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Innovazione Scolastica

La Modellazione e Stampa 3D nella Scuola del Primo Ciclo: il Nostro Primo Anno

Non v’è dubbio che la riduzione dei costi e la conseguente diffusione delle stampanti e della stampa 3D sia una delle novità tecnologiche più interessanti degli ultimi anni il cui potenziale nascosto, in termini di innovazione, sta letteralmente rivoluzionando interi settori di mercato e che potrebbe esserlo anche nel campo della formazione.

La modellazione e la stampa 3D, nonostante le opportunità didattiche che possono offrire, non hanno ancora avuto un impatto davvero significativo all’interno delle istituzioni scolastiche.

Uno dei motivi del suo lento impatto nel campo dell’istruzione è probabilmente la mancata conoscenza di questa tecnologia da parte degli addetti ai lavori: i docenti.

Anche se l’uso delle tecnologie di modellazione e stampa 3D si va diffondendo soprattutto negli ultimi anni di istituti tecnici esso rappresenta un approccio limitativo delle sue potenzialità formative. L’impatto maggiore potrebbe venire infatti proprio dall’introduzione di queste tecnologie a partire dalle scuole del primo ciclo d’istruzione comprese le scuole dell’infanzia.

Più giovane è l’allievo, più semplice e produttiva è, di solito, l’introduzione di nuove idee e metodologie didattiche.

È per questo che, ad esempio, i bambini sono più pronti a imparare nuove lingue, rispetto ai loro colleghi più grandi. Per le stesse ragioni la scuola del primo ciclo è il luogo migliore per introdurre nei programmi di studi la modellazione e stampa 3D.

Disegnare e realizzare oggetti 3D non solo aiuta i bambini ad affinare le loro capacità creative ma sviluppa la loro capacità di risolvere problemi reali e a fare tesoro degli errori commessi.

Insegnare a non avere paura di sbagliare e stampare fisicamente ciò che si è pensato e progettato, permette di testare e migliorare ciò che la mente ha immaginato. Il nostro mondo sta cambiando ad un ritmo così rapido che essere in grado di imparare dai propri errori può essere, per i nostri allievi, una abilità preziosa per il loro futuro lavorativo.

Intravedendo le potenzialità indicate si è favorito, nel Secondo Comprensivo Statale “BilottaMontessori” di Francavilla Fontana (Br), l’uso di software di modellazione grafica 3D gratuiti come Thinkercad, 123D Design, SketchUp Make e Doodle3D e l’acquisto di 2 stampanti 3D (una Prusa i3 hephestos e una Sharebot Kiwi) e di 2 Doodle3D WiFi Box, un dispositivo Wi-Fi in grado di collegare notebook, tablet e smartphone alle stampanti 3D.

Introdurre nuove tecnologie che favoriscano l’introduzione di metodologie d’insegnamento e apprendimento innovative è un’operazione lunga e complessa, occorre procedere per gradi, step by step, evitando il possibile scollamento tra oggetto tecnologico e didattica e che le attività svolte restino fini a se stesse ma pensandole e progettandole in stretta relazione con il curricolo. Per tali ragioni il coinvolgimento dei docenti è stato indispensabile partendo ovviamente dalla loro formazione.

Per questa ragione abbiamo attivato 2 moduli formativi a loro rivolti, della durata di 15 ore ciascuno, prevedendo l’intervento di un esperto disegnatore freelance, Pierfrancesco Vania, che ha fornito loro informazioni su come è fatta e funziona una stampante 3D, sulla modellazione solida sul web con Tinkercad ed off line con SketchUp Make, sul software Slicing, che consente di passare da un modello tridimensionale di un oggetto alla sua realizzazione con una stampante 3D, sull’uso e manutenzione di una stampante 3D, facendogli cimentare praticamente con la progettazione e stampa di semplici oggetti in 3D.

Si è quindi passati alla strutturazione di due progetti didattici indirizzati, il primo ad alunni di scuola secondaria di primo grado (11-12 anni), il secondo agli alunni di scuola primaria (da 7 a 10 anni) aventi come finalità quella di far apprendere agli studenti i primi rudimenti di prototipazione digitale facendogli acquisire competenze da sfruttare nel proseguo della loro carriera scolastica.

stampa 3d
le nostre stampanti

Il primo obiettivo perseguito è stato quello di far scoprire al gruppo di alunni di scuola secondaria di primo grado, selezionati su base volontaria e del loro interesse, la struttura di una stampante 3D rendendoli partecipi a tutte le fasi dell’assemblaggio di una Prusa i3 “hephestos” acquistata in kit.

Pezzo dopo pezzo i ragazzi, guidati dall’esperto e accompagnati dai docenti tutor, hanno magistralmente assemblato le varie componenti della stampante, appreso i nomi delle diverse componenti e compreso il funzionamento e il loro ruolo nel processo di stampa.

Prusa i3 hephestos 1
Prusa i3 hephestos 2

La necessità di fare continuo riferimento a schemi grafici ha fatto si che i ragazzi comprendessero l’importanza di saper “leggere” con attenzione le schede tecniche di assemblaggio. Costruire insieme con i ragazzi una stampante 3D, è stata una parte fondamentale del percorso didattico destinato agli alunni più grandi.

I ragazzi hanno cosi imparato che ci vuole impegno e duro lavoro per riuscire a costruire un dispositivo come una stampante 3D con tanta tecnologia al suo interno.

Dopo aver assolto alla parte meccanico-strutturale il completamento del processo costruttivo ha riguardato l’apparato elettronico indispensabile per interfacciare l’unità di stampa con un PC.

La seconda fase ha riguardato l’approccio alla prototipazione di semplici oggetti prima scaricati dal web e poi pensati e progettati dagli stessi ragazzi. Prezioso è stato il richiamo alla geometria descrittiva delle proiezioni ortogonali, al concetto di volume e alla lettura dello spazio cartesiano secondo i tre assi.

Attraverso un programma di intuitiva fruizione ed elaborazione come Sketchup Make, si è passati alla grafica nello spazio, lasciando libero sfogo alla immaginazione dei ragazzi e registrando la meraviglia nel vedere le loro idee pian piano prendere forma.

progetto oggetto 1
progetto oggetto 2

La terza fase, sicuramente la più esaltante, è stata il passaggio alla stampa.

Utilizzando software di gestione come Slic3r e Pronterface, le forme da virtuali sono diventate reali. Un crescendo di intuizioni, idee, domande ha caratterizzato l’entusiasmo partecipativo dei ragazzi che associato a curiosità e voglia di apprendere, ha costituito il vero successo del progetto proiettando gli alunni verso la consapevolezza, non certamente prematura, di un nuovo possibile futuro lavorativo da costruire ampliando la gamma delle competenze di ciascuno e la scoperta di un talento nascosto.

L’entusiasmo dei ragazzi ha contaminato anche noi che abbiamo pensato di spingerci oltre: far scoprire la terza dimensione ai bambini già nei primi anni di scuola primaria facendoli cimentare nella progettazione prima e produzione poi, di oggetti in tre dimensioni.

Mettendo in atto il secondo progetto, rivolto ai bambini di scuola primaria la sfida è stata sempre la stessa, stimolare la creatività rivolgendo lo sguardo dell’innovazione anche verso i più piccoli : “i bambini hanno sempre amato creare cose, sulla carta, attraverso un disegno, o nel mondo a 3 dimensioni dei mattoncini Lego. La stampa 3D richiede solo un ulteriore passo in avanti, svelando un nuovo strumento di creazione” (Mario Giovanardi in Stampare in 3D).

tinkercad 1
tinkercad 2

Utilizzando una Sharebot Kiwi e la “scatoletta” WiFi Doodle 3D” l’approccio con la tecnologia 3D e stato reso molto più friendly.

Doodle3D alla stampa 1
Doodle3D alla stampa 2
Doodle3D alla stampa 3

Doodle 3D grazie alla possibilità di far da tramite tra la stampante e un tablet ha consentito, in modo molto semplice, di dare libero sfogo alla creatività dei bambini che disegnando a mano libera sullo schermo sono riusciti facilmente e rapidamente a realizzare le loro creazioni in tre dimensioni.

Due gruppi di circa venti bambine e bambini ciascuno si sono approcciati alla grafica 3D attraverso Tinkercad e 123D Design di Autodesk sotto la guida sapiente del solito esperto e delle maestre tutor, giocando hanno dato libero sfogo alla loro creatività, si sono divertiti ed hanno per la prima volta scoperto la possibilità di dare nuova vita ai loro disegni.

Partendo dalla considerazione che l’arte coinvolge tutti i sensi del bambino e ne rafforza le competenze cognitive, socio-emozionali e multisensoriali, l’uso della modellazione 3D è stato inserito anche nel curricolo realizzando unità didattiche di arte e immagine nelle quali gli alunni sono stati impegnati ad osservare, discutere e riprodurre, a modo loro, opere d’arte, in 2D e rielaborarle nelle tre dimensioni.

Esperienze entusiasmanti sicuramente da ripetere ed estendere ad ogni livello e fascia d’età intraprendendo un approccio molto precoce come quello nella scuola dell’infanzia.

Doodle3D 1
Doodle3D 2
Doodle3D 3

 


Autore articolo
Tiziano Fattizzo

Tiziano Fattizzo

Dirigente Scolastico

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