Linee di scienza

«Dalla Corea agli Usa si diffonde l’uso di androidi come professori»: se trovate una frase così nel sommario di un articolo continuate a leggere di sicuro, no? È quello che appunto è capitato a me e devo dire che non mi sono pentita. Mi riferisco a un articolo risalente a luglio 2010 e scritto da Federico Rampini, nel quale si parla dell’introduzione di robot-insegnanti (per le lingue straniere) in 4800 scuole materne della Corea del Sud…

Robotica educativa
Ho pensato che quella intrapresa in Corea può essere una strada, ma non l’unica, per amalgamare il mondo delle macchine che esiste “là fuori” con il mondo della scuola nel quale ci troviamo “dentro” ogni mattina. Ad esempio, un altro modo a mio parere molto costruttivo e fertile di sperimentare questa ibridazione a scopo didattico-educativo, è la cosiddetta robotica educativa.
«L’educational robotics (Leroux, 1999) è un nuovo settore di ricerca che, ispirandosi alle elaborazioni del ben noto paradigma costruttivista (Piaget e Inhelder, 1966), successivamente rivisitato dall’approccio costruzionista di Papert (1980; 1993), considera le tecnologie robotiche come “oggetti-con-cui-pensare” (Harel e Papert, 1991)» si legge in un articolo on line di Barbara Caci, Antonella D’Amico e Maurizio Cardaci del Dipartimento di Psicologia dell’Università degli Studi di Palermo, intitolato La robotica educativa come strumento di apprendimento e creatività. Nei laboratorio dove si sperimenta la robotica educativa, i ragazzi possono progettare e costruire piccoli sistemi robotici dall’assemblaggio delle parti fino alla programmazione del comportamento dell’oggetto artificiale.
Sul sito della scuola dell’infanzia “Gaslini” di Genova ho trovato una buona sintesi che presenta la disciplina: «La robotica educativa è una disciplina integrata, che trae la sua origine dalla confluenza di più saperi scientifici e umanistici (Automazione, Meccanica, Informatica, Elettronica, Cibernetica, Intelligenza Artificiale, attingendo contributi da Biologia, Fisica, Matematica, Filosofia, etc.); didatticamente consente, a livello curricolare, la trasversalità dei saperi e un metodo di ragionamento e di sperimentazione del mondo, al di là delle differenze di genere (Progetto Roberta)».
Come spesso succede anche in altri campi (penso alla Lim, la Lavagna interattiva multimediale) nel nostro Paese, anche per la robotica educativa, le scuole dei primi gradi sono già molto più avanti nella sperimentazione rispetto alle secondarie superiori di secondo grado.

Fisica e robot
Per quanto riguarda i legami fra le “scienze dure” e i robot, a Genova, nell’ambito della manifestazione “Raccontare i robot” nel maggio 2010 si è svolto un corso per studenti delle scuole secondarie inferiori e superiori intitolato La fisica e la matematica dei robot. La presentazione del corso è la seguente: «Nel progettare i robot, si applicano necessariamente molti concetti di fisica e matematica. In questo laboratorio, impiegando robot didattici messi a disposizione da Scuola di Robotica, sarà possibile esplorare il mondo della fisica e della matematica da un punto di vista un poco diverso da quello dei programmi scolastici.
Dalle unità di misura fino alle leggi del moto, dai concetti di piano inclinato all’attrito, dal suono alla luce, saranno molti i concetti di fisica e di matematica che dovremo applicare per programmare i robot. Per esempio, la matematica verrà impiegata per calcolare rapporti, di derivate e integrali, e si capirà l’importanza di padroneggiare le equazioni.
I temi che verranno trattati saranno modulati sulla base delle esperienze dei partecipanti».
Altro esempio: a Pistoia il 12 novembre dell’anno scorso è stato inaugurato presso l’Istituto Tecnico Industriale “S. Fedi” di Pistoia, il laboratorio di robotica educativa, nel quale si svolgono percorsi didattici strutturati attraverso la realizzazione di esperienze divertenti e creative, indirizzate alla scoperta dei meccanismi logici e cognitivi della matematica, della fisica, dell’informatica e delle scienze in generale.

La settimana robotica europea
Dal 28 novembre al 4 dicembre 2011 si festeggia la “eurobotics week” della Commissione Europea e in Italia è coordinata dall’associazione Scuola di Robotica . Il sito web dell’associazione contiene molte informazioni ed è costantemente aggiornato: è un ottimo punto di partenza per esplorare e conoscere la rete delle attività che si svolgono per e nelle scuole italiane.

Link: materiali didattici on line per approfondimento e/o contatti

• Il sito web Tecnologia educativa, fondato vent’anni fa da un gruppo di docenti di Padova e Venezia
• Il progetto in Toscana rivolto a elementari, medie e superiori della Valdera, in provincia di Pisa
• Il progetto partito il 20 settembre 2011 Robot Work la tecnologia che fa futuro per promuovere la robotica educativa in Calabria
• Il progetto IIS Telesi@: laboratorio di robotica educativa a Telese Terme in provincia di Benevento
• L’accordo di rete Robotica per la didattica: protocollo d’intesa per la creazione di una strategia nazionale di lungo termine per la robotica educativa. Siglato in Campidoglio il 16 marzo 2011.
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• La manifestazione Udine robot
• La manifestazione genovese curata dalla Scuola di Robotica Raccontare i robot
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• Corso di aggiornamento a Cinisello Balsamo (Mi): Dal 7 al 28 novembre 2011 al 4 incontri pomeridiani rivolto agli insegnanti della scuola primaria e secondaria, di primo e di secondo grado, per discutere ed approfondire il tema della robotica educativa
• Corso di formazione per insegnanti a Trento sulla robotica educativa, di 24 ore
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• Articoli divulgativi che parlano di robotica educativa, su La Stampa e Le Scienze
• Rimando anche al breve post che avevo scritto qui: il robot pedagogico , nel quale segnalo la gara di robotica per le scuole Minirobot e l’importante articolo di sintesi sull’argomento di Andrea Mameli
• Dimenticavo: le Olimpiadi di robotica!! Nel 2012 si terranno a Londra.

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Come vedere le linee di forza di un campo elettrostatico? Al Liceo Scientifico Galileo Galilei di Trento hanno realizzato una proposta sperimentale e l’hanno resa visibile a tutti sul Web grazie a una piattaforma Wiki. L’indirizzo è questo: https://www.lsgalilei.org/mediawiki/index.php/Linee_di_forza_del_campo_elettrico
Come vedrete la ricetta è abbastanza semplice: bastano olio di ricino e semolino! E si ottengono immagini molto interessanti.
Immagini virtuali sono invece disponibili sia sul sito del museo virtuale del Liceo Foscarini di Venezia sia su quello dell’ ITG Rondani di Parma.

L’ Unità di Ricerca in didattica della Fisica dell’Università di Udine ha realizzato una scheda per costruire le linee di forza di un campo magnetico tramite una bussola. Ogni passaggio è accompagnato da immagini fotografiche chiarificatrici.

Analoghe esperienze di visualizzazione e costruzione in laboratorio di linee di forza di campi elettrici e magnetici sono state realizzate dal Liceo statale ginnasio Aristosseno di Taranto nell’ambito del progetto “andar per campi”.

Altre immagini virtuali di linee di forza questa volta generate da fili, spire e solenoidi percorsi da corrente si trovano a questo indirizzo.

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Pochi mezzi ma grande risultato didattico, questo mi sembra essere il filo conduttore dei Piccoli esperimenti di Fisica proposti in un e-book disponibile gratis in rete da Peppe Liberti, ricercatore all’Università di Arcavacata di Rende (Cs) e autore di un blog molto interessante dedicato alla comunicazione della Fisica.

Per riprodurre sui banchi la scomposizione della luce bianca che avviene nelle gocce d’acqua in sospensione nell’aria quando si forma l’arcobaleno, basta disporre di un coperchio di plastica trasparente di un contenitore per Cd o Dvd, una torcia e un pezzo di carta bianca che funga da schermo. Si riempie il recipiente di acqua, meglio se “sporcata” con un po’ di tempera bianca, si fa un bussolotto di carta per collimare il più possibile il fascio luminoso della torcia: osserveremo subito la rifrazione della luce dall’aria all’acqua e viceversa e poi “il gioco sarà quello di trovare l’angolo giusto per creare la riflessione (quasi) totale all’interno del contenitore”. Appena trovato l’angolo, basterà posizionare lo schermo per vedere un microarcobaleno.
Nella sua semplicità questo “gocciolone d’acqua” sopperisce con grande eleganza al solito e abusato prisma… o alle solite penne bic!

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Sono appena stata due giorni a Milano con i miei studenti alla manifestazione Scienza Under 18, che come ogni anno rappresenta un’ottima occasione per appassionarsi alla scienza e per “fare scuola” in prima persona.
Vale la pena ricordare di che cosa si tratta, lasciando parlare gli stessi organizzatori: “Su18 è un progetto sull’educazione scientifica composto da due moduli diversi correlati. Il primo si svolge in classe, dove la scienza viene analizzata e costruita, cioè appresa; il secondo si svolge fuori dalla scuola, in spazi organizzati da Su18, dove la scienza viene riappresa in forme diverse – in virtù del fatto che deve essere riproposta – dagli studenti ad altri studenti visitatori. In questi spazi espositivi la comunicazione pubblica della scienza prodotta a scuola si trasforma in un nuovo contesto di apprendimento per gli studenti stessi (espositori e visitatori) e di ricerca e formazione per gli insegnanti.
A Su18 i protagonisti assoluti sono gli studenti. Infatti a Su18 gli studenti comunicano scienza ad altri studenti in una dinamica interattiva e creativa sempre nuova che produce e riproduce nuova conoscenza scientifica.”

La manifestazione si è svolta alla Rotonda della Besana, all’Acquario Civico, al Museo di Storia Naturale e alla Loggia dei Mercanti, di fronte a Piazza Duomo, tutte sedi storiche e prestigiose della città. Oltre agli exhibit, anche quest’anno abbiamo visto il teatro scientifico, un simposio, la sfida alla scienza (con le catapulte!) e la mostra “Scatti di scienza”. Non c’è modo migliore per documentarsi che ascoltare i racconti degli stessi ragazzi che, simulando una redazione di giornale, documenteranno l’evento. Dove? Prima di tutto alla radio: la radiocronaca in diretta degli studenti di Radio Rinascita è a questo indirizzo. E poi sul numero speciale del giornale dell’Agenzia dei ragazzi che uscirà a breve. Anche radio24 ne parlerà oggi e domani su Moebius e lunedì troverete altri articoli scritti dagli studenti, sul sito della trasmissione.
Io sono rimasta colpita da tantissime esposizioni, a partire da quelle sul suono della scuola media di Via Cipro, sul Teorema di Pitagora dell’Istituto Sperimentale Rinascita fino a quelle di automazione industriale di una ascensore dell’ITIS Ettore Conti e di un mulino che galleggiando sull’acqua di un fiume genera corrente elettrica realizzato dall’IPSIA Bernocchi di Legnano, così come dal laboratorio di biologia molecolare dell’Istituto Virgilio di Milano con l’Istituto Bassi di Lodi in collaborazione con la fondazione Ifom…
Tutte le fotografie sono state realizzare dal gruppo di Fotoreporter dell’ ITSOS Albe Steiner di Milano.

La manifestazione è nazionale, settimana scorsa si è svolta a Milano, Pescara, Monza e Pavia e per le prossime settimane sarà la volta di Lodi, Gorizia, Rozzano, Mantova, Brescia, Siena, Genova… fino al Mozambico in settembre.

Segnalo ancora un progetto legato a Scienza Under 18 e all’associazione “FormaScienza” di Roma, che si intitola “La scienza degli studenti” del Liceo Scientifico Tosi di Busto Arsizio: due serate caffèscienza aperte non solo agli studenti, ma anche a tutti gli interessati. Le serate, finanziate dal Ministero Istruzione Università Ricerca e dal liceo si terranno nella sede del liceo in via Grossi, 3 il 17 maggio e il 24 maggio alle ore 20.30.

Trovate ulteriori informazioni ingrandendo la locandina.

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Il post di Teresa Celestino sui laboratori nelle scuole superiori mi ha fatto pensare e così qui parlerò iniziando dalla mia esperienza. Ho lavorato in un ITIS (indirizzo Chimico e Informatico) per quattro anni consecutivi quando ero ancora supplente: insegnavo Fisica ai ragazzi di prima e seconda. Sì, mantenere la disciplina era una bella sfida, con ragazzi ancora “poco scolarizzati” e turbolenti, con riunioni insieme a tutti i genitori per affrontare casi di bullismo, casi di sospensioni, ecc. ecc. Io ero appena laureata e tornavo a casa senza voce, però i problemi disciplinari si risolvevano soprattutto se il consiglio di classe era unito e mandava messaggi precisi ai ragazzi, per renderli consapevoli di come sia importante vivere le ore a scuola in maniera serena e senza conflitti.
Avevo quattro ore alla settimana, due di lezione e due di laboratorio, nel quale siamo sempre andati e devo ringraziare la professionalità dell’assistente (che impostava i lavori insieme a me) e della tecnica (nel senso di “tecnico donna”) che mi hanno aiutata a rendere quelle ore significative e importanti. Avevamo un sacco di relazioni da correggere, che volta dopo volta diventavano più precise e più corrette: i ragazzi le stendevano in laboratorio inizialmente in gruppo, soprattutto per quanto riguarda la raccolta dei dati, e poi le completavano a casa. Imparavano così anche a presentare e a scrivere un lavoro scientifico. Memore delle richieste universitarie degli esami di laboratorio, di relazioni scritte valutate che contribuiscono moltissimo al voto finale, ho cercato di dare loro le competenze necessarie per “cavarsela” anche dopo.
Il nostro vicepreside era Fisico come me e passava tutte quattro le ore in laboratorio con le classi del primo anno, impostando un lavoro incentrato sul pendolo semplice, che abbracciava con vari collegamenti tutta la Meccanica! Per prepararmi al concorso ordinario gli avevo chiesto le sue dispense da studiare e così ho potuto apprezzare di persona le tantissime pagine che aveva realizzato negli anni, un lavoro bellissimo. Lo stesso vicepreside aveva fatto una volta un’osservazione che mi aveva colpita e che avevo in seguito riscontrato anch’io con i miei studenti: e cioè che i ragazzi di adesso (eravamo negli anni 1996-98, ma l’osservazione vale ancor di più ora) hanno estreme difficoltà manuali, trovano difficile montare un semplice circuito o un pendolo… insomma non sanno da dove cominciare… penso sia una caratteristica diffusa della generazione dei nativi digitali, sempre più capaci di gestire il mondo virtuale e sempre meno quello pratico di bulloni e spaghi.
Avevo partecipato a un convegno della Società Italiana di Fisica (SIF) a Perugia nel lontano 1994 e già si discuteva dell’utilità di introdurre i laboratori virtuali, di sicuro aiuto come supporto alla didattica, però insostituibili rispetto a quelli reali. Insomma, un conto è il laboratorio dove le cose cadendo fanno anche rumore e un conto è la simulazione al computer di un laboratorio…

Da quando sono di ruolo e cioè da dieci anni, insegno in un liceo che ha vari indirizzi, scientifico, linguistico, sociopsicopedagogico ecc. e in effetti il laboratorio è più sguarnito rispetto a quelli dell’ITIS, anche se – grazie a un collega volenteroso e a un tecnico di buona volontà – ha esperienze interessanti, come l’esperimento per calcolare il rapporto fra la carica e la massa degli elettroni o un bellissimo emettitore di microonde con il quale rendersi conto del comportamento delle onde elettromagnetiche, ecc. ecc. Ho insegnato al triennio dello scientifico e con solo due ore di Fisica in terza non ho avuto quasi mai il tempo di andarci, se volevo rispettare il programma, purtroppo, mentre i colleghi dello scientifico sperimentale PNI a indirizzo Informatico al biennio portavano le classi due ore a settimana in laboratorio. Al linguistico, Fisica era al biennio e anche lì, il laboratorio mi è servito soprattutto come luogo per sfatare i luoghi comuni della nostra intuizione, grazie al tubo a vuoto di Newton nel quale un sasso e una piuma cadono insieme e ancora grazie alla campana a vuoto nella quale un palloncino si gonfia e il suono sparisce. Adesso al liceo sociopsicopedagogico, Fisica si insegna in quarta liceo per quattro ore a settimana e ho modo di fare alcune esperienze, anche se la mia frase classica è questa “ragazzi non pensiate di andare in laboratorio a fare Fisica sperimentale, perché è tutta un’altra cosa: noi andiamo a fare una simulazione di un esperimento e cioè a riscoprire cose già scoperte da altri! Altri che ci misero magari anni prima di arrivare a un risultato accettabile” assegno anche letture e approfondimenti sulla storia degli esperimenti.
Non dico mai che cosa dobbiamo trovare, ma imposto il lavoro in forma di domanda, cioè ad esempio “andiamo a vedere da che cosa dipende il periodo di un pendolo, fate le misure e poi datemi la risposta” oppure “vediamo come si comportano i corpi elettrizzati” ecc. ecc..
Parlando con un mio collega Fisico con una lunga esperienza di insegnamento alle spalle, mi diceva che anche per lui ha poco senso ripetere a pappagallo con schede preimpostate un “esperimento” e che la competenza fondamentale che i ragazzi devono acquisire è quella sul metodo di misura, e sulla trattazione della teoria degli errori, fondamentale per un fisico sperimentale; quindi lui in laboratorio fa eseguire tantissime misure e fa scontrare gli studenti con tutte le problematiche che inevitabilmente sorgono. L’altro giorno mi diceva ad esempio che un’esperienza molto bella è quella di chiedere di misurare lo spessore di un foglio a partire dalla misura di una risma di 500 fogli (e anche la loro massa, visto che sulla confezione dei fogli A4 oltre alle dimensioni è sempre indicata anche la densità). Insomma, ottenere molto anche con “poco”.

Quest’anno inoltre ho avuto la fortuna di seguire un incontro che mi è valso come utile corso di aggiornamento, alla scuola “Rinascita” di Milano, con formatori quali Marcello Sala e ricercatori come Tommaso Castellani di formaScienza (tra l’altro, entrambi hanno collaborato con LinxMagazine con gli articoli “Scienza in scena. A scuola” e “Studenti al caffé”) perché è attualmente in atto un progetto fra le scuole di Roma e Milano, finanziato dal Miur che si chiama “La scienza degli studenti” nel quale si propone anche un approccio innovativo all’uso dei laboratori. A partire dalla domanda se si possano far riscoprire le leggi scientifiche agli studenti, si stanno realizzando dei laboratori didattici che «mettendo lo studente nei panni del ricercatore, riportino il “non sapere” al centro. Questo tipo di laboratorio simula il processo di scoperta e la dinamica sociale della ricerca scientifica. Un simile approccio, oltre a contribuire alla formazione di una visione non ingenua della ricerca scientifica, si adatta particolarmente alle modalità di pensiero tipiche dell’infanzia e dell’adolescenza». Il punto di vista è quello della didattica costruttivista e della cosiddetta “didattica per problemi” nella quale si mette in atto una strategia flessibile di ascolto della modalità di pensiero degli studenti, con il laboratorio che diventa luogo di ipotesi e scoperta piuttosto che di verifica di una conoscenza già consolidata.

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