Laboratori STEAM con Arduino

Ci troviamo difronte ad un’evoluzione tecnologica estremamente veloce in continuo mutamento ed in questo contesto di rapida espansione, risultano essenziali l’adattamento e lo sviluppo di nuove competenze digitali. In un contesto così mutevole è necessario trovare strategie e strumenti di insegnamento idonei che permettano di fornire quelle abilità legate al pensiero logico e critico, alle competenze gestionali e capacità di comunicazione. (VAI AL CORSO)

L’assimilazione di competenze digitali pregiudica inevitabilmente che si insegni come risolvere problemi. Risolvere problemi pregiudica però avere abilità nel saper decomporre un problema, saper astrarre, saper costruire un algoritmo, ma quali strategie e strumenti bisognerebbe adottare quando si è in presenza di studenti fortemente demotivati, in cui l’insuccesso didattico deriva proprio dalla mancanza di queste abilità?

Nei molti anni di insegnamento, che mi hanno visto impegnato prevalentemente in scuole Professionali ed ITIS, mi sono sempre più spesso trovato nelle condizioni di dover insegnare non solo una materia tecnica, nel mio caso laboratorio di elettronica ed informatica, ma soprattutto ho dovuto insegnare ad imparare, cercando con diverse metodologie prevalentemente laboratoriali, di condurre gli studenti nella progettazione del loro apprendimento.

Sempre più spesso mi occupo di progetti didattici che ricoprono due ambiti:

1. costruzione di oggetti che permettono l’nterazione di oggetti fisici con il mondo reale, quello che viene chiamato: Internet delle cose (IoT) ovvero la connessione alla rete di diverse tipologie di oggetti fisici della nostra vita quotidiana, quindi non solo smartphone e tablet, ma soprattutto oggetti come: elettrodomestici, dispositivi medici, dispositivi indossabili e molto altro.
2. metodologie didattiche innovative di insegnamento che sfruttano le tecnologie elettroniche

Come motivare gli alunni?

Ma perchè far interagire gli oggetti con il mondo reale può essere una strategia di didattica laboratoriale utile?

Perchè gli studenti apprendono con più facilità e rapidamente se lavorano con oggetti fisici, inoltre è fortemente motivante progettare e costruire una macchina “intelligente” e farla funzionare.

Tutto ciò ha come diretta conseguenza la percezione da parte dello studente della materializzazione della propria competenza, ovvero lo studente percepisce l’evoluzione della propria competenza perchè “insegna”, ad un oggetto inanimato ad interagire con lui mediante l’uso dell’elettronica e dell’informatica e ciò permetterà di far comprendere l’importanza dei saperi di base essenziali per saper fare elettronica ed informatica, saperi che afferiscono alle discipline STEAM (matematica, fisica, chimica, ecc…).

L’oggetto IoT può diventare quindi, se manipolato correttamente dal docente, “l’attivatore della passione”.

In queste ultime settimane ho realizzato diversi “attivatori di passione”, penso ad alcuni utilizzati nei progetti di PCTO che stanno concludendo i miei studenti:

• la realizzazione di una serra idroponica in cui la pianta vive se lo studente riuscirà a realizzare il sitema di controllo, un sistema che permetterà alla pianta di “comunica” il suo stato (necessità di: acqua, controllo dell’acidità dell’acqua, livello di umidità, ecc…) attraverso i social come ad esempio telegram. Quindi responsabilità nei confronti di un essere vivente, da accudire;
• realizzazione di uno strumento elettromiografico che traduce gli impulsi elettrici rilevati su un muscolo facciale in comandi per un attuatore in grado di aiutare un ragazzo paraplegico per muovere un motore, un puntatore di un mouse, accendere una lampada e molto altro. Quindi responsabilità nei confronti di un essere umano con necessità specifiche.

La didattica laboratoriale

Ma quali strumenti tecnologici utilizzare per sviluppare una didattica laboratoriale in cui realizzare progetti simili a quelli descritti sopra, dove il fine ultimo è: insegnare a progettare il proprio apprendimento e diventare cittadini digitali consapevoli?

Ho negli anni sperimentato molte strategie, soprattutto negli istituti Professioali ed essendo insegnante di materie tecniche, ho cercato nella tecnologia uno strumento che catalizzasse la passione degli studenti e permettesse di recuperare allievi che avevano collezionato molti insuccessi scolastici.

La mia ricerca mi portò più di 10 anni fa ad utilizzare una piattaforma estremamente interessante: Arduino (https://www.arduino.cc/).

Arduino è una delle più affermate tecnologie open-source e open-hardware che sempre di più in questi ultimi anni viene utilizzata a scuola in attività laboratoriali nella secondaria di primo e secondo grado.

Arduino nasce come scheda elettronica fatta per NON elettronici, una scheda che doveva servire prevalentemente per prototipare oggetti, permettendo a chiunque di superare lo scoglio della complessità elettronica ed informatica, almeno nella prima fase di apprendimento della piattaforma, per produrre un prodotto da utilizzare in diversi ambiti: design, medico, umanistico, ecc…

Arduino può essere paragonata ad altre schede elettroniche che in questi anni stanno trovando ampia diffusione a scuola come: BBC micro:bit (https://microbit.org/) e Raspberry Pi (https://www.raspberrypi.org/).

Durante i molti anni di insegnamento di materie tecniche, Arduino mi ha permesso di trovare un ausilio didattico in grado di catalizzare interesse e passione da parte anche di studenti che avevano scarse competenze logiche matematiche o fortemente demotivati a causa di insuccessi scolastici.

Lo studente, usando Arduino, ha la percezione di realizzare oggetti complessi che riteneva di non poter costruire prima di conoscere questa piattaforma, ma il risultato più importante è la comprensione che le materie scolastiche in cui si sono sempre ottenuti insuccessi, possono essere essenziali per rendere il progetto ancora più interessante, quindi Arduino per il docente diventa uno degli strumenti di aiuto che può innescare lo studio interessato nello studente. L’uso di Arduino ha permesso di far comprendere all’allievo che, se è relativamente facile realizzare progetti con forte interazione con il mondo reale, ancora più interessanti potevano diventare quegli stessi progetti se le competenze nelle discipline STEAM fossero state maggiori.

Se io studente conosco la fisica e la chimica probabilmente saprò gestire progetti che hanno a che fare con l’IoT, la fisiologia umana, le arti, l’economia e molto altro.

Come dico nella presentazione del mio corso: LABORATORI STEAM CON ARDUINO

Le attività laboratoriali di “fabbricazione digitale” che fanno uso di Arduino, favoriscono lo sviluppo delle competenze metacognitive e relazionali, potenziamento del pensiero logico, della capacità di astrazione e di problem solving.

Ed aggiungo: la percezione che imparare è bello.

Quindi l’uso di Arduino diventa il pretesto per mettere in atto processi di analisi e autoanalisi e di messa in pratica di conoscenze e abilità.
Questa è ciò che ho visto e continuo a vedere durante le attività di laboratorio.

Ma è possibile che Arduino, una semplice scheda elettronica, possa fare tutto ciò?

Sì ne sono assolutamente convinto, l’evidenza si ha quando si vive il laboratorio ogni giorno, si percepisce negli studenti la sensazione che è bello imparare, perché imparare mi fornisce un immediato riscontro fisico di ciò che so e ciò che mi serve per far diventare “ancor più bello” il mio progetto.

Non si pensi assolutamente che Arduino è fatto per pochi addetti, non è l’oggetto che manipola solo l’insegnante di elettronica, è l’oggetto che usa l’insegnate di musica per far costruire strumenti musicali, è lo strumento che usa l’insegnate di arte per mostrare come creare installazioni di arte cinetica, è lo strumento che usano gli insegnanti di materie umanistiche quando vogliono sperimentare azioni di educazione civica in cui gli allievi devono progettare un ausilio per la disabilità per un loro compagno di classe, ma Arduino è anche lo strumento utilizzato costruire strumenti per comprendere i cambiamenti climatici.

Il corso

Nel corso LABORATORI STEAM CON ARDUINO, in programma dal 20 aprile 2021, mostrerò come costruire progetti didattici laboratoriali trasversali con Arduino, che coinvolgono tutte le discipline. Sarà possibile seguire il corso anche se non si dispone della scheda, ma il mio consiglio è quello di mettere mani subito sugli oggetti fisici in modo che si assimilino più velocemente le nozioni di base. Vi fornirò tutte le indicazioni e i dettagli tecnici per sapere dove e cosa acquistare per cominciare il proprio percorso di apprendimento e impostare le lezioni laboratoriali per i vostri studenti.

Vi aspetto quindi al mio corso.