28/03/2022

Esempi di didattica aumentata. Stampa 3D a scuola, per stimolare le competenze e la fantasia dei ragazzi

Negli ultimi anni il mondo della scuola ha lavorato per rendere la didattica sempre più interessante e soprattutto al passo con i tempi. Si parla sempre più spesso di didattica aumentata e l’integrazione della tecnologia è diventata un aspetto fondamentale nell’apprendimento, soprattutto per sviluppare il pensiero critico degli studenti e stimolarne l’interazione e il dialogo nelle materie STEAM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria, Arte e Matematica). La stampa 3D è una delle tecnologie più diffuse e utilizzate nell’ultimo periodo, in virtù delle nuove possibilità di apprendimento che può offrire agli studenti: i laboratori didattici finora si sono rivelati uno strumento efficace in moltissime scuole. Progettare e realizzare oggetti 3D aiuta non solo i più piccoli a sviluppare le proprie capacità creative ma stimola anche gli adolescenti nella risoluzione di problemi. Stampare un oggetto può essere utile per capire quello che funziona o non funziona e soprattutto permette agli studenti di imparare dai propri errori: perché come recita un vecchio adagio latino, sbagliando si impara (“Errando discitur”). E sempre grazie alla stampa 3D è possibile semplificare concetti teorici complessi: molti adolescenti, infatti, sembrano avere grosse difficoltà nello sviluppare l’intelligenza spaziale. Infatti, mettere in relazione la realtà fisica con quella spaziale si sta rivelando problematico per molti ragazzi e ragazze appartenenti alla Generazione Z che sembrano mancare di fantasia e creatività. La stampa 3D può offrire a questi studenti nuove metodologie di insegnamento (può essere utilizzata in un’ampia varietà di materie scolastiche, comprese quelle umanistiche come geografia e storia) e aiutarli a risolvere quella che è molto di più di una semplice mancanza di immaginazione. Per questo motivo la stampa 3D svolgerà sempre di più un ruolo di primo piano in quella che è stata ribattezzata come didattica aumentata e si sta rivelando uno strumento fondamentale, per esempio, anche per i laboratori di robotica educativa. Per questo motivo diventa prioritario formare adeguatamente non solo gli studenti ma soprattutto gli insegnanti.

I vantaggi di una stampante 3D

La stampa 3D è il processo di produzione additiva che parte da un disegno digitale per arrivare alla generazione di un oggetto fisico (la cosiddetta prototipazione rapida). È importante ricordare come la stampa 3D sia anche una vera e propria materia e il suo utilizzo nel mondo del lavoro è in continua crescita. Oltre a offrire una flessibilità nella progettazione e una riduzione dei costi, la stampante 3D permette ai progettisti di creare forme complesse che non possono essere ottenute con metodi di produzione convenzionali, permettendo al tempo stesso una personalizzazione unica e una sensibile riduzione dei tempi nello sviluppo. Dal settore del design fino a quello biomedicale, imparare a modellare in 3D può essere la chiave per trovare un lavoro nel prossimo futuro. Capire il funzionamento di una stampante 3D e saper utilizzare programmi o applicazioni è fondamentale per chi vuole creare o progettare qualcosa: il lavoro della scuola diventa qualcosa di imprescindibile.

Come sfruttare una stampante 3D a scuola

Per gli insegnanti che vogliono adeguarsi alla nuova metodologia della didattica aumentata, organizzare dei progetti di stampa 3D nelle proprie lezioni può essere un buon modo per favorire l’interdisciplinarietà: la possibilità di costruire/ricostruire qualsiasi cosa su un banco di scuola e di modificarlo digitalmente (anche da altre classi o istituti scolastici) offre l’opportunità di sperimentare un nuovo metodo di insegnamento. È possibile realizzare dei progetti che coinvolgano i bambini della scuola dell’infanzia fino a quelli della primaria e così via. Gli studenti, per esempio, potranno disegnare dei giocattoli mentre la stampante 3D si occuperà della loro realizzazione. Creare un oggetto è un processo che richiede diverse fasi: non bisogna solo ideare il progetto ma anche valutare ogni possibile problema che possa verificarsi in fase di stampa. Una volta concepito il progetto, bisogna poi tradurre la propria idea attraverso un software dedicato e cercando di migliorarla (correggendo gli errori e non solo). Alla fine si tratta di provare, modificare e riprovare fino al raggiungimento del proprio obiettivo.

Come funziona la stampante 3D e quale modello comprare in aiuto alla didattica aumentata

La stampa 3D è molto di più di una semplice opportunità: ormai questi dispositivi sono acquistabili in moltissimi negozi online, anche a cifre estremamente contenute. Prima di comprare una stampante 3D è importante comprendere quale modello può essere adatto per sviluppare la didattica aumentata e come funzionano nel dettaglio. Sul mercato sono disponibili numerosi modelli che utilizzano materiali differenti e che possono creare oggetti più o meno precisi. Meglio una stampante FDM (Fused Deposition Modeling) o una FFF (Fused Filament Fabrication)? La tecnologia dietro a quella che viene comunemente chiamata “modellazione a deposizione fusa” è la stessa: per realizzare oggetti in tre dimensioni, infatti, ogni stampante utilizza una bobina di filamenti di diversi tipi di materiali. L’ugello estrusore si muove sui tre assi e fonde questi filamenti, posizionandoli uno sopra l’altro: la plastica fusa viene solidificata grazie a raggi UV. Uno degli aspetti che bisogna considerare quando si acquista un modello qualsiasi è la precisione con cui l’ugello può posizionarsi sui tre assi e la fedeltà con cui potrà stampare il proprio oggetto. Precisione di posizionamento e stampa sono due valori che vanno sempre considerati, oltre alle dimensioni massime dell’oggetto. Anche la velocità di stampa è un altro fattore da tenere in considerazione nella scelta di una stampante 3D: spesso si sceglie di stampare lentamente per ottenere risultati finali più precisi e con meno difetti. Dopo aver considerato l’hardware è necessario prestare attenzione al software: bisogna scegliere alcuni programmi di modellazione 3D compatibili (sono supportati i principali sistemi operativi come Windows, macOS e Linux) con il processo di stampa. Non tutti i file sono supportati dalle stampanti: il più utilizzato è quello “.STL” (Standard Triangulation Language) che viene gestito da un normalissimo software CAD. Gli altri standard utilizzati sono il “G-code” e il “.OBJ”. Per quanto riguarda i materiali utilizzabili, ABS, PLA e filamenti compositi sono quelli che vanno per la maggiore. Nel primo caso si tratta di un materiale plastico capace di offrire una buona rigidità e un’ottima resistenza anche se non è dissolvibile nell’ambiente; nel secondo si utilizza un composto naturale che non è particolarmente resistente ma è completamente biodegradabile; nel terzo vengono uniti il sopracitato PLA e altri elementi (per esempio le fibre del legno).

Un altro aspetto da considerare in fase di acquisto riguarda anche il numero degli ugelli: averne più di uno permette l’utilizzo di bobine con filamenti di colori o di materiali diversi. La maggior parte dei modelli in commercio ne offre uno solo: se per esempio si devono stampare una serie di oggetti uguali può essere vantaggioso in termini di tempo disporre di due o più, anche per realizzare delle creazioni un po’ più articolate e complesse. Negli ultimi anni le stampanti 3D sono diventate più facili da trovare e anche più economiche: i modelli disponibili sul mercato possono accontentare un po’ tutti i budget scolastici (400/500 euro sono più che sufficienti). È importante ricordare che le soluzioni più economiche spesso consentono la stampa di pezzi di dimensioni ridotte. In questa sezione, sul nostro sito, trovi tutte le migliori stampanti 3D per la scuola disponibili sul mercato.

Didattica aumentata ed esempi di didattica creativa ed inclusiva

Parlando di didattica aumentata, il modello di insegnamento/apprendimento va ripensato e l’inserimento della cosiddetta stampa additiva nei programmi scolastici è fondamentale quanto lo è il coding o la robotica educativa. La stampa 3D, infatti, si conferma essere un importante strumento di inclusione didattica e può diventare una risorsa fondamentale anche per gli studenti con qualche disabilità o bisogno speciale. Utilizzando una stampante 3D, infatti, è possibile creare dei sussidi didattici ad hoc: gli studenti possono collaborare nella progettazione e aiutare direttamente i compagni di classe che si trovano in difficoltà rendendo così l’esperienza didattica inclusiva. In Rete è possibile trovare diverse piattaforme che possono fornire a insegnanti e studenti tutto il necessario per svolgere le proprie lezioni. Per esempio, sulla piattaforma PrintLab Classroom sono disponibili molteplici modelli da stampare e tutto quello che serve per avvinarsi alla stampa additiva. Non c’è solo PrintLab: sulla piattaforma Siemens STEM Day è possibile trovare parecchio materiale per svolgere le normali attività didattiche oltre a una serie di strumenti e persino un centro di supporto per insegnanti. Un’altra piattaforma interessante e ricca di contenuti è Create Education mentre Thingiverse Education offre un centinaio di lezioni gratuite che rendono l’insegnamento con una stampante 3D più facile.

Nelle scuole dove la stampa 3D è stata introdotta in forma sperimentale i risultati sono stati ampiamente positivi. Avere in un’aula una stampante 3D può aiutare gli studenti non solo a migliorare la collaborazione ma anche a potenziare le attività di storytelling e problem solving. La didattica aumentata, infatti, sembra sviluppare quelle competenze di ragionamento spaziale e comprensione (da 2D a 3D) che mancano nella Generazione Z e in quelle successive: per questo motivo la scuola non può farne a meno.

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