EASY STICK
Easy Stick
ANNO SCOLASTICO 2019/2020
ANNO SCOLASTICO 2017/2018
Durata: 5 mesi
Partecipanti: alunni della classe 1^A del Liceo delle Scienze Applicate per l’anno scolastico 17-18
Età: 15 anni
Temi: Problem solving, Cittadinanza attiva, Didattica STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) e Didattica attiva, Competenze chiave europee
Insegnanti referenti: Rossano Guarnieri (Chimica)
Massimiliano Zanichelli (fisica)
Vivien Agliozzo (scienze naturali)
Altri Docenti coinvolti: Ottavio Di Braccio (informatica)
Vincenzo Mangione (Disegno tecnico)
Stefano Saccani (Reti e Sistemi)
Breve contestualizzazione del progetto
Questo progetto è nato nell’ambito della collaborazione pluriennale tra l’Istituto Gadda ed il territorio Taro-Ceno con le sue Aziende ed Enti di rilevanza socio culturale.
Supportati nel progetto da Franco Bercella, industriale della zona e dal Lions Club della Val Ceno, abbiamo pensato di sviluppare un bastone elettronico sonar per ciechi prendendo spunto da un modello già realizzato in Gran Bretagna, dal costo però, molto elevato (circa 1700£). Ha preso forma nel gennaio 2018 il Progetto “Easy stick”, realizzato a bassissimo (meno di 100€) partendo da un normalissimo bastone biano e e rosso per ciechi.
Gli scopi che ci siamo prefissati nel progetto e le evidenze raccolte sono:
1. “Service Learning”. Prendendo a prestito le parole di un documento del MIUR il Service Learning “coniuga sistematicamente e intenzionalmente apprendimento e servizio; discipline e impegno solidale si integrano in un circolo virtuoso che tende alla soddisfazione di un bisogno reale della comunità attraverso l’applicazione di saperi e di competenze, consentendo allo stesso tempo l’acquisizione di nuove conoscenze e la maturazione di nuove competenze… sul campo”. Cioè si impara facendo un servizio agli altri e alla comunità; e questo ha una ricaduta positiva su tutto il territorio, il tessuto sociale e gli studenti.
2. “Learning by doing”: Si impara facendo! Partendo da un tema concreto, si lavora per superare tutti gli ostacoli che si incontrano nella realizzazione del progetto e lo si fa assieme (“cooperative learning”), portando ciascuno le proprie specificità e competenze in modo che ciascuno possa apprendere dagli altri integrando e assimilando competenze
3. Didattica STEM integrata: La classe è una classe del liceo delle scienze applicate, il tema quindi calzava particolarmente. In questo progetto abbiamo collegato fra loro e approfondito aspetti di:
- Fisica: la fisica delle onde e del suono in particolare
- Elettronica: Elettronica di base per comprendere quali sono le grandezze in gioco (tensione e corrente) e per capire il funzionamento di sensori e trasduttori presenti sul bastone.
-Informatica: la programmazione della scheda Arduino Nano ha richiesto che i ragazzi iniziassero a confrontarsi con il linguaggio di programmazione proprio della scheda e col suo ambiente di sviluppo, al fine di poter scrivere il programma che gestisce il bastone in collaborazione col professore che insegna quella materia
4. Disegno tecnico e modellazione 3D: La necessità di creare la scatola per l’elettronica è stata l’occasione per impratichirsi nell’uso di programmi di modellazione 3D in collaborazione col professore di disegno tecnico e nell’uso della stampante 3D della scuola.
5. Utilizzo di tecnologie innovative a basso costo e Open Source. Le tecnologie utilizzate sono tutte “Open Source”, a basso costo e reperibili facilmente (Piattaforma Arduino, Software di modellazione 3D, stampa 3D, Sensori low-cost)
6. Aumento delle competenze dei ragazzi relativamente alle tecnologie e agli argomenti trattati e anche relativamente all’approccio di fronte ad un problema nuovo. Abbiamo imparato a vedere un problema da più prospettive, ad immaginare e cercare soluzioni, ad integrare e ampliare le nostre conoscenze per risolvere problemi: abbiamo imparato che tutte le materie sono intrecciate fra loro: abbiamo imparato ad imparare.
7. Aumento della consapevolezza di se e di quello che posso fare se lo desidero e se collaboro assieme agli altri. Abbiamo visto che con mezzi semplici si possono ottenere risultati inaspettati e che il saper lavorare assieme, oltre ad essere bello, è la chiave per farcela.
8. Educazione alla imprenditorialità con un progetto concreto, realizzabile, “vendibile”. Il progetto sviluppato è assolutamente ingegnerizzabile in un prodotto a basso costo, replicabile, utile, vendibile, anche se realizzato senza fini dei lucro.
9. Coinvolgimento delle varie competenze presenti nella comunità scolastica. Su specifici problemi tecnici i ragazzi si sono fatti aiutare anche da altri studenti di indirizzi diversi, in particolar modo dell’ indirizzo tecnico informatico e manutenzione e assistenza tecnica. In particolar modo alcuni degli sviluppi futuri richiederanno forti competenze informatiche, rendendo necessaria una collaborazione più stretta fra studenti (e professori) di diversi indirizzi.
10. Collaborazione con vari enti e istituzioni del territorio. Il progetto nasce con la collaborazione della ditta “Bercella” del territorio che nel suo titolare si è detta disponibile a realizzare il bastone tutto in fibra di carbonio per renderlo il più leggero possibile (suggerimento arrivatoci dalla associazione ciechi di Parma), Il Lions Club della Val Ceno ha “sposato” e sponsorizzato l’iniziativa, che ha viste coinvolte scuola, famiglie, istituzioni locali e UICI (Unione Italiana Ciechi) in una giornata di presentazione del progetto. L’ospedale maggiore di Parma a Luglio ha organizzato una conferenza sul tema e ci ha chiamato a presentare il prototipo, e l’Unione Ciechi di Parma ci ha invitato a presentarlo nella loro sede.
Descrizione
Per la realizzazione del bastone si è preso in esame un bastone “classico” utilizzato dalle persone non vedenti.
A differenza del bastone “classico” il bastone elettronico permette di individuare ostacoli frontali (e volendo anche laterali) posti ad una certa distanza e ad una certa altezza sfruttando il fenomeno della riflessione di ultrasuoni contro gli ostacoli eventualmente presenti, lanciati da un sensore posto sul bastone.
Obiettivi
- Comprendere i bisogni delle persone non vedenti.
- Cooperare e confrontarsi con tutti i membri coinvolti nel progetto.
- Comprendere l’importanza dell’elettronica, dell’informatica, della Fisica e dell’open source nella realizzazione di questo progetto.
- Utilizzo pratico della stampante 3D.
- Saper progettare e realizzare un componente in base alle esigenze di progetto. (peso, costo,…)
Fasi del progetto
- Fase iniziale
In questa fase il prof. Zanichelli ha indirizzato i ragazzi coinvolti nel progetto a proporre possibili soluzioni nella realizzazione del bastone avente le seguenti caratteristiche:
- leggerezza e maneggevolezza
- costo limitato
- presenza di sensori ( disattivabili ) per l’individuazione di ostacoli frontali e laterali
- frequenza di vibrazione inversamente proporzionale alla distanza
- Fase operativa
Prima di tutto occorreva identificare le “tecnologie” più adatte al nostro scopo. Il bastone è stato realizzato con tecnologie “povere” ed in particolare sfruttando schede, ambienti e piattaforme di tipo Arduino e sensori che vengono dal mondo della robotica e hobbisti.
Alcuni componenti sono stati progettati con CAD 3D e in seguito stampati con la stampante 3D.
Monitoraggio e valutazione
I ragazzi sono molto stimolati e al tempo stesso più interessati quando ciò che studiano tra i banchi di scuola ha un’applicazione, pratica o teorica che sia, nella vita quotidiana.
Questo avviene perché riescono a rendersi (ancora meglio) conto di come quello che si cerca di insegnare loro non è solo conforme a un programma di studio, ma rilevante in quanto potrà essere sfruttato nella loro vita futura, lavorativa e non.
Un ulteriore fatto positivo e stimolante è stato riscontrare come i ragazzi si siano sentiti protagonisti nel partecipare in modo attivo ad un progetto che potesse in qualche modo rendere la vita “più semplice” a coloro che una vita semplice non la hanno.
In aggiunta a questo si è cercato di far capire loro (e ritengo che lo abbiano ben capito) come sia fondamentale credere nello sviluppo tecnologico, perché questo può, in alcuni casi, condurre alla realizzazione di creazioni importanti.
Prospettive
Grazie ai suggerimenti raccolti e, soprattutto grazie alla creatività degli studenti, si sta lavorando a possibili miglioramenti:
- introduzione di un nuovo sensore che individui, oltre agli ostacoli frontali, anche quelli laterali.
- introduzione di un nuovo sensore che lanci ultrasuoni ad una certa altezza per rilevare i suddetti ostacoli data l’importanza della rilevazione di “ostacoli alti”.
- dotazione di un localizzatore GPS e di un tasto di chiamata di soccorso: il tutto potrebbe essere realizzato interfacciando il bastone con uno smartphone.
- riduzione del peso del bastone grazie all’utilizzo della fibra di carbonio e impugnatura ergonomica