IDEa: Progettare E Programmare Prototipi Virtuali

IDEa: progettare e programmare prototipi virtuali

Arcangelo Pignatone, docente esperto di discipline STEM, ci racconta IDEa, una proposta per insegnare una nuova pratica di Didattica Digitale Integrata nella Scuola secondaria di I grado.

Tempo di lettura: 4 minuti

Arcangelo Pignatone

IDEa è un progetto sperimentale in ambito STEM basato sulle tassonomie proposte nei modelli DigCompEdu e DigComp che prevede l’utilizzo del microcontrollore Arduino. La pratica educativa del progetto si è svolta dal 9 dicembre 2020 al 17 febbraio 2021 mentre la parte competitiva è ancora in corso. Il progetto IDEa, basato sulla realizzazione di prototipi programmabili con linguaggio C++, è stato svolto interamente a distanza.

Il progetto

L’obiettivo è stato quello di realizzare con Tinkercad due prototipi virtuali: Luci di Natale e Semaforo con chiamata pedonale. Il funzionamento dei due prototipi è stato quindi testato attraverso una simulazione virtuale.

Gli Student kit di Arduino hanno quindi assunto un ruolo fondamentale nel progetto: hanno permesso agli alunni di fruire delle lezioni e di lavorare materialmente sulla progettazione e sulla programmazione dei prototipi. È stato per esempio utilizzato il multimetro in dotazione nel kit per compiere la misurazione dei valori dei componenti elettronici utilizzati. I componenti in dotazione nel kit sono quindi stati utilizzati per realizzare materialmente il prototipo Semaforo con chiamata pedonale. Per mettere in funzione i circuiti realizzati per i prototipi, gli alunni hanno scaricato l’ambiente di sviluppo integrato (IDE) di Arduino e quindi lo hanno programmato. A questo link è disponibile un video che ne mostra un esempio.

Nel progetto è prevista anche una parte di storytelling dei progetti, che è stato realizzato con Scratch e con Adobe Spark. L’ambiente di programmazione gratuito Scratch, in particolare, ha permesso agli studenti di elaborare storie interattive attraverso la programmazione a blocchi di foto, video e testi, mentre Spark ha dato modo agli alunni di creare e progettare contenuti visuali. Tutti i lavori svolti sono infine raccolti nell’applicazione gratuita Wakelet, che ha consentito di organizzare le risorse create dagli alunni. La fase finale del progetto ha previsto la costruzione di prototipi realizzati. Sono stati utilizzati materiali facilmente recuperabili oppure stampanti 3D.

Le piattaforme

Per portare avanti il progetto IDEa è stato necessario creare tre classi virtuali: con il workspace di Google, con l’applicazione Tinkercad e con CS First. La Classroom di Google è stata lo strumento principale per veicolare i materiali didattici, mentre quella su Tinkercad ha permesso di tenere traccia e mantenere in archivio i prototipi virtuali realizzati degli studenti. La Classroom di CS First, invece, è servita a creare account Scratch anonimi per gli studenti, in modo da garantire la privacy.

La valutazione

La valutazione degli elaborati è stata effettuata utilizzando una griglia che utilizza criteri tratti da DigComp.

Esempio 1

CONSEGNA

Costruzione circuito – massimo 10 punti

Costruisci il circuito su Tinkercad, carica il tuo programma e avvia la simulazione. Registra quindi un filmato di massimo 60 secondi in cui si veda il corretto funzionamento del circuito. Carica il video.

CRITERI

Costruisci il tuo circuito utilizzando i componenti che trovi all’interno del Kit di Arduino.

IDEA 1 — Immagine fornita dall’autore Arcangelo Pignatone

Esempio 2

CONSEGNA

Programmazione circuito – massimo 10 punti

Programma il tuo circuito utilizzando l’IDE di Arduino. Metti in funzione il circuito. Registra un filmato di massimo 60 secondi in cui si veda il corretto funzionamento del circuito. Carica il video.

CRITERI

Realizza il programma che permetta al Led di lampeggiare.

IDEA 2 — Immagine fornita dall’autore Arcangelo Pignatone

I risultati

Il progetto ha migliorato il grado di inclusività delle classi, favorendo la partecipazione di alunni con livelli di apprendimento variegati. Un’altra caratteristica importante da sottolineare è la partecipazione attiva delle alunne in attività STEM.

Tutti gli alunni hanno, inoltre, migliorato le proprie competenze, passando dal livello di padronanza DigComp base-1 al livello altamente specializzato-8 nelle seguenti Aree di competenza:

Area di competenze 1: Alfabetizzazione su informazioni e dati
- 1.1 Navigare, ricercare e filtrare dati, informazioni e contenuti digitali
Area di competenze 2: Comunicazione e collaborazione
- 2.1 Interagire attraverso le tecnologie digitali
Area di competenze 3: Creazione di contenuti digitali
- 3.4 Programmazione
Area di competenze 4: Sicurezza
- 4.2 Proteggere i dati personali e la privacy
Area di competenze 5: Risolvere problemi
- 5.3 Utilizzare in modo creativo le tecnologie digitali

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