Robotica educativa: kit didattici per insegnare le STEAM attraverso la robotica

Gioco, logica e tecnologia rientrano tra le combinazioni di attività educativa più gettonate da ragazze e ragazzi: l’aspetto che aggancia l’attenzione e l’engagement degli studenti è il coordinamento necessario tra teoria e pratica per arrivare a una risoluzione.

Capire come funziona un singolo gioco, soprattutto dal punto di vista fisico, è spesso la chiave per innescare il ragionamento che porta a un livello di apprendimento e comprensione più alta e generale: a partire da un caso specifico, si può quindi imparare a costruire e programmare giochi, oggetti… e anche robot. 

È in questo contesto che le materie di robotica all’interno dei programmi scolastici riscuotono così tanto successo tra studentesse e studenti di scuola secondaria. In particolare, la robotica educativa gioca un ruolo molto interessante nella promozione per materie STEAM perchè avvicinano le nuove generazioni al mondo della Information Technology, della costruzione e programmazione di robot, dell’automazione industriale, della domotica e tanti altri campi professionali scientifici. 

Robotica: l’aspetto pratico delle materie STEAM

La robotica è il ramo interdisciplinare della scienza e dell'ingegneria che annovera materie come l'ingegneria meccanica, elettronica, informatica e dell'informazione; in particolare, si occupa della costruzione, progettazione, utilizzo e funzionamento di robot e sistemi informatici necessari per la gestione delle macchine robotizzate, l'elaborazione delle informazioni e il feedback sensoriale. 

Questa definizione consente di mettere in luce il forte legame tra la robotica e le discipline di Scienza, Tecnologia, Ingegneria, Arti e Matematica. Nel dettaglio, l’attuale classificazione di robot si basa sul settore di applicazione di queste macchine. Si distinguono tre categorie: i robot industriali, quelli di servizio e la robotica educativa. 

È la robotica educativa che permette a studenti e docenti di tradurre in pratica la teoria di scienza, tecnologia, matematica e fisica: grazie a questo tipo di attività laboratoriale, migliaia di ragazzi hanno la possibilità di valutare consapevolmente percorsi di studio e di specializzazione orientati verso le discipline STEM. Vale la pena ricordare che le materie scientifiche non escludono attività di tipo creativo, anzi le stimolano sotto forma di pensiero critico, problem solving e decision making. 

Come si applica la robotica alla didattica? 

L’approccio della robotica educativa combina gli insegnamenti tradizionali con l’utilizzo di robot per rendere l’esperienza didattica più coinvolgente e, soprattutto, efficace nella comprensione del funzionamento di determinati circuiti, ma anche nella creatività pratica e reale sulla base della teoria studiata. 

L'uso dei robot ha permesso a un numero crescente di ragazzi di maturare competenze in termini di programmazione (hard skill), ma non solo: la progettazione e il lavoro in gruppo facilitano enormemente lo sviluppo di competenze trasversali, come la collaborazione tra studenti, la risoluzione di problemi attraverso vari processi analitici valutazione e autovalutazione, l’approfondimento delle relazioni causa-effetto.

L’impegno che l’acquisizione di queste capacità e competenze richiedono viene ripagato con una grande soddisfazione e un aumento della fiducia in sé: si tratta di risultati che aiutano giovani studenti a nutrire interesse scientifico in termini di ricerca attiva e traduzione di ragionamenti teorici in risoluzioni pratiche. 

Mettere mano su progetti scientifici e laboratoriali stimola inevitabilmente un tipo di ragionamento computazionale che permette di sviluppare una comprensione della realtà che ragazze e ragazzi vivono quotidianamente: a partire dall’analisi di dati e fattori, le giovani menti si allenano a progettare sequenze di azioni consapevoli, ma anche a sviluppare soluzioni originali, facendo leva sulla propria inventiva. 

Di fatto, i benefici che studenti delle scuole di ogni grado traggono dalla robotica educativa non si limitano all’apprezzamento delle materie STEAM, ma permeano molti altri ambiti della vita, inclusi quelli educativi e caratteriali.

Esempi pratici di kit di robotica utilizzati nelle scuole italiane

In genere, le scuole dell'infanzia usano robot di piccole dimensioni e di facile utilizzo come:

• Cubetto
• Blue Bot
• Apina BeeBot
• Pro-Bot
• Mbot
• Little Bits
• Tutti i prodotti della linea Lego Education

Tra questi ultimi, è degno di nota Lego WeDo, il robot in grado di combinare la struttura creativa dei robot con un'interessante programmazione per blocchi.

Un altro robot educativo è Dash and Dot, composto da una parte impaziente di giocare e capace di rispondere ai comandi vocali, riconoscere gli oggetti, cantare, ballare e muoversi in autonomia (Dash) e da una parte con le caratteristiche di un cervello robotico (Dot), fornito di un'ampia gamma di giochi con i quali i bambini possono divertirsi e imparare il coding. La programmazione di Dash and Dot avviene via app oppure manualmente mediante i pulsanti direzionali. 

Per studenti di scuole primarie e secondarie, sono consigliabili robot più complessi per stimolare il loro interesse attivo, come ad esempio: 

• Arduino
• Microbit
• I prodotti della linea Lego Mindstorms

Con Lego Mindstorms, senza dubbio tra le soluzioni più gettonate in assoluto, studentesse e studenti vengono coinvolti nella costruzione vera e propria di un robot in grado di danzare, fare sport e combattere, in un percorso educativo stimolante e divertente sul linguaggio base di programmazione. 

Nel dettaglio il kit di base di Lego Mindstorms è composto da ben 600 pezzi intercambiabili e, grazie alla varietà delle figure ottenibili, permette di assemblare, programmare e progettare 17 robot diversi. Tuttavia, la novità più interessante è costituita dalla presenza dei mattoncini smart EV3, con cui è possibile aggiungere determinate azioni e comandi alle figure ottenute, effettuare il debug senza alcun collegamento al PC. 

Infine, nei laboratori di robotica educativa di scuole medie e superiori, è possibile trovare robot anche più complessi o addirittura industriali, tra cui Jobot e i robot collaborativi della Universal Robot.