Ampliamento Archimede

Mate­ma­ti­ca e Robotica

Amplia­men­to Archimede

Per poten­zia­re le com­pe­ten­ze del­le mate­rie STEM (Scien­ce Tech­no­lo­gy Engi­nee­ring Mathe­ma­tics), l’ora aggiun­ti­va set­ti­ma­na­le è dedi­ca­ta alla mate­ma­ti­ca e alla robo­ti­ca.

Dia­lo­gan­do con le disci­pli­ne uma­ni­sti­che, saran­no con­so­li­da­te ed este­se alcu­ne com­pe­ten­ze del cal­co­lo logi­co-alge­bri­co ed esplo­ra­te le più recen­ti appli­ca­zio­ni del­la mate­ma­ti­ca in cam­po eco­no­mi­co e sociale.

Già dal pri­mo bien­nio, gli stu­den­ti potran­no avvi­ci­nar­si al coding e alla pro­gram­ma­zio­ne di robot e cimen­tar­si con atti­vi­tà spe­ri­men­ta­li nei labo­ra­to­ri di chi­mi­ca e di bio­lo­gia. Si svi­lup­pe­ran­no com­pe­ten­ze ine­ren­ti a model­la­zio­ne e stam­pa 3D, taglio laser e real­tà vir­tua­le, coding avan­za­to per gli algo­rit­mi di machi­ne lear­ning e pro­gram­ma­zio­ne Ardui­no, sem­pli­ci appli­ca­zio­ni di intel­li­gen­za artificiale.

-Per­ché più mate­ma­ti­ca al liceo classico?
-Per­ché anche robo­ti­ca al liceo classico?
-Per­ché pri­vi­le­gia la crea­ti­vi­tà e l’abilità?
-Chi dovreb­be sce­glie­re que­sto ampliamento?
-Per­ché que­sto amplia­men­to al D’Azeglio?
-Per­ché si chia­ma Archimede?
-Quan­te e qua­li ore carat­te­riz­za­no l’ampliamento?

Per­ché più mate­ma­ti­ca al liceo classico?

L’ampliamento Archi­me­de nasce dall’esigenza di affian­ca­re allo stu­dio del­le mate­rie cur­ri­co­la­ri alcu­ni appro­fon­di­men­ti mate­ma­ti­ci che con­sen­ta­no agli stu­den­ti di svi­lup­pa­re una for­ma­zio­ne per­so­na­le di ampio respi­ro, di quel­le lar­ga­men­te apprez­za­te da auto­ri qua­li Ita­lo Cal­vi­noPri­mo Levi (ex stu­den­te del D’Azeglio). A tal pro­po­si­to, Umber­to Eco, in un arti­co­lo pro­prio sui licei clas­si­ci, scrisse:

Rifor­mia­mo dun­que, ma con­ser­via­mo il liceo clas­si­co per­ché con­sen­te di imma­gi­na­re quel­lo che non è sta­to anco­ra imma­gi­na­to; e que­sto distin­gue il gran­de archi­tet­to dal più mode­sto dei geo­me­tri. Al qua­le peral­tro una rifles­sio­ne su Eucli­de potreb­be ren­de­re la sua atti­vi­tà più appas­sio­nan­te e crea­ti­va. Pen­so a un liceo uma­ni­sti­co-scien­ti­fi­co dove biso­gne­rà sì inse­gna­re il teo­re­ma di Pita­go­ra, ma anche le idee di Pita­go­ra sul­la teo­ria del­le sfe­re e il suo ter­ro­re dell’infinito.

Ma oltre allo svi­lup­po del­la for­ma men­tis dei nostri stu­den­ti, l’ampliamento Archi­me­de mira a for­ni­re abi­li­tà e com­pe­ten­ze neces­sa­rie per supe­ra­re con mag­gio­re sere­ni­tà even­tua­li test di ammis­sio­ne uni­ver­si­ta­ria che da sem­pre rap­pre­sen­ta­no un osta­co­lo per mol­tis­si­mi studenti.

Oltre all’ora aggiun­ti­va set­ti­ma­na­le, sarà deter­mi­nan­te la par­te­ci­pa­zio­ne alle atti­vi­tà dei PCTO (ex Alter­nan­za Scuo­la Lavo­ro). Infat­ti, esse per­met­te­ran­no di svi­lup­pa­re com­pe­ten­ze tra­sver­sa­li nel­le disci­pli­ne scien­ti­fi­che e for­ni­ran­no gli stru­men­ti per un orien­ta­men­to in usci­ta con­sa­pe­vo­le e ragionato.

Per­ché anche robo­ti­ca al liceo classico?

L’obiettivo è quel­lo di met­te­re gli allie­vi nel­le con­di­zio­ni di appli­ca­re con­cre­ta­men­te quan­to stu­dia­to a lezio­ne sia nel­le mate­rie scien­ti­fi­che che in  quel­le uma­ni­sti­che. Per fare un esem­pio, le leg­gi del­la logi­ca esplo­ra­te in mate­ma­ti­ca e ripre­se in filo­so­fia, tro­va­no la loro natu­ra­le appli­ca­zio­ne nel­la pro­gram­ma­zio­ne infor­ma­ti­ca, in un per­cor­so che potreb­be esse­re rias­sun­to pen­san­do ad un col­le­ga­men­to da Eucli­de e Boo­le, pas­san­do per Zeno­ne e Ari­sto­te­le e cul­mi­nan­do in Turing e Von Neumann.

Gli stu­den­ti non si limi­te­ran­no alla sola pro­gram­ma­zio­ne, ma potran­no svi­lup­pa­re gali­leia­ne “sen­sa­te espe­rien­ze” e così oltre alle clas­si­che atti­vi­tà nei labo­ra­to­ri di chi­mi­ca, fisi­ca e bio­lo­gia, si cimen­te­ran­no con la tec­no­lo­gia avan­za­ta del Fab-Lab e del Robolab.

Nel Fab-Lab (tan­to nell’ora aggiun­ti­va quan­to nel­le atti­vi­tà di PCTO), ogni stu­den­te potrà appli­ca­re i fon­da­men­ti del­la geo­me­tria eucli­dea e car­te­sia­na del­lo spa­zio tri­di­men­sio­na­le alla model­la­zio­ne 3D in Cad o soft­ware com­pu­ter gra­fi­ca. I pro­dot­ti rea­liz­za­ti dagli stes­si stu­den­ti, saran­no poi fisi­ca­men­te pro­dot­ti median­te il taglio laser o le stam­pan­ti 3D pre­sen­ti nel nostro isti­tu­to. Sarà quin­di esplo­ra­to l’intero pro­ces­so che muo­ve dal­la for­ma­liz­za­zio­ne teo­ri­ca, alla pro­get­ta­zio­ne pun­tua­le, alla model­la­zio­ne soft­ware fino alla crea­zio­ne hardware.

Il pas­sag­gio da soft­ware ad hard­ware ver­rà anco­ra più appro­fon­di­to nel trat­ta­re la robo­ti­ca vera e pro­pria. Sarà infat­ti per­mes­so allo stu­den­te di pro­gram­ma­re da zero dei pic­co­li robot con sem­pli­ci istru­zio­ni e saran­no esplo­ra­te le appli­ca­zio­ni più avan­za­te di tipo ciber­ne­ti­co ed elet­tro­ni­co (dal­le sche­de Ardui­no al con­trol­lo di dro­ni e brac­ci robotici).

Al ter­mi­ne del per­cor­so sarà dato spa­zio alla for­ma­liz­za­zio­ne teo­ri­ca mate­ma­ti­ca moder­na (para­dos­si dell’infinito) e alle rifles­sio­ni sull’impatto che la tec­no­lo­gia avan­za­ta (intel­li­gen­za arti­fi­cia­le, machi­ne lear­ning) avrà sul­la socie­tà in cui viviamo.

Per­ché pri­vi­le­gia la crea­ti­vi­tà e l’abilità?

Trat­tan­do­si di un’ora aggiun­ti­va o di atti­vi­tà pome­ri­dia­ne vol­te alle com­pe­ten­ze tra­sver­sa­li e orien­ta­men­to (PCTO), gli argo­men­ti rela­ti­vi a mate­ma­ti­ca e robo­ti­ca saran­no incen­tra­ti sul­la meto­do­lo­gia labo­ra­to­ria­le e par­te­ci­pa­ti­va, tipi­ca del­le disci­pli­ne STEM.

Si darà ampio spa­zio all’applicazione pra­ti­ca: nel­la mate­ma­ti­ca gra­zie alla riso­lu­zio­ne di pro­ble­mi di real­tà e alla model­liz­za­zio­ne di feno­me­ni natu­ra­li; per la robo­ti­ca facen­do toc­ca­re con mano pro­ces­so­ri, cavi, robot, ingra­nag­gi e sen­so­ri. In que­sto modo lo stu­den­te non dovrà affron­ta­re lo stu­dio mne­mo­ni­co o rigo­ro­so di nuo­ve defi­ni­zio­ni mate­ma­ti­che o con­fron­tar­si con la sin­tas­si di pro­gram­mi avan­za­ti, ma saran­no suf­fi­cien­ti le nozio­ni di base già otte­nu­te in ora­rio cur­ri­co­la­re per svi­lup­pa­re abi­li­tà nel­la pro­get­ta­zio­ne e nel pro­blem solving.

Lo stu­den­te farà lar­go quin­di uso di crea­ti­vi­tà e pen­sie­ro late­ra­le, pre­pa­ran­do­si così ad affron­ta­re il mon­do acca­de­mi­co e/o lavo­ra­ti­vo, ivi com­pre­so il lavo­ro di equipe.

Chi dovreb­be sce­glie­re que­sto ampliamento?

L’ampliamento Archi­me­de è adat­to a tutti!

Può esse­re scel­to da chiun­que voglia uni­re allo stu­dio del­le disci­pli­ne clas­si­che, appro­fon­di­men­ti di mate­ma­ti­ca e robo­ti­ca. Que­sto non signi­fi­ca che sia neces­sa­rio esse­re bra­vis­si­mi di mate­ma­ti­ca o che ci si deb­ba sen­ti­re aspi­ran­ti infor­ma­ti­ci, per­ché la for­ma­zio­ne sarà fat­ta in iti­ne­re par­ten­do da zero e sarà cali­bra­ta per stu­den­ti del liceo clas­si­co che han­no come prin­ci­pa­le inte­res­se lo stu­dio del­le mate­rie umanistiche.

Se tut­ta­via a tale inte­res­se è acco­sta­ta la curio­si­tà per alcu­ni aspet­ti avan­za­ti del­la mate­ma­ti­ca, per l’uso dei robot, per la pro­gram­ma­zio­ne o per un futu­ra scel­ta acca­de­mi­ca non neces­sa­ria­men­te di tipo pret­ta­men­te uma­ni­sti­co, l’ampliamento Archi­me­de potreb­be esse­re la scel­ta giusta.

Gli stu­den­ti, infat­ti, potran­no acqui­si­re com­pe­ten­ze spe­ci­fi­che che insie­me ad una buo­na ela­sti­ci­tà men­ta­le li ren­de­rà ido­nei ad affron­ta­re, ad esem­pio, tan­to gli stu­di filo­lo­gi­ci clas­si­ci quan­to un cor­so di lau­rea in inge­gne­ria o in eco­no­mia o in medicina.

In que­sto amplia­men­to, va ricor­da­to, non vie­ne tol­ta nem­me­no un’ora alla con­sue­ta for­ma­zio­ne del liceo clas­si­co tra­di­zio­na­le, ma si aggiun­ge un per­cor­so vol­to allo svi­lup­po di crea­ti­vi­tà e abi­li­tà in rela­zio­ne con robo­ti­ca e matematica.

Per­ché que­sto amplia­men­to al D’Azeglio?

Que­sto amplia­men­to non nasce dal nul­la né è sta­to crea­to da zero da un gior­no all’altro. Esso nasce dall’esperienza dei docen­ti e dal riscon­tro degli stu­den­ti del pre­ce­den­te Liceo del­le Scien­ze con indi­riz­zo scientifico-matematico.

Negli scor­si anni, infat­ti, nel pre­ce­den­te Liceo del­le Scien­ze, è sta­to pos­si­bi­le spe­ri­men­ta­re la trat­ta­zio­ne di argo­men­ti non tra­di­zio­na­li come la pro­gram­ma­zio­ne in Python, il cal­co­lo matri­cia­le, la model­la­zio­ne e la stam­pa 3D, etc. Nasce così, come diret­ta evo­lu­zio­ne e con­fer­ma, l’ampliamento Archi­me­de che mira ad appro­fon­di­re mag­gior­men­te gli argo­men­ti di mate­ma­ti­ca e robo­ti­ca in modo omo­ge­neo e coe­ren­te duran­te tut­ti e cin­que gli anni.

Nel­le atti­vi­tà di PCTO, è sta­to inol­tre pos­si­bi­le appli­ca­re o esten­de­re quan­to appre­so duran­te le ore mat­tu­ti­ne. Gra­zie all’intervento di esper­ti ester­ni, è sta­ta, per esem­pio, pro­get­ta­ta, model­la­ta, stam­pa­ta e assem­bla­ta una gal­le­ria del ven­to. Il pro­get­to, noto come Flus­si di Scien­za, ha per­mes­so al D’Azeglio di vin­ce­re la fase pro­vin­cia­le del Pre­mio Scuo­le Digi­ta­li 2020 e arri­va­re secon­do alla fase regio­na­le. Qui il video descrit­ti­vo del pro­get­to: https://youtu.be/RphB2F-Vyj4

Nell’ottica del dia­lo­go con le disci­pli­ne uma­ni­sti­che, è sta­to anche svi­lup­pa­to un altro pro­get­to che ha con­sen­ti­to la model­la­zio­ne 3D in real­tà vir­tua­le e suc­ces­si­va stam­pa 3D dell’antico tea­tro di Epi­dau­ro, a par­ti­re dal­lo stu­dio del­le fon­ti con il docen­te di Let­te­re, pas­san­do per l’approfondimento sto­ri­co-arti­sti­co insie­me al docen­te di Sto­ria dell’Arte.

Sem­pre nell’ottica del­la tra­sver­sa­li­tà, ha pre­so vita un pro­get­to che met­te­va in con­tat­to la tec­no­lo­gia e la fisi­ca con lo stu­dio dei clas­si­ci, da Ome­ro a Dan­te: ecco il video del pro­get­to gra­zie al qua­le il D’Azeglio ha otte­nu­to la secon­da posi­zio­ne nel­la fase pro­vin­cia­le Pre­mio Scuo­la Digi­ta­le 2019: https://youtu.be/RphB2F-Vyj4

E’ sta­to inol­tre affron­ta­to il tema del rici­clo del mate­ria­le, seguen­do il pro­ces­so dal­la fusio­ne all’estrusione di nuo­vo fila­men­to e rela­ti­vi cal­co­li ener­ge­ti­ci ed entro­pi­ci. Il risul­ta­to è sta­to poi pre­sen­ta­to al Festi­val del­la Scien­za e del­la Tec­ni­ca 2018 di Set­ti­mo Tori­ne­se. E’ attual­men­te in atto la pro­get­ta­zio­ne, model­la­zio­ne, stam­pa e con­trol­lo via smart­pho­ne di brac­ci robo­ti­ci in col­la­bo­ra­zio­ne con indu­strie del territorio.

Per­ché si chia­ma Archimede?

Que­sto amplia­men­to non pote­va che pren­de­re il nome pro­prio da Archi­me­de di Sira­cu­sa: uomo dell’era clas­si­ca, del­la Magna Gre­cia, pro­ta­go­ni­sta del­la secon­da guer­ra puni­ca, che quin­di rap­pre­sen­ta al con­tem­po la lin­gua gre­ca e la lin­gua lati­na, carat­te­riz­zan­ti il nostro liceo. Ma nel­lo stes­so tem­po, uno dei più gran­di (se non il più gran­de) mate­ma­ti­co dell’antichità, che sep­pe risol­ve­re nume­ro­si pro­ble­mi tan­to di geo­me­tria del­lo spa­zio quan­to di teo­ria dei nume­ri, anti­ci­pan­do i risul­ta­ti che si sareb­be­ro otte­nu­ti con l’analisi infi­ni­te­si­ma­le e l’uso del calcolatore.

Non per que­sto un mero teo­ri­co, per­ché il suo approc­cio spe­ri­men­ta­le lo con­dus­se a sco­per­te impor­tan­tis­si­me per la fisi­ca (basti pen­sa­re al gal­leg­gia­men­to nei flui­di). E infi­ne non si può dimen­ti­ca­re il suo ruo­lo di pre­cur­so­re del­la robo­ti­ca moder­na, per aver idea­to brac­ci mec­ca­ni­ci da usar­si come stru­men­to bel­li­co per dife­sa del­la sua patria.

Quan­te e qua­li ore carat­te­riz­za­no l’ampliamento?

Il qua­dro ora­rio dell’ampliamento Archi­me­de è quel­lo del liceo clas­si­co tra­di­zio­na­le con la sola aggiun­ta di un’ora set­ti­ma­na­le dedi­ca­ta alle atti­vi­tà sopra descritte.

Archimede

DISCIPLINA  IV  II  III 
Lin­gua e let­te­ra­tu­ra italiana 
Lin­gua e cul­tu­ra latina 
Lin­gua e let­te­ra­tu­ra greca 
Lin­gua e cul­tu­ra inglese 
Sto­ria e geografia 
Storia 
Filosofia 
Matematica 
Fisica 
Scien­ze naturali 
Sto­ria dell’arte 
Scien­ze moto­rie e sportive 
Religione/Ora alternativa 
Matematica/Robotica/Scienze
Tota­le ore settimanali  28  28  32  32  32 

Le atti­vi­tà di PCTO (ex Alter­nan­za Scuo­la Lavo­ro), pre­vi­ste per il trien­nio licea­le a livel­lo mini­ste­ria­le, sono inve­ce col­lo­ca­te, come anche in tut­ti gli altri per­cor­si del D’Azeglio, in ora­rio pre­va­len­te­men­te extracurricolare.