravvivare l’interesse verso le materie tecnico-scientiiche caratterizzanti l’indirizzo di studio scelto, mettendo in risalto l’idea che si può imparare divertendosi e che il metodo scientiico si fonda principalmente sulla curiosità verso la conoscenza e sul piacere della scoperta. • Offrire uno spazio attrezzato in cui gli studenti hanno l’opportunità di operare in gruppo e di essere parte attiva nella scelta delle strategie da perseguire e nei contenuti da dare. • Educare all’autonomia nell’affrontare problemi e imparare a risolverli, assumendosi sia il carico della ricerca delle strategie opportune, sia la necessità di “tenere duro” nel tentativo di superare le innumerevoli dificoltà che la realizzazione di un oggetto completo comporta, ma, nello stesso tempo, di assaporare la soddisfazione di aver portato a termine un progetto complesso che si traduce in un sistema reale funzionante autonomamente. • Praticare senza vincoli restrittivi l’idea di una didattica “laboratoriale” basata sul problem solving, in cui questa prassi di lavoro cessa di essere un concetto astratto presupposto e diventa effettivamente ciò che deve essere, cioè un metodo operativo reale in cui lo studente è costantemente coinvolto e il compito del docente diventa soltanto quello dell’orientare, consigliare e indicare possibili soluzioni. Nel corso dei cinque anni di attività, a fronte di un successo progressivo, che ha visto una crescita costante del numero di studenti coinvolti e dell’interesse verso i contenuti trattati, sono emerse due questioni importanti che richiedono particolare attenzione. La prima consiste nel mantenere costantemente alto l’interesse e la continuità nel succedersi 85 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 delle varie annate di studenti; la seconda riguarda le relazioni tra le attività del Laboratorio di Robotica con i contenuti dei programmi uficiali svolti nella didattica ordinaria. I due problemi non sono del tutto indipendenti e la ricerca della soluzione alla prima sida ha fornito i criteri su cui fondare la seconda. Alimentare l’interesse Una soluzione al primo quesito è stata quella di progettare internamente un nuovo robot ogni anno che tenesse in conto le esperienze passate ma che fosse sempre rivolto al futuro, mantenendo inalterato l’impegno a farlo nascere e crescere nel nostro laboratorio. Nel 2008 abbiamo iniziato le attività adottando una scelta tecnologica basata sul massimo della lessibilità e della possibilità di evolvere progressivamente, di pari passo alla maturazione della nostra esperienza e al conseguente sviluppo delle competenze. La soluzione adottata di basare il nostro progetto su un sistema completamente riconigurabile della famiglia Spartan 3E della Xilinx, si è dimostrata adeguata e, impiegando sempre la stessa scheda di base, abbiamo potuto rimodellare ogni anno i nostri robot, cercando di risolvere i limiti dimostrati da una soluzione in un’altra che fosse in grado di superarli. La partecipazione a tutte le manifestazioni organizzate dalle Rete di Scuole per la Robocup Jr Italia, da Torino 2009 a Pescara 2013, è stato l’appuntamento culminante che ogni anno ha fatto, prima, da stimolo a concludere il progetto, poi, da incoraggiamento a trasformare il dispiacere della sconitta nell’entusiasmo della scoperta che è sempre possibile migliorare, ritrovando la carica giusta per superare se stessi. Fig. 1 – Da sinistra a destra i modelli 2008, 2009 e 2010. 86 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE I primi tre modelli sono serviti a tracciare il percorso che i nostri robot “auto-costruiti” avrebbero dovuto seguire, anche se risultano ancora piuttosto “rozzi”. La nascita della nuova generazione: Nessie 2011 Con Nessie 2011 il lavoro dei ragazzi che man mano si alternavano nelle attività del Laboratorio di Robotica, ha iniziato ad assumere una forma più matura, cercando anche del supporto esterno per la realizzazione delle parte meccaniche, impossibili da gestire internamente con le risorse disponibili. Fig. 2 – Il modello 2011. Nessie 2011, presentata a Catania in occasione della Robocup Jr 2011, è dotata di una meccanica solida ma presenta alcune limitazioni. L’ingombro è un po’ eccessivo, e la rende poco agile nelle manovre negli spazi stretti; i sensori di luminosità, realizzati in laboratorio, per l’inseguimento della linea non sono sempre adeguati, specie nel caso di linee con variazioni di direzione corte e rapide. 87 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 La prima evoluzione: Nessie 2012 Partendo dai problemi rilevati a Catania, al gruppo dei nuovi partecipanti alle attività del Laboratorio di Robotica, giunti dalla precedente esperienza sulla piattaforma Lego NXT, è stata proposta la nuova sida di superare questi difetti riprogettando interamente Nessie nell’anno successivo, iniziando dalla meccanica per inire nella dotazione dei sensori, lasciando immutata la piattaforma della scheda di gestione grazie, appunto, alla lessibilità offerta dalla FPGA. Nessie 2012 è stata interamente rideinita nelle sue interfacce, sia verso i sensori sia verso gli attuatori, offrendo una considerevole quantità di stimoli didattici propagati alle materie d’indirizzo. Infatti i nuovi sensori introdotti (sensore di luminosità a scansione lineare di 128 pixel, accelerometro a tre assi per il controllo dell’assetto, display a colori graico con touch-screen, gestione dei motori con controllo PID implementato via hardware) hanno offerto spunti interessanti per materie come Controlli, Informatica Industriale, Elettronica. Fig. 3 – Nessie 2012. Dal punto di vista dell’architettura di sistema Nessie 2012 si presenta già come sistema completo, molto distante dal primo robot degli esordi del 2008 ma, comunque, sempre basato sulla stessa scheda madre. La igura illustra la conigurazione complessiva del microcomputer “embedded” nella FPGA che governa Nessie in cui si possono notare le interfacce 88 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE verso le periferiche speciiche, personalizzate grazie alla ri-programmabilità hardware della piattaforma scelta e alla possibilità di rimodellarla sulle nuove esigenze. Fig. 4 – Schema a blocchi dell’intero sistema embedded nella FPGA Dal punto di vista didattico, con Nessie 2012 si è potuta sperimentare la realizzazione di nuove interfacce più avanzate. Un primo esempio è stato lo studio delle problematiche concernenti il controllo automatico di velocità PID realizzato in hardware. L’argomento trova uno stretto collegamento con gli argomenti trattati nel corso di Controlli, presente ancora per questi ultimi due anni nel piano di studi dell’Erasmo da Rotterdam, prima della normalizzazione imposta dal nuovo ordinamento. 89 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Un’ulteriore opportunità di approfondimento tecnico è stata l’introduzione dei primi elementi di manipolazione delle immagini, in occasione della valutazione di un sensore di luminosità, realizzato su una struttura lineare di 128 fotodiodi, da impiegare come inseguitore di linea. In questo caso la sida proposta agli studenti è stata quella di riconoscere la presenza della linea nera nella stringa dei pixel letti dal sensore e determinarne la posizione relativa per usarla come volante per la deinizione della direzione del moto. Fig. 5 – Esempi d’implementazione di interfacce “custom”, interne al modulo FPGA, per il controllo automatico di velocità e di gestione del sensore ottico lineare a 128 pixel. 90 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Nessie 2013, la fase dell’esportazione dei contenuti: “dai robot auto-costruiti alla didattica auto-costruita” L’idea di Nessie 2013 è nata nell’anno scolastico corrente durante il quale, alla normale attività di programmazione didattica, si è sovrapposto il problema di cambiare e rimodulare i programmi speciici, sorto in concomitanza con l’entrata in vigore del nuovo ordinamento nel triennio della Scuola Secondaria Superiore. Il progetto di Nessie 2013, oltre a rappresentare un elemento di continuità alla parola d’ordine “Un nuovo robot auto costruito per ogni anno”, è nato con il presupposto di rappresentare un esempio concreto di come il Laboratorio di Robotica si possa porre in relazione con le materie curricolari obbligatorie ed essere integrato come ambito di sperimentazione, sia nei metodi didattici sia nei contenuti, consentendo alla robotica di entrare uficialmente nei programmi degli insegnamenti tecnico-scientiici. I presupposti aggiuntivi, alla base della nascita di Nessie 2013, includono la ricerca di una soluzione ai seguenti quesiti: • I. L’organizzazione dei gruppi di lavoro per perfezionare e rafforzare l’esperienza acquisita. • II. L’esportazione delle esperienze del Laboratorio di Robotica nella didattica curricolare sia nel biennio sia nel triennio. • III. La sperimentazione di nuovi approcci progettuali che tengano conto delle emergenti possibilità tecnologiche proliferate in questi ultimi anni e offerte dai sistemi embedded a basso costo. 91 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 6 – Organizzazione dei gruppi di lavoro divisi per classi di appartenenza e per piattaforma di sviluppo utilizzata in ognuno di essi. La riorganizzazione dei gruppi di lavoro Il Laboratorio di Robotica è stato inizialmente attivato per essere aperto a studenti che volontariamente desideravano vivere questa esperienza, senza alcun vincolo sulle classi di provenienza, proprio per dar loro la possibilità di aggregarsi secondo una ripartizione spontanea delle competenze e in funzione del grado di conidenza reciproca. Naturalmente col passare degli anni il numero di studenti è aumentato considerevolmente ino a diventare, nel corso del corrente anno scolastico, suficiente a formare due classi di 15 studenti ciascuna. Ciò ha reso necessaria un’analisi più dettagliata dell’organizzazione dei gruppi di lavoro e della deinizione dei contenuti e degli strumenti da utilizzare per ognuno di essi. Il risultato di quest’analisi è stato il primo passo per individuare i collegamenti tra le attività del Laboratorio di Robotica e il corso di studio ordinario, in modo da poter fruire delle sinergie possibili, sia in termini di motivazione che di rafforzamento delle conoscenze, abilità e competenze poste come obiettivi da perseguire dalla programmazione 92 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE delle attività didattiche. Per i ragazzi del biennio, si può impiegare la piattaforma NXT con il linguaggio graico NXT-G, per ovviare alle prime barriere imposte dalla conoscenza di un linguaggio formale e iniziare, in dal primo anno, con una programmazione “intuitiva”, basate su icone, senza però togliere nulla al rigore logico necessario per utilizzarla. Per i ragazzi del triennio, i gruppi di lavoro sono stati divisi in due livelli di complessità: • Per gli studenti terzo anno, si prosegue con la piattaforma Lego NXT, utilizzando però un linguaggio di programmazione più professionale, C o Java, in coordinamento con l’indirizzo scelto dalla programmazione didattica e con le indicazioni dei docenti di Informatica. Per questo livello si può già proporre ai ragazzi la partecipazione alla Robocup Jr Under 19 e la messa a punto di robot autonomi, capaci di svolgere un percorso completo. • Per i ragazzi del quarto e quinto anno, si propone il passaggio ai robot auto-costruiti, in cui sono richieste conoscenze tecniche più avanzate e una maggiore autonomia di lavoro. Il passaggio agli auto-costruiti può essere fatto in modo progressivo, impiegando i ragazzi più grandi come “tutor” dei più giovani e dividendo i gruppi in modo da sfruttare, da un lato, il progetto dell’anno precedente, migliorandone solo il software, dall’altro avviare il progetto di una nuova generazione che parte dei limiti della precedente. Dall’esperienza di questi anni si è giunti alla conclusione che un progetto ex-novo di un membro della famiglia Nessie richiede un ciclo di due anni per essere veramente pronto a gareggiare. Il primo anno, vanno risolti tutti i problemi relativi alla sua struttura meccanica, al progetto e ai test di tutte le interfacce elettroniche e dell’assetto complessivo della architettura informatica; il secondo anno, può essere dedicato alle riiniture strutturali e alla messa a punto di un software di qualità che sia in condizioni di affrontare appieno un regolamento internazionale della Robocup. La robotica nel biennio degli Istituti Tecnici Nel biennio del nuovo ordinamento degli Istituti Tecnici sono previste due materie che riguardano il primo contatto con le tecnologie dell’ICT e 93 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 che possono essere un primo livello di aggancio. Nella prima, TECNOLOGIE INFORMATICHE, può essere inserito al primo un modulo riguardante una prima introduzione alle architetture di elaborazioni dati, usando un linguaggio di programmazione molto intuitivo, come quello graico offerto dalla piattaforma Mindstorm NXT. In questo ambiente, senza vincoli dell’introduzione di strutture formali e procedurali astratte, può essere subito svolta la prima attività di programmazione. I ragazzi possono facilmente essere avviati alla deinizione di algoritmi, concentrandosi sulla struttura logica del programma, senza iltri derivanti dalle regole di formulazione. Il linguaggio graico, peraltro, aiuta a concepire la scrittura di un programma come un insieme di moduli gerarchici e abitua all’analisi “top-down” del problema, indirizzando i ragazzi alla necessità della scomposizione analitica di un sistema complesso e al porre attenzione alle relazioni tra le singole parti. In questo primo anno l’uso del robot dovrebbe essere inalizzato principalmente allo studio di problemi interdisciplinari, legati non tanto al robot in quanto automa in grado di interagire con l’ambiente in modo autonomo ma, principalmente, come sistema di calcolo interattivo per sperimentare problemi legati ad altre materie scientiiche. Ad esempio, in isica, l’interazione riguarda non soltanto la dinamica e la cinematica, ma anche tutte le discipline che studiano le leggi isiche che governano le svariate tipologie di sensori con cui un robot interagisce con l’ambiente (luminosità, infrarossi, ultrasuoni, temperatura, voce, gravità, campo magnetico, ecc.); in matematica serve a dare concretezza a concetti che si riferiscono ai modelli di relazioni tra spazio, tempo e moto. Molto utile a tal proposito è il libro “Imparare con la robotica: applicazioni di problem solving” di M. Moro, E. Menegatti, F. Sella e M. Perona – Ed. Erickson. La seconda, SCIENZA E TECNOLOGIA APPLICATA, può trarre un enorme vantaggio dall’uso della stessa piattaforma Lego NXT ma iniziando a sviluppare l’idea di robot nel senso più vero della parola, ovvero come progetto di una intelligenza artiiciale di supporto alle attività normalmente svolte dall’uomo, dotato di una propria autonomia d’azione e di inalità del proprio comportamento. Si possono introdurre i primi problemi d’interazione con l’ambiente e i concetti di programmazione più avanzata rivolta a problematiche legate al “real time” e al “time sharing”, in cui occorre fare fronte alla molteplicità degli eventi paralleli necessari a compiere un’azione inalizzata da effettuarsi nello spazio reale e, quindi, di tutte le variabili aleatorie di disturbo introdotte dall’ambiente esterno. 94 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Si comincia a far considerare quale deve essere il livello di approssimazione necessario per adattare un algoritmo ideale alle condizioni reali. In questo ambito possono essere avviate anche ricerche collaterali, in cui si può studiare come i robot, analogamente a quanto accaduto alle altre tecnologie dell’ICT, stanno uscendo man mano dalle fabbriche per diventare sempre più “robot di servizio” che interagiranno e inluenzeranno profondamente la nostra vita quotidiana, esattamente come è successo con i computer, Internet, la telefonia issa e mobile, la televisione, ecc. Insomma, bisogna preparare i nostri ragazzi perché sappiano accogliere, in un futuro più prossimo di quanto si possa sospettare, l’ingresso dei robot nel loro “universo digitale quotidiano”, con tutti i problemi culturali, etici e sociali connessi. La robotica nel triennio degli Istituti Tecnici Naturalmente nel triennio il rapporto diventa più forte e articolato ed è legato alla vocazione speciica della scuola. Comunque alcuni elementi possono essere considerati validi a livello generale. Tra tutti: • Mantenere il duplice binario: obbligatorio e volontario. Ovvero lasciare sempre uno spazio sperimentale, libero da “vincoli di programma”, in cui i ragazzi si possono organizzare per gruppi di lavoro inalizzato e lavorare con tempi e modalità “laboratoriali”. Cioè fruire di tutti i vantaggi precedentemente descritti della disponibilità di un Laboratorio Permanente di Robotica Didattica nel piano dell’offerta formativa. • Contaminare i modelli didattici e tecnologici della didattica curriculare con le esperienze sperimentali pomeridiane. Occorre usare la robotica didattica come spazio per mettere alla prova nuovi paradigmi formativi e nuove tecnologie e poterne veriicare la valenza. Ciò è particolarmente rilevante in questa fase d’incertezza nella Scuola italiana per contenere i danni di un nuovo ordinamento non ben preparato, programmato e supportato dai necessari sforzi economici per metterlo in atto e per evitare che le nuove discipline nascano su tecnologie obsolete. • Utilizzare piattaforme di lavoro virtuali basate su tecnologie informatiche al più alto livello di astrazione. I robot devono svolgere compiti sempre più rafinati con livelli di specializzazione sempre più spinta e, inoltre, i tempi di sviluppo devono ridursi. Questo richiede l’uso di piattaforme con un maggior grado di riconigurabilità e les- 95 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 sibilità, capaci di fruire di strumenti di sviluppo ad alta produttività e di riutilizzo del “know how” già acquisito. • In ogni caso il “Physical Layer” non può essere ignorato! Nella formazione dei futuri tecnici non possono essere del tutto trascurate le tecnologie che sono alla base del funzionamento dei dispostivi e che formano il telaio su cui poggiare l’intera struttura informatica virtuale. La sperimentazione di nuovi approcci progettuali negli Istituti Tecnici a vocazione legata all’ICT Nel nostro caso, operando in un Istituto Tecnico a indirizzo “Informatica e Telecomunicazioni”, la declinazione delle corrispondenze e degli ambiti di sperimentazione si può sintetizzare nei punti seguenti: • A. Abbandonare in dal primo anno del secondo biennio, sia nella materia “Telecomunicazioni” sia in “Tecnologie dei Sistemi Informatici e di Telecomunicazioni”, l’approccio classico all’insegnamento dei sistemi digitali basato sulle tecnologie a “logica sparsa” delle classiche famiglie 74xx/4xx di porte logiche elementari, e iniziare, senza indugi, con la progettazione ad alto livello fondata su logiche programmabili, come le FPGA della Xilinx sperimentate nei nostri robot. Le classiche reti booleane, combinatorie e sequenziali, acquistano un altro signiicato nella formazione degli studenti, abituandoli in da subito a una progettazione sistemistica e modulare, che tende a valorizzare la ricerca di soluzioni più generali, che forniscono risposte immediate e coerenti per abbreviare il percorso dall’idea creativa alla sua implementazione effettiva. • B. Sviluppare ulteriormente il modello “System on chip” e/o “Embedded System” partendo da architetture allo stato dell’arte e didatticamente ricche di spunti, come le CPU ARM, usando il Laboratorio di Robotica come primo terreno di esplorazione. Un esempio valido di piattaforma robotica introduttiva, in via di sperimentazione, è il sistema Stellaris EvalBot della Texas Instruments, basato sulla CPU Cortex M3, e dotato di un ricco corredo di materiale didattico. • C. Introdurre lo studio dei sistemi operativi, usando un ambiente come “Embedded Linux”. Molte piattaforme “low cost” e “open hardware” lo propongono come sistema “rommato” (Raspberry, BeagleBone, CubieBoard, MK800, Olimex, ecc.) e molti nuovi testi proposti nel nuovo ordinamento lo utilizzano come “case study”. Si può fruire di enormi economie di scala e si possono creare laboratori 96 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE “dinamici”, facilmente riconvertibili, giacché si ha ormai l’accesso a prestazioni confrontabili con quelle di un personal computer con una spesa dell’ordine di grandezza dei 60 Euro. Ogni studente può avere a disposizione il suo personale sistema di sviluppo, a scuola come a casa. Nessie 2013 Nessie 2013 è stata concepita tenendo in conto tutti gli aspetti indicati e si propone come modello di riferimento con un’architettura “a livelli” in cui sono presi in considerazione tutti gli aspetti che riguardano il ciclo produttivo completo del robot, partendo dalla parte meccanica, per giungere ino al software. Fig. 7 – Nessie 2013. Iniziando dal “Phisical Layer”, l’uso di una stampante 3D permette il progetto meccanico e l’impiego di strumenti CAD per l’ingegnerizzazione del prodotto. Con le FPGA possono essere sviluppate tutte le problematiche relative alla gestione dell’hardware, modellandolo alle necessità dell’applicazione e di gestione, e implementando il primo livello di protocollo “Data Link” per dialogare con la scheda di gestione su cui è presente il sistema operativo necessario a sviluppare i layers “Presentation” e “Application”. 97 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 8 – La struttura a “layer” del progetto Nessie 2013: dal “phisical layer” all’ “application layer”. Dalla stampa 3d per il progetto meccanico all’uso di Linux Embedded per lo sviluppo autonomo dell’applicazione. Nessie 2013 è stata completata quest’anno e competerà nella prossima manifestazione della Rete di Scuole per la Robocup Jr Italia. Essa è il frutto di un fortissimo impegno da parte dei miei studenti del Laboratorio di Robotica di quest’anno, confrontabile con quello dei tecnici di una “avanzatissima start up” operante nell’ambito delle nuove tecnologie e della collaborazione del collega Filippo Bilardo, senza il quale tutte le schede hardware non avrebbero mai visto la luce. Vorrei inine menzionare gli sponsor del Laboratorio di Robotica senza i quali non avremmo mai potuto trovare i fondi per il nostro lavoro: Futura Elettronica per l’enorme supporto nella ingegnerizzazione della parte meccanica e per la fornitura di sensori e attuatori, Xilinx e Miriica per il supporto hardware del materiale relativo alle FPGA e ai relativi tools di sviluppo, Texas Instruments per i sistemi Stellaris EvalBot e le schede necessarie al laboratorio di sviluppo per i microcontrollori Cortex M3. 98 La robotica nella scuola delle competenze Marisa Di Luca1, Ester Vitacolonna1, Fiorenza Papale2, Renzo Delle Monache2, Filomena Mammarella2 Università “G. D’Annunzio”, Chieti 1 m.diluca@unidav.it – vitacolonna@unich.it Istituto Istruzione Superiore “A. Volta”, Pescara 2 iorenza.papale@istruzione.it - dellemo@rgn.it – comune47@tiscali.it Le premesse In questi ultimi anni il mondo della scuola è stato coinvolto (in molti casi travolto) da tutta una serie di novità che, spesso, hanno cambiato la prospettiva dell’insegnamento e di conseguenza dell’apprendimento. L’idea di una didattica soprattutto trasmissiva, cattedratica non è più adatta per i nostri studenti che hanno sempre più necessità di “guardare dentro le cose”, di “sporcarsi le mani”. La robotica può essere considerata, a tutti gli effetti, una attività innovativa che contribuisce in maniera forte all’acquisizione delle competenze non solo disciplinari, ma anche relazionali, comunicative e che tocca, quindi, aspetti non solo strettamente didattici, ma anche educativi. Nell’organizzare un’attività di robotica sono sicuramente da privilegiare i cosiddetti “metodi attivi” che respingono il ruolo passivo, dipendente e sostanzialmente ricettivo dell’allievo, essi comportano la partecipazione sentita e consapevole dello studente. Le caratteristiche di tali metodi BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 sono, fondamentalmente: la partecipazione vissuta degli studenti (viene coinvolta la personalità dell’allievo); il controllo costante e ricorsivo (feedback) e l’autovalutazione; la formazione in situazione; la formazione in gruppo. Le scelte metodologiche Analizziamo brevemente alcuni dei concetti che sono alla base di una prassi didattica di questo tipo e che si concretizzano in una attività di robotica. Fra i metodi attivi che più si “adattano” nella impostazione di una esperienza di questo tipo ci sono sicuramente il problem solving, il brainstorming ed il cooperative learning. Problem solving Ovviamente in questo caso si intende il problem solving non nel senso “stretto” di risoluzione di problemi, ma nel suo signiicato più ampio: riuscire a risolvere in qualche modo “situazioni problematiche”. In un’attività di robotica le situazioni problematiche sono sempre presenti: dal come progettare il robot a quali strumenti (hardware e software) utilizzare, a come risolvere gli inevitabili problemi che sono sempre in agguato. Quando si costruisce un robot, si deve progettare una macchina e i problemi che si possono presentare possono essere molti e diversi. Può trattarsi di un piccolo problema, come seguire un percorso in linea retta in un determinato tempo, oppure di un fatto complesso come, ad esempio, l’interazione con lo spazio. In ogni caso c’è bisogno di comprendere, decodiicare la situazione e prendere le decisioni opportune. Tutte le fasi del problem solving cognitivo sono presenti: dalla codiica del problema, alla pianiicazione del percorso, alla realizzazione del “progetto” impostato, alla valutazione del lavoro. Non sono da trascurare, però, anche le componenti metacognitive. Nella tabella seguente sono riportate le fasi del problem solving metacognitivo ed alcune domande-stimolo che possono aiutare il gruppo alla rilessione critica. 100 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Problem solving COMPRENSIONE PREVISIONE PIANIFICAZIONE MONITORAGGIO VALUTAZIONE Attività metacognitive di controllo Rilettiamo: Quello da affrontare che tipo di problema è? Cosa sappiamo su come si fa? … Prevediamo: Chi ci può aiutare? Quanto tempo abbiamo? Di quali/quanti strumenti abbiamo bisogno? Qual è l’ambiente in cui svolgere il compito? … Organizziamoci: Identiichiamo il problema. Troviamo i materiali e strumenti. Stabiliamo il tempo di lavoro … Controlliamo: Siamo sulla strada giusta? Cosa va eliminato o invece salvato? Il compito si è rivelato facile o dificile? … Guardiamoci indietro: Le previsioni e la pianiicazione sono stati utili? Si sarebbe potuto fare in un altro modo? Questa procedura di risoluzione può essere utile in altri compiti? … Tabella 1 – Problem Solving Metacognitivo Brainstorming Il brainstorming (cervelli in tempesta) è molto utile quando: • si vuole fare una ricognizione generale, • c’è da puntualizzare e riprendere il ilo del discorso, per monitorare in ogni istante l’attività, • si vogliono far emergere le idee per favorire anche tutti gli aspetti legati alla creatività che sono fondamentali nella progettazione di un robot. Una interessante modalità utilizzabile nel brainstorming è il cosiddetto 101 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 “pensiero verde e pensiero rosso”. Secondo questa tecnica, la prima fase di brainstorming è svolta applicando il concetto del pensiero verde che serve per far emergere all’interno del gruppo TUTTE le idee (anche quelle che possono sembrare non realizzabili o impossibili). Si stimola l’innovazione senza porre limiti alla fantasia e senza lasciarsi condizionare dai limiti reali. Successivamente, dopo aver elencato e descritto tutte le idee, si passa al secondo step chiamato del pensiero rosso. Durante questa fase si analizzano di nuovo tutte le idee generate precedentemente veriicandone la coerenza, la realizzabilità, le risorse necessarie, i tempi, … Alla ine restano solo le idee praticamente fattibili e su quelle si costruisce il progetto. Cooperative learning E’ utile per lo sviluppo integrato di competenze cognitive, operative e relazionali. Non si tratta di un semplice lavoro di gruppo (dove la possibilità di “imboscarsi” è alta); in questo caso ogni componente del gruppo si assume la responsabilità del proprio lavoro e deve essere consapevole che il successo o l’insuccesso di un componente condiziona il successo o l’insuccesso dell’intero gruppo. Il “motto” che caratterizza il cooperative learning è proprio la famosa frase di Dumas: “Tutti per uno, uno per tutti”. Il metodo a gruppo cooperativo viene indicato come uno dei metodi “a mediazione sociale” (le risorse e l’origine dell’apprendimento sono soprattutto gli allievi); gli studenti si aiutano e sono corresponsabili del loro apprendimento, stabiliscono il ritmo del loro lavoro, si correggono e si valutano, sviluppano e migliorano le relazioni sociali per favorire l’apprendimento. L’insegnante è un facilitatore, un organizzatore dell’attività di apprendimento, tale metodo si contrappone a quello deinito “a mediazione dell’insegnante”. Le differenze tra i due orientamenti sono rilevanti perché i due punti di vista tendono a differenziare la professionalità e la conduzione della classe. C’è una contrapposizione netta a livello di luoghi e fonti delle conoscenze e delle risorse (l’insegnante o gli allievi), obiettivi e compiti (di gruppo o individuali), disciplina e modalità di partecipazione (impegno individuale o aiuto reciproco), valutazione e responsabilità (valutazione individuale e/o di gruppo). Il cooperative learning ha un sito dedicato: www.scintille.it. 102 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Didattica laboratoriale. Ecco come! Laboratorialità. Cerchiamo di chiarire cosa si intende in questa sede per “didattica laboratorio”. Ovviamente si parla di uno spazio isico in cui gli studenti possano lavorare per gruppi, siano nelle condizioni di condividere e collaborare. Attrezzare uno spazio in questo senso non è cosa complessa; come afferma Marcianò: “Certamente il setting del laboratorio è importante. Spazi e distribuzione degli alunni dovranno essere adeguati al lavoro di gruppo. Ma anche con soli pochi spostamenti dei banchi una normale aula può divenire un buon laboratorio di robotica” [Marcianò, 2011]. Il laboratorio a cui si fa riferimento non è solo un luogo isico, ma soprattutto un atteggiamento mentale. Una attività di tipo laboratoriale presuppone che: • possano essere create le condizioni per un apprendimento collaborativo e condiviso; • ci sia una forte interattività fra docenti e studenti; • docenti e studenti si trovino a vivere un processo di costruzione della conoscenza; • si possa porre l’attenzione su alcuni aspetti fondamentali della relazione educativa quali la curiosità, la motivazione, il metodo della ricerca. Fondamentale è l’atteggiamento nei confronti della tecnologia nella prassi scolastica. C’è ancora resistenza da parte di molti (troppi) docenti all’uso degli strumenti tecnologici nella didattica; tanti sono ancora fortemente ancorati ad un’idea più o meno tradizionale dell’insegnamento. Ma i nostri ragazzi (chiamati appunto “nativi digitali”) ne fanno molto uso e questo non può essere ignorato. Stiamo vivendo un cambiamento che per certi versi può essere deinito “epocale” e non può essere ignorato. Gabrielli focalizza bene il concetto di cambiamento come processo circolare: “Un cambiamento indica un processo, ma i processi sono a loro volta soggetti a cambiamento” [Gabrielli, 2006]. La robotica non si limita ad un utilizzo “passivo” dello strumento tecnologico, ma il suo uso inalizzato alla progettazione del robot e si può tranquillamente affermare che in un’attività del genere c’è “produzione” di tecnologia non solo utilizzo, quindi presuppone un atteggiamento consapevole e critico. Progettare, all’interno di un curricolo, un’esperienza di robotica 103 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 educativa può essere considerata un metodo per insegnare (e quindi apprendere) attraverso le attività. Un momento importantissimo del processo di apprendimento può essere considerato, a pieno titolo, quello in cui concretamente gli studenti hanno la possibilità di manipolare oggetti e informazioni, di “mettere le mani in pasta”, di veriicare ciò che hanno appreso. Lo schema seguente sintetizza quanto detto; evidenzia tutte le variabili che entrano in gioco quando si organizza un’attività di robotica. Fig. 1 – I vari aspetti della robotica. Tra gli elementi più importanti per una didattica innovativa c’è la competenza. Come si può deinire la “competenza”? Quando possiamo dire che c’è competenza in un determinato ambito? Cosa deve fare un soggetto perché si possa esprimere su di lui un giudizio di competenza? Non c’è uniformità nella sua deinizione, ma sicuramente un soggetto competente: • interpreta la situazione da affrontare, • progetta le strategie che lo portano alla soluzione; • prende decisioni coerenti; • porta a termine il processo. Una possibile “deinizione” del termine – quella data dall’EQF – è la seguente: “Comprovata capacità di utilizzare conoscenze, abilità e capacità 104 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE personali, sociali e/o metodologiche, in situazioni di lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e personale”. Un soggetto competente, quindi, mobilita conoscenze, abilità e capacità personali per poter affrontare e risolvere situazioni problematiche inedite e spesso contestualizzate. La competenza prescinde dalle discipline e prevede processi di recupero e messa in campo delle risorse nel compito; di integrazione delle nuove conoscenze con le vecchie; di trasferimento dei concetti acquisiti in situazioni inedite. Evidente come un’attività di robotica contribuisca in maniera forte all’acquisizione di competenze. Appare chiaro da quanto esplicitato che “ambienti” che vedono lo studente affrontare situazioni problematiche da “decodiicare”, come può essere la progettazione di un robot, siano particolarmente adatte all’acquisizione di competenze. In relazione alle competenze chiave e a quelle indicate nel documento relativo agli assi culturali, quali sono le competenze che possono essere coinvolte in una attività di robotica? Le vediamo nello schema in Fig. 2. Fig. 2 – La robotica e le competenze. Il progetto L’IIS Volta di Pescara partecipa alle gare nazionali “ROBOCUP Junior” dall’anno 2010; l’entusiasmo e l’interesse degli studenti sono andati sem- 105 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 pre crescendo. Negli anni 2010 e 2011 la partecipazione ha coinvolto solo la specializzazione “INFORMATICA” (il primo anno con la sola classe quinta, il secondo con le classi quarta e quinta), nel 2012 anche le specializzazioni di “ELETTROTECNICA” ed “ELETTRONICA” hanno dato il loro contributo, nel 2013 anche la “MECCANICA” è stata coinvolta. Quindi, negli anni, tutte le specializzazioni hanno partecipato al questa esperienza altamente formativa. Anche il collegio, all’inizio un po’ timido, ha percepito la valenza formativa di attività di questo tipo, tanto da chiedere per l’anno 2013 l’organizzazione della manifestazione nazionale. Lo schema in Fig. 3 mette in evidenza proprio la crescita dell’interesse e della partecipazione all’interno dell’istituto. Fig. 3 – La robotica all’IIS Volta di Pescara. In Fig. 4 un scorcio della manifestazione nazionale dello scorso aprile. 106 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 4 – ROBOCUP Junior a Pescara, 17 – 20 aprile 2013. Vediamo alcuni dettagli anche “numerici” del progetto che danno la percezione dell’importanza che tale attività ha acquistato non solo all’interno dell’istituto, ma anche sul territorio regionale tanto da diventare un vero e proprio riferimento della robotica. Il riepilogo, per quanto riguarda le specializzazioni coinvolte ed il numero di squadre partecipanti alla manifestazione nazionale, è riportato in Fig. 5. 107 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 >Fig. 5 – Le squadre e le specializzazioni dell’IIS Volta di Pescara. Obiettivi perseguiti Favorire un uso critico e rilessivo della tecnologia In attività di questo tipo, gli studenti non si limitano ad usare la tecnologia ma la producono; lo strumento tecnologico diventa “ambiente di apprendimento”. Gli studenti percepiranno la tecnologia non solo come uno strumento “ludico”, ma anche come una “modalità” diversa per imparare. Far crescere negli studenti la consapevolezza dello spirito di gruppo li studenti lavorano in piccoli gruppi, ognuno di loro ha un compito e tutti devono contribuire al raggiungimento dell’obiettivo; il lavoro di gruppo è sicuramente un “metodo didattico nel quale la cooperazione tra gli studenti è la variabile signiicativa” [Comoglio e Cardoso, 2002]. Individuare applicazioni e collegamenti fra le diverse discipline La robotica NON è una disciplina, ma un’attività che sicuramente aiuta non solo la comprensione delle discipline coinvolte, ma rende signiicativo (nel senso di Ausbel) l’apprendimento. “La robotica educativa può rappresentare un ambiente di apprendimento per ogni disciplina scolastica”. [Marcianò, 2011]. 108 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Imparare a guardare oltre le discipline Nella progettazione di un robot sono tante le variabili che entrano in gioco e per la sua progettazione e costruzione sono necessarie conoscenze che vanno oltre le discipline. Sviluppare negli studenti il gusto per la scoperta Impostare un’esperienza partendo da situazioni problematiche stimola sicuramente anche la creatività, il pensiero divergente. “Vedere la creatività come un modo particolare di pensare, un modo di pensare che implica originalità e luidità, che rompe con i modelli esistenti introducendo qualcosa di nuovo”. [Fontana, 1996]. Sperimentare attività di peer tutoring Come noto il peer tutoring è un metodo che vede studenti “che insegnano” ed altri “che imparano”. Risulta essere molto eficace quando si vogliono aiutare i ragazzi a superare un possibile disorientamento iniziale di fronte ad una nuova attività e a fornire aiuto per l’organizzazione e la gestione del lavoro in un contesto inedito. Sperimentare attività di peer collaboration Gli studenti si trovano di fronte ad una situazione problematica in cui nessuno di loro ne sa più dell’altro. E’ necessaria collaborazione, condivisione e assunzione di responsabilità. Lo studente non può essere passivo, deve assumere un ruolo responsabile, mettere in campo tutte le sue competenze comunicative, confrontarsi con i suoi compagni e valutare il lavoro di squadra. Sperimentare attività in verticale Dare la possibilità ai docenti di confrontarsi, progettare con colleghi di altri ordini di scuola sicuramente favorisce quel raccordo tra i diversi ordini scolastici che manca nel nostro paese. Anche per gli studenti è un’esperienza decisamente formativa; i più grandi mettono in gioco anche le loro competenze comunicative e relazionali nei confronti dei più piccoli. 109 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Favorire un apprendimento per “costruzione” della conoscenza Afferma Logorio quando parla della “conoscenza”: “Non si tratta più di trasferire pezzi di conoscenza da un luogo all’altro, ma di costruirla durante il processo di interazione tra le persone” [Ligorio, 2010]. Le nuove teorie (a fronte del comportamentismo, del cognitivismo e dello strutturalismo) evidenziano come l’apprendimento, oggi, avvenga non come trasmissione di nozioni, ma come “costruzione”. Risulta evidente che esperienze presentate agli studenti come: situazioni problematiche inedite, in cui devono lavorare in team e necessariamente mettere in campo, ognuno per quello che sa e sa fare, le proprie competenze siano fondamentali per un apprendimento consapevole, quindi visto come costruzione della conoscenza e non come trasmissione di nozioni. Per attività che possono contribuire alla costruzione della conoscenza, l’insegnante diventa una sorta di “ingegnere” che progetta, realizza e fa da guida all’esperienza. Imparare le regole per una giusta competizione Gli studenti devono abituarsi a competere, rispettando l’avversario che non deve essere un “nemico”, ma semplicemente uno da battere. Importante è anche abituare i ragazzi a capire e ad imparare dalla sconitta. Guidare gli studenti nella formalizzazione concettuale Quando si organizzano attività come la robotica non bisogna fermarsi alla realizzazione del robot; c’è necessità di aiutare gli studenti a “scovare” i concetti disciplinari che hanno usato, c’è necessità di arrivare alla concettualizzazione, al formalismo. Reti di scuole. Dimensione nazonale e dimensione locale L’IIS Volta di Pescara, come già detto, ha organizzato una rete che va dalla scuola dell’infanzia (ultimo anno) alla scuola superiore. L’aver coinvolto scuole di ogni ordine e grado è stato un fatto veramente importante. Costruire un progetto (un’attività) partendo dalla scuola dell’infanzia per arrivare al quinto anno della scuola superiore favorisce sicuramente quel raccordo, che oggi è fondamentale, fra i diversi ordini di scuola. Ci sono stati alcuni tentativi organizzati dal Ministero per favorire la progettazione di un curricolo in verticale che però non hanno portato 110 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE i risultati desiderati. Il riferimento, ad esempio, è ai due progetti ISS (Insegnare Scienze Sperimentali) e M@t.abel (speciico per la matematica). Sicuramente progetti ambiziosi che non hanno portato i risultati desiderati. Questi tentativi di costruire un curricolo “in verticale” sono falliti ancor prima di nascere. Perché? Le motivazioni possono essere diverse: sicuramente c’è da dire che l’aver centrato il discorso sui contenuti disciplinari e non su un’attività non ha aiutato. I docenti sono rimasti ancorati al loro modo di “fare scuola” e la collaborazione con i colleghi è stata solo sulla carta perché si sono trovati a progettare non attività, ma percorsi prevalentemente disciplinari tenendo conto soprattutto del “programma” che, anche se non è più di fatto “IL” riferimento, assilla ancora molti docenti. “Verticalizzare” aiuta l’acquisizione di competenze; la competenza è qualcosa che si conquista negli anni partendo dai primi anni di scuola e non solo nell’ultima parte del proprio percorso formativo. Nella rete organizzata dall’IIS Volta sono state coinvolte le seguenti istituzioni scolastiche: Istituto Comprensivo di Spoltore (PE) (studenti della seconda e terza media), Scuola Media Antonelli di Pescara (prima media), 7° Circolo Didattico di Pescara, Liceo Scientiico M. Curie di Giulianova (TE). Gli studenti della prima media della Scuola Antonelli e del 7° Circolo di Pescara partecipano solo all’esibizione, non alle gare. Una esperienza di questo tipo risulta importante anche per costruire, negli anni, proprio quel raccordo fra tutti gli ordini di scuola che sicuramente aiuta lo studente nel suo percorso scolastico. Gli studenti dell’IIS Volta e del Liceo Curie partecipano alle gare “Under 19”, quelli dell’Istituto Comprensivo di Spoltore a quelle “Under 14”. Nel dettaglio, relativamente ai ragazzi che gareggiano, le classi coinvolte sono: • a) IIS Volta partecipa con 6 classi, terza, quarta e quinta informatica, 2 classi quinte meccanica, 1 classe terza elettrotecnica; • b) Liceo Curie con 2 seconde (scienze applicate); • c) Istituto Comprensivo di Spoltore con una selezione fra 3 classi terze e due seconde. Per quanto riguarda le squadre: l’IIS Volta partecipa con 3 squadre, il Liceo Curie con 2 e l’Istituto Comprensivo con 1. Tutte le squadre sono iscritte alla categoria RESCUE. Il graico seguente sintetizza i numeri dei partecipanti alle gare Under 19 (vedi Fig. 6). 111 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 6 – Classi & Studenti Under 19. Ovviamente il numero degli studenti coinvolti riportati nel graico si riferisce al numero totale degli allievi delle classi che hanno partecipato. Le squadre dell’IIS Volta e dell’Istituto Comprensivo di Spoltore gareggiano anche alla manifestazione nazionale di robotica a Roma. Il riepilogo della partecipazione alla manifestazione ROBOCUP Junior 2013 delle scuole abruzzesi è riportato nello schema in Fig. 7. Fig. 7 – La robotica educativa in Abruzzo. 112 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Le risorse e l’attività L’attività ha visto gli studenti impegnati, ovviamente in ore extracurriculari, nella progettazione e realizzazione del robot. L’IIS Volta, come scuola capoila, ha messo a disposizione delle scuole della rete le risorse strutturali ed umane. Tutti i ragazzi hanno utilizzato gli spazi dell’istituto Volta in cui hanno potuto usufruire sia delle strutture sia dei docenti che hanno lavorato con i colleghi “ospiti”. Per quanto riguarda il Liceo Curie, è stato organizzato anche un corso di formazione “in sede”; i docenti esperti dell’Istituto Volta con alcuni studenti particolarmente brillanti (peer education, peer collaboration), hanno preparato i docenti ed i ragazzi del Curie sulle tematiche relative alla progettazione del robot e alla partecipazione alle gare. Gli strumenti utilizzati per i ragazzi che partecipano alle gare: il robot è costruito utilizzando il KIT LEGO NXT, software JAVA; gli studenti che partecipano solo all’esibizione hanno seguito il CORSO BASE utilizzando il BEE-BOT e un linguaggio di programmazione “iconico”. Risultati attesi Cosa ci si aspetta da questa esperienza? Per quanto riguarda gli studenti: • che imparino a competere nel modo giusto, puntando cioè sulle loro forze e sulla loro competenza; • che facciano tesoro degli errori; • che il contatto con ragazzi di altre scuole e soprattutto di età diversa li renda più maturi; • che mettano a frutto quanto hanno appreso in situazioni concrete. Per quanto concerne i docenti: • che imparino a collaborare con i colleghi di altre scuole anche di ordini scolastici diversi; • che imparino a capire che la tecnologia non è un nemico dell’apprendimento, ma che può essere molto utile se utilizzata con senso critico e in modo intelligente; • che docenti e studenti diventino una vera “comunità” di lavoro. 113 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Conclusioni e sviluppi futuri Sicuramente la risposta degli studenti e dei docenti, il loro entusiasmo spingono gli organizzatori a continuare sulla strada intrapresa. Ci sono, quindi, tutti gli elementi per continuare nella organizzazione di attività di robotica ampliando la rete di scuole, puntando soprattutto sulla verticalità, e potenziando il progetto didattico che ha contribuito, negli anni precedenti, alla crescita culturale ed umana dei ragazzi coinvolti. Per il futuro: l’idea del gruppo di progetto dell’IIS Volta di Pescara è quella di abbandonare il KIT LEGO e di far costruire agli studenti, di TUTTE le specializzazioni, i diversi pezzi per assemblare il robot. 114 Far didattica con la Robotica Cesare Iacobelli, Antonio Spano ITIS Pininfarina di Moncalieri (Torino) cesare.iacobelli@fastwebnet.it, antonio.spano@istruzione.it L’evoluzione della Didattica nell’area tecnica La continua evoluzione delle tecnologie obbliga gli insegnanti di materie tecniche nelle scuole superiori (e in particolare negli Istituti tecnici) a reinventarsi il modo di insegnare in continuazione. La riforma delle scuole superiori richiede inoltre ai docenti di insegnare con un approccio diverso ai “programmi”. Questi di fatto non dovrebbero più esistere, sostituiti da “linee guida” che dovrebbero aiutare a non lavorare più solo sui contenuti, ma a muoversi verso un approccio per “competenze”. In questo ambito i robot a livello didattico sono sicuramente un ottimo strumento soprattutto per specializzazioni quali meccanica, informatica e telecomunicazioni, elettronica ed elettrotecnica. Si tratta infatti di sistemi complessi e completi in cui è possibile vedere i vari aspetti delle tecnologie applicate. A seconda della specializzazione in cui viene proposto si potrà avere un differente approccio. Si può affrontare la robotica considerando prevalentemente gli aspetti meccanici per cui si tenderà a vedere i Robot come macchine automatiche in cui prevalgono le problematiche di movimento BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 e di componentistica. Oppure si potranno considerare prevalentemente le componenti elettroniche enfatizzando le capacità di interazione sensoriale con il mondo esterno e la parte circuitale della macchina. Chi si occupa di informatica affronterà invece il robot dal punto di vista della intelligenza artiiciale lavorando principalmente sulla programmazione. Dalle esperienze, sviluppate dalle varie scuole in questi anni, emerge la necessità di una riorganizzazione metodologica e un diverso modo di rapportarsi degli studenti tra loro e nei confronti dei docenti. I docenti devono riuscire a gestire sia le problematiche tipiche delle attività laboratoriali, sia competenze non strettamente legate al proprio ambito culturale. Il ruolo di docente si sta evolvendo rapidamente. Un sistema come quello della didattica tradizionale, cattedratica e frontale, in molti casi non è suficiente a motivare gli allievi e lascia necessariamente spazio ad una didattica legata alla tutor-ship d’aula. Differenza fondamentale rispetto al passato è l’origine della base conoscitiva degli allievi che grazie ad un’informazione globale risulta essere molto più vasta delle generazioni passate. Ruolo dell’insegnante risulta quindi anche quello di essere d’aiuto nell’approfondimento e nell’orientamento in un oceano di informazioni. Occorre quindi motivare in modo differente percorsi di studi interessanti e moderni delle specializzazioni informatica, elettronica e automazione, meccatronica nei nuovi indirizzi degli istituti tecnici. Le esperienze condotte nelle varie scuole si sono orientate principalmente su due iloni: 1. introduzione nei programmi di lavoro di alcune lezioni sulla robotica, 2. svolgimento di attività di approfondimento al di fuori delle ore curriculari. Didattica Curriculare L’inserimento della robotica nella didattica curriculare, proprio per le sue caratteristiche di interdisciplinarità non solo tecnica, richiede che l’intero corpo docente delle classi interessate sia coinvolto e per alcune materie richiede la completa riscrittura dei programmi curriculari. Le esperienze condotte e i riscontri sul campo hanno evidenziato che vi sono una notevole difidenza e molte perplessità da parte dei docenti a rivedere la loro didattica, classiicando la robotica quasi come un’attività originale, poco più che un gioco, non legata allo studio delle materie curriculari, anche tecniche. Da parte degli studenti, dopo le prime lezioni in 116 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE cui l’aspetto innovativo genera curiosità si assiste al disinteressamento da parte di quegli studenti che comprendono che il funzionamento dei robot richiede uno impegno nello studio, soprattutto l’aspetto interdisciplinare, ben superiore a quello richiesto per lo studio di un argomento di poche pagine sul quale farsi interrogare: se il robot è progettato male non funziona ed è molto più frustrante, di fronte ai compagni, di una semplice insuficienza in una interrogazione. Altri studenti invece colgono al volo le potenzialità della robotica, trovando nuove motivazioni che li portano a raggiungere risultati di cui si meravigliano loro stessi. Attività di approfondimento Rispetto alla didattica curriculare ha un impatto meno diretto sulle “normali” attività scolastiche, ma richiede la disponibilità di aule adeguate, personale docente e tecnico disponibili nelle ore pomeridiane e ragazzi motivati appartenenti a varie specializzazioni e ad anni diversi. L’esperienza nella nostra scuola L’esperienza nel nostro istituto, l’ITIS “G.B. Pininfarina” di Moncalieri (TO), in dal 2009 ci ha condotto a rendere le attività legate alla robotica come attività di eccellenza inalizzate alle competizioni (RobocupJR e ultimamente la ZeroRobotics). Porre come obiettivo la partecipazione a competizioni fornisce agli studenti una motivazione in più per impegnarsi. Fig. 1 – RobocupJR 2013: gara Rescue 117 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 La didattica curriculare comincia a muovere i primi passi, grazie all’avvio dei corsi previsti da alcune articolazioni della Riforma: Informatica (specializzazione Informatica e Telecomunicazioni), Automazione (specializzazione Elettronica ed Elettrotecnica) e Meccatronica (specializzazione Meccanica). L’esperienza di questi anni ha portato a individuare alcuni aspetti fondamentali di cui tenere conto per poter sperimentare questo tipo di attività. Luoghi di lavoro L’aula dev’essere organizzata in spazi che prevedano lezioni frontali e laboratoriali con la possibilità di utilizzo di strumentazione di tipo informatico, elettronico e meccanico e ampi spazi per prove di funzionamento. Il lavoro in aula serve ad individuare le possibili soluzioni che saranno poi sviluppate in modo autonomo dagli studenti a casa, quindi l’attività continua al di fuori dei tempi e spazi disponibili a scuola. Per consentire una comunicazione più rapida e la disponibilità di materiali ed informazioni, è molto utile avere un’aula virtuale in cui saranno inseriti i materiali di lavoro (software, schede tecniche, regolamenti, documenti prodotti dagli allievi) da poter consultare in qualunque momento tramite connessione Internet. Nel nostro istituto è presente da anni una piattaforma F.A.D. (Formazione a Distanza) basata su Moodle (Open Source sotto la licenza GNU/GPL) che consente di gestire tale aula in modo semplice. Caratteristiche degli studenti E’ importante che gli studenti appartengano a specializzazioni diverse e ad anni diversi permettendo scambi di conoscenze e competenze anche tra gli allievi “più giovani” ed i “più grandi” Una classiicazione di massima può essere la seguente: • Studenti classi quinte (veterani) • Studenti classi quarte (apprendisti) • Studenti classi terze (novizi) Veterani: studenti con esperienza in competizioni di robotica e conoscenze approfondite sulle tematiche affrontate. Coordinano le attività dei gruppi di lavoro. Apprendisti: studenti con preparazione di base medio-alta e buone capacità organizzative, alla loro prima esperienza con questa tipologia 118 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE di attività. Novizi: studenti con preparazione di livello alto per il loro anno; spesso non partecipano a competizioni, ma intendono acquisire esperienza in vista delle competizioni degli anni successivi. Negli ultimi anni, grazie anche alla maggior diffusione della “cultura robotica”, si assiste ad un graduale spostamento delle competenze verso gli studenti più giovani, i quali, pur con i loro limiti tecnici, riescono ad inserirsi senza dificoltà nei gruppi di lavoro; la loro “incompetenza tecnica” a volte consente loro di trovare soluzioni originali che si rivelano vincenti nel lavoro di squadra. A livello curriculare già nelle classi seconde può essere affrontata l’introduzione alla robotica all’interno della materia Scienze e Tecnologie Applicate, sia dal punto di vista teorico che pratico. Fig. 2 – Robot Rescue autocostruito Indirizzi di studio Il nostro istituto ospita 4 indirizzi di studio: Elettronica e Telecomunicazioni, Informatica, Meccanica, Fisica Ambientale Sanitaria Europea. 119 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 I primi tre sono stati coinvolti nell’attività di robotica Elettronica e Telecomunicazioni Conoscenze che permettono di realizzare circuiti elettronici per il controllo dei motori e l’acquisizione delle informazioni provenienti dai sensori, di cui hanno conoscenze approfondite. Hanno una buona preparazione sulla programmazione dei microcontrollori. Permettono di affrontare problematiche di costruzione di robot sulla base di schede autonome come ad esempio Arduino. Informatica Conoscenze che permettono un’accurata programmazione dei robot modulari (Lego NXT) ed un supporto importante nella programmazione dei robot auto costruiti, basati ad esempio su Arduino, attraverso l’esperienza maturata nell’utilizzo dei robot NXT. Hanno conoscenze di base sulla sensoristica e sui motori. Meccanica Conoscenze e competenze per progettare e realizzare la struttura meccanica dei robot autocostruiti tenendo conto dei vincoli di progetto e delle problematiche costruttive e per veriicare la funzionalità meccanica dei robot modulari. 120 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 3 – Particolare di un robot NXT costruito per le gare di Dance Formazione gruppi di lavoro L’esperienza di gara nella RobocupJR ha evidenziato e fatto comprendere anche agli studenti la necessità di creare squadre con studenti provenienti da specializzazioni diverse, evitando di ritenersi “autosuficienti”. L’importanza della presenza di competenze diversiicate è emersa durante le varie fasi delle gare, dove i problemi sono stati risolti rapidamente proprio per la presenza di studenti dell’altra specializzazione. Una igura importante è il coordinatore di ciascuna squadra. Deve possedere: • a) capacità di organizzazione e autorevolezza, • b) capacità di gestire le situazioni di conlitto interno, • c) capacità di valorizzare le competenze di ciascun suo compagno. L’individuazione avviene durante le fasi preparatorie, anche se durante le gare possono emergere altri soggetti in grado di operare meglio in situazioni critiche. 121 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Compiti dei docenti Il ruolo dei docenti si sviluppa su alcuni iloni: • a) coordinamento delle attività, • b) trattazione di argomenti teorici ritenuti propedeutici allo svolgimento delle attività di tutti i gruppi, • c) gestione della logistica (organizzazione d’aula, acquisto e fornitura materiali, trasferimento presso la sede di gare, rapporti con gli sponsor), • d) valutazione dei “nuovi” studenti da assegnare alle varie squadre, • e) supporto esterno agli studenti durante le gare, • f) valutazione degli allievi al termine dell’esperienza di gara con ricadute sulle valutazioni scolastiche (credito scolastico integrativo). Il supporto esterno: veriicare che nei gruppi ci sia la dovuta armonia e rispetto reciproco e che le squadre lavorino nelle condizioni migliori. Il supporto tecnico: suggerimento di possibili soluzioni ai problemi emersi senza intervento diretto sulla realizzazione e sulla programmazione. Didattica Le lezioni frontali sono limitate a problematiche organizzative o di approfondimento di argomenti tecnici comuni a tutte le squadre. Nel lavoro per gruppi gli allievi “esperti” insegnano ai nuovi arrivati le caratteristiche dei robot e si elaborano nuove soluzioni. I docenti intervengono nei vari gruppi per veriicare l’avanzamento delle attività, analizzando con gli studenti le problematiche che emergono, suggerendo possibili soluzioni. Al termine di ogni lezione i docenti e gli allievi concordano gli obiettivi infrasettimanali da raggiungere e i risultati da portare per la lezione successiva. Col progredire delle attività e l’aumento del carico di lavoro, gli studenti meno motivati interrompono la loro partecipazione: ma l’abbandono non è traumatico in quanto in dall’inizio, il loro ruolo è marginale. Viceversa, studenti con scarsa autostima riescono a rivalutare le proprie capacità e spesso diventano elementi trainanti per la squadra con effetti psicologici positivi per tutti. Un altro elemento di selezione introdotto nella formazione delle squadre è il vincolo del proitto nelle normali attività scolastiche: l’attività pomeridiana non deve andar a scapito del rendimento del singolo allievo. 122 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE La situazione viene monitorata durate l’anno dai docenti che seguono le attività, con incontri con gli insegnanti degli studenti coinvolti nella robotica. Quando si rileva un calo di rendimento, i docenti intervengono con colloqui personalizzati con l’allievo in dificoltà in modo da valutare se l’allievo possa continuare l’attività pomeridiana o debba concentrarsi sul recupero delle materie curriculari. Questo ultimo criterio ha portato a lavorare con allievi più responsabili che nei momenti di dificoltà comunicano al gruppo ed ai docenti la loro situazione e ricevono spesso un incoraggiamento da tutti ed un invito a tornare presto “in prima linea”. In alcuni casi lo stimolo “a tornare presto” ha portato questi allievi a recuperi che hanno sorpreso anche i loro docenti che li hanno visti decisamente convinti e motivati, avendo come obiettivo il rientrare nelle attività della robotica. Valutazione degli allievi La valutazione degli allievi, principalmente quelli nuovi, avviene di comune accordo tra i due docenti. Essi valutano sia l’aspetto delle conoscenze tecniche, sia l’aspetto caratteriale e comportamentale. Se individuano situazioni di possibile conlittualità intervengono nella formazione delle squadre, ma in genere. l’aggregazione spontanea ad un gruppo di lavoro evita tale evenienza. Le esperienze passate dimostrano che la soluzione migliore è la gestione della conlittualità all’interno del gruppo: il gruppo ne esce psicologicamente rafforzato. Le ricadute sulla didattica curriculare, in particolare per l’area tecnica, sono notevoli. I docenti spesso segnalano che questi ragazzi, al di là del rendimento scolastico, sono decisamente più motivati e desiderosi di approfondire gli argomenti trattati. Questo interesse porta in modo naturale ad un miglioramento complessivo della preparazione e delle valutazioni. La necessità di consultare documentazione tecnica in lingua inglese e produrre la documentazione necessaria per le competizioni (il report per la RobocupJR) ha delle ricadute notevoli sugli studenti. Alcuni studenti, trovandosi a lavorare al di fuori delle normali lezioni, hanno evidenziato capacità e competenze di cui loro stessi non erano coscienti: interpretazione di regolamenti in lingua inglese, stesura di relazioni tecniche utilizzando informazioni su argomenti a loro poco noti, provenienti da studenti di altre specializzazioni. 123 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Esportabilità dell’esperienza L’utilizzo della robotica nella didattica inizialmente è stata affrontato con l’entusiasmo della novità sia da parte degli allievi, sia dalla parte dei docenti. Con l’esperienza si è visto che l’organizzazione e la gestione delle attività sono fondamentali, soprattutto se inalizzate alla partecipazione alle gare di robotica. Scambiando opinioni con docenti di altre scuole, interessati ad iniziare ad utilizzare la robotica, abbiamo notato che la struttura interna di un istituto (specializzazioni, laboratori disponibili, docenti interessati) può determinare il successo dell’iniziativa e ci siamo posti il problema di individuare gli elementi necessari per un corretto sviluppo della robotica all’interno di un istituto. Riteniamo che gli elementi imprescindibili siano: • a) presenza di alcuni docenti disposti a mettere in discussione la didattica d’aula ed in possesso di esperienza di didattica laboratoriale, • b) disponibilità di locali adeguati e ben attrezzati, • c) studenti motivati e capaci di gestire le esigenze di studio con quelle degli impegni nelle attività di robotica in particolare in prossimità di competizioni. Conclusioni L’approccio alla robotica mette in atto un circolo virtuoso in cui docenti e studenti acquisiscono insieme conoscenze, competenze ed abilità dificilmente ottenibili dalla normale attività didattica. Inoltre per una buona riuscita delle attività è necessario, in dall’inizio, un approccio che favorisca la possibilità di organizzare tutta l’attività. Le ricadute nell’attività curriculare non sono mai sul breve periodo, ma sono stimolanti anche per gli insegnanti non direttamente coinvolti nelle attività che rilevano cambiamenti nell’approccio allo studio degli allievi più deboli e necessità di raggiungere nuovi e più stimolanti obiettivi per gli allievi più meritevoli; in entrambi i casi gli studenti raggiungono livelli di autonomia ben superiori a quelli dei compagni non coinvolti in queste esperienze. L’esperienza pregressa sulla robotica è stata utilissima per l’avvio dei corsi curriculari, in quanto le problematiche relative all’ organizzazione dei corsi (hardware, software, tempistiche, logistica) erano già state affrontate, in piccolo, nelle attività pomeridiane. 124 CELEBRATION (da robot a uomo) Dario Favini I.I.S. Bodoni_Paravia – Torino dariofavini@gmail.com Sono un docente di un istituto tecnico nel quale ho passato gran parte della mia vita, prima come studente e poi come docente: un istituto che, nato per periti fotograi e periti graici, con la riforma Gelmini ha trasformato e riunito sotto un unico ombrello i due indirizzi conluendo nell’area della “Graica e Comunicazione” multimediale. Da sempre mi ha affascinato il mondo della comunicazione, soprattutto gli aspetti legati all’uso dei media: la “competizione” che è insita nelle strategie e le dinamiche che sottintendono ad essi. Sempre alla ricerca di nuovi stimoli al ine di rendere meno pragmatiche le discipline che insegno (laboratori di indirizzo), l’occasione di affrontare la robotica quale strumento didattico innovativo e per me sconosciuto è certamente ghiotta, coinvolgere ragazzi e colleghi in una esperienza nuova ed affascinante, dimostrare anche e soprattutto a noi stessi che nulla è precluso e che rimettersi in gioco in qualsiasi momento della nostra vita è fondamentale per mantenere lucidità, creatività, capacità di autoanalisi e di autocritica. Quale occasione migliore se non la partecipazione alla gara nazionale Robocupjr di Pescara? BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Introduzione Stimolare curiosità intorno ad uno strumento che sino a pochi anni orsono dificilmente compariva nell’immaginario collettivo se non come scenario efimero e, per lo più, virtuale ad appannaggio della fantasia più spinta, del cinema fantascientiico e della letteratura fantasy se non addirittura iabesca, crea una sorta di reverenza in quelle persone che pionieristicamente hanno trasformato la robotica da essenza luida a tangibile realtà. Fig. 1 – Ulitmatum alla terra, Blade Runner, intelligenza artiiciale I miti del cinema americano (vedi Fig. 1) – che transitano dai primi robot di Ultimatum alla Terra (ilm del 1951, regia Robert Wise) inevitabilmente rigidi nelle loro strutture e nei movimenti metallici alle sinuosità sensuali di Rachael nel ilm ormai “cult” Blade Runner (ilm del 1982, regia Ridley Scott) per giungere inine all’umanità sottesa di emozioni e comportamenti emotivi del giovane protagonista di A.I. Intelligenza artiiciale (ilm del 2001, diretto da Steven Spielberg) in cui i conini tra umano e artiiciale diventano labili, tenui – riversano la loro rappresentatività nei movimenti claustrofobici di gruppi rocchettari degli anni 70 (Rochets) o di singoli artisti (Michael Jackson) che su di essi hanno creato la loro fortuna e memoria, tralasciando le forme artistiche e non solo che dalla robotica, intesa nel suo più ampio punto di vista, hanno mutuato forme, tratti, ispirazione e successo (un esempio si tutti i Manga giapponesi che nella loro continua ed innovativa trasformazione assumono quasi forme di arte contemporanea nella loro maniacale perfezione e 126 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE trasformazione da semplice tratto animato a meraviglia artistica – vedi Fig. 2). Fig. 2 – Esempio di Manga. Era inevitabile che la scuola nel suo variegato insieme di percorsi più o meno artistici, più o meno tecnologici, avrebbe nel tempo cercato le motivazioni didattiche per incorporare tali strumenti nei curricoli scolastici trasformandoli da efimeri “giocattoli” a strumenti didattici di valenza non solo laboratoriale ma anche (e forse soprattutto?) teorici. L’istituto nel quale insegno NON poteva non raccogliere la sida. Tecnico in Graica e Comunicazione, esperto nella comunicazione multimediale: e quale strumento multimediale più eficace di un oggetto che coinvolge nella sua rappresentazione saperi inevitabilmente tecnici, teorici, storici, geograici, politici e sociali? La sida appare affascinante e non scevra di rischi. Come riversare capacità, competenze ed abilità nell’oggetto sconosciuto Il passaggio fondamentale (e il maggiore rischio) si lega alla sostanziale incapacità di concepire la presenza di un soggetto considerato dai più agli antipodi della creatività artistica inserendolo quasi con violenza nella rappresentazione delle discipline caratterizzanti. Alcune, a dire il vero, possibiliste ed aperte ad una tale ingerenza, altre radicate ed arroccate alle consuete strategie didattiche. L’attuale corso di studi del tecnico in “graica e comunicazione” si 127 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 sviluppa sulle classiche discipline teoriche comuni (lettere, matematica, lingua inglese) a cui sono abbinate le discipline di indirizzo articolate sulla base delle singole caratteristiche ed il tutto concorre alla formazione di un percorso che trova nello studio dei media la sua ragione di vita. Competenze quindi trasversali che mutuano dalla cross-medialità e dal loro uso la realtà di una didattica innovativa, coinvolgente nelle sue forme e nei metodi ma radicata su di un uso reale di attrezzature e di abilità da acquisire praticamente. Questo quindi, lo strato fertile su cui innestare la nuova proposta didattica legata all’uso dell’oggetto misterioso e la conseguente opportunità di partecipazione alla gara nazionale. Il primo ostacolo da superare, ma fondamentale nella sua semplicità, è la condivisione di intenti e necessariamente la volontà di partecipazione da parte della dirigenza scolastica: indispensabile ottenere l’appoggio incondizionato della stessa, necessaria per il superamento delle criticità legate all’approvazione del progetto stesso in sede di CdI presentando la validità didattica dello strumento quale elemento di aggregazione sociale piuttosto che di studio speciico e riversare tale approvazione in seno al consiglio di classe. Ottenuta l’adesione (non senza i soliti distinguo evidenziati da alcune discipline in particolare umanistiche) dei colleghi e dei genitori inevitabile avviare il progetto sperando nell’adesione e coinvolgimento del gruppo classe (una terza) e della maggior quantità possibile di discipline assegnando a ciascuna di esse un aspetto particolare e speciico. Un’area di lavoro sulla quale costruire il percorso didattico interdisciplinare nel quale gli allievi devono mantenere un ruolo primario e propositivo evitando (ove possibile) intrusioni invasive da parte dei docenti. Ma su quali elementi stimolare la curiosità o semplicemente la voglia di mettersi in gioco confrontandosi con coetanei certamente più agguerriti dal punto di vista delle abilità informatiche ovvero più veterani nell’ambito della manifestazione? Spesso però noi docenti ottusamente focalizziamo sulle nostre speciicità le richieste tipiche delle nostre discipline e non riponiamo abbastanza iducia nelle capacità e volontà dei nostri ragazzi, soprattutto se riferite a settori a loro assai più afferenti che non a noi. Coinvolgendoli e stimolandoli su aspetti legati agli aspetti della comunicazione integrata all’interno della quale spesso noi docenti incontriamo dificoltà e limiti oggettivi che ci portano a volte ad erigere barriere invisibili che non generano altro se non incomprensione e difidenza (vedi Fig. 3), i giovani hanno l’oppor- 128 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE tunità di dimostrare le loro conoscenze ed abilità surclassando, per una volta, i loro insegnanti. Infatti, e a riprova di quanto poc’anzi affermato, l’adesione è stata totale ed immediata. Fig. 3 – La comunicazione integrata è il paradigma preferito dalle nuove generazioni. Lo sviluppo del progetto Individuare immediatamente le interconnessioni disciplinari distribuendo e riconoscendo ad ognuna di esse un ruolo ben preciso nel lusso di lavoro. A tale proposito si riconoscono le competenze speciiche seguenti: • LETTERE: il racconto fantasy, i generi cinematograici, il viaggio dell’eroe. Cinematograia e ilm di fantascienza di riferimento che affrontino il tema dell’evoluzione dei robot in forma umana e tutte quelle tematiche legate al tema individuato a carattere sociale, storico, letterale ecc. Realizzazione del canovaccio e testi. • TEORIA DELLA COMUNICAZIONE: realtà e virtualità, interazione uomo-macchina, implicazioni etico/sociali. • COMPLEMENTI DI MATEMATICA: la programmazione ed i linguaggi matematici. • LABORATORI DI INDIRIZZO: riprese fotograiche, backstages, documentazione e realizzazione dei video e della eventuale presen- 129 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 tazione. • PROGETTAZIONE MULTIMEDIALE: scenograie e costumi. • INGLESE: interventi di traduzione dei materiali cartacei, redazione dei testi in inglese Tutte le attività vengono sviluppate in orario scolastico ed extrascolastico ove necessario e concorrono alla valutazione di ine anno sia individualmente nello speciico delle discipline che collegialmente come progetto interdisciplinare. Le problematiche esecutive si legano ad alcuni fattori in parte di semplice risoluzione (ad esempio la programmazione dell’oggetto, uso del software e comprensione dello stesso) ed altri, invece, che richiedono attenzione particolare ad esempio legati alla gestione del gruppo ed alla prevedibile conlittualità tra soggetti più o meno coinvolti: si rende necessaria un forma di rappresentazione che deinisca ruoli interscambiabili, responsabilità condivise, partecipazione paritetica e coinvolgimento emotivo su di un tema comune ed individuato collegialmente dagli stessi allievi. La classe è costituita da 21 ragazzi mediamente di 16 anni tra i quali è presente un HC le cui dificoltà sono esclusivamente di deambulazione e pertanto costretto su sedia a rotelle. Gli allievi disposti alla partecipazione sono 17 ma l’impegno è comunque collettivo ed equamente distribuito: ballerini, scenograi, costumisti, programmatori, addetti alle luci, fotograi di scena e cineoperatori che documentano, allestiscono, provano. Deiniti i ruoli si tratta di individuare il tema su cui sviluppare la performance incasellando le richieste e le proposte di tutte le componenti coinvolte, confrontarle, discuterne la validità e le eventuali negatività e/o positività legate alla rappresentazione iconograica, ma soprattutto il tipo di gara della Robocup Jr a cui presentarci: la speciicità dell’indirizzo esclude automaticamente il soccer ed il rescue per ovvie ed indiscutibili dificoltà di programmazione e di aderenza all’indirizzo dell’istituto, la dance od il theatre invece puntano maggiormente sui contenuti artistici e scenograici e sottolineano una maggiore attinenza rappresentativa del corso di studi. Le fasi della realizzazione 1. L’idea Sono numerosi i temi e le proposte su cui si focalizza l’attenzione 130 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE degli allievi, ma in particolare trova convergenza quasi univoca il tema della solitudine legata alla convivenza civile in una grande città in cui le diverse etnie non trovano canali comunicativi adeguati, l’impossibilità di un dialogo chiuso dalle culture divergenti, le barriere linguistiche che si ergono inevitabili ed incomprensibili ad acuire una difidenza ancestrale tra umani “diversi”. In questa fase entrano in gioco le discipline umanistiche e anche religione: il campo su cui confrontarsi e dibattere è ampio e articolato, inoltre la presenza di un ragazzo di colore e di un rumeno stimola la discussione e la conseguente redazione del canovaccio su cui sviluppare i dialoghi ed i testi. Diverse idee vengono proposte, discusse, comparate: anche il parere del docente (nei diversi momenti e con discipline diverse) ricopre un ruolo importante di confronto, di coordinamento qualora se ne ravvisa la necessità, di stimolo e collegamento: mantiene focalizzata l’attenzione dei giovani sull’attività in essere evitando distrazioni. Si giunge inine ad una proposta condivisa sulla quale convergono gli interessi di tutta la classe: la resurrezione etico-sociale dell’uomo, la trasformazione del robot da automa freddo, quasi spietato nella sua logica estrema a uomo con i suoi dubbi, paure, certezze, sensibilità ed emozioni in una sorta di “elevazione” spirituale e corporale, una trasformazione consapevole ma, soprattutto, ricercata e fortemente voluta. L’essere “diverso” (umano o robot che sia) alla ine viene integrato nel gruppo ed acquista la sua dimensione. 2. La suddivisione dei compiti Naturalmente all’interno del gruppo, pur considerando gli interessi comuni legati all’indirizzo scolastico, le competenze, le vocazioni e le preferenze dei singoli permettono la suddivisione in ruoli deiniti che stimolano in modo quasi automatico l’aggregazione degli allievi. Si vengono a deinire quindi le diverse igure che concorrono (e il riferimento all’industria dello spettacolo di genere diventa il ilo conduttore) alla realizzazione del prodotto comunicativo: costumisti, scenograi, tecnici alle luci ed informatici, ballerini, comparse, direttori artistici e registi, fotograi di scena e cineoperatori. Come sempre accade alcuni allievi offrono maggiore disponibilità nel reperimento delle risorse necessarie coinvolgendo anche la famiglia o l’amico di turno specializzato, altri si propongono in particolari momenti della progettazione sulla base delle capacità acquisite in attività extrascolastiche, altri ancora, meno disposti 131 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 o semplicemente più riservati, evitano a presentarsi in prima persona e preferiscono invece portare il loro contributo all’interno del gruppo pur consapevoli del fatto che, magari, non avranno la possibilità di partecipare alla manifestazione per motivi di ordine economico (a questo proposito il CdI prenderà posizione in merito ad eventuali integrazioni). 3. La realizzazione pratica Le discipline coinvolte in questa fase sono molteplici: la progettazione e la parte scenograica richiedono competenze speciiche nell’ambito artistico, tutti i laboratori di indirizzo supportano la fase tecnica, il tema della comunicazione si sviluppa nella rappresentazione teatrale, la lingua inglese offre alternative linguistiche, l’area umanistica si occupa della redazione dei testi ed il tutto è implementato dal piacere della realizzazione e dall’entusiasmo portato dai ragazzi sicuri che ciò che fanno sia espressione di un momento di democrazia conviviale coinvolgendo nelle loro attività anche i compagni più scettici. Il progetto piano piano prende forma, “step by step”. Si focalizzano gli obiettivi, si individuano le risorse, si raccolgono le adesioni e si suddividono i compiti, i ragazzi diventano autonomi ma l’occhio del docente segue con attenzione l’evolversi del progetto, appiana i contrasti e si pone da intermediario tra le esigenze degli allievi e le necessità dell’organizzazione logistica del viaggio e tutti quegli aspetti che poco interesse suscitano nei giovani occupati e coinvolti da ben altri aspetti assai più interessanti e piacevoli. In questa fase la cultura umanista e formativa del sottoscritto derivante da una laurea in Discipline dell’Arte, della Musica e dello Spettacolo (D.A.M.S.) non può che favorire lo scambio di opinioni e/o il suggerimento qualiicato nei rari momenti di “empasse”. Fotograie e video dei fuori onda da inserire nella presentazione del lavoro e durante la rappresentazione, la proiezione su telo delle fotograie digitalizzate per la creazione artistica dei fondali e la realizzazione in cartone dei simboli artistici ed iconograici della città da inserire sulla scena (vedi Fig.4, 5, 6 e 7), i dialoghi strutturati secondo una cadenza pensata e rappresentata nelle prove rappresentati anche in lingua inglese, la programmazione del software dei robot in coordinamento con il brano musicale individuato e la sincronizzazione dello stesso con i movimenti degli attori sul palco, lo studio graico e la realizzazione pratica dei costumi, sono questi tutti gli elementi presi in considerazione, valutati, discussi 132 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE ed inine realizzati dai ragazzi coinvolti dalla novità assoluta. Fig. 4 – Un momento della documentazione video della realizzazione del fondale. Fig. 5 – Le allieve ricostruiscono l’immagine tratteggiando i contorni. 133 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 6 – La realizzazione del “toretto”, la tipica fontanella di Torino. Fig. 7 – Una parte del gruppo prova la scena. 134 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Conclusioni Sono convinto che il motto della Rete di scuole Robocop Jr sia perfettamente pertinente alla nostra nuova esperienza: “l’importante non è vincere ma imparare” rifacendoci al più famoso motto di De Coubertain in cui la vittoria è un “optional” soprattutto per coloro che sino a pochi giorni or sono nemmeno sapevano che la robotica poteva entrare a far parte della loro cultura tecnico/artistica. Nelle prime righe di questo breve report accennavo alla possibilità di affrontare una nuova sida: curioso, la sida era già vinta ancora prima di partecipare, ma nessuno in cuor suo, ne era consapevole. È inevitabile: nel momento stesso in cui il gruppo decide di partecipare come gruppo classe, la sida è vinta; nel momento stesso in cui tutti lavorano per un unico obiettivo la sida è vinta; nel momento in cui i docenti si prestano coralmente ad integrare nella loro (a volte stantia) didattica un progetto sotto certi aspetti assurdo, la sida è vinta; nel momento in cui tutti, uniti, rimettono in gioco la loro credibilità la sida è vinta. È una vittoria che ha molti padri, dal Dirigente Scolastico che in primis ha creduto all’idea ed alla sua collocazione all’interno di un percorso progettuale programmatico, al Direttore Amministrativo che ha individuato i fondi necessari alla realizzazione, dai componenti del consiglio di istituto che hanno saputo cogliere la validità del progetto inserendolo nel percorso didattico come plusvalenza ed arricchimento formativo disciplinare, ai docenti del consiglio di classe che, nonostante le dificoltà iniziali, hanno colto le opportunità innovative calate nelle singole discipline. Per inire, naturalmente, gli allievi. Senza il loro entusiasmo, la partecipazione non avrebbe senso, Un entusiasmo dettato non tanto dalla possibilità esclusiva di partecipare ad un evento di respiro nazionale, ma soprattutto la necessità di riconoscere e di conoscere “altre” realtà scolastiche, individuare strumenti da cui trarre nuove aspirazioni ed ispirazioni da riversare nella quotidianità, confrontarsi con coetanei nei moti e nella sostanza, linfa vitale per continuare a credere in ciò che si fa e nei progetti della vita di tutti i giorni. Un ringraziamento a tutti ma soprattutto a loro. Ed uno anche a me che ho sopportato lamentele, discussioni, rimproveri, diatribe (ma non dei ragazzi …!). 135 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Appendice tecnica Lo SCRIBBLER è stato da noi individuato come lo strumento più adatto alle nostre esigenze ovvero una (da noi deinita) “piattaforma robotica” completamente programmabile, un robot intelligente con sistemi di sensori multipli che consentono l’interazione con persone e oggetti. Fig. 8 – SCRIBBLER 2 della PARALLAX® Uno strumento in grado di navigare da solo ed esplorare l’ambiente circostante grazie alla sensibilità degli infrarossi e dei sensori di luce in dotazione ed integrati, facile nella programmazione e nella gestione dei movimenti. La facilità dell’interfaccia graica che abbina sia la rappresentazione iconograica del lusso di lavoro che la possibilità di intervenire direttamente nel linguaggio basic del software a corredo, rende possibile anche a chi non conosce il linguaggio di programmazione, l’intervento diretto sullo strumento con un sistema “a vista” facilmente intuibile. Il Robot S2 è adatto a una grande varietà di capacità di programmazione ed è pre-programmato con otto modalità demo che includono la ricerca di sorgenti luminose, rilevare oggetti, evitare ostacoli, seguire una linea e disegnare. La versatilità del robot, la sua leggerezza ma anche i limiti dei movimenti deiniti dalla struttura stessa, in fondo, aiutano chi non ha dimestichezza con robot e programmazione e che poco hanno a che spartire con quei settori industriali che si basano sulla creatività, sull’arte e la 136 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE multimedialità in genere. Fig. 9 – sensori a corredo Le caratteristiche fondamentali dello SCRIBBLER si riprendono integralmente nella versione 2 che unisce la versatilità della prima a soluzioni tecniche ed informatiche avanzate migliorandone le prestazioni generali e l’afidabilità. Maggiori possibilità e più linguaggi di programmazione disponibili, meccanica migliorata e miglioramenti anche del sistema di azionamento con feedback delle ruote dotate di encoder, sia delle principali sia di quella di sterzo. La programmazione del robot si è basata esclusivamente sul software a corredo dello stesso. 137 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 10 – Utilizzando il pannello di controllo si inseriscono i parametri necessari al movimento. Tale scelta è stata forzatamente indotta dall’inesperienza nell’uso del robot e dalla mancanza di conoscenza del linguaggio basic, un linguaggio che in realtà non presenta grandi dificoltà, almeno nelle versioni di Kemeny e Kurtz che costituiscono il cosiddetto Dartmouth BASIC che fu progettato per essere un linguaggio semplice da imparare. Questa sua facilità lo differenziò dalla maggior parte dei linguaggi suoi coetanei enfatizzando la semplicità d’uso piuttosto che la potenza espressiva. Nacque infatti, come dice il suo nome, per poter essere usato anche da principianti (il 75% degli studenti dell’Università di Dartmouth era iscritto a facoltà umanistiche). Le istruzioni erano poche e non complesse ed offriva inoltre (non per scelta degli autori, ma solo perché era iglio del suo tempo) pochi costrutti strutturati, quindi orientati alla creazione di programmi chiari comprensibili. Le semplici caratteristiche lo hanno pertanto individuato come linguaggio ideale per programmare istruzioni nel mondo della robotica didattica. Bibliograia ANCESCHI G. (1993), Il progetto delle interfacce, Domus Academy Milano BERLYNE (1960), Conlicts, Arousal and Curiosità; (tr. italiana Conlitto, attivazione e creatività, Franco Angeli, Milano 1971). BEUCCI M., COLASANTI A.R.; La demotivazione scolastica come sin- 138 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE tomo di un sè scoraggiato; Bologna, Il Mulino CALVANI A. (2000); Elementi di didattica; Carocci Ed. CALVANI A. (2004), Rete, comunità e conoscenza, Erickson, CALVANI A., ROTTA M.; Comunicazione e apprendimento in internet: didattica costruttivistica in rete; Erickson Ed. CAPRETTINI G.P. (1997), Segni, Testi, Comunicazione, UTET Libreria CIOTTI F., RONCAGLIA G. (2000), Il mondo digitale, Laterza Editori CORNOLDI C. (1995). Metacognizione e Apprendimento. Bologna, Il Mulino DE BENI R., MOE’ A.(2000), Motivazione e apprendimento, Il Mulino, Bologna Editore, Roma. GHISLANDI P. (a cura di), 2002 Oltre il multimedia, Franco Angeli s.r.l., Milano GUARASCI A. (2002); Istruzione, l’Italia cenerentola d’Europa; Il Nuovo LONGO G.O (2000), Il nuovo Golem, Laterza Editori MARI G. (2005), La ilosoia e le società della conoscenza, Edizioni ETS MARTELLO M. (2004); Intelligenza emotiva e mediazione; Giuffrè Editore NOVAK J.D., GOWIN D.B. (1989), Imparando ad imparare (t.o. Learning haw to learn), SEI Frontiere PERISSINOTTO A. (2004), Il testo multimediale: gli ipertesti tra semiotica e didattica, UTET Libreria PIAN A. (2002), Insegnante e allievi, Armando Editore SKINNER B (1974), La scienza del comportamento, ovvero il behaviorismo; tr. it., SugarCo, Milano 1976. STIPEK D.J., La motivazione nell’apprendimento scolastico, tr. it., SEI, Torino 1996 139 Un corso per qualiicare i futuri conduttori del LRE – Laboratorio di Robotica Educativa nelle scuole del I ciclo Giovanni Marcianò Rete di scuole per la Robocup Jr Italia dirigente@robocupjr.it in collaborazione con Renato Grimaldi – UniTo – Dipartimento di Filosoia e Scienze della Formazione, renato. grimaldi@unito.it Giorgio Poletti – UniFe – se@ Centro tecnologie per la comunicazione l’innovazione e la didattica a distanza, giorgio.poletti@unife.it La Rete di scuole per la Robocup Jr Italia è nata nel 2008 per promuovere l’impiego della Robotica nelle scuole italiane. Che ciò fosse da fare era la convinzione dei tre estensori del “Manifesto” (maggio 2008), e dei primi otto Istituti scolastici superiori “fondatori”. La gara Robocup rappresenta uno standard internazionale che permette una crescita ordinata, riferita al contesto globale dell’istruzione, promuovendo esperienze sulle tracce issate dai comitati internazionali per le scuole di tutto il mondo. Al tempo stesso proporre una manifestazione nazionale ha rappresentato un modo eficace di motivare le scuole ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE a cimentarsi, anche se con poca o nulla esperienza pregressa. Il meccanismo ha funzionato ben oltre le più rosee previsioni: oggi la Rete conta 43 Istituti aderenti, che hanno avviato signiicativi percorsi sia extracurricolari che curricolari, coniugando gli impieghi dei Laboratori di Robotica nei curricoli della Riforma, nelle scuole superiori, ma anche applicazioni eficaci delle Indicazioni nazionali nel I ciclo. La crescita degli impieghi, ormai diffusi dalla scuola dell’Infanzia sino alla scuola Superiore, ha esposto i primi docenti a un sempre più complesso e delicato ruolo da coprire: quello di CONDURRE un laboratorio sempre più strutturato e ricco di HW / SW speciico per le diverse età e contesti scolastici. vLa Rete nella sua “sezione Under 14” cura le scuole del I ciclo che ormai rappresentano la metà degli Istituti aderenti. Proprio in questo settore bisogna avere molta attenzione a promuovere un corretto e eficace impiego di nuovi robot idonei a ampi utilizzi idonei a queste fasce d’età. I primi insegnanti della “Under 14” a cimentarsi nella Rete Robocup Jr Italia hanno operato col supporto formativo della dott.sa Simonetta Siega, che in vari ruoli ha partecipato della nascita e sviluppo della Robotica educativa nel I ciclo sin dal 2003/04. Dai seminari da essa tenuti negli aa.ss. 2011/12 e 2012/13 nelle scuole della Rete sono nate in tutta Italia valide esperienze che si vorrebbero replicare anche nel prossimo a.s. 2013/14. Il sempre maggior numero di richieste ha portato però il Comitato di Gestione della Rete, nella seduta del 19 aprile, a deliberare la organizzazione di un CORSO PER CONDUTTORE LRE (Laboratorio Robotica Educativa) nel I ciclo dell’Istruzione, per rispondere in modo strutturato alla domanda che giunge dalla Rete. Dificile pensare di proseguire a portare in giro per tutta Italia, scuola per scuola, la formazione: i numeri non lo permettono. E allora il Comitato Scientiico della Rete ha elaborato una proposta formativa per i docenti interessati a perfezionarsi in questo nuovo ruolo didattico, nel condurre i LRE. Il corso è pensato per docenti di scuole della Rete ma non solo, e progettato in modalità blended: 40 ore in presenza e poi a distanza sino alla conclusione in occasione della VI edizione della Manifestazione nazionale, nell’aprile 2014. Da questo percorso formativo – di immediata ricaduta e applicabilità nel proprio Istituto – usciranno docenti in grado di procedere in modo 141 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 sempre più incisivo e in contesti multidisciplinari sempre più articolati, sfruttando le potenzialità didattiche del LRE. Il corso è non solo di “aggiornamento” ma di “qualiicazione”, perché Rete di scuole (ai sensi art. 6 DPR 275/99) applica l’Autonomia per dare ai formati un titolo spendibile: quello di “conduttore LRE (Laboratorio di Robotica educativa)”, ovvero un insegnante attrezzato a essere di riferimento per la Robotica educativa nel proprio Istituto Comprensivo. Su di lui un Dirigente scolastico e un Collegio docenti possono poi contare per iniziative speciiche del POF. Ovviamente questo docente “formato” spenderà prima di tutto nella sua classe lo strumento didattico della “robotica educativa”, che come metodo didattico è applicabile a tutti i curricoli, da lingua a matematica, passando per inglese e informatica ma anche per cittadinanza e costituzione. Nella scuola dell’Infanzia come nella scuola Media … e ovviamente nella Primaria. Questo docente “qualiicato” andrà a rappresentare una risorsa per attività extra-curricolari anche in altre scuole vicine, ovviamente compensate con fondi della scuola richiedente. Buona parte del corso è basata sul robot mOway, una novità per l’Italia che permette a costi assolutamente accessibili di coprire un’ampia programmazione di attività laboratoriali. E anche per questo il corso è aperto anche a aspiranti conduttori di LRE senza pregresse esperienze. STRUTTURA E CALENDARIO: • FASE 1 – settimana residenziale intensiva: 25-31 agosto – 40 ore. • FASE 2 – formazione a distanza: 15/9 – 15/12 su apposita area web. • FASE 3 – discussione tesi inale: 11 aprile 2014 nel contesto VI Robocup Jr Italia. La Rete Robocup Jr Italia per il progetto formativo si avvale delle collaborazioni con: • UniTo, che dal 2011/12 propone agli studenti di Scienze della Formazione un LRE. • se@ di UniFe, Centro di tecnologie per la comunicazione, l’innovazione e la didattica a distanza. • Centro per lo sviluppo delle Abilità Cognitive, convenzionato con l’Università Ca’ Foscari di Venezia. 142 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Per informazioni e iscrizioni segreteria@robocupjr.it 328 8877204 (lun-ven – ore uficio) web: http://www.robocupjr.it/3/?page_id=2803 143 Dalla Calabria all’intera Europa: la robotica creativa abbatte le frontiere e unisce i giovani Remo Scavello ITI “A. Monaco”, Cosenza remo.scavello@tin.it Il “Monaco” è un Istituto Tecnico Industriale Calabrese di antica tradizione, fortemente radicato in un territorio, la provincia di Cosenza, a notevole rischio di disagio giovanile e dispersione scolastica. Le attività curriculari dell’Istituto sono state da sempre orientate verso le tecnologie dell’automazione, all’interno dei corsi storici di meccanica ed elettrotecnica. Successivamente, verso quelle dell’informazione e della comunicazione (informatica, elettronica). Dal 2003 il Monaco fa parte della rete ENIS (European Network Innovative Schools). Accogliendo l’invito formulato dal MIUR per le scuole appartenenti a tale rete a sviluppare attività innovative, con particolare riferimento alla robotica, l’Istituto ha varato una serie di iniziative che lo hanno visto assumere, nel territorio e nell’intera regione, un ruolo di riferimento nell’ambito della robotica, sia in quella ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE cosiddetta ‘educativa’ che nella robotica basata sull’uso sinergico di tecnologie varie, spesso con soluzioni avanzate. Ad un primo periodo (2004-2008), caratterizzato da molteplici iniziative ed attività di collaborazione con scuole locali e reti di robotica nazionali, ha fatto seguito la felice intuizione che la collaborazione con scuole europee, attraverso le misure previste dall’Unione Europea, avrebbe dato ai giovani cosentini grandi possibilità di arricchire il proprio bagaglio culturale e tecnologico. La partecipazione al programma europeo LLP (Life Long Programme) attraverso due Comenius multilaterali, EUROV e MITEU, ha dato agli studenti ed ai docenti del ‘Monaco’ la possibilità di allargare gli orizzonti applicativi delle loro conoscenze tecniche, in particolare di quelle robotiche, attraverso un contatto continuo ed una collaborazione costruttiva con giovani di tutta Europa, coniugando in modo originale le competenze tecniche con la creatività. EUROV (EUropean ROVer, 2007-2009) è stato svolto in partenariato tra sei scuole di Italia, Francia, Germania, Portogallo, Polonia, Spagna. Finalità di EUROV è stata la progettazione e realizzazione di un prototipo di rover, replicato in un esemplare per ogni scuola partecipante, auto costruiti e controllabili sia in locale che in remoto via web. Una stretta integrazione, quindi, tra tecnologie robotiche (elettronica, meccanica, informatica) e della comunicazione. MITEU (Music Innovation Technology European Show, 20092011) ha avuto come obiettivo la progettazione e realizzazione di uno show musicale-multimediale eseguito da una ‘band transnazionale’ formata da docenti e studenti di Italia, Francia, Germania, Grecia, Romania, Lettonia, Rep. Cecha. Tutto l’impianto musicale, scenograico, multimediale, le tecnologie di scena, compreso l’uso di robot per l’arricchimento delle stesse, è stato interamente deinito e realizzato dai partecipanti, con largo uso delle TIC anche per lo scambio a distanza di dati e informazioni di progetto e per l’apprendimento e l’arrangiamento dei brani musicali. 145 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Progetto EUROV: Il progetto in sintesi Titolo Programma Durata Anno di avvio Promotore Partner Sito web Sintesi del progetto Principali prodotti EUROV – EUropean ROVer LLP – Comenius Biennale 2006 Lycee Luis Armand – Nogent sur Marne (Francia) Italia, Francia, Germania, Polonia, Spagna, Portogallo www.eurov.fr (non più attivo) Progetto e realizzazione collaborativa di sei rover pilotabili sia in locale che in remoto tramite Internet. Il sistema tecnologico di ‘esplorazione tra scuole’ realizzato permette un contatto permanente tra giovani europei appartenenti a scuole e realtà socio-culturali diverse. La realizzazione del progetto ha permesso di mettere in campo, in una applicazione pratica articolata su diverse aree tecnologiche, le competenze e le abilità normalmente acquisite nei percorsi didattici. • • • • Sei rover. Un sistema software di controllo locale e a distanza tramite web. Un glossario tecnico. Un sito web. Il coinvolgimento delle scuole italiane Insegnanti coinvolti nella progettazione 146 2 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Insegnanti coinvolti nella partecipazione ai corsi Insegnanti coinvolti nell’eroStudenti coinvolti nella mobilità 4 4 32 Come noto, i ‘rover’ sono quella tipologia di robot utilizzati per effettuare esplorazioni in località lontane e/o non raggiungibili dall’uomo. Tipico esempio è quello spedito ad esplorare la supericie di Marte. EUROV, analogamente, ha voluto creare una rete di sei rover, uno per ogni istituto europeo partecipante, costituenti un sistema di esplorazione tra queste scuole e dando, quindi, una possibilità di collegamento e contatto tra giovani europei di diversa nazionalità. Suddivisione dei task Uno dei motivi alla base del successo dell’idea progettuale è stato certamente quello di avere rispettato le competenze e le peculiarità di ogni singola scuola nella individuazione e assegnazione dei rispettivi compiti. Il rispetto del ‘background’ e delle vocazioni didattiche di ogni istituto ha assicurato, inoltre, una ricaduta didattica positiva duratura nel tempo. Con questi presupposti, i vari task sono così stati distribuiti: • Francia: struttura meccanica. • Germania: schede elettroniche a bordo del rover e loro programmazione. • Spagna: sistema di alimentazione. • Portogallo: sensoristica. • Polonia: realizzazione del sito web con glossario. • Italia: realizzazione del software per il controllo in locale e in remoto. Struttura del rover Ogni rover è stato dotato di: • struttura meccanica basata su 6 ruote, di cui 4 motrici e orientabili tramite servomotori, • sistema wii per il collegamento al rete e/o al PC locali, • sensori per il rilevamento di ostacoli e ‘vuoti’ nel percorso, 147 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 • sensori di temperatura e direzione, • scheda interna elettronica per la ricezione e l’invio di comandi e dati verso/dal PC, • pannello ad energia solare per la ricarica delle batterie interne, • una web cam IP, orientabile pan-tilt. Un software di controllo su PC rende possibile la gestione dei movimenti sia in locale, tramite wi-i, che in remoto tramite rete Internet. Nell’immagine, lo schema a blocchi generale e di collegamento alla rete locale. Fig, 1 – La struttura: [1] PC, [2] wii access point, [3] microcontroller, [4] motori-sensori, [5] IP web-cam, [6] ROVER, [7] rete locale, [8] Internet. Il pannello di controllo L’idea del controllo tramite web, di cui l’ITI Monaco è stato propositore e realizzatore, nasceva da una precedente esperienza, ‘Laboratorio remoto controllabile via web’ (presentata a Didamatica 20041) e dimostrata praticamente nella manifestazione TED – Genova 2004. Con questo ‘background’ l’ITI ha sviluppato lo schema e le funzionalità del pannello, che ha assicurato le seguenti prestazioni principali: • rilevazione in tempo reale dei rover attivi nelle altre scuole remote; • possibilità di scegliere quale rover pilotare, tra il proprio in locale oppure uno di quelli disponibili in remoto in una delle altre scuole 1 Palumbo – De Nardi – Scavello ‘Laboratorio didattico comandato in remoto via web’- Atti di Dida- matica 2004. 148 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE europee partner del progetto; • gestione delle password, automaticamente aggiornate dal sistema, per le operazione di login; • invio dei comandi da tastiera per la movimentazione del rover; • ricezione delle immagini e dei dati ambientali (sensori) provenienti dal rover sotto controllo; • impostazione dei parametri TCP/IP per la gestione delle connessione di rete. Il software di controllo è stato realizzato in ambiente LabView della National Instruments. Fig. 2 – Il pannello di controllo La tecnologia Datasocket, integrata in tale ambiente di sviluppo, ha permesso lo scambio dei dati provenienti dai singoli pannelli di controllo di ogni scuola. 149 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 3 – La tecnologia Datasocket Datasocket signiica utilizzare un server come una ‘bacheca’ raggiungibile da qualsiasi parte del web, dove pubblicare e leggere tutti i dati che ogni rover, tramite i rispettivi pannelli di controllo, pubblica per rendere possibile la connessione e il controllo: • indirizzi IP, • disponibilità ad essere controllati, • password per il login. Le ricadute didattiche Gli allievi che hanno lavorato per circa due anni sulle varie fasi del progetto, in una continua collaborazione e sinergia con altri studenti europei, hanno percorso un esempio di progettualità concreta. Il sistema tecnologico realizzato era, alla ine delle attività ‘uficiali’, perfettamente funzionante e attinente alle speciiche iniziali, se pur suscettibile di essere aggiornato in accordo all’evoluzione delle tecnologie impiegate e di rappresentare, quindi, un continuo ‘caso’ di studio anche per le classi che si sono succedute e si succederanno negli anni. 150 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 4 – Il Rover! La ricaduta didattica nelle normali attività curriculari delle scuole partecipanti è stata, infatti, garantita dalle seguenti scelte strategiche: • la suddivisone e attribuzione dei singoli task alle singole scuole secondo le rispettive peculiarità, • la realizzazione dei rispettivi compiti durante le normali attività curriculari e nelle strutture laboratoriali interne alla scuola, • ove possibile, l’utilizzo di dispositivi standard, come per esempio quelli per la connessione wireless. La correttezza di tali scelte è stata confermata dal fatto che la struttura realizzata nel progetto è ancora, a distanza di qualche anno dalla ine uficiale delle attività, ripetutamente utilizzata come esempliicazione pratica di argomenti curriculari. Per esempio, nel caso del nostro Istituto, l’uso a un livello più ‘profondo’ delle tecnologie e dei protocolli di rete, la gestione dell’indirizzamento in rete pubblica e privata, la gestione delle connessioni, hanno costituito e continuano a costituire opportunità di veriica pratica di argomenti svolti ogni anno nella normale programmazione didattica. 151 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 A conferma della bontà dell’idea progettuale, EUROV ha ottenuto l’ EQuality Label come miglior Comenius nell’annualità 2009. Del progetto, di fatto, sono stati apprezzati diversi aspetti peculiari, non solo sul fronte delle tecnologie utilizzate e sull’originalità dell’idea, ma soprattutto l’avere dato ai ragazzi appartenenti a scuole di realtà socio-culturali ed economiche diverse una comune opportunità di ‘progettualità pratica’ e una metodologia di lavoro basata essenzialmente sul ‘learning by doing’. Il lavoro di gruppo, in una concezione di ‘gruppo’ allargata a più scuole distanti tra loro, ha favorito ‘l’apprendimento cooperativo’ esteso ad una area costituita dall’intera Europa. Tale modalità di lavoro ha trovato nelle attuali e così diffuse tecnologie della comunicazione, un eccezionale facilitatore delle attività previste. Infatti, il naturale ‘sottotitolo’ del progetto è stato unanimemente individuato in ‘Le tecnologie per comunicare’. Progetto MITEU: Il progetto in sintesi Titolo Programma Durata Anno di avvio Promotore Partner Sito web 152 MITEU SHOW – Music Innovation Technology European Show LLP – Comenius Biennale 2009 ITI “A. Monaco” Cosenza Italia, Francia, Germania, Grecia, Polonia, Rep. Ceka, Lettonia http://www.mit-eu-show.com ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Sintesi del progetto Principali prodotti Ideazione e realizzazione di uno show multimediale con utilizzo di tecnologie varie (ITC, elettroniche, meccaniche) per l’apprendimento a distanza dei brani, il controllo degli effettigraia. Esecuzione dello show in tre date: Essen (Germania) – 10/12/2010, Parigi (Francia) – 1/2/2011, Cosenza (Italia) – 1/4/2011 DVD e CD inali per la documentazione di tutte le attività. Sito web. Il coinvolgimento delle scuole italiane Insegnanti coinvolti nella progettazione Insegnanti coinvolti nella partecipazione ai corsi Insegnanti coinvolti nell’eroStudenti coinvolti nella mobilità 4 3 4 40 MITEU SHOW (Music Innovation Technology European Show), è un Comenius multilaterale completamente ideato e coordinato dall’Istituto ‘Monaco’, che ha voluto dare agli allievi di sette scuole europee la possibilità di mettere in gioco le proprie competenze e le proprie abilità tecniche in un contesto creativo molto vicino alla sensibilità e, di fatto, alla vita degli adolescenti appartenenti a realtà socio-culturali diverse: la inalità del progetto è stata infatti l’organizzazione di uno show musicale, con l’utilizzo di una vasta gamma di tecnologie per la costruzione e la gestione ‘live’ anche degli apparati di scena. Nelle intenzioni iniziali era prevista la semplice esecuzione di qualche brano musicale utilizzando lo stretto ambito normalmente disponibile negli istituti scolastici (aula magna o teatrino scolastico). L’entusiasmo mostrato da tutti i partecipanti, unitamente alla creatività e la necessità di esprimersi di cui i nostri allievi sono quasi sempre dotati, ha fatto si che i prodotti realizzati siano alla ine andati, come quantità e come qualità, oltre ogni più rosea aspettativa. Lo show è stato quindi ospitato in importanti teatri comunali in tre di- 153 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 verse date: Essen (Germania) – Dicembre 2010, Parigi – Febbraio 2011, Cosenza – Aprile 2011. Più di un centinaio di studenti e docenti sono stati, quindi, coinvolti in un piccolo ma fortemente impegnativo ‘tour’. Brani musicali Le intenzioni iniziali di eseguire semplicemente qualche brano musicale di artisti famosi sono state ampiamente superate dalla inventiva e dal talento dei numerosi partecipanti: nella iniziale scaletta, che prevedeva l’esecuzione di sei brani di Pink Floyd, AC/DC, Marrillion, si sono aggiunti altrettante composizioni originali completamente ideate dai partecipanti. L’arrangiamento degli stessi brani è avvenuto ‘a distanza’ con un intenso uso delle tecnologie della comunicazione: i partecipanti sono stati impegnati in un utilizzo quasi quotidiano del web per uno scambio di registrazioni di strumenti musicali, voci, sonorità, tracce audio e MIDI. Questo ha permesso di condividere e mettere a punto i brani, superando la dificoltà della distanza e dei pochi giorni disponibili per i meeting. Sono stati utilizzati, per questo e in modo intensivo, normali software di editing audio e sequencer audio-MIDI ampiamente disponibili nella dotazione informatica ‘domestica’ dei nostri allievi. Scenograia La realizzazione delle scenograie ha avuto un peso, nella economia del progetto, non meno rilevante. E’ stato realizzato, per ogni brano musicale, un video originale e/o delle graiche, che hanno contribuito a coinvolgere a fondo lo spettatore anche nel signiicato di tutto il lavoro. Ancora una volta, sono stati utilizzati software di computer graica ed editing video spesso facenti parte del normale curriculum didattico delle scuole partecipanti. Lo stesso controllo delle luci e di piccoli laser di scena ha impegnato non poco i ragazzi che, anche in questo settore, hanno mostrato come le competenze scolastiche possono essere utili e gratiicanti, se utilizzati con creatività e fantasia. E’ stato messo a punto, quindi, un sistema di controllo come schematizzato nella seguente igura. 154 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Fig. 5 – Miteu Show a Parigi Un sequencer audio-MIDI sul computer (1) trasmetteva i contributi video e audio al sistema di proiezione e ampliicazione di sala. Contemporaneamente, messaggi MIDI in uscita venivano mandati sia ad una centralina DMX – dimmer (3) per l’attivazione delle luci di scena (4), sia ad un secondo computer (2) ospitante un software di controllo, realizzato in ambiente Labview che, in base ai messaggi MIDI ricevuti, gestiva tramite connessione wi-i la movimentazione del rover e alcuni altri robot ‘omnidrive’ (5) con a bordo luci ed effetti vari. Il tutto, quindi, assicurava la perfetta sincronizzazione tra audio, video, attivazioni luci e movimentazione robot. 155 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 6 – Il sistema di controllo dello stage Robot di scena Il ‘ilo narrativo’ dello show è stato basato sull’interazione tra uomo e robot e sui possibili pericoli che un uso errato delle tecnologie può avere nella nostra vita. Potrebbero i robot prevalere sull’uomo? La proiezione di alcuni momenti del ilm ’2001:Odissea nello Spazio”, accompagnati dall’esecuzione di musiche dei Pink Floyd, hanno stimolato lo spettatore ad una rilessione su queste tematiche. “Can we live together?”, questa la domanda centrale dello show. 156 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Per rappresentare in modo creativo questo ilo conduttore, è stato fatto uso di diversi robot: • il rover del precedente progetto Eurov, comandato in wi-i dal sistema di controllo e sincronizzato con la musica; Fig. 7 Il rover in scena • diversi Robonova, opportunamente programmati e anch’essi sincronizzati con le coreograie di scena e con la performance musicale Fig. 8 – la danza dei robonova 157 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 • un dirigibile di notevoli dimensioni, telecomandato in radio frequenza, volteggiando nello spazio teatrale ha lasciato esterrefatti gli spettatori; Fig. 9 – Il dirigibile in scena • diversi robot autocostruiti, utilizzato degli ‘omnidrive’ come base, su cui sono state installate delle strutture luminose. Gli omnidrive hanno permesso una movimentazione veloce, così come era richiesto per realizzare le coreograie di scena. Fig. 10 – Robot in scena 158 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Documentazione Alla ine delle attività, sono stati realizzati, sempre con l’uso di competenze e software comunemente trattati nei programmi scolastici: • un sito web, • un CD contenente tutti i brani musicali, • un DVD con il completo racconto di tutte attività, in particolare dei live show. Questi prodotti sono rimasti una testimonianza indelebile di una esperienza tecnologica ed umana che ha arricchito la crescita professionale ma, soprattutto, umana dei protagonisti del progetto. 159 La curatela online di contenuti digitali: una nuova possibilità per lo sviluppo della competenza digitale Antonio Fini Dirigente scolastico – Istituto Comprensivo di Arcola-Ameglia www.icarcolaameglia.it - antonio.ini@gmail.com – preside@icarcolaameglia.it Cari amici, dunque il web a quale versione è arrivato? Da quasi dieci anni si parla infatti di web 2.0 e ci sono stati accenni a versioni successive, che per la verità per il momento non hanno avuto il medesimo successo L’idea di base del web 2.0, quella che giustiicava il “cambio di versione” era il passaggio dalla comunicazione uno-a-molti, caratterizzata dai siti web-vetrina realizzati da professionisti o comunque da esperti informatici, a quella molti-a-molti, un web nel quale tutti possono essere contemporaneamente autori e fruitori. Si è quindi assistito al proliferare di servizi web di ogni tipo, come blog, wiki, cloud, social network ecc. che certamente hanno consentito e consentono tuttora a moltissimi utenti di essere facilmente autori e di produrre e condividere contenuti, ma hanno anche implicato il conseguente aumento esponenziale delle informazioni disponibili in rete. Il problema più importante oggi sembra quindi non tanto quello di avere una “presenza” in rete, facilmente ottenibile da chiunque, senza necessità di particolari competenze tecniche, quanto la selezione delle informazioni rilevanti. Il pericolo è infatti il sovraccarico informativo, un ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE rischio sempre in agguato rispetto al quale soprattutto i giovani (che siano o meno nativi digitali poco importa) sembrano avere scarse difese. Le tecniche per (tentare di …) ovviare al diluvio informativo sono diverse e sostanzialmente si possono inquadrare in due macro-orientamenti principali. Il primo è riferito a sistemi automatici, basati su algoritmi anche molto soisticati, i quali, facendo tesoro di una serie di dati forniti più o meno consapevolmente dall’utente stesso (ad esempio, la memorizzazione di tutte le stringhe usate in un motore di ricerca) promettono di interpretare i nostri bisogni informativi, selezionando per noi quello che potrebbe interessarci. E’ la tecnica del “forse potrebbe interessarti anche…”, suggerimenti che vediamo spesso comparire negli ambienti online che frequentiamo. La seconda modalità, sulla quale ci soffermeremo in questo articolo, si fonda invece soprattutto sull’intervento umano e recupera ad un nuovo signiicato il concetto di “curatela”. Il termine “curatore” è storicamente associato all’arte e alla cultura. Un curatore può avere la responsabilità di un museo, di una biblioteca, di una galleria d’arte e, di solito, tra i suoi compiti c’è anche la selezione e il mantenimento delle opere da esporre e gestire nell’istituzione culturale. Più recentemente, il concetto è stato esteso ai contenuti digitali, mantenendo praticamente intatto il senso originale: un curatore digitale è oggi chi “continuamente trova, raggruppa, organizza e condivide i contenuti migliori e più pertinenti riguardo problematiche speciiche”. E’ importante soffermarsi su ogni termine utilizzato nella deinizione proposta da Robin Good: • “Continuamente”: l’aspetto continuativo è particolarmente signiicativo: una curatela digitale non può mai essere statica. Il problema è proprio quello della continua produzione di nuovi contenuti che devono essere selezionati. • “Trova”: l’elemento della ricerca è ovviamente fondamentale. I contenuti devono prima di tutto essere ritrovati. • “Raggruppa, organizza e condivide”: l’aspetto dell’aggregazione dei contenuti è la caratteristica fondamentale della curatela online. Il curatore produce infatti una pagina web che, costantemente aggiornata, tiene insieme i contenuti relativi ad uno speciico argomento. • “migliori e più pertinenti”, “riguardo problematiche speciiche”: è l’altro aspetto nel quale si esplica la capacità del curatore di se- 161 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 lezionare e individuare la pertinenza e l’importanza dei contenuti, che saranno relativi ad un particolare ambito, un “topic”, di solito molto ristretto. In sintesi, l’idea è piuttosto semplice: mi interessa un certo argomento, ad esempio “le Open Educational Resources – OER” (tema del quale ci siamo occupati spesso anche su Bricks), allora potrei pensare di “curare” questo argomento selezionando, aggregando e condividendo articoli, post di blog, contenuti di ogni altro tipo relativi a questo argomento che ritengo signiicativi e utili. Naturalmente, altri utenti potranno accedere al prodotto della mia curatela, costituendo a loro volta una sorta di social network. E’ altrettanto ovvio che ognuno può anche limitarsi ad utilizzare contenuti curati da altri, sfruttando così semplicemente un iltro già operativo, sulla base della “iducia” che si ripone nel curatore stesso. Il concetto è piuttosto simile a quello del social bookmarking, rispetto al quale si aggiungono nuove funzionalità e di solito anche un aspetto graico più accattivante. I servizi online di curatela (in inglese: “content curation”) hanno adottato generalmente la metafora della “rivista” (magazine) o del “giornale quotidiano” per cui il curatore assume anche il ruolo di impaginatore. Il curatore quindi non è, a rigore, un “creatore” di contenuti, come del resto non era, nell’accezione originale, un artista o un autore. E’ piuttosto un “selezionatore” che mette insieme materiali già esistenti, li aggrega e li ripropone condividendoli. I due servizi di curatela online più noti sono Scoop.it e Storify. Scoop.it: è un servizio gratuito, dal funzionamento ormai tipico dei sistemi cloud (tutto online, ci si registra e si comincia a creare i propri “canali informativi” che si intende curare). Tornando all’esempio già proposto (le OER), esistono diversi “scoop” relativi a questo tema, tra cui quello che seguo personalmente da tempo, curato da Andreas Link: 162 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Come si vede, dalla igura, la pagina propone una serie di articoli, incasellati come “articoli di giornale” in una “prima pagina”. Ogni articolo è leggibile direttamente ma costituisce anche un link al contenuto originale. I pulsanti in alto consentono ulteriori operazioni di selezione (“Filter”) ma permettono anche di suggerire al curatore un nuovo contenuto (“Suggest”) oltre all’immancabile possibilità di condividere ulteriormente la pagina (“Share”). Ogni utente registrato può quindi “iscriversi” e seguire diversi canali, rimanendo così aggiornato sulle novità, attraverso i consueti mezzi (RSS o email). Sono naturalmente presenti i vari collegamenti con i social network più popolari come Facebook o Twitter e sono già disponibili le app sia per iOs che per Android, che consentono quindi anche l’uso da dispositivi mobili e da tablet. Storify: il funzionamento è del tutto simile a quello di Scoop.it anche se la ilosoia di fondo del servizio è più orientata alla costruzione di “storie” e timeline relative ad uno speciico argomento. Anche l’aspetto graico è naturalmente diverso, anche se l’organizzazione generale è piuttosto simile. L’utilizzo nella didattica dei servizi di curatela può essere decisamente 163 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 interessante: in primo luogo un utilizzo “passivo”, come fruitori di contenuti già selezionati da altri è un primo passo, utile anche per i docenti stessi che potrebbero “seguire” argomenti di speciico interesse trovando giornalmente contenuti nuovi e sempre signiicativi. Il passaggio successivo è naturalmente l’utilizzo attivo che può essere anche in questo caso del docente ma anche direttamente degli alunni. Si è già ricordato, anche in questa stessa rubrica, come l’uso del web in quanto serbatoio illimitato di risorse sia certamente utile ma spesso non suficiente per ottenere un apprendimento davvero signiicativo: il ragazzo che esegue una ricerca su Wikipedia (purché inalizzata ad una rielaborazione e non al banale copia-incolla!) attiva certamente una serie di abilità di buon livello ma se lo stesso alunno è chiamato ad aggiornare o a creare una nuova voce, l’impegno e le competenze che può sviluppare risultano certamente di ordine superiore. Nell’ottica della competenza digitale e in particolare degli aspetti legati alla cosiddetta “information literacy”, ovvero la capacità di accesso critico all’informazione (sapere selezionare e esprimere giudizi sull’afidabilità, la pertinenza, la qualità delle risorse trovate, sapere organizzare e ristrutturare le informazioni, essere in grado di condividerle con altri e collaborare in rete) si potrebbe quindi pensare proprio alla curatela come esercizio per lo sviluppo di questo tipo di competenza. Ad esempio, su Scoop.it si possono già trovare alcuni primi esempi d’uso, e anche qualche articolo che spiega in modo dettagliato come usare in classe uno strumento che forse non ha ancora la popolarità dei noti social network ma che sta assumendo una crescente importanza: una semplice ricerca su Google con le chiavi “scoop.it scuola” fornisce già più di una pagina di risultati. 164 Londra, 16 maggio 2013: lancio della NEW ECDL interviste di Pierfranco Ravotto pierfranco.ravotto@gmail.com Il forum annuale della Fondazione ECDL si è tenuto a Londra il 16 maggio, ed è stato dedicato al lancio della Nuova ECDL. Damien O’Sullivan, Chief Executive della ECDL Foundation, l’ha presentata così: “New ECDL is our commitment to changing with the needs of our candidates and the requirements of the workplace”. BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Riferirsi ai bisogni dei “candidates”, delle persone che intendono acquisire la patente d’uso del computer – la si chiami in Europa ECDL, European Computer Driving Licence, o negli altri continenti ICDL, International Computer Driving Licence – è per la Fondazione, riferirsi ai bisogni di tanti, visto che dall’avvio del programma, nel 1996, sono 13 milioni le persone che, in 100 paesi, hanno scelto ECDL per certiicare le proprie skill digitali. Un ruolo, quello della Fondazione, che è stato evidenziato dal VicePresidente della Commissione europea Neelie Kroes che, commentando il ruolo della stessa a sostegno dell’Agenda Digitale, ha detto: “The ECDL Foundation has worked for a long time to boost Europe’s ICT skills and has done a great job.” Fig. 1 – Daniel O’Sullivan presenta, al forum 2013 della Fondazione, la NEW ECDL Il Chairman della ECDL Foundation, Jim Friars, ha aggiunto a presentazione della nuova iniziativa: “The programme has evolved many times since it began in 1996, and I believe it continues to stay true to its intended and original purpose: to provide skills for work, and skills that work”. La New ECDL, è stato detto, è una forte modiica di ECDL, sviluppata per adeguarla ai cambiamenti tecnologici e alle richieste del mercato. Durante il Forum è stato evidenziato come gli aspetti più rilevanti siano una maggiore lessibilità, un adeguamento al lifelong learning e un maggior numero di moduli. 166 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE Maggiore lessibilità La nuova ECDL offre una certiicazione più lessibile con l’introduzione del cosiddetto proilo ECDL che consente ai candidati di costruire il proprio proilo con i moduli che considerano più adatti. Questo permette una certiicazione di competenze adatta ad un particolare percorso scolastico o ad uno speciico lavoro. Lifelong learning Un proilo ECDL può essere sviluppato e aggiornato nel corso del tempo. La nuova ECDL incoraggia l’apprendimento permanente e il continuo sviluppo delle competenze digitali. Per questo cambiano le caratteristiche della Skills card che viene acquisita una volta per tutte, Nuovi moduli Sono stati sviluppati nuovi moduli ed è stata deinita una nuova struttura modulare che permette al candidato di scegliere fra 15 differenti moduli. Fig. 2 – Un’immagine di pubblicizzazione della nuova ECDL, pubblicata sulla pagina Facebook della ECDL Foundation. Chiedo a Paolo Schgör, che in AICA è il responsabile delle certiicazioni, di spiegarci in cosa consistono queste novità. 167 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Fig. 3 – L’intervento di Paolo Schgör al convegno di Londra. “Nella Nuova ECDL cambia il sistema di certiicazioni. In primo luogo c’è un proilo ECDL base, che corrisponde in qualche modo all’attuale ECDL Start. Anche in questo caso si tratta di una certiicazione corrispondente al superamento di 4 moduli, che adesso sono però issi e sono i seguenti: • Computer Essentials. • Online Essentials. • Word Processing. • Spreadsheets. Come vedi due di essi – Computer essentials e Online essentials – sono nuovi. Volendo sempliicare potremmo dire che il primo deriva da un accorpamento ed aggiornamento dei tradizionali moduli 1 e 2 e che il secondo è una rideinizione, aggiornata ai tempi, del tradizionale modulo 7. Dunque il proilo base riguarda l’uso dei dispositivi e della rete, la creazione e gestione dei ile, la protezione dei dati e la sicurezza sul web, la ricerca delle informazioni, le comunicazioni e-mail e la partecipazione a comunità online, l’uso di strumenti per la scrittura e per il calcolo. A partire da lì si può conseguire il proilo ECDL standard, costituito come adesso da 7 moduli. Ma con la Nuova ECDL ciascuno può scegliere i 3 moduli da aggiungere ai 4 base in un insieme composto dai seguenti: Online collaboration. 168 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE • • • • • • • Presentation. Using Databases. Web Editing. Image Editing. Project Planning. IT Security. 2D Computer Aided Design. Anche qui moduli già esistenti ed altri nuovi. Noi, in Italia, abbiamo deciso di suggerire che i tre moduli da aggiungere per arrivare al proilo standard siano “Presentation”, “Online collaboration” e “IT Security”. Ma, nella logica dell’apprendimento permanente e del proilo individuale di ogni candidato, ciascuno è libero di sceglierne altri tre, tenendo conto del corso di studi intrapreso e dei propri interessi”. Ma si può andare oltre i 7 moduli. “Certo. Ognuno può personalizzare il proprio proilo – e quindi la propria certiicazione – aggiungendovi altri moduli fra quelli proposti da CEPIS. Oppure scegliendo dall’elenco dei moduli disponibili in Italia che è molto più ampio: c’è il CAD 3D, ci sono i tre moduli della certiicazione Multimedia, ci sono i moduli GIS, siamo fra i primi ad aver localizzato ECDL Health. Inoltre si può aggiungere il modulo DCA (Digital Competence Assessment). Sai bene che AICA ha sempre mostrato attenzione anche alle componenti cognitive e culturali della competenza digitale. Nel lavoro di “localizzazione” del Syllabus 5 avevamo aggiunto una sezione 1.0 di “Fondamenti”. Oggi questa parte è ulteriormente arricchita anche dalla dimensione etica, ed entrambe sono comprese nel modulo di certiicazione aggiuntivo sviluppato in collaborazione con il gruppo di ricerca del prof. Calvani (Università di Firenze); in questo caso il risultato è un certiicato con 8 moduli che abbiamo chiamato ECDL Smart”. E cosa ne è dei moduli Advanced? “ECDL Advanced corrisponde ad una competenza di livello più alto (anche in termini di livelli EQF). Come è stato detto a Londra, la Fondazione prevede anche un proilo ECDL esperto, composto appunto da almeno tre dei quattro moduli: 169 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 • • • • Advanced Advanced Advanced Advanced Word Processing. Databases. Spreadsheets. Presentation”. Microsoft sarà contenta … “Bisognerebbe chiederlo a loro, ma in Italia non ci hanno mai mostrato grande simpatia, mentre invece in altri paesi ci sono esempi anche signiicativi di progetti congiunti. Il punto fermo è che i sillabi della Fondazione ECDL sono per deinizione indipendenti dall’ambiente software utilizzato, che può essere proprietario o libero. In Italia abbiamo sempre voluto dare concretezza a questa opzione, rendendo disponibili esami automatici anche su ambienti operativi “open source”, e non è un caso che i primi esami sperimentali della nuova ECDL siano già stati svolti questa primavera su piattaforma Ubuntu 12.04 + Libre Ofice (tra l’altro si tratta di candidati giovanissimi, una cinquantina di ragazzi della Scuola Media Confalonieri di Monza, che si appoggia al Test Center ECDL presso l’IIS Hensemberger)”. Fig. 4 – La costruzione del proilo personale in un’immagine tratta dal sito della Fondazione. 170 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE A Frank Mockler, che per la Fondazione è Head of Programme Standards, chiedo informazioni, in particolare sui nuovi moduli. “Siamo sempre alla ricerca – mi risponde – di aree tecnologiche emergenti, in cui gli utenti possono beneiciare di una certiicazione. La proliferazione di dispositivi, il proliferare di servizi on-line, e la transizione dei dati verso il cloud erano le tre tendenze, di particolare importanza, in atto negli ultimi anni. Abbiamo visto che la gente ne fa uso in un contesto lavorativo e abbiamo deciso che aveva senso deinire un syllabus ed una speciica certiicazione. quella dell’Online collaboration. Ma è sempre più importante anche il tema della sicurezza e della protezione dei dati. Ecco quindi che abbiamo aggiornato il modulo sulla Sicurezza IT” Come procede la Fondazione per deinire Syllabus e certiicazione? “Per deinire un syllabus abbiamo un processo ben deinito. Si inizia con la deinizione dei principi fondamentali per il modulo, e poi li si passa a un gruppo di lavoro costituito da esperti. Si tratta di professionisti ICT che lavorano come insegnanti, formatori, consulenti e manager di aziende ICT. Sono loro a decidere cosa deve essere incluso in un nuovo modulo e quando un modulo deve essere aggiornato”. Fig. 5 – Un’immagine del forum di Londra. 171 BRICKS - ANNO 3 - NUMERO 2 Marina Cabrini è una degli esperti che hanno lavorato per il CEPIS alla deinizione dei nuovi moduli. E’ una professionista informatica. Le chiedo come hanno lavorato. “Il primo passo è stato fondamentalmente una sessione di brainstorming. Ognuno di noi è stato munito di un blocchettino di post-it su cui abbiamo scritto i concetti e le abilità che dovevano restare nei moduli aggiornati, e quelli che avrebbero dovuto essere aggiunti. Abbiamo attaccato i post-it su una parete, li abbiamo ri-organizzati per argomento, abbiamo rimosso quelli che indicavano conoscenze o abilità a nostro avviso troppo complesse per un utente di base dell’ICT. Ci siamo ritrovati con tre diversi insiemi: due corrispondevano ai moduli da rinnovare – Computer essentials e Online essentials – ma c’era comunque materiale per un terzo modulo. Valutando insieme le abilità che un normale utente ICT dovrebbe avere quando ha a che fare con il cloud computing, con le applicazioni web, con i social network e gli ambienti di apprendimento on-line, con le APPS per i dispositivi mobili, ci siamo resi conto che tutti questi concetti e strumenti meritavano un modulo dedicato.” E così è nato il modulo Online collaboration. Cosa intendete con “collaborazione”? “Il termine ‘collaborazione’ può fare riferimento in generale sia a un progetto in cui molti computer lavorano insieme verso un determinato scopo, sia alla possibilità per le persone di interagire e collaborare tra di loro utilizzando il computer e Internet. Per questo nuovo modulo abbiamo esaminato le tecnologie e gli strumenti in generale, non solo le caratteristiche di quelli oggi più popolari, perché il ciclo di vita degli strumenti internet può terminare bruscamente. Pensa, ad esempio, a quanto velocemente Gmail ha ridotto il numero di utenti di Hotmail. Quindi il modulo è centrato sulle conoscenze e abilità che permangono, non sugli ambienti di moda”. E il modulo sulla sicurezza? “E’ fondamentale. Proprio la diffusione degli strumenti online crea un problema molto grande di sicurezza e di gestione della privacy: troppo facilmente gli utenti sono portati a credere che nulla di male possa acca- 172 ROBOTICA EDUCATIVA: UN METODO PER LA DIDATTICA LABORATORIALE dere se rendono disponibili i propri dati personali su Internet, o se non si proteggono da accessi indesiderati al proprio computer. Ma quante volte si è sentito di persone derubate dopo aver scritto su un social network di non essere presenti in casa in quel momento? E’ richiesta cautela, ma per questo bisogna conoscere i pericoli e i modi per evitarli”. 173