Il "Cubo magico" porta l'elettrotecnica in classe

"Prima di conoscere 'Magic Cube', non potevo immaginare molto dell'elettrotecnica. Eppure lo si incontra ovunque nella vita di tutti i giorni", dice un alunno della scuola di maturità liceale di Rämibühl (MNG Rämibühl), dove il nuovo strumento didattico è stato testato per la prima volta in una classe a metà ottobre di quest'anno. Il Cubo magico è stato sviluppato dal Politecnico di Zurigo insieme all'azienda tecnologica ABB e a Mint & Pepper, il progetto di promozione dei giovani talenti organizzato da Wyss Zurich, ETH e Università di Zurigo.

Niente funziona più

Tutto inizia con un temporale: un fulmine colpisce il Cubo Magico, un misterioso corpo geometrico, e l'intera alimentazione del mondo parallelo di "Elektron" viene meno. Auto solari, fabbriche, microscopi, lampioni: tutto è difettoso e si spegne.

Dopo aver visto la situazione iniziale nel film, gli alunni possono ora risolvere compiti concreti e fisici in classe per aiutare le persone di Elektron. Devono lavorare su argomenti molto semplici: Cos'è un circuito elettronico? Come viene convertita, distribuita e immagazzinata l'energia? A cosa servono i sensori? Il Cubo magico funge da "gioco": Quando una squadra risolve correttamente un modulo, i singoli pannelli del cubo si illuminano. Se tutte le squadre hanno successo, l'intero cubo si illumina e si apre: Elektron è salva e c'è una sorpresa per tutti i partecipanti.

Insegnare in modo completamente diverso

Ma fino a quando il Cubo Magico non sarà di nuovo funzionante, si discute, si ride e si armeggia, si elaborano le basi, si eseguono test e si programmano processi. Ad esempio, ci sono moduli per collegare in rete fonti e utenze in una rete elettrica intelligente, per programmare un processo di smistamento in una fabbrica, per assemblare una rete ferroviaria e controllare la velocità di un treno, per controllare un'auto tramite un'interfaccia cerebrale e per costruire ponti con un robot.

Nel modulo "auto elettrica", un'auto deve percorrere una distanza definita utilizzando l'energia solare. Per farlo, è necessario calcolare il fabbisogno energetico e ricavare il tempo di percorrenza utilizzando il circuito corrispondente delle celle solari e il rapporto di trasmissione.

In un altro modulo, i ragazzi allestiscono da soli un microscopio per identificare i campioni. Regolano le lenti e le loro distanze l'una dall'altra, impostano l'illuminazione e collegano il chip di una telecamera. Un compito entusiasmante!

Risvegliare il fascino per l'elettrotecnica

L'idea alla base dello sviluppo del Magic Cube è chiara: ispirare i bambini e i giovani a divertirsi con il tinkering e a risolvere problemi tecnici, in modo che possano acquisire fiducia nelle proprie capacità tecniche. Le giovani donne, in particolare, spesso sottovalutano le proprie competenze matematiche e tecniche, il che contribuisce al fatto che hanno meno probabilità di immaginare un futuro professionale nel settore STEM rispetto ai giovani uomini. "È fantastico vedere l'entusiasmo degli alunni e la loro voglia di risolvere i compiti insieme", afferma Axelle Krayenbühl-Tapponnier, insegnante della scuola di maturità liceale e scientifica di Rämibühl, "imparano le importanti basi dell'elettrotecnica e della fisica in modo quasi ludico. È un grande arricchimento per le lezioni".

Un nuovo strumento didattico

Il Cubo Magico è un nuovo ausilio didattico allineato metodicamente e didatticamente al Curriculum21 e destinato a supportare gli insegnanti nell'area tematica della natura e della tecnologia. Le idee iniziali sono state sviluppate dal Dipartimento di ingegneria elettrotecnica e dell'informazione (D-ITET) insieme a tirocinanti di ABB. Entrambe le istituzioni sono interessate a studenti e diplomati di talento. "Dipendiamo da specialisti ben formati in Svizzera come sede di alta tecnologia, soprattutto in vista delle grandi sfide del nostro tempo come il cambiamento climatico e la digitalizzazione", afferma Nicole Kamm, Country Human Resources Manager ABB Svizzera.. "Dobbiamo quindi comunicare chiaramente la varietà dei campi che si nascondono dietro la parola 'elettrotecnica' e i loro grandi vantaggi per la società", aggiunge Christian Franck, professore di Ingegneria dell'alta tensione al D-ITET. "L'ausilio didattico Magic Cube ci porta un passo più vicino a questo obiettivo".

Rivolto alle nuove generazioni

In mint & pepper, il progetto di Wyss Zurich (ETH di Zurigo) per la promozione dei giovani talenti, è stato trovato un partner che integra perfettamente il know-how di ricerca del D-ITET e le competenze pratiche di ABB nei settori dell'industria, della mobilità e delle infrastrutture. Il team di Mint & Pepper sa come creare materiali didattici orientati all'esperienza ed è anche responsabile del networking nell'ambiente scolastico e del tempo libero. Il Cubo Magico ha ricevuto il suo nome e le sue funzionalità "magiche" sotto la direzione tecnica e didattica di mint & pepper. Per i moduli, gli Studiare all'ETH e gli specialisti del settore dei PF hanno preparato contenuti tecnici e scientifici complessi in modo da poterli implementare in modo attraente, robusto e conveniente per la fascia d'età.

Disponibile da febbraio 2021

Magic Cube, con 12 moduli diversi nel campo dell'elettrotecnica, sarà pronto per essere utilizzato nelle scuole e nei programmi per il tempo libero a partire da febbraio 2021. Gli insegnanti possono già prenotare per il prossimo semestre. Magic Cube è adatto a classi scolastiche o gruppi di massimo 24 giovani di età compresa tra i 12 e i 15 anni. Studiare all'ETH e i tirocinanti di ABB, che vengono formati da mint & pepper per il progetto Magic Cube, porteranno il materiale sul posto. Spiegheranno il contesto tecnico e forniranno supporto nella ricerca di soluzioni. Inoltre, condividono l'entusiasmo per la loro scelta di studio e forniscono spunti pratici e stimolanti sul campo professionale. In questo modo, potranno motivare anche alcuni giovani a scegliere questa strada.