Robotica educativa e idee potenti

Robotica educativa e idee potenti:
come migliorare l’educazione scientifica
e tecnologica nell’obbligo scolastico
Augusto Chioccariello – Istituto Tecnologie Didattiche – CNR di Genova
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Ricercatore associato della Rete per la Robocup Jr ITALIA
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Lo scenario della società della conoscenza assume la continua evoluzione dei
saperi e questo rende impossibile insegnare a scuola tutto quello che poi servirà
nella vita.
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Bisogna imparare ad imparare e una possibilità, perché questo avvenga, è
ridurre l’estensione del curricolo e dare spazio e tempo all’apprendimento dei
concetti di base o delle idee potenti. In Mindstorms, Papert definisce idee potenti
quelle idee che possono essere utilizzate come strumenti con cui pensare nel
corso della vita. Indica l'idea di "feedback", come un esempio: è possibile
utilizzarlo per capire molte tipi di fenomeni del mondo, non solo in ingegneria, ma
anche in biologia e scienze sociali.
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Le scatole da costruzione robotiche permettono agli studenti di imparare
giocando e, costruendo robot, di entrare in contatto con idee quali la misura, il
controllo, il feedback. Inoltre, permettono agli insegnanti di sviluppare una
proposta educativa che realizza e amplia le attività di laboratorio sperimentale
possibili in ogni ordine scuola.
L’educazione al metodo scientifico nella scuola spesso si limita alla riproduzione
di esperimenti storicamente rilevanti, secondo una logica che fa prevalere la
trasmissione di conoscenze consolidate sulla loro (ri)costruzione da parte dei
soggetti che devono apprenderle.
Questa logica può essere ribaltata adottando una prospettiva costruzionista per
la quale l’apprendimento è il risultato di una relazione tra le idee e la costruzione
di oggetti ad esse correlate, da un lato, e il confronto con gli altri nel condividere
e discutere le proprie costruzioni, dall’altro. In questa prospettiva, l’uso di kit
robotici rappresenta un elemento di novità in quanto permette di creare le
condizioni per realizzare attività di laboratorio sperimentale in cui gli aspetti di
invenzione (l’apporto personale), riproduzione (la ricostruzione del sapere
accumulato) e la documentazione (la narrazione dell’esperienza) siano nel giusto
equilibrio. Se poi a questa proposta educativa a scuola si aggiungono attività
extra-scolastiche si può creare una sinergia tra studio e gioco, tra competizione e
collaborazione che favorisca un apprendimento motivato.
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Le gare di robot con fini educativi si posizionano a metà strada tra le gare tipo le
olimpiadi della matematica e quelle sportive come il calcio. Gli aspetti ludici e
motivazionali possono contribuire efficacemente sia alla diffusione della cultura
scientifica e tecnologica, che all’apprendimento dei concetti collegati. Le gare
robotiche, però, non sono una panacea.
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Le competizioni, come quelle di robot calciatori, funzionano bene in contesti in
cui le costruzioni meccaniche, elettriche e informatiche coinvolte nel
padroneggiare un kit di robotica sono già presenti, o compatibili, con le attività
del curriculo.
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Questa tipologia di gare al momento sembra evidenziare sia problemi di genere,
dal momento che attirano molto di più i ragazzi che le ragazze, sia problemi di
età, visto che risultano molto complesse per i bambini.
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Le idee potenti della robotica, tuttavia, si possono approcciare con attività meno
complesse di quelle richieste dalla costruzione di robot autonomi. Facciamo un
esempio, un gatto di peluche cibernetico che miagola quando viene accarezzato:
per costruirlo abbiamo introdotto in un normale peluche un sensore di luce ed un
riproduttore di suoni registrati connessi ad un microprocessore. Poi abbiamo
definito il comportamento “miagola” scrivendo un programma che attiva la
riproduzione dell’audio quando il sensore rileva condizioni di scarsa luminosità
(poiché le carezze lo oscurano).
Le competenze e i concetti coinvolti nella costruzione di un robot autonomo e nel
pupazzo sono gli stessi, solo il contesto costruttivo è diverso. Le costruzioni
interattive, capaci cioè di reagire agli stimoli ambientali come il gatto di peluche
citato, usano suoni, luci e poca meccanica, coinvolgono materiali diversi, e
spesso hanno finalità più artistiche che tecnologiche.
Sperimentazioni di robotica educativa compatibili con questo quadro sono state
realizzate nei vari livelli scolari italiani e il loro risultati sopravvivono grazie a reti
di scuole a livello provinciale come “Amicorobot - rete di scuole per la robotica
educativa” (Milano), regionale come la “Rete per la Robotica delle Scuole
Piemontesi del Primo Ciclo” (Piemonte) e anche nazionale “Rete di scuole per la
Robocup Jr Italia”.
Esiste, inoltre, una realtà consolidata di gare di robotica educativa, alcune
promosse da soggetti esterni alla scuola (“RomeCup” dalla Fondazione Gioventù
digitale di Roma; “Minirobotics” dall’Università di Catania) ma anche dalle scuole
stesse in rete (“Robocup Jr Italia” itinerante, nel 2009 a Torino, 2010 a Vicenza e
nel 2011 a Catania) e un’offerta formativa extrascolastica (l’ I.LAB robotica del
Museo Nazionale della Scienza e della Tecnica di Milano).
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Lo sviluppo di un curricolo verticale di robotica educativa, compatibile con il
quadro di riferimento dei saperi e delle competenze richiesti per l’assolvimento
dell’obbligo di istruzione, potrebbe creare le condizioni affinché queste diverse
esperienze contribuiscano ad una proposta di sistema da attuare nel curricolo
dell’obbligo scolastico.
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Torino, 3 maggio 2011