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MIT App Inventor e Internet of Things: Costruzionismo e interazione con la realtà

Richiamando la teoria costruzionista di Seymour Papert (qui) abbiamo evidenziato come l’idea centrale fosse quella di costruire degli “artefatti cognitivi” programmando oggetti informatici (la famosa tartaruga di Logo, il primo linguaggio di programmazione concepito con logica costruzionista) e favorendo processi metacognitivi.

Costruire un “ambiente” di apprendimento in cui poter agire, intervenire, simulare scenari…cosa avrebbe dato Papert per poter lavorare con l’Internet delle cose, con dispositivi (i più vari) connessi ed interagenti tra di loro?

Detto per inciso, quel genio di Papert proprio da lì era partito, negli anni sessanta, proponendo ai bambini la programmazione di una rudimentale tartaruga-robot, e sempre l’IoT aveva preconizzato con il suo LogoLego: le applicazioni che permettevano di controllare costruzioni Lego tramite il Logo.

Oggi, MIT App Inventor 2 ci fornisce lo strumento ideale per controllare dispositivi e creare applicazioni altamente personalizzabili che colleghino dispositivi quali i tablet e gli smartphone con oggetti e dispositivi della vita quotidiana.

MIT App Inventor 2 Internet of Things IoT Bluetooth BLE

La tecnologia utilizzata è quella BlueTooth a basso consumo di energia (BLE), collegamento senza fili tra due dispositivi con un dispendio di energia minimo (N.B. disponibile da Android 5.0 in poi).

Prima di proporre la traduzione italiana del documento predisposto dal MIT per presentare i nuovi componenti dell’ambiente App Inventor, vogliamo chiederci quali possono essere i vantaggi di proporre esperienze di IoT nell’ambito dell’educazione, dell’apprendimento, della disabilità.

Principalmente, ritengo:

a)       Intervenire nella realtà, passando dalla simulazione a display del movimento di oggetti o di letture di parametri alla realizzazione effettiva di movimento con utilizzo di sensori, consentendo “esperimenti” cognitivi di qualità superiore e maggiore rilevanza emotiva.

b)       Ricostruire esperienze vissute creando artefatti concreti, “agendo sul rappresentato” di oggetti che possono effettivamente interagire tra di loro. La tecnologia può facilitare la partecipazione di persone con difficoltà (motorie, cognitive) ad esperienze di apprendimento basate sulla costruzione di artefatti concreti per stimolare la metacognizione.

c)       Potenziare strumenti di domotica sfruttando le possibilità di personalizzazione delle App consentite da MIT App Inventor 2.

Tiffany Le, Hal Abelson, Andrew McKinney, tre fra i guru che seguono il progetto App Inventor per il MIT di Boston, hanno preparato il documento “Il controllo di dispositivi Bluetooth Low Energy con il MIT App Inventor”.

Ecco, di seguito e poi in allegato, una mia traduzione:

Questo articolo descrive il progetto iniziale e la sperimentazione di un componente di App Inventor per lavorare con dispositivi Bluetooth Low Energy (BLE).

Dagli elettrodomestici agli accessori indossabili, l’ascesa dell’Internet delle cose ha portato ad un crescente bisogno di applicazioni mobili in grado di controllare e collegare dispositivi tra loro. Costruire queste applicazioni mobili, tuttavia, richiede in genere un notevole investimento di tempo e competenze di programmazione.

Il nostro lavoro ha lo scopo di alleviare questi vincoli utilizzando MIT App Inventor come una piattaforma comune per semplificare la creazione di applicazioni mobili di Internet delle cose, così da rendere tale processo più accessibile a un pubblico più vasto. In particolare, sviluppiamo un nuovo componente Bluetooth Low Energy (BLE) che si integra in App Inventor.

Il componente BLE è progettato per consentire ai telefoni cellulari di comunicare con i dispositivi IoT. Le sue possibilità aggiuntive riguardano la rilevazione dinamica e il supporto per le funzionalità specifiche del dispositivo, ad esempio una lettura di temperatura da un sensore. Il componente BLE interagisce in tempo reale con i sensori del dispositivo WICED Sense e la scheda Arduino 101. Questo progetto complessivo consente anche a chi non ha alcuna esperienza di programmazione di creare le proprie applicazioni mobili in grado di comunicare perfettamente con il mondo in continua evoluzione dell’IoT.

[Scarica l’allegato con l’articolo completo]

E, qui, l’originale in inglese.

Uno dei ricercatori del MIT ci propone un esempio di applicazione del BLE con Arduino, la mitica scheda che consente di leggere sensori, controllare attuatori, interagire con altri dispositivi…ecco qui il tutorial.

Le connessioni tra reale e virtuale sono sempre più concrete, più ci addentriamo nel mondo del digitale più cerchiamo (per reazione o perché ne intravediamo le potenzialità?) di integrarlo con la realtà fisica.

Dal punto di vista neuroscientifico ciò apre scenari interessanti…ne riparleremo!

A presto

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La lezione degli aeroplanini di carta: Costruzionismo e neuroscienze

Come raccontavamo in un nostro precedente post, Papert elaborò la teoria costruzionista negli anni ’60: oltre cinquant’anni ci separano dalla nascita della sua più geniale creazione, il Logo

Eppure il suo pensiero, la sua idea fondamentale secondo la quale

… il computer può rendere concreto (e personale) il formale.

… le conoscenze accessibili fino a poco tempo fa solo attraverso processi formali, possono ora essere raggiunte mediante un approccio concreto.

(Seymour Papert, MINDSTORMS, Children, Computers And Powerful Ideas
 © 1980 Basic Books.  Versione italiana © 1984 Emme Edizioni – Traduzione di Anita Vegni)

è un’idea estremamente attuale, che trova interessanti conferme nella ricerca neuro scientifica.

Per ragionarci, partiamo da un semplice esperimento.

Tutti noi, più o meno, abbiamo appreso, fin da bambini, a costruire un aereo di carta (o anche una barchetta, un cappello…).

Come abbiamo imparato? Guardando ed imitando chi già sapeva compiere quel lavoro.

Abbiamo imparato così bene che sapremmo costruire un aereo ad occhi chiusi, vero?

Proviamo!

Tecnologie Educazione Educational Technology App Disabili Costruzionismo

Riusciti? Certo…

Domanda: mentre, senza poter vedere, eravate intenti alla costruzione dell’aereo, quante istruzioni verbali ha formulato il vostro cervello? “Fai così, piega di là…”? Ben poche, vero?

Sicuramente non sufficienti, da sole, ad insegnare un compito così complesso…ad insegnarlo, per esempio, ad un robot che non è capace di fare aerei di carta 🙂

Questo avviene perché gli apprendimenti, nella nostra mente, vengono immagazzinati utilizzando codici diversi e con un grado differente di consapevolezza: ci sono conoscenze implicite e conoscenze esplicite.

Annette Karmiloff  Smith ha riflettuto su questo aspetto e l’ha teorizzato nel modello RR, delle Ridescrizioni Rappresentazionali.

Secondo Karmiloff Smith i nostri apprendimenti possono essere di tipo implicito o esplicito.

Gli apprendimenti IMPLICITI (o Procedurali) sono essenzialmente apprendimenti di “schemi senso-motori”, non implicano consapevolezza del processo, e sono caratterizzati da un grado alto di automatismo (nel nostro esempio, la costruzione dell’aereo di carta).

Gli apprendimenti ESPLICITI (in grado differente a seconda della tipologia di Esplicito, si veda qui per un approfondimento) sono caratterizzati dalla comprensione dell’oggetto di apprendimento tramite la mediazione, più o meno pervasiva, del linguaggio.

Passare da una rappresentazione implicita ad una esplicita è un processo meta-cognitivo di riflessione sopra l’oggetto e sul processo di apprendimento.

Dovessimo istruire un robot/computer su come realizzare un aeroplanino di carta, dovremmo riflettere (e parecchio) sul processo necessario alla costruzione: come disporre il foglio, da quale punto di riferimento partire, come disporre inizialmente le mani, come afferrare il vertice del foglio….provare per credere!

Passando, poi, ad esempi più interessanti ai nostri fini, l’idea di Papert di costruire simulazioni e ambienti di apprendimento al fine di esplorare la realtà, risponde appieno alla necessità di creare strumenti concreti e occasioni che ci aiutino a passare da apprendimenti impliciti a conoscenze esplicite.

Infatti, se voglio creare un ambiente di apprendimento costruzionista, un “artefatto cognitivo” (usando un ambiente di sviluppo, come MIT App Inventor 2 o Scratch, o programmando un robot), dovrò riflettere sulle caratteristiche che quell’ambiente dovrà presentare, fare ipotesi sul funzionamento, provare e correggere, confrontarmi con i pari e con gli esperti…e questo vale sia se che io voglia costruire un ambiente che simuli una legge fisica, sia che predisponga una “stanza” virtuale all’interno della quale esplorare letteratura, musica, arte rinascinamentale!

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Strumenti per apprendere – Prima parte

Il rapporto tra l’apprendimento e gli strumenti che lo facilitano (e lo mediano) è tanto antico da perdersi nella notte dei tempi: pietre, ossa e bastoni vengono modellati dall’uomo e, nel contempo, modellano strategie e azioni dei primi gruppi sociali.

App Android apprendimento didattica disabilità tecnologie

Un brevissimo elenco dei precursori dell’Educational Technology non può non comprendere Comenio (che pensa l’arte dell’insegnamento come la giusta disposizione di tempo, cose e metodo), Frobel (con i suoi “doni”: oggetti di legno finalizzati a sviluppare le capacità di osservazione e costruzione dei bambini), Freinet (e le sue officine cooperative), Maria Montessori.

L’attenzione per le tecnologie viene però enfatizzato a partire dagli anni ’50, con il Comportamentismo, in particolare grazie a Skinner.

Il Comportamentismo ha, da una parte, il grande merito di aver delimitato un campo di pensiero, appunto l’Educational Technology, ma, d’altra parte, è (direttamente o indirettamente) associato a molte delle paure e ansie tutt’ora legate all’utilizzo della tecnologia in educazione: l’assimilazione dell’uomo alla macchina, la preminenza dell’insegnamento sull’apprendimento, il rischio di alienazione e isolamento sociale.

Dagli anni ’60, con il Cognitivismo, l’Educational Tecnology si arricchisce del rapporto sempre più stretto con Cibernetica, Intelligenza Artificiale, riflessione mass-mediologica…ma solo dagli anni ’80 emerge con prepotenza un cambio di paradigma che colloca al centro del sistema:

– il processo di apprendimento e il ruolo attivo della persona che apprende

– la costruzione cooperativa del sapere

– l’interazione tra strumento e cervello, tra tecnologia e mente

– l’utilizzo degli strumenti informatici per favorire la metacognizione

E’ il momento del Costruzionismo…ne parleremo nella seconda parte del Post.