Metodologie e approcci per lo studio delle STEM, Istituto Comprensivo A. Gramsci

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Via Europa snc - 07045 OSSI (SS) C.F. 92071210907 - Cod. Univoco UF9PB - Tel. 079/9341167 e-mail: ssic813003@istruzione.it pec: ssic813003@pec.istruzione.it sito web: www.icantoniogramsciossi.edu.it

Allegato A Metodologie e approcci per lo studio delle STEM

Il tinkering e il making

STEM è l'acronimo che si riferisce alle discipline scientifiche: Science, Technology, Engineering, Mathematics. Quando si parla di STEM, però, non ci si riferisce alle singole aree o discipline tematiche, ma piuttosto a un sistema didattico integrato e a una serie di metodologie didattico- educative fondate su una visione pluridisciplinare basata su un approccio esperenziale, cooperativo, informale, inclusivo, accativante e con lo studente sempre al centro del proprio apprendimento. Le STEM, infatti, sono intese come la visione di un sistema educativo coinvolgente, moderno, flessibile e orientato a crescere, formare e preparare individui capaci di gestire il proprio futuro. Alla base delle STEM c'è la ricerca, la curiosità, la consapevolezza formativa dell'errore, la voglia e la possibilità di dare spazio alla creatività e alle proprie passioni per creare materialmente e virtualmente prototipi, modelli, strumenti e dare forma e vita alle proprie idee. Negli ultimi anni al tradizionale acronimo STEM si è aggiunta la A di Arts, passando da STEM a STEAM. Aggiungere l'arte alle discipline di carattere prettamente scientifico vuol dire soprattutto adottare un approccio interdisciplinare ancor più evidente. Nell'approccio STEAM gli studenti sono incoraggiati ad assumere un atteggiamento sperimentale, ricorrendo all'immaginazione e alla creatività per creare connessioni fra le idee. Una delle attività che meglio concilia gli aspetti scientifici con quelli artistici, manuali e creativi è senz'altro il tinkering. Letteralmente tinkering significa "armeggiare", ma in senso più ampio si intende smontare e montare, svitare, attaccare, ritagliare. Insomma, tutto quello che ha a che fare con il capire come funziona qualcosa e utilizzarlo poi dare vita ai propri progetti e alle proprie idee. Lo scopo del tinkering è realizzare oggetti, prototipi e strumenti di vario genere, spesso partendo da materiali di recupero, piccole parti meccaniche ed elettroniche, materiali semplici come carta, fili, cartone o legno. A prima vista quindi, molto adatto per avvicinare alle STEM i bambini più piccoli, ma estremamente valido naturalmente anche per i makers più grandi. Quando

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Via Europa snc - 07045 OSSI (SS) C.F. 92071210907 - Cod. Univoco UF9PB - Tel. 079/9341167 e-mail: ssic813003@istruzione.it pec: ssic813003@pec.istruzione.it sito web: www.icantoniogramsciossi.edu.it si parla di tinkering, tuttavia, può capitare che ci si possa perdere fra le infinite possibilità che offre questa metodologia (basta fare una breve ricerca su internet per rischiare di annegare in un mare di idee). Per comprendere come si possono integrare nella didattica questo tipo di attività, sono necessarie alcune precisazioni. Prima di tutto si distinguono due dimensioni per il tinkering: digitale e "analogica". Si può smanettare quindi con forbici, carta, colla e altri svariati materiali, e con fantasia, inventiva e applicazione di strategie di problem solving si possono pensare e realizzare con gli alunni numerose e efficaci attività ben strutturate, oppure si può lavorare con software, piattaforme e web app e divertirsi al pc, progettare e costruire in vari modi oggetti digitali che, eventualmente, possono essere stampati (con la stampa 3D o con altre tecniche).

Tinkering analogico

Per il tinkering analogico, quello più tradizionale, come detto, gli strumenti sono infiniti: qualsiasi cosa può andar bene, anche se aggiungere un po' di tecnologia generalmente stimola di più gli studenti. Si possono acquistare semplici parti elettriche e elettroniche (per esempio led, piccoli motori DC, interruttori, resistenze, display .. ) oppure sono commercialmente disponibili inventor kit da integrare o già pronti all'uso, altrettanto validi. Per applicare questa metodologia alla didattica una buona idea è quella di strutturare in maniera completa trasversale le attività, dare a studenti e studentesse obiettivi o dei temi intorno cui lavorare, con attenzione ai processi, alla rielaborazione, alla condivisione e allo sviluppo di altre importanti competenze trasversali. Ancora meglio, come ci insegna la scuola americana, è quella di proporre agli studenti delle sfide (Challenge Based Learning). Tale metodologia è estremamente efficace, altamente inclusiva, e se ben proposta, garantisce un impegno e un coinvolgimento della classe che non ha eguali. Per capire meglio, basta bensare alla tipica STEM challenge "The tallest tower", dove la sfida è costruire la torre più alta e stabile solo con dei fogli di carta e del nastro adesivo. Ma di esempi ce ne sono veramente tanti e diversi tra loro, e per poter toccare con la mano la potenzialità di tali attività complete rimandiamo ai materiali operativi sulle STEM presenti sul sito e che sono parte integrante di questo progetto. Con un progetto di tinkering ben strutturato si sviluppano tantissime competenze, specifiche e trasversali: si impara a progettare, si dà spazio alla creatività e si sviluppa il problem solving, e inoltre si integrano in modo naturale principi di fisica e di matematica, di chimica e di tecnologia. Insomma, un'attività STEAM a 360 gradi. Tuttavia, quello che conta davvero in un processo di tinkering

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Tinkering digitale

Se invece si vuole puntare l'attenzione sul tinkering digitale ci sono diversi strumenti, web app e piattaforme online che possono venirci in auto. Uno dei più famosi e dei più completi per la didattica, e non solo, è la piattaforma Tinkercad: strumento potentissimo, intuitivo, chiaro e gratuito e apprezzato da docenti. Questa piattaforma permette di realizzare in modo intuitivo modelli tridimensionali partendo da zero e scegliendo forme, colori, materiali. Si impara ad usare Tinkercad in poco tempo e una caratteristica che rende questo strumento molto adatto anche ai bambini: le creazioni tridimensionali si possono realizzare anche con i mattoncini Lego o con i blocchi di Minecraft grazie a specifiche estensione della piattaforma. Da un punto di vista didattico inoltre è possibile seguire gli alunni durate le loro attività sia in classe che a casa creando e gestendo classi virtuali in maniera semplice e efficace. Recentemente inoltre, tale piattaforma è stata implementata con una sezione dedicata al coding (Codeblocks) che permette di lavorare e disegnare anche attraverso la programmazione a blocchi, e con un'altra sezione che permette di simulare circuiti elettrici, permettendo di cimentarsi quindi con l'elettronica educativa, rendendola veramente uno strumento didattico completo. Rimandiamo anche in questo caso per ulteriori approfondimenti e per le attività e le schede operative all'apposita sezione STEM del sito istituzionale dell'istituto, con un'esaustiva sezione dedicata a Tinkecad e alla connessione con la stampa 3D. Quest'ultima infatti, ben si presta a dare concretezza e tangibilità a quanto si può progettare e realizzare su PC in digitale, diventando un valido stumento didattico che unisce making, tinkering, arte e tecnologia in svariate attività stimolanti e significative.

Arduino e attività STEM

Una valida connessione tra making, tinkering, coding e elettronica educativa è invece rappresentata senz'altro dall'utilizzo del microcontrollore Arduino, recentemente proposto ad alcune classi della

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Il coding e il pensiero computazionale

Il coding è una metodologia didattica che ha l'obiettivo di educare al pensiero computazionale. Un processo logico - creativo che risulta essere efficace anche a scuola, perché fa uso di strumenti, metodi e strategie specifiche della tecnologia (e non solo) per la soluzione di un problema complesso. Il pensiero computazionale è quindi un processo logico-creativo che viene messo in atto quotidianamente per affrontare e risolvere i problemi con metodi, strumenti e strategie specifiche. Si definisce pensiero computazionale perche utilizza procedure indispensabili per la programmazione di robot, dispositivi, dei computer e in generale di tutte le macchine che senza istruzioni dettagliate non possono svolgere le funzioni richieste. Il pensiero computazionale è in altri termini un approccio innovativo ai problemi e alla loro risoluzione, dove l'aspetto logico e sequenziale risulta essere determinante.

Coding nella didattica

Proprio su questo modello si basa il coding, uno strumento divertente, agile, coinvolgente ed efficace che può essere utile alla didattica sotto numerosi aspetti. Grazie al coding, infatti, gli studenti imparano a sviluppare il pensiero computazionale per risolvere situazioni e problemi complessi. L'Italia è tra i primi paesi al mondo ad aver e sperimentato e creduto in questa metodologia didattica innovativa, che non deve essere intesa come una nuova materia a scuola, ma come uno strumento da implementare in maniera trasversale e interdisciplinare. Il coding, infatti, può essere applicato solamente con una prospettiva interdisciplinare perché essenzialmente trasversali sono le competenze che permette di sviluppare. Non si tratta quindi di lavorare in un solo ambito, ma di realizzare attività che permettano di studiare e approfondire conoscenze e competenze sotto un diverso punto di vista, applicandole alla risoluzione dei problemi e alla realizzazione di idee e prodotti fisici e virtuali. In questo senso, il coding può essere praticato sia nell'ambito delle materie scientifiche che linguistiche e letterarie. Utilizzare il coding nella didattica significa educare ad agire consapevolmente la strategia del pensiero computazionale. L'obiettivo