STEAM, Making e Tinkering

Abbiamo già parlato molte volte di STEAM, di questo acronimo che sta ad indicare le discipline scientifico-tecnologiche e i relativi corsi di studio e che, ad oggi, rappresenta una revisione delle metodologie didattiche il cui scopo è quello di integrare le discipline scientifiche con quelle umanistiche. Sappiamo che rappresentano una risorsa importante per favorire il pensiero computazionale, il pensiero creativo, il pensiero originale e quello critico, e per allenare e sviluppare le capacità di lavorare in gruppo e di risolvere problemi. Le attività STEAM sono, inoltre, attività fortemente inclusive, adatte soprattutto a studenti con bisogni educativi specifici o con difficoltà scolastiche, di integrazione e di comprensione.

Aggiungiamo anche che rappresentano un approccio transdisciplinare all’insegnamento che va a creare uno spazio aperto, in cui gli studenti superano la tradizionale classificazione in singole “materie” di ciò che hanno imparato, e utilizzano invece tutte le conoscenze assimilate nel corso degli anni e le abilità che sono in grado di applicare, per risolvere problemi nei più svariati campi di applicazione, e così facendo sviluppano competenze, quelle competenze trasversali tanto amate e ricercate dal mondo del lavoro e non solo.

La STEAM Education è un approccio all'apprendimento che utilizza scienza, tecnologia, ingegneria, arti e matematica come punti di accesso per guidare 3 cose:

• l'indagine degli studenti,
• il dialogo,
• il pensiero critico.

Le STEAM consentono agli insegnanti di impiegare un apprendimento basato sui progetti; ogni progetto attraversa ciascuna delle cinque discipline (se ce la fa, non è obbligatorio) e promuove un ambiente di apprendimento inclusivo in cui tutti gli studenti sono in grado di impegnarsi e contribuire per raggiungere l’obiettivo. Queste attività si sposano benissimo con il making e tinkering. Ma cosa sono questi due metodi? Chi sono i maker? In breve, i maker sono degli artigiani digitali e il making può essere considerato come un’evoluzione del bricolage, più tecnologico e al passo coi tempi. Il making è dar vita a un progetto comune tramite la fabbricazione di qualcosa. Il Tinkering viene considerato, invece, una palestra per aspiranti maker che insegna a “pensare con le mani”, un metodo educativo per avvicinare bambini/e e ragazzi/e allo studio delle materie STEAM in modo pratico.

Il tinkering è un approccio ludico all’apprendimento, che porta avanti l’idea che l’apprendimento sia molto più efficace quando è divertente ed appagante. Tutte le attività, infatti, vengono lanciate sotto forma di gioco o di sfida, e lo scopo è realizzare oggetti di vario genere usando materiali facilmente reperibili. Vengono incentivati la collaborazione, il confronto e la visione positiva dell’errore. Tinkering è un termine inglese che significa «armeggiare» ed è un approccio di apprendimento informale tipico dell’educazione STEAM, e i tinkerers sono gli «armeggiatori», coloro che esplorano, sperimentano e provano sempre cose nuove.

Making e tinkering ci preparano al futuro, ci permettono di divertirci, di fare piccoli lavoretti, di unire tecnologia con tantissimi altri materiali. Ci permettono di fare esperimenti in chiave altamente innovativa.

Elettronica e Tinkering

In questo articolo ti proponiamo un’attività molto semplice ma allo stesso tempo molto divertente, da fare soli o in compagnia, con materiali facilmente reperibili e recuperabili da oggetti rotti o da buttare, con lo scopo di capire le basi dell’elettronica e dei circuiti elettrici.

Vedremo come poter costruire dei veri e propri circuiti elettrici funzionanti, disegnandoli su carta e costruendoli in tutta sicurezza con elementi a basso costo. Proveremo, infatti, a realizzare un semplice circuito elettrico su carta utilizzando una matita.

I materiali

• Un foglio di carta     

• Una pila 9V: forse questa è l’unico materiale non comune, che difficilmente troviamo in casa e che quindi andrebbe acquistato. In alternativa, una o alcune batterie a bottone da 3V: queste batterie sono molto comuni, si utilizzano in molti oggetti (negli orologi da muro, in piccoli elettroutensili, nelle calcolatrici…) e in quei prodotti che non richiedono un elevato voltaggio; potresti facilmente trovarne una in un cassetto di casa. 

• Un led: i led sono dispositivi elettronici in grado di emettere luce; esistono di svariate misure e sono presenti dappertutto; ogni volta che vedi una lucina, in un giocattolo o in un elettrodomestico, lì c’è un led. Smontando un vecchio giocattolo rotto potresti recuperarne uno; si possono acquistare anche nei negozi ed hanno un costo bassissimo.

• Una matita B: nelle matite la mina è realizzata miscelando insieme argilla e grafite, quando è presente più argilla la matita è “dura” mentre quando è presente più grafite allora la matita è “morbida”; le matite che si possono usare per costruire circuiti su carta sono quelle morbide, quindi tutta la linea delle matite B, dalla 2 (morbida) alla 8 (morbidissima), perché la grafite, che è conduttore, è presente in percentuale sempre maggiore.

• Un foglio di carta stagnola: in alternativa alla matita B si può utilizzare la stagnola, magari riciclando dei pezzetti di scarto che avremmo buttato nel cestino della differenziata.

• Due cavetti elettrici a coccodrillo: sono cavetti comuni per lavoretti di elettronica, si possono utilizzare anche cavi elettrici dalla sezione molto piccola (come il doppino telefonico) ma in questo caso dobbiamo essere bravi/e ad effettuare i collegamenti e le giunzioni.

Cominciamo col disegnare con la matita B due linee spezzate che partano da un lato del foglio. Le due linee non devono intersecarsi e devono terminare l’una in prossimità dell’altra in modo che sia possibile inserire il led. Assicurati di partire dal bordo del foglio, di non esagerare con la lunghezza e di non risparmiarti invece con la larghezza (fare delle prove variando lunghezza e larghezza del circuito sarà il passo successivo, per capire quanto si disperde la corrente aumentando queste caratteristiche, o meglio quanto aumenta la resistività del circuito).

All’estremità delle linee disegna e riempi due cerchietti. Assicurati di spalmare per bene la grafite sul foglio riempiendo le linee appena tracciate.

Appoggia le gambe del led sui due cerchietti: la gamba più lunga, l’anodo (cioè il polo positivo) su un cerchio e il catodo (il polo negativo) sull’altro. Ora fai attenzione. Pinza l’estremità di un cavetto al polo positivo della pila a 9V e l’altra estremità al foglio, in prossimità della linea a cui hai collegato l’anodo del led. Ripeti l’operazione con l’altro cavetto sui poli negativi della batteria e del led. Se vuoi iniziare a seguire lo standard dei colori per i cavi elettrici, in CC (corrente continua) si usa il rosso per il positivo e il nero per il negativo.

Se hai effettuato tutti i collegamenti nel modo corretto, nel momento in cui chiudiamo il circuito, il led si accenderà. Questo accade perché le linee di matita, costituite principalmente da grafite, fungono da resistori e consentono il passaggio di una piccola corrente. Aprendo il circuito, scollegando un cavetto, magari aprendo una delle due pinze collegate al foglio, il led si spegnerà. Ecco visivamente la differenza tra circuito chiuso e circuito aperto.

Provando poi a ripetere l'esperimento più volte sì possono notare alcune cose interessanti. Se disegniamo una striscia molto lunga la sua resistenza sarà maggiore e dunque scorrerà meno corrente con la conseguenza che il led avrà una minore intensità della luce emessa. A parità di lunghezza, invece, la resistenza di una striscia aumenta se si diminuisce la sua superficie (spessore o larghezza) con conseguente diminuzione dell'intensità della luce emessa dal led. Infine si nota che se aumentiamo la morbidezza della matita (verso la 8B) la resistenza diminuisce e l'intensità della luce aumenta.

Se non riesci a recuperare la pila a 9V e la matita B, puoi usare la batteria a bottone e delle strisce di carta stagnola. Taglia una striscia continua di stagnola, senza accartocciarla, poi ripiegala su se stessa per formare angoli di 90° e spezza la striscia in due linee. Posiziona la batteria da una parte e il led dall’altra, facendo attenzione alle polarità (come descritto sopra). Il circuito creato funzionerà decisamente meglio per le caratteristiche dei materiali utilizzati ma è anche più facile che la stagnola si spezzi creando la necessità di nuove congiunzioni; attenzione però perché ad ogni nuova congiunzione la resistività del materiale aumenta con conseguenza diminuzione della corrente e dell’intensità del led.

La filosofia del tinkering vuole che i tinkerers arrivino da soli alla costruzione del circuito funzionante, senza seguire i passaggi esposti ma sperimentando ripetutamente, magari eseguendo male i collegamenti per poi imparare dagli sbagli, osservando e non commettendo due volte lo stesso errore.

Questi circuiti sono la base per costruire fantastici prodotti come, ad esempio, alberi di Natale, spade laser, biglietti di auguri luminosi, maschere di carnevale, e tantissimi altri.

Fantasia, creatività e manualità i requisiti, divertimento e gioco il mood, crescita e formazione il fine.