Imparare a programmare un robot… partendo da un piatto di pasta: tecnologia e metodo Montessori

Aiutare i bambini a dominare le tecnologie, a conoscerle e a usarle attivamente è un compito importante per i genitori. Allo stesso tempo, affinare le capacità critiche e di problem solving è fondamentale per abitare la nostra società complessa. Favorire lo sviluppo del pensiero computazionale si muove in entrambe queste direzioni. Ma di che cosa si tratta?

Pensiero computazionale: che cos’è 

Il pensiero computazionale è un processo mentale che consente di risolvere problemi di varia natura adottando metodi e strumenti specifici, e in particolare attingendo ai principi fondamentali dell’informatica, della matematica e dell’ingegneria. Impiega l’astrazione e la decomposizione quando deve accostarsi a una funzione complessa, o per progettare un sistema grande e complicato. In questo modo si ha una separazione delle competenze: si tratta di scegliere una rappresentazione adeguata di un problema o di modellarne gli aspetti rilevanti al fine di renderli trattabili [1] .

Un processo analogo avviene in una classe montessoriana dove, in un ambiente preparato, l’insegnante presenta materiali strutturati attraverso un lavoro di analisi, cioè «separa le parti di un tutto assai difficile e complesso in esercizi che possono costituire da soli un lavoro interessante» [2] . È il bambino, successivamente e in autonomia, che cercherà soluzioni e strategie proprie a seconda delle attività scelte. 

Il pensiero computazionale, dunque, può essere sviluppato, in accordo con i principi  montessoriani, fin dalla più tenera età. I bambini più piccoli (dai 3 ai 6 anni) possono dedicarsi ad attività pratiche e quotidiane; dalla scuola primaria, invece, si possono introdurre anche strumenti informatici utili a potenziare lo sviluppo di questa competenza. 

Vediamo qualche proposta di attività. 

Il pensiero computazionale nelle faccende domestiche

Per favorire lo sviluppo del pensiero computazionale è possibile innanzitutto proporre semplici attività in cucina, come preparare un piatto di pasta al burro. Strano, ma vero: la ricetta è a tutti gli effetti un procedimento che permette la risoluzione di problemi specifici  mediante l’applicazione di una sequenza di istruzioni. 

Si comincia con i singoli ingredienti e il risultato finale, in questo caso, è il piatto di pasta pronto da mangiare. Nel mezzo c’è un algoritmo, ovvero un procedimento. Sarà necessario dunque suddividere la ricetta in diversi passaggi in modo da creare una sequenza, più o meno difficile a seconda dell’età del bambino, e poi procedere alla sua realizzazione. 

Il pensiero computazionale può essere esercitato anche durante le varie attività della giornata, dal vestirsi al lavarsi le mani; dal preparare la colazione al lavarsi i denti. 

Se il bambino sa scrivere, si può annotare insieme il procedimento e poi provare a eseguirlo. I bambini dai 3 ai 5 anni possono essere guidati nei vari passaggi con il sostegno delle immagini. 

Gli eventuali errori, ovviamente, non vanno demonizzati: trovare e capire l’errore aiuta a crescere, e andare alla ricerca della possibile soluzione al problema stimola la curiosità e il problem solving.

Storie da programmare

Un’altra attività da fare in casa per favorire il pensiero computazionale è la “programmazione” di storie. Per prima cosa si inventa una storia con i propri bambini, e si rappresentano con i disegni gli elementi principali (i personaggi, i luoghi…).

Poi, si procede alla realizzazione delle “carte direzionali”: si tratta di carte con frecce di vario colore che indicheranno direzioni diverse (ad esempio frecce verdi per andare dritti, gialle per curvare a sinistra e rosse per curvare a destra); i movimenti in diagonale non sono consentiti.

Preparate la storia e le carte, si costruisce il “reticolo di scena”: tanti quadrati, tutti delle stesse dimensioni, posti uno accanto all’altro. Ogni quadrato rappresenta un passo. Si posizionano i personaggi e i luoghi nelle varie caselle e si stabiliscono un punto di partenza e uno di arrivo, rappresentati dai disegni che aprono e chiudono la storia.

Una volta terminata la preparazione, il bambino potrà scegliere se essere il “programmatore” che dà le istruzioni o il “robot” che le esegue. Il robot si posizionerà al punto di partenza e, seguendo le indicazioni date dal programmatore, dovrà procedere lungo il reticolo ricostruendo la storia.

Sviluppare la creatività con la programmazione

Già nel 1960 Seymour Papert, il primo a utilizzare l’espressione “pensiero computazionale”, sosteneva che tutti i bambini avrebbero dovuto imparare a programmare i computer, per poterli usare in maniera più attiva: «è il bambino che programma il computer e non il computer che programma il bambino» [3] , diceva. 

Imparare a programmare non prevede solo sedersi davanti a un computer e studiare tutta una serie di regole: esistono infatti diverse proposte che utilizzano strumenti pratici e visuali in grado di favorire lo sviluppo del pensiero creativo dei bambini, per esempio Scratch.

Scratch è un ambiente di programmazione gratuito, che impiega un linguaggio di programmazione di tipo grafico, a blocchi. È stato progettato dal Lifelong Kindergarten Group del MIT Media Lab di Boston per ragazzi dagli 8 ai 16 anni, ma viene utilizzato indifferentemente da persone di tutte le età.

Si tratta di un gioco che obbliga a pensare e a risolvere problemi, e consente il “controllo dell’errore”: se il bambino segue un procedimento errato, infatti, il gioco non funziona; in questo modo il piccolo potrà ripercorrere tutto il procedimento per andare alla ricerca dell’errore e correggerlo lui stesso. Scratch insegna ai ragazzi a pensare in modo creativo, a ragionare in modo sistematico e a lavorare in maniera collaborativa.

Imparare le scienze con il tinkering

Il tinkering è un termine inglese che significa “armeggiare” ed è un approccio innovativo per l’apprendimento delle discipline scientifiche che si basa sulla creazione di artefatti fisici utilizzando diversi tipi di materiali e strumenti, ma anche di idee. 

I bambini sono stimolati a manipolare e a giocare con gli strumenti: usando materiale di riciclo e componenti elettroniche, infatti, possono “sperimentare” materie come la fisica, la matematica, l’arte, l’ingegneria. Le cose che si possono costruire sono tantissime: circuiti elettrici, piccoli robot, giocattoli meccanici, piste per biglie, meccanismi di reazione a catena, sculture… 

Attività di tinkering possono essere proposte anche in una scuola Montessori, oppure a casa. Si tratta di attività che aiutano a sviluppare competenze importanti, come analizzare, mantenere la concentrazione, lavorare in maniera autonoma, riconoscere i propri limiti e quelli delle situazioni con cui ci si confronta; favoriscono inoltre la curiosità e il gusto per la sperimentazione, restituendo alla manualità un ruolo centrale [4] .

A Milano, il Museo della Scienza e della Tecnologia, prima della pandemia, organizzava nei fine settimana laboratori di tinkering per studenti, insegnanti, genitori e maker di tutte le età; su Internet, comunque, sono diversi i siti che offrono spunti interessanti per nuovi progetti.

Robotica educativa

Un robot è un manufatto meccanico comandato da un computer, ma in questo caso l’oggetto è tangibile. Far funzionare un robot prevede una serie di attività precise: progettarlo, montarlo, programmarlo… Solitamente, nei progetti di robotica educativa, queste attività vengono svolte insieme dai bambini.

La robotica, come anche il tinkering, ha molti aspetti in comune con le idee montessoriane: l’ambiente preparato, la maestra-regista, l’agire autonomo, le astrazioni materializzate, l’importanza dell’errore. È una disciplina importante, che permette di sviluppare la logica, il problem solving, la capacità di lavorare in gruppo e le competenze digitali. 

Esistono diverse tipologie di robot che si possono utilizzare per avvicinare i bambini alla robotica, da quelli acquistabili nei negozi di giocattoli a quelli specificamente rivolti alle scuole. Qualora si volessero introdurre i propri figli alla robotica è anche possibile rivolgersi ad associazioni come la Scuola di Robotica, che organizza eventi e corsi per bambini, scuole e famiglie.