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CITTADINANZA DIGITALE: una passeggiata al sole per svegliare le coscienze.

Non è facile inserire questo progetto in una categoria, tanti sono i mezzi utilizzati e gli obiettivi da raggiungere. Certo tecnicamente è nato come progetto di Geografia, geografia applicata. Il progetto nasce da un'idea della prof.ssa Maria Campitiello (docente di Italiano storia...

Luca SCALZULLO   by Luca SCALZULLO
Elettronica
CATEGORIA
Elettronica
Arduino

Introduzione

Non è facile inserire questo progetto in una categoria, tanti sono i mezzi utilizzati e gli obiettivi da raggiungere. Certo tecnicamente è nato come progetto di Geografia, geografia applicata.
Il progetto nasce da un'idea della prof.ssa Maria Campitiello (docente di Italiano storia e geografia), prof.ssa Rosanna Dell'Università (Docente di Matematica e Scienze) e dallo scrivente docente di tecnologia.

I ragazzi hanno imparato nella prima parte i concetti base di geografia, dalla latitudine e la longitudine ai meridiani ed ai paralleli, abbiamo parlato delle correlazioni tra i parametri atmosferici come pressione, temperatura e umidità, abbiamo visto le leggi che regolano il movimento della masse d'aria fini ad arrivare all'astronomia.

Poi abbiamo cominciato a ragionare in maniera laboratoriale costruendo dei rilevatori dei parametri atmosferici con mezzi di fortuna. Ed ecco nascere termometri, igrometri e barometri, attività questa che meriterebbe un articolo a parte.

Infine abbiamo costruito con uno shield Arduino UNO una piccola stazione metereologica con un sensore di umidità e di temperatura (DHT11) ed un sensore per valutare la qualità dell'aria e la presenza di gas dispersi (MQ135).

Non contenti abbiamo portato la nostra stazione in giro per la città, scegliendo, per cominciare, otto punti nevralgici nel centro cittadino con l'idea di aumentarli nel prossimo futuro. Abbiamo così rilevato i dati ambientali ed i ragazzi li hanno riportati in una mappa aperta basata su openstreetmap. La piattaforma è quella del sito UMAP che consente di inserire dati che i ragazzi hanno estratto in formato .csv proprio degli Open Data.

https://umap.openstreetmap.fr/it/map/rilievi-ambientali-nocera-inferiore_140212

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Obiettivi e Competenze Obiettivi e Competenze

- Cooperative learning

Il lavoro di gruppo è fondamentale per la ricerca delle informazioni, per la definizione delle strategie da seguire, per la scelta di quella ritenuta migliore e per l'analisi dei risultati.

- Learning by doing

Nulla quaestio sul fatto che il passaggio tra conoscenze e competenze sta ne FARE, nel realizzare, nello sviluppare praticamente quella creatività che implica il dare forma e corpo alle idee.

- Competenze matematiche

Utilizzare il linguaggio e i metodi propri della matematica per organizzare e valutare adeguatamente informazioni qualitative e quantitative.
Utilizzare le strategie del pensiero razionale negli aspetti dialettici e algoritmici per affrontare situazioni problematiche, elaborando opportune soluzioni.

- Competenza Digitale

Utilizzare e produrre strumenti di comunicazione visiva e multimediale, anche con riferimento alle strategie espressive e agli strumenti tecnici della comunicazione in rete.
Utilizzare le reti e gli strumenti informatici nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare.

-Imparare ad imparare

Partecipare attivamente alle attività portando il proprio contributo personale. Reperire, organizzare, utilizzare informazioni da fonti diverse per assolvere un determinato compito; organizzare il proprio apprendimento; acquisire abilità di studio.

- Competenze Sociali e Civiche

Mettere a disposizione della società il propio lavoro, avviare un progetto che serva alla comunità è il modo migliore per mettere alla prova quello che si è appreso.

- Spirito di iniziativa ed Imprenditorialità

Risolvere i problemi che si incontrano nella vita e nel lavoro e proporre soluzioni; valutare rischi e opportunità; scegliere tra opzioni diverse; prendere decisioni; agire con flessibilità; progettare e pianificare; conoscere l’ambiente in cui si opera anche in relazione alle proprie risorse.

Strumenti Strumenti

Ci limitiamo alla descrizione della seconda fase del progetto, ovvero di quella elettronica col montaggio della stazione e di quella di raccolta dati.

E' stata usata una scheda Arduino Uno cui sono stati collegati due sensori, il DHT 11 per la temperatura e l'umidità e il MQ135 che misura i gas dispersi in aria con particolare attenzione alla CO2.

Il DHT 11 è un sesore digitale ed è stato collegato al PIN digitale 2 di Arduino con alimentazione a 5 V. Il MQ135 è, invece, stato collegato su un Pin analogico A0 e anche lui è stato alimentato a 5V. La doppia alimentazione a 5V ha reso necessario l'utilizzo di una breadboard.

Il firmware è abbastanza semplice. Sono state caricate le librerie dei sensori per permettere la conversione delle tensioni lette dal sensore in unità di misura congrue, in particolar modo °C per le temperature, % per l'umidità e PPM per i gas.
Sono state inizializzate tre variabili (Temperatura, Umidità e Airquality) cui sono state inviate le letture. Infine è stato inizializzato il seriale dove è stato mandato il risultato della lettura.

Di seguito riportato il firmware:


In realtà il monitor seriale di Arduino non consente il salvataggio dei dati e per questo è stato scaricato un software freeware Termite (https://www.compuphase.com/software_termite.htm) che simula un monitor seriale e consente l'estrazione dei dati in file testo.


I file sono stati esportati in excel ed analizzati. I dati sono stati mediati, sono stati estratti i valori massimi e minimi e sono stati diagrammati.

Metodologia didattica Metodologia didattica

La classe è diventata un laboratorio subendo una progressiva evoluzione anche morfologica. Le lezioni teoriche iniziali hanno quasi tutte avuto carattere tradizionale di lezione frontale. Poi man mano che la lezione diventava tradizionale sono stati creati tavoli di lavoro che mettessero in gioco le idee discutendo ed integrando i vari aspetti richiesti. Una parte del lavoro, ad esempio (lo racconterò in un prossimo progetto), mirava a replicare il sistema solare rispettando dimensioni e distanze pur in scala. Altri si occupavano di elettronica e del collegamento dei sensori, altri ancora di registrare i vari esperimenti ed i vari tentativi in una fucina ribollente di idee. 
Alla fine la classe e la scuola si è completamente destrutturata ed abbiamo cominciato a parlare per strada, a fare esperimenti on the road (finendo il percorso didattico in gelateria).
L'idea della classe capovolta ha guidato l'intero progetto. Si raccontavano cose minime, si costruiva uno scheletro che poi i ragazzi riempivano di dettagli. il lavoro mio, della prof.ssa Maria Campitiello e della prof.ssa Rosanna Dell'Università è stato quello di accompagnare, guidare, spingere domande, instillare dubbi e verificare la capacità dei singoli di analizzare, di trovare soluzioni e di raggiungere il risultato.

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Linee guida delle attività Linee guida delle attività

Una parte delle attività le ho anticipate precedentemente.
La parte elettronica ha un costo che tuttavia non supera i pochi euro, meno di 10 per la precisione, per l'acquisto online dei pezzi necessari.

I risultati sono stati poi mappati. 

https://umap.openstreetmap.fr/it/map/rilievi-ambientali-nocera-inferiore_140212

la piattaforma UMAP basata su openstreetmap (https://umap.openstreetmap.fr/it/), consente di scegliere una mappa ed uno zoom da inserire come sfondo al progetto.
Su un primo livello i ragazzi hanno importato un file .csv in cui sono stati inseriti tutti i parametri che si è voluto visualizzare (in basso a sinistra nel link indicato è possibile consultare questo file).
Per le immagini i ragazzi hanno fatto ricorso al sito di hosting Postimage (https://postimage.io/). 
"Smanettando" sulle impostazioni hanno fatto apparire per ogni punto di rilievo (individuati capillarmente tramite latitudine e longitudine sul sito http://www.latitudinelongitudine.it/) e per ogni punto una sidebar laterale con le foto dei luoghi di rilievo ed i grafici di riferimento.

Su un secondo livello i ragazzi hanno disegnato il percorso fatto tra le strade cittadine.

Un archivio statico in Open Data da arricchire sicuramente ma che rappresenta un punto di partenza davvero straordinario per i futuri cittadini di domani.
La riflessione fatta da uno di loro merita di chiudere questo breve progetto - "PROF MI PARE DI AVER CAPITO CHE SIAMO NOI LA SOCIETA' E CHE, PIUTTOSTO CHE LAMENTARSI DELLE COSE CHE NON VANNO, SAREBBE DAVVERO IL CASO DI RIMBOCCARSI LE MANICHE E PROVARE A CAMBIARE". 

Risultati attesi Risultati attesi

In tutta onestà dovrei parlare di conoscenze di base di Matematica e scienze, di astronomia o di geografia applicata. Potrei parlare della conoscenza delle relazioni intrinseche tra grandezze come temperatura, umidità e pressione e come queste possono influenzare l'inquinamento atmosferico.

So però di parlare anche a nome delle mie colleghe con cui ci accomuna una nuova visione di scuola e di didattica.

In risultato atteso più grande è quello della formazione dei cittadini di domani, di uomini e donne consapevoli della propria forza di cittadini e capaci di affrontare i problemi e di trovare soluzioni.
Ci siamo riusciti con un solo progetto? Assolutamente no, ma abbiamo seminato un seme e continueremo ad innaffiarlo in attesa che, presto, diventi un albero grande, forte e sempreverde.

Riferimenti e links Riferimenti e links

Ci preme un grande ringraziamento a Francesco Piersoft Paolicelli per la pazienza e la capacità di entusiasmare studenti e professori anche a molti km di distanza, aprendo menti e iniziandoci al cammindo verso una cittadinanza digitale attiva.

Di seguito qualche link utile

http://learnosm.org/en/
http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Main_Page
https://umap.openstreetmap.fr/it/
https://postimage.io/
https://www.compuphase.com/software_termite.htm
http://fritzing.org/home/
https://www.arduino.cc/

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