Mario Fierli

Una mappa delle tecnologie e aree tecnologiche.

Sempre più spesso, e correttamente, in ambito educativo si identifica un campo vasto e integrato di concetti, competenze e pratiche: STEM. In inglese Science Technology Engineering Mathernatics. Talvolta si aggiunge l 'Atie e così diventa STEAM. Pur mantenendo i vari termini la loro identità, l'adozione di questa sigla significa che le connessioni fra di essi sono strette e non ignorabili. Per quanto riguarda i due termini Technology e Engineering, nel contesto anglosassone vengorno usati come da noi Tecnologia (che indica un sapere) e Tecnica (che indica un modo di procedere). Engineering, infatti, viene usato non solo per le facoltà universitarie specialistiche, ma per tutti i livelli scolastici. La scienza e la tecnologia possono ambedue rapportarsi al mondo artificiale ( o fatto dall'uomo) e al mondo naturale. Ma la caratteristica distintiva della tecnologia è quella di essere intrinsecamente legata ai concetti di scopo, funzione, efficacia, efficienza.

Un percorso può passare attraverso una o più tecnologie. E utile adottare una mappa o classificazione. Alcune classi di problemi sono riconducibili a tecnologie specifiche ben identificate e circoscritte, altre invece, che vale la pena chiamare aree tecnologiche, includono e integrano molte tecnologie diverse. Si potrebbe quindi adottare una classificazione a due livelli:

AREE TECNOLOGICHE. Sono dedicate all'insieme dei processi, che includono lavoro umano, risorse naturali e strutture miificiali, che hanno per scopo la produzione e la gestione di una determinata risorsa per la soddisfazione di un bisogno. Si basano spesso su Grandi Sistemi Tecnici eterogenei che integrano tecnologie specifiche. Le altre tecnologiche includono dunque, oltre alle tecnologie, anche aspetti economici e sociali. Nomi alternativi, invece che area tecnologica. possono essere Settore produttivo.

TECNOLOGIE SPECIFICHE. Consistono in un insieme di concetti e procedimenti omogenei (spesso derivati da uno specifico ramo della scienza) utili per risolvere una pa1iicolare classe di problemi. Si basano su oggetti, sistemi, strumenti.

AREE TECNOLOGICHE TECNOLOGIE SPECIFICHE Ambiente e territorio -Edifici e spazi abitabili

-Urbanistica-Strutture resi stenti

Agro bio alimentare -Agricoltura-Trasformazione

Produzione, trasformazione e trasmissione di -Meccanicaenergia -Elettrotecnica

-Termologia-Trasformazioni chimiche-ecc

Tecnologie dell'informazione e della -Informaticacomunicazione -elettronica

-Trasmissione dei segnali-Telematica e reti

Creazione e trasformazione di materiali -Metallurgia

-Plasturgia-ecc.

Sistemi sanitari -Biotecnologie-Tecnologie di analisi e di cura

Trasporti -Mezzi di trasporto (es: barche a vela)-Gestione dei percorsi ( es: viaggi e navigazionisatellitari)

Manifattuta e industria. -meccamca-eleth·otecnica-elettronica-informatica-logisticaAutomazione e robotica

Questa classificazione, ricalca alcune consuetudini, ma come tutte le classificazioni, è arbitraria. Può essere più dettagliata o più compatta, e usare termini diversi. Quello che è importante è avere un'idea della varietà del sistema delle tecnologie.

La mappa non è un programma scolastico o un cun-icolo, non prescrive un elenco di contenuti, ma serve solo a individuare percorsi. -un dato percorso può interessare ambedue i livelli deJla mappa, sia pmiendo da specifichetecnologie e poi passando a un'area , si il contrario. Ciò può anche significare patiire da unsemplice oggetto per arrivare a un grande sistema ovvero, o, al contrario, partire da un bisognosociale per arrivare a una tecnologia.-un criterio per la programmazione curricolare potrebbe essere quello di enh·m·e, nel triennio, rntutte o quasi tutte le aree tecnologiche, ma non necessariamente in tutte le tecnologie specifiche.

Pratiche

Un percorso dovrebbe consentire agli studenti di fornire competenze specifiche relative alle tecnologie esplorate, contribuire, a fornire competenze cognitive "strategiche"

Ad esempio le competenze di cittadinanza poste come obiettivo dalla legge sull'obbligo scolastico: Imparare a imparare Progettare Comunicare Collaborare e partecipare Agire in modo autonomo e responsabile Risolvere problemi (Problem Solving) Individuare collegamenti e relazioni Acquisire e interpretare l'informazione

E' evidente che queste competenze stt·ategiche non si possono raggiungere solo con pratiche di studio o di compilazione, ma occorre lasciare agli studenti decisioni su dove e come andare, quali strumenti di lavoro usare, come rappresentare e comunicare il proprio lavoro. Alcune pratiche tipiche delle tecnologie si prestano bene a questo scopo:

-L'analisi tecnica di oggetti o sistemi è un lavoro di smontaggio mentale e fisico: come sonostrutturati, come funzionano, perché non funzionano; la ricerca dei guasti si basa su questoprocesso.

-L'indagine è finalizzata a comprendere nna realtà più o meno vasta tramite la raccolta el'elaborazione di informazioni. Può riguardare le tecnologie, ma anche i loro aspetti umani e sociali.-Hl progetto di oggetti e sistemi può essere .ricondotto alla catena obiettivo-ipotesi cli soluzione­sviluppo-realizzazione-collaudo, ma può anche essere visto come un esperimento che segue ilpercorso circolare ipotesi-realizzazione di prova-test-modifica-La decisione in condizioni di incertezza può essere un problema tecnico, come, ad esempio lascelta del miglior prodotto di mercato o la migliore soluzione per un determinato scopo.

Per queste pratiche al docente non basta spiegare, assegnare contenuti da studiare o assegnare generiche "ricerche". Egli deve essere anche un tutori cui strumenti sono assegnare obiettivi, porre questioni, prospettare possibili piste di lavoro, vedere insieme agli studenti come procedono le cose ed eventualmente aiutarli a risolvere difficoltà.

Tecnologie digitali e informatica

Da molti viene reclamato uno spazio specifico per le tecnologie digitali e per l'informatica durante tutto il percorso scolastico. Esiste, per esempio, in Inghilterra. In Italia questo avviene solo nell'Istruzione Tecnica. Ma in generale esse sono collocate all'interno cli discipline veicolo, come la Matematica e la Fisica. Questo fa prevalere, o dovrebbe, una logica di integrazione STEM. L'Educazione Tecnica nella scuola secondaria di primo grado è anch'essa una disciplina-veicolo, in quanto associa TDI e Informatica alle altre tecnologie, ma le indicazioni nazionali le assegnano una responsabilità specifica. Questo è abbastanza logico perché è evidente l'interferenza dell'informatica con tutte le tecnologie per le quali essa è non solo uno strumento, ma è anche l'agente di processi di ibridazione che portano a nuove tecnologie (Meccatronica, robotica, bioingegneria ecc) e a nuove discipline (Analisi dei dati, comunicazione multimediale, ecc).

Le indicazioni assegnano agli insegnanti di tecnologia due obiettivi: a)per quanto riguarda le Tecnologie dell'Informazione il raggiungimento delle compelenze di uso dei più comuni strumenti: sistemi di scrittura, internet ecc. Su questo punto torneremo nel prossimo paragrafo.b)Per quanto riguarda l'informatica le recenti iniziative del Piano Nazionale per la Scuola Digitale (PNSD) e cli varie azioni del Fondo Sociale Europeo -Piano Operativo Nazionale hanno indicato in particolare due temi o ambiti.

La programmazione. E' l'attività infonnatica cli base, a cui si accompagnano specifici concrete le relative pratiche -linguaggi-struttura degli algoritmi-algoritmi canonici-i dati, la loro struttura e il loro trattamento.

Si usa anche più brevemente il termine coding che, alla lettera, significa codifica. Ma il processo della programmazione è più complesso di quanto potrebbe far pensare questo termine perché la codifica è solo l'atto finale di una serie di operazioni mentali complesse. Per questo la sua pratica è un forte esercizio cognitivo. Il valore di questo esercizio è anche maggiore se inserito in attività di problem solving che partono da situazioni e problemi reali, sufficientemente complessi.

Robotica, Domotica, Stampanti 3D

Molto sviluppo ha avuto, da un certo tempo, in ambito educativo, l'accoppiamento della programmazione con altre tecnologie, sotto forma di mini-robotica o di controllo della produzione materiale (stampanti 3D. Di queste pratiche viene proposto il valore come strumento di sviluppo cognitivo. Ma sono anche proposte, come nel caso del movimento di Makers e della recente legge I 07 sulla scuola, come pratiche capaci di creare una cultura del "fare".

Vari autori hanno sottolineato che il sistema di concetti e teorie sviluppati dall'informatica va al di la della pratica della programmazione: la calcolabilità, la ricorsività, i livelli di astrazione, la rappresentazione formale di realtà di ogni tipo, i modelli ecc. E che l'informatica non si è solo proposta alle altre discipline come strumento, ma ha anche prestato i propri concetti cambiando a volte la loro struttura concettuale. Recentemente tutto questo è stato riassunto sotto il termine di Pensiero Computazionale e viene proposto come un sapere indispensabile per comprendere molti aspetti del mondo artificiale e anche naturale.

I mezzi per i percorsi tecnologici. Le tecnologie viste attraverso ii digitale.

La didattica delle tecnologie si avvale in generale di mezzi comuni a quelli di altre discipline: dalla lezione o dialogo in aula ai mezzi di comunicazione, agli strumenti di valutazione. Alcuni strumenti possono essere tradizionali (ad esempio i libri), ma è ovvio pensare a un vasto uso delle tecnologie digitali: mezzi di presentazione e di comunicazione, mezzi di elaborazione, internet. Nel caso dei percorsi tecnologici sono particolarmente utili come i software per il calcolo e il di;;egno, la simulazione e, come si è detto nel paragrafo precedente, anche la programmazione.

Nel caso dei percorsi tecnologici, in realtà è riduttivo pensare alle tecnologie digitali come semplici strumenti, ma si può parlare di tecnologie viste attraverso il digitale. Si tratta di un vero processo di immersione.

Questa considerazione ci porta anche a una indicazione curricolare: più che assegnare molto spazio specifico alle competenze d'uso degli strumenti informatici, queste possono essere ottenute nel contesto dei percorsi di cui si è discusso.

Il che non esclude, naturalmente, che, a seconda dei percorsi, si debbano usare strumenti e specifici oggetti materiali che appartengono alle tecnologie con cui si sta lavorando ( componenti, strumenti di misura, dispositivi, kit)

RIFERIMENTI

Sulla tecnologia in generale

W. Brian Arthur, La natura della tecnologia - Codice - 2011M.Fierli, Guida all'Educazione Tecnica in L'Educazione Tecnica nella Scuola lviedia - Annali della Pubblica Istruzione 1982R.M.Pirsig - Lo Zen e l'arte della manutenzione della motocicletla -Adelphi -1990

Sull'informatica e le tecnologie digitali

M.Fierli, The cognitive value of computer science: the need far a methodica/ approach v;vvw.iJet.itd.cnr.it Vol 25- n.2- 2017 (Testo in Italiano)M. Fierli, La rete delle informazioni e/ 'educazione in http://www.cittadellascienza.it/centrostudi Olimpo G. 2013 - Riflessioni brevi su digitai literacy e digitai competence, TD-Tecnologie Didattiche, Aprile 2013. Reperibile su http://v,,ww.tdiournal.itd.cnr.it

INDIRE www.indire.it

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L'EDUCAZIONE TECNICA NELLA SCUOLA MEDIA (Annali della pubblica Istruzione- Studi e documenti) PARTE l Saggio Introduttivo - Schemi di unità didattiche 1922 PARTE II - Unità Didattiche 1983

WEEQUEST

www.webquest.org

JTEEA (JNTERNATJONAL TECHNOLOGY AND ENGINEERING EDUCATORS ASSOCIATI ON) wwvv .iteea,org

ESEMPI DI PERCORSI

INDIRE ATTIVITA ... CONCLUSE --- GOLD ... SITO DEL PROGETTO CONCLUSO ... (ricerca guidata Scuola secondaria di primo grado)

-L'acqua è vita (allegato)-Riciclaggio rifiuti (Allegato)

WEBQUEST FINO WEBQUEST ... QUESTGARDEN SEARCH ... (Seleziona per technology leve! 6-8)

-Everiything water (pag2)

FINO WEBQUEST ... QUESTGARDEN SEARCH ... (selezione per argomento)

"water''