La robotica educativa: luci e ombre nel panorama europeo e italiano

La robotica educativa: luci e ombre nel panorama europeo e italiano

La robotica educativa è quel settore della robotica che, attingendo a idee e contributi di diverse aree disciplinari, ha sviluppato concetti, metodologie e strumenti tecnologici al fine di favorire i processi di apprendimento naturali attraverso la realizzazione di oggetti/organismi artificiali in grado di interagire in maniera autonoma con l’ambiente. 1

Gennaro Piro*

Un tributo al precursore

Seymour Papert: questo articolo non può che partire da un ricordo dell’illuminato precursore e ispiratore della robotica educativa e del pensiero computazionale, scomparso purtroppo recentemente.2

Matematico e studioso di intelligenza artificiale, educatore e creatore del linguaggio “LOGO®” oltre che del linguaggio di uno dei primi kit di robotica educativa; i “Lego® MINDSTORMS” che non a caso prendono il nome “MINDSTORMS” proprio in omaggio al suo più famoso lavoro3.

Gli inizi

Tra la fine degli anni Sessanta e gli inizi dei Settanta, Seymour Papert ha sviluppato l’idea di “LOGO®” come un linguaggio di programmazione adeguato per i più piccoli.

Si può indubbiamente affermare che ha anche inventato i primi prototipi di “robot educativi” adattando l’artefatto della “tartaruga”4, immaginato come un dispositivo del mondo reale che i bambini potevano controllare attraverso la programmazione con “LOGO®”.

Papert aveva fatto tesoro della precedente collaborazione con Jean Piaget all’Università di Ginevra, dove lavorò tra il 1958 e il 1963, sullo sviluppo cognitivo dei bambini, in particolare, cercando di capire come questi imparino la matematica, e quella con Marvin Minsky al MIT di Boston, a partire dal 1963.

Ma, anche la sua precoce esperienza di bambino affascinato dagli ingranaggi dei motori delle auto e dal differenziale delle stesse, gli consentì in età adulta e da studioso, di elaborare il concetto preso in prestito dalla psicologia clinica di “oggetto transizionale”: “Si può essere l’ingranaggio, si può capire come gira proiettando se stessi al suo posto e girando con lui. È questa duplice relazione, insieme astratta e sensoriale, che dà all’ingranaggio il potere di introdurre nella mente potenti concetti matematici5

Le basi della robotica educativa poggiano sul fondamentale rapporto tra soggetto e strumento fisico, materiale. Il primo a farlo notare è Piaget, che vede nell’intelligenza umana il frutto di un’interazione continua tra individuo e ambiente, ai fini di trarne una risposta adattiva.

La conoscenza, quindi, da Piaget in poi, si delinea come un complesso percorso di “costruzione” (Costruttivismo), che avviene attraverso la manipolazione e l’interazione di oggetti6.

Papert aggiunge che l’idea che la costruzione del sapere avviene soprattutto in modo efficace in un contesto in cui lo studente è consapevolmente impegnato nella costruzione (Costruzionismo) di un prodotto finale, sia esso un castello di sabbia sulla spiaggia o un artefatto tecnologico e, in parallelo, anche il mondo esterno è modificato dagli artefatti cognitivi, utili allo sviluppo di specifici apprendimenti7 quindi, in definitiva, l’apprendimento è più efficiente quando è parte di un’attività come la costruzione di un prodotto significativo. Tali prodotti concreti debbono poter essere mostrati, discussi, esaminati, sondati e ammirati.

Papert suggerisce quindi l’utilizzo di veri e propri “set di costruzioni”, che permettono all’apprendimento di concretizzarsi ed anche di avvicinarsi alla realtà.

Secondo questa impostazione, se alcuni studenti sono più lenti nell’apprendere, ciò non è dovuto alla complessità dei contenuti dell’apprendimento in sé, ma al fatto che non sono stati proposti materiali adeguati, tali da avvicinare il concetto il più possibile alla realtà e da rendere l’informazione semplice da apprendere.

Il set di costruzione

In contrapposizione alle applicazioni CAI (Computer Assisted Instruction) di stampo skinneriano (Comportamentismo), Papert realizza LOGO®, un linguaggio e al contempo un ambiente di programmazione personalizzato per l’utilizzo con i più piccoli.

In accordo con la sua teoria “costruzionista”, egli sviluppa successivamente il “set di costruzioni” che rimanda a quello dei famosi “mattoncini” LEGO®, ma arricchito con elementi robotici in modo da rendere disponibili ai bambini strumenti per concretizzare il pensiero astratto e strumenti per realizzare ed esplorare anche creature artificiali.

I bambini adorano costruire oggetti, così, mi dissi, scegliamo un set di costruzioni e aggiungiamogli tutto quello che serve per creare dei modelli cibernetici. I bambini dovranno essere in grado di costruire una tartaruga dotata di motori e sensori e avere il modo di scrivere programmi LOGO per guidarla; ma se desiderano fabbricare un drago o un camion o un letto ribaltabile, devono avere anche quella possibilità. L’unico limite deve essere quello della loro immaginazione e delle loro capacitò tecniche8.

Papert aveva gettato le basi per la diffusione in tutte le scuola della robotica educativa.

Dal LOGO® al LEGO®

A metà degli anni 80 il gruppo di ricerca LOGO® guidato da Papert al MIT di Boston iniziava una collaborazione con il gruppo LEGO®, creando il sistema LEGO®/LOGO®, ovvero una combinazione di prodotti LEGO Technic® (comprendente oltre ai classici mattoncini anche travi, ingranaggi, e motori) e il linguaggio LOGO®.

Quindi, la “tartaruga” usciva dallo schermo del PC e si apriva al mondo! In realtà il sistema “LEGO®/LOGO®” ampliava enormemente le possibilità offerte dalla “tartaruga” robotica precedente; infatti non esisteva più una “forma” precostituita (la tartaruga), ma i bambini potevano ora costruire le proprie macchine robotiche limitati solo dalla fantasia e dai pezzi disponibili prima di passare alla vera e propria programmazione delle stesse.

Alla fine del 1980, il sistema di LEGO®/LOGO® viene messo in commercio e venduto alle scuole con il nome “LEGO TC Logo” da parte del gruppo LEGO.

LEGO®/LOGO® aveva però i suoi limiti. I robot e le macchine costruite dai bambini dovevano essere collegati al computer con fili, quindi limitando molto la loro mobilità e usabilità. Fred Martin e il suo gruppo di ricerca superarono questa mancanza ideando i primi “mattoni (Brick) programmabili” nel 1987.

Questi avevano un scheda programmabile all’interno, quindi, potevano essere programmati al PC e, tramite un cavo di collegamento, il programma poteva essere trasferito sul “mattoncino” e poteva essere utilizzato e trasportato ovunque.

Le nuove generazioni di Kit robotici: RCX e NXT MINDSTORMS

Dal 1992 al 1996 Randy Sargent ed i suoi colleghi crearono una seconda generazione di “mattoni programmabili”.

Utilizzando l’esperienza fatta sul campo, apportarono alcuni aggiornamenti riguardo al design alle dimensioni, allo schermo LC, e all’ambiente di programmazione LOGO.

Nel 1998, LEGO Company rese disponibile un nuovo prodotto chiamato LEGO Mindstorms Robotic Invention Kit composto da 717 pezzi tra mattoncini LEGO, motori, ingranaggi, diversi sensori, e un “mattone RCX” contenete tre porte di ingresso e di tre porte di uscita collegati ad un micro controller.

La società Lego ha fortemente creduto in questo robot concettualmente avanzato da “battezzarlo” con un nome preso dal libro di Seymour Papert.

Il Kit “LEGO Mindstorms” di prima generazione è stato sostituito nel 2006 con il Kit “LEGO Mindstorms”. Il cuore del sistema è un “mattone NXT” dotato di un micro controller polifunzionale che si interfaccia facilmente al computer con un sviluppato e completo ambiente grafico. Sul “mattone” sono presenti quattro pulsanti per una programmazione “rapida”e un display LCD.

È in grado di comunicare con un computer desktop o portatile tramite una porta USB o Bluetooth.

Oltre al “mattone” NXT, kit “LEGO Mindstorms”, consiste di 577 pezzi, tra cui: 3 servomotori, 4 sensori (ultrasuoni, udito, tatto, e la luce).

Questo kit, a partire dalla sua commercializzazione, nonostante il costo abbastanza elevato, è stato sicuramente uno dei più diffusi nelle scuole italiane, grazie anche ai finanziamenti PON FESR che nel frattempo arrivavano nelle cosiddette “regioni obiettivo”.

Il “boom” degli ultimi anni

Negli ultimi anni si è vista una autentica esplosione di possibilità in merito all’utilizzo dei robot nella didattica.

I motivi sono diversi: indicazioni di organismi mondiali, europei e dei diversi paesi rispetto a didattiche e metodologie innovative, disponibilità di kit per ogni età e gradi scolastici, diminuzione dei prezzi, il diffondersi di hardware “open source”, interesse per le discipline STEM9, diffusione di attività volte allo sviluppo del “pensiero computazionale”, creazione nelle scuole di laboratori di “Makers”10 e “FabLab”11, una formazione più estesa e continua dei docenti sulle ICT nella didattica…

Vediamo una breve “carrellata” sui kit di robotica educativa attualmente disponibili.

Iniziamo con i kit robotici disponibili per i più piccoli, anche in età prescolare. Sono tutti caratterizzati da colorati “robot” zoomorfi o antropomorfi. Semplici tasti colorati, inseriti direttamente sulle loro scocche, possono essere utilizzati per programmarli anche senza l’ausilio del PC.

I movimenti consentiti sono di solito molto semplici, sono spesso accompagnati da luci e suoni accattivanti. Sono anche chiamati “robot da pavimento”, grazie ai quali i più piccoli possono avvicinarsi al mondo della robotica, imparare a contare, sviluppare la logica, apprendere le basi dei linguaggi di programmazione.

Un esempio di questo semplice robot educativo, abbastanza diffuso nelle scuole italiane, è rappresentato da “Bee-Bot”12 (un piccolo robot a forma di ape). È corredato da un software che, mediante la simulazione in 3D, offre la possibilità di muovere virtualmente il robottino. Il software include, inoltre, una serie di attività da utilizzare con i percorsi di Bee-Bot e consente la possibilità di organizzare “sfide” da vincere programmando sequenze di mosse e al termine del percorso viene dato un feedback.

Analoghe possibilità sono offerte da “Cubetto”13 un robot di legno, con un cuore Arduino14, che insegna ai bambini a programmare divertendosi. Al robot vero e proprio è abbinata una console e una serie di blocchi di istruzioni, una sorta di tasselli colorati da inserire in una griglia. Questi tasselli tramite dei segni incisi sui lati possono essere riconosciuti, sia per quanto riguarda il colore, sia per quanto riguarda l’orientamento, anche da bambini ipovedenti.

Questi robot, ma anche altri, sono di solito forniti in “Kit” e valigette didattici, solitamente pensate per essere usate per attività di gruppo (3/4 alunni per robot) e contengono caricabatteria, cavi di collegamento al pc, e altri accessori.

Anche il panorama di robot educativi per alunni della scuola primaria è vario.

Dash and Dot15, un robot che si compone di due elementi: “Dash”, che risponde ai comandi vocali, riconosce gli oggetti, balla, canta e grazie alle sue ruote si muove in piena autonomia; “Dot” invece è un cervello robotico, non è dotato di ruote ma viene fornito con diversi giochi grazie ai quali i bambini possono divertirsi e imparare il coding.

Un altro interessante robot educativo è “Thimyo16 che per le sue caratteristiche può essere utilizzato a partire dalla scuola primaria ma anche per la secondaria di primo e secondo grado. È dotato di diversi sensori incorporati che gli consentono di seguire le mani, evitare gli ostacoli, seguire una linea, etc. Può essere programmato in diversi modi tra i quali Scratch17 e riesce a comunicare ed interagire con i “compagni robotici” nelle vicinanze, prestandosi quindi ad utilizzi didattici molto interessanti come ad esempio sessioni di Storytelling.

Un altro kit che può essere utilizzato a partire dalla scuola secondaria di primo grado è “mBot – Makeblock”18, una piattaforma Open Source per la meccanica e l’elettronica. Permette di costruire diverse tipologie di robot disponendo di varie parti meccaniche e moduli elettronici come travi, piastre, connettori, motori, staffe, sensori, driver, controllori, etc. Il sistema Makeblock offre una vasta gamma di moduli compatibili: moduli Bluetooth, modulo ricevitore a raggi infrarossi con telecomando, sensori di prossimità, controllori di tutti motori.

Con questo kit si possono realizzare sia attività di robotica educativa che quelle afferenti al mondo “Makers” coinvolgendo discipline STEM, ma non solo.

Passiamo adesso velocemente a indicare alcuni kit particolarmente adatti alla scuola secondaria di secondo grado.

Lego “Mindstorms EV3”19 è tra i kit robot da costruire più diffusi e tra i più utilizzati per la robotica educativa. Con i pezzi che compongono il kit è possibile costruire almeno cinque robot programmabili capaci di eseguire svariati compiti ed esperienze. La sigla EV3 identifica la terza generazione di “Mindstorms” che discendono direttamente dagli studi e ricerche del gruppo di Papert al MIT. Come da tradizione fanno parte del kit 550 elementi Lego Technic grazie ai quali si può realizzare la struttura dei robot, corredato di servomotori, e diversi sensori. Per la programmazione è disponibile una piattaforma software intuitiva, che consiste sia di un ambiente di programmazione che di un sistema di acquisizione, elaborazione e interpretazione dei dati (data-logging). La nuova versione prevede inoltre la possibilità di installare “Attività di Progettazione Ingegneristica” (DEP), un pacchetto di programmi con 30 ore di istruzioni per il lavoro in aula. La struttura delle attività proposte in tale pacchetto segue l’iter di progettazione ingegneristica usato dagli scienziati e dagli ingegneri in molti settori.

Robot umanoidi

Una menzione a parte meritano i cosiddetti robot “umanoidi”, robot con sembianze antropomorfe.

Iniziano a fare capolino nelle aule anche italiane nonostante i loro prezzi siano alquanto elevati.

Un esempio significativo è rappresentato dal robot “NAO”, alto circa 58 cm, prodotto da Aldebaran Robotics20. Esso rappresenta in realtà una vera e propria risorsa multidisciplinare per l’insegnamento e la ricerca. Concentrato tecnologico di informatica, meccanica, elettronica, questo strumento innovativo consente agli studenti di sviluppare un approccio strutturato che permetta di trovare soluzioni creative e si adatti ad una grande varietà di contenuti educativi trasversali.

Per esempio, gli studenti possono imparare a far in modo che l’umanoide “NAO” afferri e sollevi un oggetto qualsiasi. La stessa azienda produce un altro robot, “Pepper” che viene pubblicizzato come il primo robot umanoide in grado di riconoscere le principali emozioni umane riuscendo ad adattare il suo comportamento allo stato d’animo del suo interlocutore.

Questi robot sono indicati, nel campo educativo per l’utilizzo con alunni con bisogni educativi speciali (BES) così come sperimentato in diverse esperienze presso alcune scuole italiane.21

Robot “Fai da te”!

In questo momento la tecnologia presente sul mercato ci permette di realizzare un Robot con strumenti decisamente alla portata di tutti. È sicuramente una scelta che coniuga tre esigenze: costi ridotti, massima personalizzazione e gratificazione personali.

La diffusione della “filosofia” DIY (acronimo di Do It Yourself) ovvero “fai da te”, favorita anche dall’attenzione dei ministeri dell’istruzione al movimento Makers e ai laboratori (FabLab) attrezzati in molte scuole, fa sì che kit per la costruzione di robot artigianali siano facilmente reperibili.

Il cuore di questi robot è rappresentato da quelle schede elettroniche con microprocessori integrati come “Arduino” o “Raspberry Pi”22 o similari che sono dei veri e propri micro pc programmabili per qualsiasi funzione o scopo. Utilizzati nelle scuole possono diventare delle “palestre” per attività laboratoriali sulle cosiddette discipline STEM.

Perché fare robotica in classe?

La Direttiva del MIUR N.93 del 30/11/200923 mediante la quale il Ministero ha proceduto alla “Individuazione degli interventi prioritari e ai criteri generali per la ripartizione delle somme, per le indicazioni sul monitoraggio, il supporto e la valutazione degli interventi stessi, ai sensi dell’articolo 2 della legge 18 dicembre 1997, n. 440” è quella che per prima introduce la robotica educativa nella scuola italiana.

Questa importante “Direttiva” all’art. 1, comma a, recita: “Nel medesimo contesto – nell’ambito dell’autonomia scolastica e nel rispetto della libertà di insegnamento e delle finalità generali del sistema scolastico – vanno collocate anche le iniziative nazionali riguardanti: la promozione di progetti riferiti al potenziamento e al rafforzamento della cultura scientifica e tecnologica, della cultura musicale e della lingua italiana. In particolare, per la cultura scientifica e tecnologica ci si riferisce a progetti sulla domotica finalizzati essenzialmente a dare risposte ad esigenze di comfort, sicurezza e risparmio energetico, sulla robotica educativa finalizzati alla risoluzione di problematiche di tipo costruttivo e di programmazione e sulla matematica laboratoriale dove per laboratorio si intende soprattutto la situazione didattica in cui l’alunno è attivo, discute e argomenta le proprie scelte, costruisce significati, progetta e sperimenta, impara a raccogliere dati e a confrontarli con i modelli ipotizzati, ed anche il momento in cui utilizza strumenti adeguati (uso di oggetti, materiali, software…)”

Forti delle esperienze realizzate in altri paesi, nella Direttiva si riconosce che la robotica può offrire agli insegnanti nuovi strumenti e pratiche che permettono una didattica attiva di tipo laboratoriale, in cui l’apprendimento è stimolato e motivato.

Infatti, guardando all’Europa, una delle iniziative faro proposte dalla Commissione Europea nel programma “Europa 2020” si basa sul miglioramento dei sistemi di insegnamento.

Questo infatti, non solo è lo strumento principale su cui si basa la trasmissione della conoscenza, ma è anche un’opportunità di sperimentare e di apprendere comportamenti sociali e professionali.

Sono noti la metodologia del cooperative learning ed i suoi vantaggi. Ecco che, applicare lo strumento del lavoro di gruppo alla robotica educativa, rappresenta una possibilità di miglioramento dell’esperienza di apprendimento, la quale, se correttamente orchestrata, consente ai singoli studenti di operare in risonanza con le già discusse caratteristiche della robotica didattica.

In particolare la robotica è una tecnologia concreta, manipolabile, dove l’apprendimento è stimolato e motivato dal “fare” e quindi lontano dall’immaterialità di quanto avviene di solito con il computer.

Costruire e programmare un robot per svolgere un determinato compito è un esercizio che spinge gli alunni a ipotizzare soluzioni a eventuali problemi, e quindi sperimentare tali soluzioni attraverso la programmazione e quindi il collaudo di quanto ipotizzato.

Infine gli alunni devono valutare e documentare l’esperienza realizzata nell’ambito di un ambiente di apprendimento “autocorrettivo” reale e non virtuale, nel quale gli alunni hanno guidato e controllato il robot anche con fatica. Il comportamento di un robot infatti è soggetto a tutte le “imprecisioni” e “indeterminatezze” tipiche del mondo reale.

La valenza ludica è sicuramente una grossa risorsa motivazionale da valorizzare nella scuola.

In questo modo è possibile aprire la via a un’attività di laboratorio sperimentale in cui gli aspetti di invenzione e di riproducibilità siano nel giusto equilibrio.

Abbinare questa proposta educativa alle attività didattiche curriculari e/o laboratoriali collegandole a esperienze extra-scolastiche, quali gare di robot progettati e realizzati da alunni, crea una sinergia tra studio e gioco che permetterà ai ragazzi di imparare giocando.

L’apprendimento attivo lascia da parte la classica e superata struttura “aula-centrica” per calarsi nell’essere, nel fare e nell’usare. Il risultato, è che i bambini “imparano ad imparare”.

L’uso della robotica favorisce non solo lo studio attivo delle discipline scientifiche, ma consente di situare anche le materie umanistiche in un’ottica di apprendimento basato su progetti.

Il robot è dunque mezzo e non fine e in questo senso si esplica il suo ruolo di facilitatore dell’integrazione degli alunni, di tutti, anche quelli con bisogni educative speciali.

La robotica educativa attiva o riattiva le potenzialità dei bambini, genera stupore e interesse; sollecita un transfert emotivo per cui i robot vengono considerati “esseri bisognosi di cura”; stimola e mantiene l’attenzione; offre la possibilità di attuare strategie come la peer-education e la cooperative-learning; favorisce l’apprendimento e la generalizzazione delle competenze.

La robotica educativa, facilita anche i processi di apprendimento cosiddetti “Project Based Learning” che pongono maggiormente l’accento sull’apprendimento da esperienze complesse, orientate verso il raggiungimento di uno scopo o di un obiettivo specifico o di una realizzazione di un prodotto (nel nostro caso un robot che deve svolgere una particolare funzione).

Ricerche sulla robotica educativa in Europa

Nel workshop internazionale “Teaching Robotics, Teaching with Robotics” (2012)24 dove si è discusso e fatto il punto sul tema, è emerso che la robotica educativa è un settore in crescita e con un buon potenziale per trasmettere un impatto significativo sulle discipline scientifiche e tecnologiche a tutti i livelli, dall’asilo all’università.25

La robotica educativa si evidenzia come uno strumento di apprendimento unico che può offrire attività pratiche e divertenti in ambienti stimolanti.

Ambienti che possono favorire l’interesse degli studenti e stimolare la loro curiosità, facilitando lo sviluppo personale cognitivo, meta-cognitivo e sociale, come ad esempio: la capacità di ricerca, il pensiero creativo, il processo decisionale, il problem solving, la capacità di comunicazione e di lavoro di squadra: tutte competenze essenziali e necessarie per i lavori del futuro.

La letteratura riporta tre diversi approcci alla robotica educativa:

  1. approccio tematico: aree del curriculum sono arricchite da argomenti specifici attraverso l’ausilio di ambienti di apprendimento robotici;

  2. approccio per progetti: gli studenti lavorano in gruppo per esplorare i problemi del mondo reale; questo è per esempio il caso proposto nella metodologia sviluppata dal progetto europeo TERECoP26;

  3. Approccio orientato agli obiettivi: gli alunni competono, si sfidano in tornei di robotica che si svolgono tra scuole di diversi paesi come: la First Lego League27, RoboCup Junior28, Trophée de Robotique in Francia29, World Robotics Olympiad in Grecia30 e altri ancora.

La ricerca evidenzia alcuni ostacoli per l’implementazione della robotica nei curricula scolastici che sembrano essere:

  • la mancanza di tempo per predisporre le attività;

  • il costo delle attrezzature necessarie ancora troppo alto;

  • l’aumento del carico di lavoro pratico richiesto agli insegnanti per far fronte al naturale disordine risultante in classe e per riporre tutti i pezzi utilizzati nei rispettivi alloggiamenti.

Più problematico risulta invece contrastare la percezione che la robotica, in maniera analoga ad altri temi scientifici e tecnologici, sia difficile e di “genere” maschile!

Le ricerche, inoltre, evidenziano come la robotica a volte sembri esclusivo appannaggio delle discipline STEM, anche se alcuni autori31 suggeriscono strategie per allargare gli orizzonti educativi ad altre discipline in modo da coinvolgere una vasta gamma di studenti.

Si nota infatti che i giovani che non sono interessati ad approcci tradizionali alla robotica diventano motivati quando le attività di robotica sono introdotte come “strumenti” per raccontare una storia, o in relazione con altre discipline e aree di interesse, come la musica e l’arte.

Ci si domanda infine: la robotica è solo una moda? Ci sono reali ricadute positive?

È chiaro che, mentre i robot hanno un potenziale educativo positivo, non sono invece da considerarsi una panacea32.

In letteratura ci sono studi che riportano in alcuni casi miglioramenti nelle prestazioni non significativi o di bassa entità sui discenti33.

Comunque, l’influsso della robotica nel promuovere l’apprendimento degli studenti e nelle abilità di sviluppo deve essere convalidata attraverso le evidenze della ricerca.

Tuttavia, vi è ancora una penuria di valutazioni sistematiche e disegni sperimentali affidabili in robotica educativa. Benitti34 mette in evidenza che, la maggior parte della letteratura sull’uso della robotica nel campo dell’istruzione, è di natura descrittiva e si basa sulle relazioni di docenti che hanno raggiunto risultati positivi con singole, piccole iniziative.

La questione è complessa in quanto, nell’utilizzo dei robot con gli alunni delle classi lo sviluppo dei loro progetti o la soluzione dei problemi richiede percorsi di solito diversi e imprevedibili rendendo difficile per eventuali valutatori seguire e quantificare i progressi degli studenti.

Strumenti di monitoraggio sono comunque stati proposti per consentire al docente di monitorare e modellare il processo di apprendimento.35

Considerazioni finali

La robotica educativa ha sicuramente un grosso potenziale da offrire nel campo dell’istruzione. Tuttavia, i benefici di apprendimento non sono garantiti per gli studenti solo per la “semplice” introduzione della robotica in aula ma sono diversi i fattori in gioco che possono determinarne un esito positivo.

La tecnologia da sola non può influenzare positivamente le menti. I robot non sono il punto finale per migliorare l’apprendimento; il vero problema fondamentale non è il robot stesso, bensì la didattica curricolare.

I robot sono solo un altro strumento ed è soltanto la didattica curricolare nel suo insieme che determinerà il risultato dell’apprendimento.

Pedagogie educative mirate, come il costruttivismo e il costruzionismo, la didattica curricolare e l’ambiente di apprendimento sono alcuni degli elementi importanti che possono portare la robotica ad essere quell’elemento d’innovazione utile per il successo scolastico e non solo.

La robotica educativa deve essere vista quindi come uno degli strumenti possibili per promuovere le competenze essenziali per la vita, uno strumento per far sviluppare negli alunni il loro potenziale, amplificare la loro immaginazione, per aiutarli ad esprimersi e fare scelte originali nella loro vita.

A tal fine sono auspicabili sempre più progetti e di più ampia prospettiva per promuovere le suddette competenze indipendentemente dal grado di scuola, tipologia, o genere degli alunni.

Parallelamente, laddove la robotica educativa entra nei diversi curricoli disciplinari, si dovranno inventare e/o calibrare strumenti specifici di validazione delle diverse strategie e metodologie, dove la pratica laboratoriale dovrà sempre essere seguita da test valutativi, creando un circolo virtuoso che possa fare esperienza dagli errori, apportando continui miglioramenti.

La realizzazione delle proposte di cui sopra richiede lo sviluppo di una comunità europea vivace e attiva sulle tematiche e pratiche di robotica educativa che promuovano ulteriormente la messa in rete di ricercatori, docenti e studenti.

Attualmente, infatti, le reti locali e regionali esistenti che sperimentano la robotica educativa in Europa, costruite attorno a partenariati di progetto, sono solitamente di piccole dimensioni e/o con gruppi isolati che soffrono la mancanza di un coordinamento centrale.

Tuttavia, questi sforzi pionieristici, anche in Italia, hanno in nuce una possibilità di sviluppo ad alto potenziale se però riusciranno a confluire in reti forti, “sincronizzate” tra loro, magari realizzando una grande rete europea.

*Docente di scuola secondaria di secondo grado, formatore MIUR/INDIRE sulle ICT nella didattica ed esperto di e-Learning, learning object, coding e robotica educativa.

1 M. R. Strollo, Scienze cognitive e aperture pedagogiche. Nuovi orizzonti nella formazione degli insegnanti, Milano. 2008, p.8

2 Il 31 luglio 2016.

3 S. Papert, Mindstorms: children, computers, and powerful ideas, New York, 1980; tr.it. Mindstorms: bambini, computers e creatività, Milano,1984.

4 Le “tartarughe” (Turtle Robot) erano una classe di robot didattici progettati alla fine del 1940 dal ricercatore William Grey Walter e utilizzati in informatica e nella formazione dalle università di ingegneria meccanica.

5 S. Papert, op. cit., p. 11

6 J. Piaget, To Understand is to Invent, New York, 1974.

7 S. Papert, op. cit., p.115 ss.

8 S. Papert, I bambini e il computer. Nuove idee per i nuovi strumenti dell’educazione. Milano, 1994, p. 25

9 STEM è l’acronimo inglese di Science, Technology, Engineering e Math è un raggruppamento di istruzione utilizzato nella maggior parte del mondo e si riferisce alle discipline accademiche della scienza, della tecnologia, dell’ingegneria e della matematica. Il termine è in genere utilizzato quando ci si riferisce all’indirizzamento delle politiche di istruzione e curriculum da parte degli organi preposti all’istruzione per migliorare la competitività nel campo della scienza, tecnologia e allo sviluppo.

10 Definiti “artigiani digitali”, costituiscono un movimento culturale contemporaneo che rappresenta un’estensione su base tecnologica del tradizionale mondo del bricolage. Tra gli interessi tipici degli artigiani digitali vi sono realizzazioni di tipo ingegneristico, come apparecchiature elettroniche, realizzazioni robotiche, dispositivi per la stampa 3D, e apparecchiature a controllo numerico.

11 Un Fab-Lab (dall’inglese fabrication laboratory) è una piccola officina che offre servizi personalizzati di fabbricazione digitale.

12 https://goo.gl/ZdcCIU

13 https://goo.gl/8gBL6T

14 Arduino è una piattaforma hardware composta da una serie di schede elettroniche dotate di un microcontrollore. È stata ideata e sviluppata da alcuni membri dell’Interaction Design Institute di Ivrea come strumento per la prototipazione rapida e per scopi hobbistici, didattici e professionali. È abbinato ad un semplice ambiente di sviluppo integrato per la programmazione del microcontrollore. Tutto il software a corredo è libero, e gli schemi circuitali sono distribuiti come hardware libero.

15 https://goo.gl/lXCcJq

16 https://goo.gl/6favve

17 E’ un linguaggio di programmazione e il suo ambiente di sviluppo e d’autore sono gratuiti. Il linguaggio, ispirato alla teoria costruzionista dell’apprendimento e progettato per l’insegnamento della programmazione tramite blocchi grafici. Sviluppato dal MIT è una sorta di evoluzione del linguaggio LOGO di Papert.

18 https://goo.gl/e78dUj

19 https://goo.gl/GKK3jT

20 https://goo.gl/AyFQYz

21 Cfr. le esperienze presenti nel numero monografico della rivista “Bricks” disponibile al link: https://goo.gl/eLU31S

22 E’ un single-board computer (un calcolatore implementato su una sola scheda elettronica) sviluppato nel Regno Unito dalla Raspberry Pi Foundation e lanciato sul mercato nel 2012. L’idea di base è la realizzazione di un dispositivo economico, concepito per stimolare l’insegnamento di base dell’informatica, della programmazione e robotica nelle scuole

23 https://goo.gl/AlVzxZ

24 http://www.terecop.eu/TRTWR2012.htm

25 A. Eguchi, What is educational robotics? Theories behind it and practical implementation, in D. Gibson – B. Dodge Proceedings of Society for Information Technology & Teacher Education International Conference, 2010 (pp. 4006-4014). Chesapeake, VA: AACE.

26 http://www.terecop.eu

27 http://www.firstlegoleague.org

28 http://www.robocupjunior.org

29 http://www.planete-sciences.org/robot

30 http://wrohellas.gr

31 N. Rusk, M. Resnick, R. Berg, New pathways into robotics: strategies for broadening participation, Journal of Science Education and Technology, 2008, pp. 17, 59-69.

32 Si pensi quanto è accaduto con l’introduzione delle LIM nelle classi!

33 F.B.V. Benitti, Exploring the educational potential of robotics in schools: A systematic review. Computers & Education, 58 (3), 2012, pp. 978-988.

34 Ib. pp. 978-988

35 I. Jormanainen, E. Sutinen, Using data mining to support teacher’s intervention in a robotics class, Proceedings of the 2012 IEEE Fourth International Conference on Digital Game and Intelligent Toy Enhanced Learning Washington, 2012, pp. 39-46