IV° Convegno CKBG - Pavia 29-31 gennaio 2014 Luisa Zecca*, Edoardo Datteri* *Dipartimento di Scienze Umane per la Formazione R.Massa - Università di Milano Bicocca “Un robot a scuola: giocare a pensare nella scuola primaria”. Resoconto di un’esperienza di formazione tra Scuola e Università

1. “Un robot a scuola: giocare a pensare
nella scuola primaria”.
Resoconto di un’esperienza di
formazione tra Scuola e Università
IV Congresso Nazionale CKBG
Pavia, 29-31 gennaio 2014
Luisa Zecca, Edoardo Datteri
Dipartimento di Scienze Umane per la Formazione R.Massa
Università di Milano Bicocca

2. Contesto
• Modulo “Robotica e cultura scientifica”: un laboratorio di
didattica con l‟uso del robot Lego Mindstorms NXT 2.0 per la
formazione degli insegnanti (studenti o già abilitati) (36 ore)
• Nell‟ambito del corso “La rivoluzione digitale nel mondo della
scuola: percorsi innovativi per futuri insegnanti” – Centro Qua_si,
Università di Milano Bicocca, a.a.2012-2013
• Gruppo di ricerca-formazione




2 formatori/ricercatori
2 insegnanti di classe
6 studenti
40 bambini

3. Scopo dello studio
Mettere a punto un modello di
formazione iniziale insegnanti per la
progettazione e conduzione di
laboratori nella scuola primaria con l‟uso
del robot Lego Mindstorms
Individuare temi chiave nel passaggio
dal laboratorio in università al tirocinio a
scuola

4. Quadro teorico
 L‟uso del robot Lego per promuove capacità di
problem solving, di pensiero critico e
“atteggiamento” scientifico all‟analisi della realtà
(inquiry learning, game learning)
 L‟uso di tecnologie digitali è un fattore di
miglioramento della qualità educativa se integrato
in strategie didattiche interattive, orientate alla
gestione dei feedback e alla valutazione formativa
 La formazione insegnante è una chiave strategica
per il miglioramento della qualità dell‟istruzione
 I dispositivi di alternanza teoria-pratica sono
efficaci strategie per la formazione dell‟insegnante
“professionista riflessivo”

5. Fasi del corso
• 1 Fase: Laboratorio in Università
(conoscenza di base del dispositivo robotico Lego
e progettazione didattica guidata)
• 2 Fase: 4 incontri settimanali di tirocinio e
attivazione dei progetti con 4 gruppi di bambini di 8
e 9 anni di 3^ e 4^ Primaria
• 3 Fase: supervisione al termine di ogni incontro
• 4 Fase: report finali e revisione della
documentazione

6. Un esempio di schema progettuale “in progress”

7. ESPLORAZIONE
del robot
GIOCO DELLO
SCIENZIATO
Osservazione/interazio
ne
Descrizione e
spiegazione di regole
di comportamento
(ipotesi-verifica)
IL MANUALE
DELLE
ISTRUZIONI
I PERCORSI
Problem solving di gruppo:
Selezione dei comandi e della sequenza:
proto-programmazione
(ipotesi-verifica)

8. Diario del laboratorio in
università
Cosa hai imparato di nuovo?
Cosa ti ha facilitato
nell’apprendimento?
Cosa non hai capito?
Cosa vorresti approfondire?
Diario del tirocinio
L’attività
Quali sono i temi emersi dalle discussioni? Quali
problemi/temi sono stati affrontati con successo?
I bambini
Quali strategie hanno usato i bambini?
Quali difficoltà hanno incontrato? Come sono state
superate?
Quali domande hanno posto?
Erano coinvolti, interessati?
Qual era il clima del gruppo? Come hanno interagito tra
loro
L’insegnante
Quali miei interventi sono stati efficaci rispetto agli obiettivi
e perchè? Quali meno? Quali difficoltà ho incontrato? Cosa
mi ha colpito e stupito? Cosa non mi aspettavo sarebbe
successo? Se dovessi reimpostare questa prima lezione cosa
cambierei e perchè?
Riprogettazione
Dalle osservazioni che ho fatto e dalle discussioni ho
pensato di procedere nella prossimo incontro in questo
modo…

9. Metodologia di analisi dell’esperienza
Studio di caso idiografico qualitativo, ispirato
all‟approccio grounded theory costruttivista (Yin,
2009, Mortari, 2007)
Strumenti:
 Raccolta di portfoli degli studenti-insegnanti
(diari durante il corso e il tirocinio, schemi di
progetto, video e audio registrazioni, report
finali)
 Interviste post agli studenti
 Focus group post con i bambini
 Questionari di valutazione

10. Quali elementi della situazione didattica sono oggetto di
“riflessione sulla pratica” durante e dopo il tirocinio?
Quali sono i punti di forza e le criticità del percorso
formativo?

11. La dimensione emotiva e affettiva:
cause e strategie di gestione
1.
Le paure/ansia dell‟insegnante di non essere autorevole e di non riuscire
a svolgere il progetto motivate da:
1.1. conoscenza limitata del funzionamento del robot e del
linguaggio di programmazione
1.2. da possibili errori di programmazione o meccanici
1.3. dall‟imprevedibilità dei comportamenti del robot
1.4. dalla non conoscenza reciproca tra tirocinanti e bambini
1.5. dall‟impossibilità di prevedere e controllare la complessità
dell‟attività didattica
1.6. dal sentimento di non adeguatezza e di possibile
inefficacia nel riuscire a coinvolgere e motivare i bambini
2. Strategie per la gestione dell’ansia:
2.1. condividere con i bambini i problemi imprevisti
2.2. vincolare opportunamente l'attività in modo da prevenire
possibili nuovi problemi
3. Curiosità

12. “Hai il bisogno di sentire la sicurezza di conoscere tutto… Ma non è come
preparare una lezione frontale… inoltre il robottino è un oggetto a sé, non
puoi prevedere completamente tutto”
“Quando non sapevo rispondere o aiutare i bambini dicevo: lo vediamo la
prossima volta, devo studiare meglio anch’io… è fondamentale una
relazione autentica, di cui abbiamo parlato durante il corso”
“ Io ho giocato tantissimo prima di portarlo ai bambini… volevo utilizzare
qualche sensore per rendere più divertente ma anche più complicato il
problema, ero molto curiosa di capire come funzionava…”

13. La rielaborazione personale di teorie
pedagogico-didattiche utilizzata come
schema per l’azione
1. Nesso tra pregiudizio degli insegnanti e comunicazione con i
bambini (Effetto Pigmalione)
2. Aspettative e teorie implicite sui processi ragionamento dei
bambini (sopravvalutate o sottovalutate)
3. Coerenza tra obiettivo di apprendimento e consegna
4. Lo scaffolding:
4.1 per l‟ apprendimento per prove ed errori
4.2 per il processo di autocorrezione
5. La discussione per la costruzione collettiva del ragionamento
6. La ricognizione con i bambini durante e dopo l‟azione per la
valutazione formativa e in itinere

14. “Era stato presentato come il bambino che non poteva rispondere, in realtà è
arrivato prima degli altri a trovare la soluzione. Ogni volta che provava a
parlare veniva azzittito (dall’insegnante di classe presente), con l’idea che per
forza quello che avrebbe detto sarebbe stato sbagliato. Per quello che
studiamo noi, trovare l’insegnante che subito etichetta il bambino prima
ancora che faccia l’attività… per il bambino immagino che in classe, dopo un
po’ smetterà di tentare (1.)”
“Volevamo capire come i bambini avrebbero calcolato lo spostamento del
robot, senza usare il termine “misurare” (…) un conto è lasciare liberi i bambini
di cercare soluzioni perché ti interessa capire e ragionare con loro su come
sono arrivati alla soluzione, oppure ti interessa la soluzione in quanto tale e
quindi stringere il campo in cui devono lavorare” (3.)

15. “…Questa è la metodologia dell’insegnante: i bambini sperimentano, noi
facciamo un passo indietro…quindi sai che ci saranno imprevisti” (4.)
“Ho provato a seguire i ragionamenti del gruppo, aiutando a provare
praticamente tutte le ipotesi, ho usato la strategia di ricapitolare spesso le
teorie che man mano emergevano per permettere a tutti di seguire il
ragionamento” (4.1)
“Man mano che si analizzava il percorso i bambini acquisivano la
consapevolezza dell’errore e si correggevano autonomamente e
arrivavano da soli alla soluzione (…) I bambini erano abituati a cancellare i
loro errori, cancelli con la gomma, ma così non sai più quello che hai fatto
prima…” (4.2)

16. Le modalità di gestione dei feedback
“in situazione”
“Molte domande dei bambini, o le loro difficoltà emergono nel qui
ed ora della situazione didattica e ti dici “e adesso? Come riesco a
farglielo capire?”…
1.Tipi di difficoltà osservate nei bambini
1. 1.
difficoltà di ragionamento
- difficoltà di descrivere l‟orientamento destra
e sinistra osservando il robot in movimento
(concetto di del punto vista e sistema di riferimento)
- difficoltà di individuare le sequenze dei comandi e
rappresentare relazioni spaziali (concetti di unità di
misura, posizione, qualità e quantità scelta di
comandi)

17. “l’orientamento destra sinistra…era un ostacolo che
avevamo trovato anche noi, che avevamo risolto,
quindi lo davamo per scontato…l’ostacolo consisteva
nel capire il punto di vista (del robot), e
spiegarlo…esplicitare anche agli altri la direzione degli
spostamenti del robot…”

18. 1.1.1. Strategia d’azione “conservativa”:
o decisione di modificare il robot per facilitare la soluzione
o decisione di porre ai bambini nuovi problema-sonda
Esempi:
- chiedere di valutare/verificare le ipotesi proposte dai
bambini stessi
- chiedere di assumere il punto di vista del robot
muovendosi
nello spazio
- focalizzare il problema su un concetto chiave
o decisione di dare più tempo e posticipare attività previste
o decisione di modificare il materiale didattico
1.1.2. Strategia d’azione “trasformativa”
o decisione di non svolgere alcune attività

19. “…Allora ho chiesto di verificare l’ipotesi di Alessia (“gira a
destra”) invitando le bambine a seguire il robot. Quando lo
accendevo, il robot partiva facendo una curva, in questo
modo le bambine che erano posizionate dietro il robot,
pronte a seguirlo, si trovavano davanti e alla mia domanda
“Da che parte gira?”, mi rispondevano “A sinistra”. Ho
cercato allora un modo diverso: osservare il robot e
ripercorrere la strada da lui fatta. Le bambine avrebbero
dovuto fare lo stesso tragitto, tenendo alzata la mano
destra (direzione in cui doveva andare il robot, secondo
l’ipotesi di Alessia). Lorena, dopo aver seguito il percorso del
robot, ha ritenuto che girasse a destra. Siam, che era
rimasta al punto di partenza, riteneva che “gira a sinistra,
l’ho guardato attentamente”. Alla domanda “Chi delle due
bambine ha ragione?”, Alessia è intervenuta dicendo che
“dipende da dove si guarda”. Abbiamo così affrontato il
concetto di punto di vista.”

20. 1.2. difficoltà di lavoro in piccoli gruppi cooperativi dal punto di
vista dell’insegnante e dei bambini
1.2.1.Strategia di ricomposizione dei piccoli gruppi di lavoro
“Ho fatto l’errore di formare soltanto due squadre all’inizio. Dopo il
primo gioco ho rimediato, creando un’altra squadra: in questo
modo c’erano due gruppi da 4 e un gruppo da 3 e i bambini
riuscivano a lavorare meglio, scambiandosi le idee e
coinvolgendo tutti”
“Non avevamo previsto di costruire il manuale di istruzioni in piccoli
gruppi, ma si è reso necessario. Il lavoro in gruppi di 3 massimo 4
bambini ha permesso ai bambini di essere più coinvolti
individualmente ed esprimere il loro ragionamento
1.2.2. Strategia di condivisione delle regole del gruppo

21. PUNTI DI FORZA DEL CORSO
1. Scoprire sperimentando “in prima persona” la valenza
didattica del robot
2. La documentazione per riflettere e riprogettare
3. Il confronto nel gruppo di supervisione
4. La percezione di avere fatto “esercizi di flessibilità”
“.... dovevamo provare e riprovare i programmi per verificare se ciò
che pensavamo fosse uguale a ciò che avevamo creato. E’ stato
proprio questo passaggio che mi ha facilitato l’interazione e
l’apprendimento dell’uso del robot” (1)
“Raccontare e ricostruire gli incontri ha permesso di notare aspetti
di cui in situazione non ci rendevamo conto in modo così chiaro.
Abbiamo deciso di aggiungere uno spazio per segnalare le
modifiche sin dall’inizio nello schema progettuale (1, 2)

22. CRITICITA’ DEL CORSO
“Bisognerebbe aumentare il tempo per imparare ad
utilizzare bene tutti i sensore e fare molte prove di
programmazione”
“Il tempo della sperimentazione in classe era troppo
poco, era necessario dare più vincoli e strumenti per
risolvere problemi e riuscire a giocare.”
“Probabilmente, se avessi avuto più tempo, avrei
approfondito, se me ne fossi accorta, molti aspetti
non li ho proprio colti ed ascoltando le registrazioni mi
sono accorta di quanti spunti sono emersi”

23. IL PUNTO DI VISTA DEI BAMBINI
Cosa avete imparato?
 Gli elementi costitutivi del robot Lego (sensori, motori,
ruote, computer, cavi….)
 Muovere il robot interagendo
 La corrispondenza tra comando e movimento del robot
 Trovare strategie per fare evitare ostacoli al robot(es il
gioco „acchiappa la stella‟)
 Misurare in molti modi le distanze percorse(con il corpo,
con i fogli, con le piastrelle, con il righello)
 Capire le cause meccaniche del non funzionamento
 Lavorare in gruppo

24. B: A me piaceva quando indossavamo i comandi al
computer e li mettevamo nel robot. Da lì ho imparato
alcune cose… quando facevamo qualcosa solo con
la nostra testa non collaborando con gli altri amici
veniva sbagliato quindi dovevamo rifarlo
D. Sì, e poi era divertente vedere se il nostro pensiero si
avverava, io soprattutto volevo vedere se i calcoli che
avevamo fatto venivano giusti e speravo. Se si
realizzava ero contento se no ci riprovavo pensando
che avevo sbagliato qualcosa

25. Secondo voi giocare con i robot ha qualcosa di simile
a quello che studiate a scuola?
A: tecnologia
B: matematica
C: tecnologie come dire…. tutte le cose
elettroniche…energia, motori…
Ma cosa insegna “tecnologia”?
S: La logica, capire che cosa fa la mente, capire che
cosa fa un robot
C: Capire come noi pensiamo.

26. Bibliografia
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Altet M. (2006). “Le competenze dell‟insegnante professionista: saperi, schemi d‟azione, adattamenti ed analisi” in Paquay L., Altet M., Charlier E., Perrenoud P.,
Vigo R. Formare gli insegnanti professionisti, Armando, Roma
Baldacci M. (2005). “I paradigmi di ricerca e di valutazione” in Perucca A. (a cura di) (2005) Le attività di laboratorio e Tirocinio nella formazione degli insegnanti
Vol. I, Armando, Roma
Benitti, F. B. V. (2012). Exploring the educational potential of robotics in schools: A systematic review. Computers & Education, 58(3), 978-988.
Bredenfeld, A., Hofmann, A., & Steinbauer, G. (2010). Robotics in Education Initiatives in Europe: Status , Shortcomings and Open Questions. Proceedings of SIMPAR
2010 Workshop, International Conference on Simulation, Modeling and Programming for Autonomous Robots, 568-574.
Calvani, A., Biagioli, R., Maltinti, C., Menichetti, L., & Micheletta, S. (2013). Formarsi nei media: nuovi scenari per la formazione dei maestri in una società digitale. La
sfida dell’educazione alla “cultura” dei media e delle nuove tecnologie, 7, Formazione, Persona, Lavoro, III (8), 1-17
ChambersJ.M., Carbonaro, M. (2003). “Designing, Developing, and Implementing a Course on LEGO Robotics for Technology Teacher Education, Jl. of Technology
and Teacher Education11(2), 209-241
Darling-Hammond, L. (2012). Powerful teacher education: Lessons from exemplary programs. John Wiley & Sons.
Datteri E., Zecca L., Laudisa F. e Castiglioni M. (2013). “Learning to explain: the role of educational robots in science education.” Themes in Science and
Technology Education, 6(1), 29-38. URL: http://earthlab.uoi.gr/theste
De Michele, M. Stella, G, Demo B., Siega S. (2008). "A piedmont schoolnet for a k-12 mini-robots programming project: Experiences in primary schools." Proceedings
of the TERECoP Workshop on Teaching with robotics, Conference SIMPAR. 2008.
Ford MJ, Dack, G.H., Prejean L. (2006). "Robotics: Implementing problem based learning in teacher education and field experience." Society for Information
Technology & Teacher Education International Conference. Vol. 2006. No. 1. 2006.
Frangou, S., Papanikolaou, K., Aravecchia, L., Montel, L., Ionita, S., Arlegui, J., ... & Pagello, I. (2008, November). Representative examples of implementing
educational robotics in school based on the constructivist approach. In SIMPAR Workshop on Teaching with robotics: didactic approaches and experiences,
Venice, Italy.
Glaser B., Strauss A. (1967) The Discovery of Grounded Theory. Strategies for qualitative research, Aldine, Chicago
Jacobsen, M., Clifford, P., & Friesen, S. (2002). “Preparing teachers fortechnology integration: Creating a culture of inquiry in the context of use. Contemporary
Issues in Technology and Teacher Education, 2(3), 363-388.
Kanizsa S. (2004). “Laboratorio e tirocinio nella formazione universitaria degli insegnanti” in Nigris E. (a cura) La formazione degli insegnanti. Percorsi, strumenti,
valutazione, Carocci, Roma
Kolb D. (1984). Experiential learning, Prentice-Hall, Englewood Cliffs (NJ)
Kolberg, E., & Orlev, N. (2001). Robotics learning as a tool for integrating science technology curriculum in K-12 schools. In Frontiers in Education Conference, 2001.
31st Annual (Vol. 1, pp. T2E-12). IEEE.
Korthagen, F., & Vasalos, A. (2005). Levels in reflection: Core reflection as a means to enhance professional growth. Teachers and Teaching, 11(1), 47-71.
Korthagen, F. A. (2010). Situated learning theory and the pedagogy of teacher education: Towards an integrative view of teacher behavior and teacher learning.
Teaching and Teacher Education, 26(1), 98-106.
Korthagen, F.A. (2010)The relationship between theory and practice in teacher education, P. Peterson, E. Baker, B. McGaw (Eds.), International encyclopedia of
education, Elsevier, England (2010), pp. 669–675
Lafortune, L. et C. Deaudelin (2001). Accompagnement socioconstructiviste. Pour s’approprier une réforme en éducation, Québec, Presses de l‟Université du
Québec
Ma, Y., Lai, G., Williams, D., Prejean, L., & Ford, M. J. (2008). Exploring the effectiveness of a field experience program in a pedagogical laboratory: The experience
of teacher candidates. Journal of Technology and Teacher Education, 16(4), 411-433.
Marcianò G., Siega S. (2005) "Linguaggi robotici per la scuola." Proceedings of DIDAMATICA: 185-196.
Mortari L. (2003) Apprendere dall’esperienza. Il pensiero riflessivo nella formazione Carocci, Roma
Perrenoud P., (1994) La formation des einsegnants entre théorie et pratique, L‟Harmattan, Paris
Prestridge, S.J. (2014).Reflective Blogging as part of ICT Professional Development to Support Pedagogical Change. Australian Journal of Teacher Education,39(2),
6.
TD47: Volume 17, Numero 2 (2009) Dossier Robotica educativa
Toondeur, J., van Braak, J., Sang, G., Voogt, J., Fisser, P., & Ottenbreit-Leftwich, A. (2012). Preparing pre-service teachers to integrate technology in education: A
synthesis of qualitative evidence. Computers & Education, 59(1), 134-144.
Zecca, L. (2012). I pensieri del fare. Verso una didattica meta-riflessiva, Spaggiari, Parma
Zeichner, K. (2010). Rethinking the connections between campus courses and field experiences in college-and university-based teacher education. Journal of
teacher education, 61(1-2), 89-99.