Il potenziamento cognitivo nella scuola dell’infanzia: un’esperienza di robotica educativa

Maria Anelli, mariuanelli@gmail.com

Sommario

L’articolo presenta un’esperienza di laboratorio realizzato con 28 bambini di 5/6 anni, 14 femmine e 14 maschi, che frequentano l’ultimo anno di Scuola dell’Infanzia. È stato organizzato per promuovere il potenziamento cognitivo dei bambini in riferimento ai concetti spaziali, temporali e alle relazioni tra essi. Per valutare i prerequisiti e i progressi ottenuti è stato utilizzato il “TCR test of relational concepts” (Edmonstone e Thane, 1988) nella versione italiana (Savelli, 1989), somministrato in due tempi: prima delle attività di laboratorio (pre-test); dopo il termine delle attività (post-test). 

Ipotesi

L’attività di programmazione di un robot favorisce, nei bambini di 5/6 anni, il potenziamento dei concetti spazio temporali; non ci sono significative differenze di genere nel livello di conoscenza dei concetti spazio temporali.

Strumento di rilevazione dei dati

Il TCR misura i concetti di relazione che formano la base dello sviluppo cognitivo e della competenza comunicativa nelle prime fasi dell’apprendimento, può essere somministrato dall’insegnante in modo semplice e rapido (10/15 minuti per ogni bambino). Il TCR permette la misurazione delle conoscenze di bambini normodotati dai 3 agli 8 anni, mediante il calcolo dei punteggi grezzi, ottenuti sommando i punteggi realizzati rispondendo a ciascuno dei 56 item, trasformati in punteggi standardizzati attraverso le tabelle normative. Il punteggio standardizzato permette di verificare i progressi che ogni bambino consegue nel tempo. Il test consente di individuare precocemente i bambini con difficoltà di apprendimento, ciò permette di predisporre un intervento di potenziamento dei prerequisiti di base. Il test è composto da 3 immagini prova e 56 immagini che raffigurano i concetti da valutare e indicano la domanda da porre; 13 immagini contengono una figura nella quale il bambino deve indicare l’oggetto che si trova nella collocazione richiesta, 43 immagini contengono 3 figure tra le quali il bambino deve indicare quella corrispondente al concetto espresso nella richiesta. 

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Fig. 1 – Esempio immagini del TCR.

Le immagini vengono mostrate al bambino una dopo l’altra, la risposta viene fornita mediante indicazione, tra gli opposti vi è sempre un intervallo. Il bambino, nell’ambiente scolastico, ha familiarità con le rappresentazioni grafiche bidimensionali, pertanto le difficoltà insite in questo tipo di rappresentazione non ostacolano la comprensione delle richieste che risultano molto chiare e semplici. Gli item sono presentati alternando i termini positivi e negativi delle coppie di opposti (e.g. primo/ultimo; all’inizio/alla fine; prima/dopo), i termini positivi sono riferiti alla maggiore grandezza, quantità, ecc. Per evitare l’insorgere di automatismi, le figure che rappresentano le risposte corrette sono collocate diversamente in ognuna delle tre posizioni possibili sulle schede.

Tabella di registrazione dei punteggi

La tabella di rilevazione dei dati è stata modificata indicando due tempi di rilevazione in colonne adiacenti, per rendere immediatamente leggibili le variazioni di punteggio ottenute, nei singoli item, da ogni bambino, ed avere una verifica agevole dei progressi di ognuno.

Calcolo dei punteggi

Durante la presentazione delle immagini si appongono nella tabella un segno + per le risposte corrette, un segno perle risposte errate, accanto ad ogni item. Completato il test, si attribuisce il punteggio 2 per ogni coppia nella quale ambedue gli item sono corretti, 0 se uno o ambedue sono errati; ad ogni item  che non ha un opposto si assegna 1 punto se la risposta è corretta, 0 se la risposta è errata. Sommando i valori ottenuti si ottiene il punteggio grezzo totale che misura la prestazione dei bambini.

Interpretazione dei risultati

La trasformazione del punteggio grezzo mediante le tabelle normative permette di confrontare la prestazione di ogni bambino con quella del campione d’età corrispondente. Il punteggio standard ha una media di 50 e una deviazione standard di 10, quando un bambino raggiunge un punteggio standard inferiore alla media di una deviazione standard, ossia quando realizza un punteggio uguale o inferiore a 40 punti, si posiziona ad un livello di attenzione in negativo. In tal caso si ritiene necessario realizzare un intervento di potenziamento, finalizzato a rinforzare l’acquisizione dei concetti. Al termine dell’intervento di potenziamento è possibile verificare i miglioramenti ottenuti dai bambini, mediante una nuova somministrazione del test,  ricalcolando il punteggio standard ottenuto. 

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Fig. 2 – Tabella di registrazione dei punteggi.

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Fig. 3 – Tabelle normative utilizzate.

Laboratorio di robotica educativa per il potenziamento dei concetti di relazione spazio temporale 

I bambini mostrano molto interesse nei confronti dei robot, molti possiedono un robot giocattolo, la maggior parte di loro conosce i robot attraverso i media. Il laboratorio ha coinvolto bambini che frequentano l’ultimo anno di Scuola dell’Infanzia, allo scopo di favorire, mediante la programmazione di un robot, lo sviluppo del pensiero computazionale e potenziare l’acquisizione dei concetti spazio-temporali, nella convinzione che l’uso intelligente delle nuove tecnologie, in età prescolare, favorisca il processo di apprendimento e contribuisca a colmare carenze che potrebbero dare luogo ad insuccessi nel percorso scolastico successivo. 

  1. Finalità: Rafforzare l’acquisizione dei concetti spaziali e temporali.
  2. Obiettivi: sviluppare il pensiero logico, la capacità di collaborazione e di lavoro in gruppo, la lateralizzazione e l’astrazione; saper accettare i propri errori e autocorreggersi.
  3. Metodologia: Brainstorming, lavoro a piccoli gruppi; cooperative learning; problem solving; learning by doing; learning by thinking.
  4. Verifica: Pre-test e post-test. Strumento: TCR 3/8 concetti spazio temporali.

Cubetto: robot di legno a programmazione tangibile. Il perché della scelta 

Si è scelto di utilizzare il robot Cubetto poiché sembra un giocattolo di legno, ma è un vero e proprio robot pensato per il coding e la robotica educativa a partire dalla Scuola dell’Infanzia. Giocando con Cubetto, i bambini imparano in modo semplice e intuitivo i principi base della programmazione informatica, senza utilizzare un computer. È un robot programmabile alimentato a batterie che si muove su ruote: può muoversi in avanti, a destra e a sinistra, secondo i comandi scelti. Il controllo avviene mediante l’inserimento in una console di tasselli di forme e colori diversi, a ciascuno dei tasselli corrisponde un comando, quindi  un’azione specifica che il robot eseguirà. I 16 tasselli colorati rappresentano un frammento di codice: disponendoli, negli appositi slot, uno dopo l’altro, si ottiene una sequenza di istruzioni che indica al robot il percorso, sotto ogni slot si accende una spia luminosa azzurra. Premendo il tasto di avvio sulla console, Cubetto riceve i comandi via wireless e si muove seguendo la traiettoria programmata, ad ogni spostamento si spegne la spia luminosa ciò fornisce ai bambini un feedback immediato. Giocando con Cubetto i bambini imparano a pensare come programmatori: creano una catena di azioni sequenziali inserendo i blocchi nella console. Il robot si basa su un linguaggio di programmazione tangibile, universale, inclusivo, in quanto i blocchi sono facilmente distinguibili sia attraverso la vista, per i loro colori, sia attraverso il tatto per la loro forma, questa caratteristica offre la possibilità di giocare con Cubetto anche ai bambini non vedenti che possono collocare i blocchi in sequenza, guidati dalla traccia tattile incisa sulla superficie della console.

Realizzazione del laboratorio

Il laboratorio ‘Un nuovo amico: Cubetto’ è stato proposto ai  bambini che frequentano il 3° anno della scuola dell’infanzia. La scuola è frequentata da una percentuale altissima di bambini di madrelingua non italiana, provenienti in particolare da Filippine, America Latina, Bangladesh e Romania. La scelta del robot si è rivelata efficace poiché la programmazione di Cubetto non si avvale di una lingua, non necessita di lettere o numeri da leggere e scrivere, bensì usa un linguaggio universale, ciò favorisce la partecipazione all’attività dei bambini che non sono in grado di utilizzare la lingua italiana in modo fluente. 

Contesto: La scuola è collocata in un punto strategico di collegamento della periferia di Roma con il centro, pertanto è scelta da moltissimi genitori di nazionalità diverse residenti in periferia, che si recano in centro per lavoro. Il gruppo coinvolto nel laboratorio è composto da 13 bambini di lingua italiana, 15 di altre lingue. 

Tempi/Spazi: Gennaio-Maggio 2019. Ogni gruppo ha svolto 5 incontri di circa 45 minuti, con cadenza settimanale in un’aula polifunzionale appositamente allestita.

Prerequisiti: Le attività del laboratorio sono state precedute dalla somministrazione individuale del test TCR per verificare i prerequisiti dei bambini. I concetti utilizzati nel test, sono: in basso/in alto; davanti a/dietro a; vicino a/lontano da;  prima/dopo; destra/sinistra; per primo/per/ultimo.



Fig. 4 – Strumenti utilizzati.

Percorso metodologico

I incontro. Cos’è un robot?

Indagine per conoscere il concetto di robot dal punto di vista di ogni bambino. L’indagine ha preso in considerazione due prospettive: 

  1. Individuale: ogni bambino ha disegnato un robot e ha raccontato il proprio disegno.
  2. Sociale: i bambini, in gruppo hanno discusso il concetto di robot confrontando le proprie le idee, i pensieri, le riflessioni, le convinzioni e le ipotesi con quelle dei compagni.
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Fig. 5 – I robot secondo i bambini.

II e III incontro. Siamo tutti robot.

Ogni bambino, a turno, ha impersonato il robot, i compagni hanno scelto ognuno una freccia d’indicazione e insieme hanno programmano il percorso da eseguire sul tappeto. Le frecce corrispondevano ai tasselli di programmazione del robot Cubetto: verde = avanti, rosso = destra, giallo = sinistra.

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Fig. 6 – I bambini programmano il percorso per un compagno robot.

IV incontro. Conosciamo un nuovo amico: ‘Cubetto’.

È stato presentato il robot Cubetto e i comandi per farlo muovere. Ogni bambino ha scelto una meta ed ha programmato il percorso per far spostare il robot sul tappeto.

V incontro. La storia di Cubetto.

I bambini hanno ascoltato la storia ‘Il primo giorno di scuola di Cubetto’, in seguito, seguendo le istruzioni raffigurate, hanno fatto muovere il robot sul tappeto in cui sono raffigurati diversi ambienti: montagna, fiume, deserto, castello, fattoria.

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Fig. 7 – Due bambine all’opera.

Verifica finale

Post-test: conclusi gli incontri previsti, si è somministrato nuovamente il test TCR per verificare l’efficacia dell’intervento, con particolare riferimento ai concetti relativi allo spazio e al tempo e alle relazioni spazio-temporali. Al pre-test il minimo punteggio registrato è stato 7 punti, il massimo 55, al post-test il minimo punteggio è stato 27, il massimo 63. Ogni bambino, al post-test ha conseguito un punteggio maggiore rispetto al pre-test, dimostrando così di avere potenziato i concetti spaziali e temporali. Ciò conferma la prima ipotesi: l’attività di programmazione di un robot favorisce, nei bambini di 5/6 anni, il potenziamento dei concetti spazio – temporali. Il confronto fra i punteggi, ottenuti al pre-test e al post-test, dalle femmine e dai maschi non rileva differenze significative, ciò conferma la seconda ipotesi: non ci sono differenze di genere significative nel livello di conoscenza dei concetti spazio – temporali.

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Fig. 8 –  Confronto complessivo dei punteggi. 

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Fig. 9 – Confronto dei punteggi suddivisi per genere.

Osservazioni

La scelta di realizzare il laboratorio con il robot Cubetto si è dimostrata vincente, poiché le modalità di programmazione non necessitano di una lingua specifica, né di lettere o numeri da leggere e scrivere, il robot, infatti, si programma usando il linguaggio universale dei colori. La modalità di programmazione di Cubetto si è dimostrata efficace con i bambini di qualunque provenienza ed ha favorito la partecipazione all’attività di coloro che non sono in grado di utilizzare la lingua italiana in modo fluente. I bambini non italofoni rappresentano la maggioranza dei partecipanti al laboratorio, le loro difficoltà legate all’uso della lingua Italiana, sono state superate grazie allo strumento utilizzato.

Conclusioni

Il laboratorio ha favorito il potenziamento cognitivo in tutti i bambini, tuttavia alcuni, pur avendo dimostrato un incremento, non hanno superato la soglia di attenzione di 40 punti standard. Questo dato suggerisce la necessità di proporre ulteriori attività di programmazione in laboratorio, per stimolare e favorire coloro che hanno mostrato maggiori carenze. Inserire il coding e il pensiero computazionale nella scuole di ogni ordine e grado significa dotare le stesse di strumenti e metodologie che stimolino e sostengano l’interesse degli alunni, ma soprattutto strumenti e metodologie che promuovano l’alleanza tra studenti e insegnanti, al fine di la rendere la scuola un ambiente sempre più stimolante coinvolgente ed innovativo. Si auspica una scuola nella quale l’uso del coding e del pensiero computazionale non siano riservati solo ad alcuni momenti, non siano legati esclusivamente ad alcuni ambiti di apprendimento, ma pervadano tutto il tempo scolastico e coinvolgano tutto il corpo docente, diventando un supporto per ogni attività. La diffusione del coding e del pensiero computazionale in tutti gli ordini di scuola, potrà garantire a coloro che sono bambini e ragazzi oggi, di diventare adulti competenti domani, cittadini in grado di affrontare le mansioni lavorative che il futuro offrirà loro.

Maria Anelli

Insegno da quasi 40 anni nella Scuola dell’Infanzia, attualmente nella Scuola dell’Infanzia Statale dell’I.C. Rosetta Rossi di Roma. Ho conseguito la Laurea Magistrale in “Processi cognitivi e tecnologie” presso la facoltà Psicologia. Gioco con i bambini coinvolgendoli in attività di robotica poiché, parafrasando il grande maestro Manzi, ritengo che “Non è mai troppo presto”. 

mariuanelli@gmail.com