Nel digital manufacturing assume un ruolo crescente la tecnologia di stampa 3D anche denominata additive manufacturing poiché si basa su tecnologie di produzione di tipo additivo, attraverso l’aggiunta di materiale in luogo delle tradizionali tecniche sottrattive (es fresatura, estrusione). L’ additive manufacturing è stato utilizzato per la prima volta nel 1986 attraverso l’invenzione della stereolitografia, una tecnica di prototipazione rapida in grado di realizzare oggetti tridimensionali a partire dall’elaborazione di un progetto realizzato da un software CAD/CAM. La caratteristica peculiare di questo processo produttivo (che ne ha determinato la portata disruptive sul mercato), ovvero l’operare per sovrapposizione di materiale, permette pertanto la riduzione o il totale annullamento degli scarti di produzione tipici dei metodi classici, operanti per fusione/modellazione. o sottrazione di materiale/fresatura: maggiore è la complessità dell’oggetto da realizzare, maggiori saranno i vuoti che lo compongono e, di conseguenza, minore diviene il costo di produzione con queste tecniche.
I Maker sono gli “artigiani digitali”, ovvero quegli inventori, autori e artisti che per passione progettano e autoproducono nei loro laboratori denominati “Maker spaces” o “FabLab” apparecchiature meccaniche, elettroniche, software open source, realizzazioni robotiche e tutto ciò che stimola il loro desiderio di innovazione. Il progetto “Maker School” analizza le specificità del modello di apprendimento proposto applicato alla didattica laboratoriale nella scuola. Le attività mirano a marcare le interazioni tra le modalità di lavoro degli “artigiani 2.0” e gli schemi di apprendimento attuali degli studenti. L’obiettivo è quello di verificare se gli strumenti innovativi sperimentati e le metodologie didattiche ad essi associate in classe, siano in grado di contribuire al superamento dei metodi di istruzione tradizionale frontale e sostenere una più attuale didattica innovativa in cui gli alunni diventano i protagonisti del proprio apprendimento. Le attività di tipo “Maker” sono in grado di potenziare lo sviluppo delle competenze logico-matematiche, scientifiche, linguistiche, e soprattutto di far emergere le meta-competenze e le soft-skills. Questa modalità di lavoro può incoraggiare gli studenti a un approccio più partecipativo e coinvolgente. Può aiutare gli insegnanti e gli studenti a sviluppare il senso di appartenenza alla scuola, grazie a momenti formativi in cui i ruoli si ammorbidiscono e la collaborazione fra pari è facilitata; suggerisce il riuso degli oggetti, l’ottimizzazione delle risorse e un approccio positivo alla risoluzione dei problemi dove l’errore è un momento di riflessione e non un fallimento. Le attività di progettazione e realizzazione di prodotti costituiscono inoltre un ponte tra l’ambiente scolastico e il mondo esterno, poiché forniscono agli studenti competenze evolute e facilmente spendibili fuori dalla scuola. A livello didattico, l’oggetto e il suo processo di creazione divengono un pretesto per mettere in atto processi di analisi e autoanalisi e di messa in pratica di conoscenze e abilità. I risultati ottenuti in classe con questo tipo di attività vengono valutati esaminando il loro contributo sul livello formativo, sullo sviluppo delle competenze metacognitive e relazionali, sul potenziamento del pensiero logico, della capacità di astrazione e di problem solving.Le caratteristiche principali riferibili a questo genere di attività sono tre:
- una metodologia Tinker-ing, rappresentata dal ciclo di design Think- Make – Improve (pensa- crea-migliora) che prevede una prima fase di ideazione, una seconda fase si realizzazione e una fase finale di verifica e miglioramento; l’ultima fase porta alla ridefinizione del progetto iniziale e delle idee assunte in partenza. In questa attività ciclica l’errore e le ipotesi sbagliate offrono la possibilità di
- una filosofia Share-ing aperta alla collaborazione e alla condivisione della conoscenza piare il lavoro già fatto non significa “barare”, al contrario è un’attività promossa, che sostiene e facilita il dialogo, che incoraggia i ragazzi a non temere gli sbagli, corretti dai loro stessi compagni. In questo contesto trovano spazio l’autoregolazione sociale, l’assertività e la responsabilità.
- un approccio Haker-ing che prevede di analizzare il funzionamento di certi oggetti, di scomporli e ricomporli e di utilizzare la conoscenza acquisita per creare cose
Finalità e obiettivi
I laboratori creativi si svolgeranno in tre Fasi, e ciascuna Fase si basa sulla metodologia “tinkering”, ovvero sul ciclo “Think-Make-Improve” (TMI): ideazione, creazione e miglioramento di quanto fatto.
Attraverso l’applicazione del ciclo TMI, si accresce la consapevolezza che studiando, provando e sbagliando si arriva al risultato voluto. Si applica il ciclo, perché il prodotto della Fase può sempre essere migliorato, ripartendo dal progetto, con un approccio positivo alla risoluzione dei problemi (esorcizzando la paura di non fare le cose bene e subito, in un clima non competitivo), dove l’errore è un momento di riflessione e non un fallimento.
l lavoro di risoluzione del problema costruttivo va fatto in gruppo, sia per ottimizzare le risorse, sia per favorire / costruire dinamiche di lavoro di gruppo, che promuovano le competenze comunicative e relazionali e l’apprendimento collaborativo (con il metodo cooperative learning).
Indispensabile in questa attività è la collaborazione e la condivisione della conoscenza in perfetta filosofia “open”. Ad esempio, copiare non vuol dire barare, anzi viene promosso come attività da praticare. Prendere spunto dai lavori altrui è un buon inizio per poter sviluppare una personalizzazione del prodotto, che dovrà essere semplice e fruibile.
Importante ed impegnativo in questo processo il ruolo del docente, che può variare da tutor, mentor, catalizzatore per le dinamiche nel gruppo o tra tecnologia e studente, osservatore e perché no, può anche trovarsi nel ruolo dell’apprendista.
In questo clima si alimentano: la consapevolezza delle proprie capacità, il se positivo, la valorizzazione dei talenti personali, l’auto-orientamento e le competenze necessarie per la costruzione della carriera professionale personalizzata.
Metodologie
Il progetto tende a far acquisire ai docenti una formazione di tipo:
- tecnico-professionale, apprendendo un “saper fare” relativo alla professione;
- strumentale: imparando ad utilizzare strumenti, dispositivi o sistemi specifici legati al settore
La “training experience” prevista sarà svolta attraverso l’utilizzo di educazione non formale al fine di trasmettere le conoscenze in maniera attiva ai partecipanti, che, in questo modo, si sentiranno
maggiormente coinvolti e motivati ad apprendere nel contesto lavorativo. Le metodologie seguite punteranno a promuoverne l’autonomia e la capacità di scelta delle studentesse e degli studenti che sono di seguito indicate:
Soluzione di problemi reali/ Problem solving: metodologia che consente di analizzare, affrontare e cercare di risolvere positivamente situazioni problematiche che si verificano quotidianamente nei contesti lavorativi;
Trovare la soluzione e rendere disponibile una descrizione dettagliata del problema e del metodo per risolverlo;
Learning by doing: apprendimento attraverso il fare, l’operare, le azioni; prendere delle decisioni durante l’operatività quotidiana presso l’azienda, persegue un obiettivo professionale concreto mettendo in gioco le conoscenze pregresse, integrando le nuove conoscenze che acquisisce sul campo;
Outdoor Training: metodologia seguita per sviluppare nel gruppo di studenti in mobilità transnazionale l’attitudine necessaria a lavorare in modo strategico coinvolgendo gli allievi in un ambiente lavorativo diverso da quello scolastico, in situazioni diverse da quelle quotidiane, che lo porterà a pensare e ad agire fuori dai normali schemi mentali e comportamentali.
L’unità formativa intende fornire ai docenti strumenti semplici, creativi e facilmente accessibili per formare gli studenti ai concetti base di programmazione e di robotica. Il percorso mira ad avviare a una conoscenza generale sul coding e sulla robotica educativa, privilegiando il pensiero computazionale come strumento metodologico-didattico per aiutare gli studenti sia ad apprendere un nuovo modo di sperimentare il mondo sia a sviluppare competenze trasversali applicabili a molte discipline. Le ore di attività in presenza sono funzionali a introdurre gli strumenti di base e a sviluppare attività laboratoriali che siano in grado di creare soluzioni formative innovative e stimolanti per l’apprendimento. Il percorso dell’unità formativa prevede:
– Il coding nella didattica (modalità unplugged e multimediale)
– La robotica nella didattica
– Utilizzo di robot educativi
– Utilizzo di piattaforme educative
– Condivisione di idee per ambienti di apprendimenti innovativi.
Gli obiettivi previsti nel corso di formazione per i docenti sono i seguenti:
- promuovere un nuovo ruolo del docente quale facilitatore dell’apprendimento che coordina, guida, sollecita, conforta, incoraggia in caso di errore;
- incentivare l’impiego della robotica educativa nella didattica per sostenere l’apprendimento di tutte le materie;
- favorire un ampliamento dei percorsi curriculari per lo sviluppo ed il rinforzo delle competenze;
- promuovere il lavoro in team e l’interdisciplinarietà;
- favorire la messa in campo di nuovi approcci e modelli di insegnamento- apprendimento capaci di mettere gli alunni al centro del processo formativo;
- contribuire a ridurre la dispersione scolastica;
- guidare i docenti nell’adozione di Buebot e di Probot in classe come strumento didattico multidisciplinare (non solo per gli insegnanti delle materie tecnico-scientifiche, ma a disposizione, e alla portata, degli insegnanti di tutte le discipline);
- incentivare la produzione di learning objects (o semplicemente di materiali didattici) da condividere all’interno della scuola;
- saper predisporre attività interdisciplinari con la Robotica in modalità di coding unplugged;
- programmare le attività secondo la tecnica dello “scaffolding” con la predisposizione di attività graduate per complessità sempre maggiore rispetto a quelle padroneggiate.
Tra gli obiettivi di apprendimento individuati per gli studenti si indicano:
- saper utilizzare l’apprendimento cooperativo per potenziare le abilità sociali per fare squadra;
- saper applicare il pensiero computazionale, inteso come la capacità di scomposizione di un problema complesso;
- cogliere il valore formativo dell’errore e il pensiero creativo-divergente;
- saper utilizzare le conoscenze disciplinari in contesti didattici richiedenti l’uso della robotica;
- saper utilizzare in modo consapevole e controllato strumenti e risorse digitali all’interno del contesto scolastico;
- sviluppare le capacità di confrontarsi, scambiare idee e opinioni, ipotizzare, sperimentare, verificare
- applicare il pensiero computazionale, inteso come la capacità di scomposizione di un problema complesso;
- saper applicare il Finding problem, il Problem solving e il pensiero creativo-divergente nell’esecuzione di compiti autentici.
- usare al massimo le risorse personali e saper seguire le proprie inclinazioni, attitudini ed interessi in situazioni di apprendimento di vario genere
Al termine del percorso ogni partecipante ha:
- preso consapevolezza che la soluzione di una situazione problematica complessa, come la costruzione di un percorso disciplinare con la robotica, può essere personale, creativa e sempre diversa;
- compreso che la robotica è uno strumento didattico: non cambiano i contenuti, ma cambia il modo di fare scuola e il ruolo dell’insegnante;
- preso consapevolezza che l’obiettivo che lo studente deve raggiungere non è “imparare a programmare” ma “imparare programmando”;
- gli strumenti per individuare le competenze trasversali e disciplinari che si attivano con i percorsi didattici integrati dalla robotica;
- le strategie per gestire l’errore come una risorsa e non un elemento negativo nel processo di apprendimento (fase debugging);
- rafforzato la capacità di strutturare percorsi didattici per innescare il Finding problem, il Problem solving e il pensiero creativo-divergente;
- la consapevolezza dell’importanza della condivisione e del lavoro di squadra.
Riferimenti normativi
Piano Nazionale per la formazione dei docenti 2016/2019, priorità n. 4.3 (Competenze digitali e nuovi Ambienti per l’apprendimento):
- promuovere il legame tra innovazione didattica inclusiva e tecnologie digitali;
- promuovere il legame tra innovazione organizzativa, progettazione per l’autonomia e robotica educativa;
- rafforzare cultura e competenze digitali del personale scolastico, con riferimento a tutte le dimensioni delle competenze digitali (trasversale, computazionale e di “cittadinanza digitale”), verticalmente e trasversalmente al curricolo;
- rafforzare il rapporto tra competenze didattiche e nuovi ambienti per l’apprendimento, fisici e digitali.
Priorità strategica
PNSD – Didattica per competenze e innovazione metodologica:
– Rafforzare il legame tra tecnologie digitali e innovazione didattica e organizzativa;
– Rafforzare la formazione digitale;
– Promuovere l’educazione ai media nelle scuole, per un approccio critico, consapevole e attivo alla cultura, alle tecniche e ai linguaggi dei media;
– Favorire la condivisione e la collaborazione;
– Coinvolgere la comunità scolastica e territoriale;
– Promuovere il pensiero computazionale anche attraverso la robotica educativa;
– Stimolare la creatività digitale e il making;
– Promuovere lo sviluppo del processo di insegnamento
– apprendimento attraverso un approccio investigativo e di problem solving.
Obiettivi e Contenuti
Il Pensiero Computazionale:
– introduzione al Coding e al pensiero computazionale;
– il Coding all’Infanzia, alla Primaria e alla Secondaria di primo grado
– Attività unplugged (offline) e cartaceo;
– Introduzione al portale https://studio.code.org e realizzazione di percorsi;
– Presentazione di Scratch e Scratch junior (etc)
Robotica Educativa:
– Introduzione di Bee-Bot, mBot, etc
– Programmazione dei robot con software dedicato;
– Percorsi di realtà aumentata;
– Generare QRcode.
Risultati Attesi
– Promozione del pensiero computazionale anche attraverso la robotica educativa;
– Sviluppo della creatività digitale e del making;
– Promozione dello sviluppo del processo di insegnamento
– apprendimento attraverso un approccio investigativo e di problem solving;
– Avvicinamento dei docenti ad un utilizzo del Coding e della Robotica nella didattica quotidiana.
Prodotti
– Portare a termine attività unplugged (offline) e cartacee;
– Realizzare attività con Scratch;
– Saper programmare semplici robot come Bee-Bot, mBot…e programmare semplici attività da realizzare in classe;
– Costruzione di Lapbook aumentati.
Referenti e Docenti del Modulo
Prof. Alessio Fabiano (Ricercatore UNIBAS M-ped/03- Docente di didattica delle innovazioni tecnologiche e inclusione. Esperto di Orientamento al lavoro) – Referente scientifico
Prof. Giovanni Frontera (Ph.D Unical M-ped/03– Esperto di tecnologie didattiche e per l’inclusione)
Ing. Carmelo Felicetti (Dottorando di ricerca UNICAL – Esperto di pensiero computazionale, Coding e Robotica Educativa)