L'astrofisica con il coding

Federico Di Giacomo è un astronomo e lavoro presso l’Istituto nazionale di Astrofisica (Inaf) nell'ambito del public engagement e della valorizzazione del patrimonio storico scientifico. Attualmente è impegnato nella realizzazione di una serie di prodotti multimediali e digitali per il Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), un progetto internazionale che mira a realizzare il più grande osservatorio astronomico per raggi gamma da terra. Nella conversazione con Onelia Onorati, Federico di racconta la “sua” piattaforma CS First.  

“Nell’ambito della mia carriera mi sono da sempre dedicato allo sviluppo di risorse digitali, per uso didattico e non. La cosiddetta Quinta Rivoluzione industriale, che porterà la tecnologia a lavorare fianco a fianco agli esseri umani (pensiamo a robot super tecnologici in grado di adattarsi agli ambienti in cui si trovano o ancora alle intelligenze artificiali) attraverso una collaborazione sinergica fra le capacità cognitive e il mondo dell’Internet of Things, toccherà ambiti impensati come ad esempio l’ambito museale”. 

“Negli ultimi anni, in particolare, mi sono dedicato allo sviluppo di attività e percorsi basati sul coding e sulla robotica educativa che permettono di rendere concreti e manipolabili concetti astratti, lontani dall’esperienza quotidiana dei bambini e ragazzi, aumentando conseguentemente le possibilità di apprendimento. Lo stesso Papert, pioniere dell’intelligenza artificiale, considerava le tecnologie robotiche come “oggetti con cui pensare”. In quest’ottica, la tecnologia e le varie attività di coding e robotica, ma non solo, permettono di sviluppare il pensiero computazionale e tutte le abilità che sono proprie della ricerca scientifica in ambito Stem”. 

Di qui l’incontro con la Fondazione: “Seguendo tale approccio e grazie anche al supporto della Fondazione Mondo Digitale, mi sono avvicinato ormai da svariati anni alla piattaforma CS First. Ho realizzato una serie di percorsi e attività legate principalmente all’ambito fisico e astrofisico, con l'obiettivo principale di avvicinare gli studenti alla scienza astronomica e di sviluppare il pensiero computazionale. Questi percorsi educativi non solo rendono più accessibili concetti complessi della fisica e dell'astrofisica, ma stimolano anche la curiosità e l'interesse degli studenti verso le discipline Stem, attraverso un apprendimento pratico e coinvolgente”.

Federico ha cominciato a lavorare nel progetto CS First dal 2021: “Ho iniziato attratto dalla possibilità e dalla curiosità di sviluppare una serie di percorsi e attività didattiche innovative che potessero unire alcuni concetti astronomici, come ad esempio i pianeti del Sistema solare o la classificazione delle stelle, all'introduzione della programmazione e del pensiero computazionale in aula in modo accessibile e coinvolgente. La scelta è stata motivata dal desiderio di offrire agli studenti strumenti innovativi che stimolassero la loro creatività e le competenze digitali. Grazie a CS First, ho potuto realizzare percorsi e attività che combinano l'astrofisica con la programmazione, permettendo agli studenti di esplorare fenomeni scientifici complessi attraverso il coding. Questi percorsi educativi non solo rendono più accessibili concetti difficili, promuovono anche il problem solving e il pensiero critico, elementi essenziali per le discipline Stem. Da quando ho iniziato fino a oggi, ho osservato numerosi benefici nell'integrare questa piattaforma nel curriculum scolastico. Gli studenti mostrano un maggiore coinvolgimento e interesse per le materie scientifiche e sviluppano competenze chiave per il loro futuro accademico e professionale. Inoltre l’integrazione di Scratch all’interno di CS First ha trasformato molte delle mie attività in esperienze di apprendimento dinamiche e interattive, aumentando significativamente la partecipazione e la comprensione degli studenti”.

Per Federico “la piattaforma Cs First è una risorsa educativa versatile e user friendly, progettata per insegnare la programmazione agli studenti attraverso Scratch in maniera dinamica e divertente. Tra le sue caratteristiche principali possiamo trovare l’integrazione di Scratch, una piattaforma di programmazione sviluppata dal MIT, che rende il coding accessibile a chiunque dai bambini delle elementari fino ai ragazzi delle scuole superiori. L'interfaccia drag and drop permette agli studenti di creare programmi complessi semplicemente spostando e collegando blocchi di codice, rendendo il processo di apprendimento più immediato. 
A questo si aggiunge una grande varietà di temi e progetti, come animazione, musica, arte e storytelling, che rendono l'apprendimento divertente e stimolante. Ogni modulo è progettato per catturare l'interesse degli studenti e per incoraggiarli a esplorare diversi aspetti della programmazione in modo creativo e coinvolgente. 
Secondo me uno dei punti di forza di questa piattaforma riguarda la collaborazione tra studenti, incoraggiandoli a lavorare insieme su progetti di gruppo, a condividere idee e a risolvere problemi collettivamente. Questo approccio collaborativo non solo rafforza le competenze tecniche, ma sviluppa anche abilità sociali e comunicative fondamentali soprattutto nell’ambito delle materie scientifiche.  Grazie a queste caratteristiche, Cs First si rivela uno strumento potente ed efficace per l'educazione informatica, capace di stimolare l'interesse degli studenti e di prepararli alle sfide del mondo digitale contemporaneo”.

Il valore aggiunto per la didattica appare evidente, sia dal punto di vista dell’insegnamento sia dell’apprendimento. “In particolare, grazie a questa piattaforma, i docenti possono beneficiare di diversi vantaggi

• facilità di implementazione: i materiali pronti all'uso e i tutorial video rendono semplice per gli insegnanti integrare CS First nelle loro lezioni. La piattaforma è progettata per essere intuitiva, riducendo significativamente il tempo necessario per la preparazione delle lezioni;
• supporto didattico: le guide passo-passo aiutano gli insegnanti a facilitare le lezioni, anche senza un background in informatica. Questi materiali didattici offrono una struttura chiara e comprensibile, permettendo agli insegnanti di condurre le attività con sicurezza e competenza;
• flessibilità: la piattaforma può essere adattata a diverse discipline e livelli di competenza, rendendola versatile per vari contesti educativi. Che si tratti di scienze, matematica, arte o lingue, CS First offre contenuti che possono essere facilmente integrati e personalizzati per soddisfare le esigenze specifiche di ogni classe.

D’altra parte per gli studenti CS First permette

• apprendimento attivo: gli studenti imparano facendo, attraverso progetti pratici che stimolano la creatività e il problem solving;
• engagement: i temi interessanti e i progetti coinvolgenti mantengono alta la motivazione e l'interesse degli studenti;
• sviluppo di competenze digitali: promuove il pensiero critico, la risoluzione di problemi e le competenze tecniche essenziali per il futuro”.

Inoltre CS First può essere definita una piattaforma inclusiva, usabile da tutti a prescindere dalle differenze culturali. “In primo luogo, la sua accessibilità è garantita dal fatto che è un applicativo web disponibile per chiunque abbia una connessione internet. Questo elimina molte barriere di natura economica e tecnologica, permettendo a un'ampia gamma di studenti di usufruire dei suoi contenuti.

Un altro aspetto fondamentale è la sua adattabilità. I progetti offerti da CS First, infatti, possono essere modificati per soddisfare le esigenze di diversi livelli di competenza e stili di apprendimento, garantendo che ogni studente possa avanzare al proprio ritmo e secondo le proprie capacità. Questo rende CS First uno strumento flessibile e utile per un'ampia varietà di contesti educativi.

Dal punto di vista culturale, invece, i contenuti sono progettati per essere universali, senza barriere. Questo significa che possono essere tradotti o adattati facilmente per rispondere alle esigenze di diverse comunità linguistiche e religiose, garantendo che nessuno studente venga escluso. Nei vari progetti e percorsi che ho realizzato, ho sempre cercato di inserire sia una componente culturale che interdisciplinare in modo da rendere l'apprendimento più significativo e contestualizzato. Integrando elementi della storia, dell'arte e della tradizione scientifica, ho voluto offrire agli studenti una prospettiva più ampia e integrata delle conoscenze, collegando la programmazione e il pensiero computazionale ai contesti culturali e storici che li circondano. Questo approccio arricchisce non solo l'esperienza educativa, ma stimola anche l'interesse e la curiosità degli studenti verso le diverse discipline, rendendo il processo di apprendimento più coinvolgente e rilevante.
Infine, secondo me, CS First gioca un ruolo importante nel contrastare l'analfabetismo digitale. Infatti, la piattaforma aiuta a colmare il divario digitale promuovendo una maggiore alfabetizzazione tra gli studenti italiani. Questo è particolarmente importante in un'epoca in cui le competenze digitali sono fondamentali per il successo accademico e professionale della persona”.

Federico non ha esitazioni nel descrivere l’impatto della piattaforma: “L'engagement degli studenti è notevole. Gli studenti sono generalmente molto coinvolti e motivati, grazie all'approccio pratico e creativo della piattaforma, che li incoraggia a esplorare e sperimentare con la programmazione.
Un altro aspetto significativo è la facilità d'uso della piattaforma. Anche gli studenti con meno esperienza tecnologica trovano CS First accessibile e facile da usare. Questo rende la piattaforma inclusiva e adatta a una vasta gamma di competenze, permettendo a tutti di partecipare attivamente alle lezioni di coding. Inoltre, CS First favorisce lo sviluppo di competenze trasversali. Oltre alle competenze tecniche, gli studenti sviluppano anche abilità di collaborazione, comunicazione e pensiero critico. 
Anche il riscontro degli insegnanti coinvolti nei vari corsi di formazione è stato estremamente positivo. Apprezzano la struttura delle lezioni e la quantità di risorse disponibili, che rendono l'insegnamento del coding meno intimidatorio e più gestibile. Le guide dettagliate e i materiali di supporto offerti da CS First permettono agli insegnanti di condurre le lezioni con fiducia, anche senza una profonda conoscenza pregressa della programmazione. 
CS First rappresenta un valore aggiunto significativo per l'educazione. La piattaforma promuove l'inclusività e contrasta l'analfabetismo digitale attraverso un approccio innovativo e accessibile alla programmazione".