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Engineering si ispira ad un progetto americano“Engineering is Elementary” (EiE) nato a Boston tra il 2003 e il 2004 per iniziativa del Museo della Scienza di Boston (BMOS)  e oggi ampiamente usato in tutte le scuole primarie degli USA.
Il progetto Engineering si propone di introdurre nelle scuole primarie europee un nuovo approccio nell’educazione scientifica: inquiry based science education (IBSE).
Per far questo il progetto engineering adatterà al contesto europeo  i principi , i metodi pedagogici e i contenuti sperimentati negli Usa,  per migliorare i sistemi educativi europei.

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EiE is an award-winning program of the Museum of Science, Boston. Our research-based, hands-on engineering curricula (Pre-K-8) introduce learners to the engineering design process and create a generation of problem solvers. We design our engineering curricular materials, resources, and teacher professional development to best innovate for the reality of today's educational landscape.

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Il programma di scienze insegna ad analizzare e a capire il mondo fisico che ci circonda, Engineering  offre la possibilità di studiare e comprendere come è fatto e come funziona il human-made world che ci circonda.
Le due conoscenze non sono separate ma si intersecano perché per trovare una soluzione ai problemi reali è indispensabile la conoscenza del mondo e delle sue caratteristiche.

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“Engineering is Elementary” è il programma del Museo della Scienza di Boston . Esso si basa su un curriculum research-based e classroom- tested, che integra le abilità e i concetti dell’engineering e della tecnologia con le tematiche elementari delle scienze.
L’EiE non è quindi un programma distinto da quello di scienze, ma si integra con lo stesso. Le unità EiE si sviluppano insieme alle tematiche di scienze e sono insegnate contemporaneamente o dopo che i bambini hanno acquisito degli specifici contenuti di scienze. In questo modo si offre l’opportunità di applicare le conoscenze scientifiche ad un contesto di ingegneria.
Ogni unità EiE si focalizza su un particolare campo dell’ingegneria, su un tema di scienze, e viene sviluppato in uno specifico paese . L’unità culmina con una sfida (challenge) di design di ingegneria. Seguendo gli step dell’ Engineering Design Process (EDP) gli studenti disegnano, creano e migliorano soluzioni ad un problema di engineering.
Ogni unità EiE include un Kit di materiale economico, selezionato per essere usato nella costruzione del modello fatto a mano.
Seguendo questa modalità di lavoro il Museo della scienza di Boston è riuscito ad influenzare molte azioni legislative in diversi stati , tanto che oggi engineering è parte del curriculum standard di molti stati. Attente analisi e valutazioni hanno dimostrato che la percezione dell’ingegneria e della tecnologia  nonché dei concetti di scienze sono ampiamente migliorate grazie  alla partecipazione al programma EiE.

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Le attività di Engineering si basano sui concetti di scienze e di matematica. Gli studenti impegnati in esperienze di Engineering , sviluppando e cercando soluzioni a problemi reali, realizzano un design per la cui costruzione diventa necessario applicare conoscenze/concetti di scienze e di matematica.

Si può dire perciò che il progetto di Engineering motiva gli alunni a studiare i concetti di matematica e di scienze perché questi possono essere applicabili per la soluzione di alcuni problemi.

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L’ Engineering design process si basa sull’approccio dell’inquiry ed è costituito da 5 step:

1- CHIEDERE/ASK

-    Identificare il problema
- Determinare le difficoltà di progettazione
(es.  limitazioni sui materiali che potrebbero  essere usati)
- Considerare le conoscenze pregresse (es. concetti scientifici o matematici)

2- IMMAGINARE/IMAGINE

-    Brainstorm di idee di progetti
- Disegnare ed etichettare le idee proposte

PIANIFICARE/PLAN

-    Individuare  l’idea migliore
- Disegnare ed etichettare questa idea
- Identificare i materiali o le condizioni necessari

3 - PROGETTARE/CREATE

-    Individuare  l’idea migliore
- Disegnare ed etichettare questa idea
- Identificare i materiali o le condizioni necessari

4 - MIGLIORARE/IMPROVE

-    Riflettere sui risultati del test
-Progettare, creare e testare un nuovo e migliorato design

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Il Engineering Design Process è ciclico e potrebbe cominciare a qualsiasi step per muoversi più volte avanti o indietro verso gli altri step.
Seguendo questa modalità di lavoro si offre l’opportunità per proporre non solo una modalità strutturata per un problem solving ma anche un inquiry based learning.
È questo il primo passo per introdurre Engineering ad un primo livello in Europa.

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- Adattare l’EiE (Engineering is Elementary ) e EDP (Engineering Design Process)  per usarle in Europa, perchè è stato dimostrato che entrambi aumentano l’interesse dei bambini nei confronti della tecnologia e delle scienze
- Sviluppare nuove sfide di design di engineering adatte al contesto europeo
- Adattare i materiali di formazione degli insegnanti affinché possa migliorare  l’abilità degli insegnanti nella scuola primaria ad insegnare engineering e la tecnologia ai propri studenti seguendo il metodo pedagogico sulla base dell’ IBSE ( inquiry based science education)
- Avviare un programma che avrà come target gli insegnanti di scienze, i formatori degli insegnanti e le scuole in almeno 10 stati dell’UE
- Rafforzare la cooperazione tra scuole e istituzioni di insegnamento, informale e arricchire l’educazione scientifica formale con esperienze informali nei musei delle scienze
- Avviare attività di advocacy (diffusione) per promuovere l’obiettivo a lungo termine che è quello di integrare l’engineering nell’insegnamento delle scienze nelle scuole primarie di tutta l’Europa.

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Il progetto svilupperà 10 unità di engineering, ognuna delle quali consisterà di :
- Una lezione introduttiva che tratterà di un particolare campo della tecnologia e dei legami tra engineering, scienze e matematica;
- Tre lezioni dedicate ad una particolare sfida/challenge di design, ossia ad un problema pratico in cerca di una soluzione. La classe sarà impegnata a pensare a possibili soluzioni, a sceglierne una, a costruire a mano un modello, per arrivare a conoscere i principi base dell’ingegneria, rafforzando così le loro conoscenze scientifiche, e acquisendo nuove conoscenze su contesti relativi alla loro vita quotidiana.
Le unità saranno programmate in modo flessibile per essere facilmente integrate nelle attività di insegnamento comune e saranno inoltre strettamente legate alla programmazione di scienze.

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L’approccio educativo esplorerà sfide e avventure che troveranno ispirazione nei contesti quotidiani della vita dei bambini: la strada per andare a trovare un amico, la scuola, il giardino.
Le esperienze quotidiane dei ragazzi possono offrire spunti per creare delle sfide, come per esempio bloccare la bici, migliorare lo skateboard, svegliarsi in orario ogni giorno, costruire un ambiente confortevole per i propri animali. Tali contesti reali possono essere usati per creare compiti che incoraggiano un pensiero di ingegneria.
Gli studenti studieranno il loro mondo, attraverso uno specifico campo dell’Engineering e incontreranno sfide che li obbligheranno ad usare le conoscenze in quel campo.
Esempio.: nella gabbia del mio scoiattolo entra l’acqua piovana. Dobbiamo costruire un ponte per permettergli di raggiungere facilmente il cibo.
Come costruiamo il ponte?
Che tipo di materiale dobbiamo usare?
Quale peso può reggere il ponte?  (inquiry based science education)
Per rispondere a queste domande gli studenti devono analizzare diversi materiali e strutture, sviluppare modelli e  provarli.
Così facendo acquisiranno nuove conoscenze, useranno conoscenze pregresse e svilupperanno e rafforzeranno le loro abilità di inquiry /investigative.
La sfida di engineering design sarà accompagnata da guide e lesson plan per gli insegnanti che includeranno vocaboli, obiettivi, revisione, istruzioni per l’attività e legami con le scienze.
L’insegnante sarà il giocatore-chiave nello sviluppo del programma educativo, nel collegarlo al curriculum di scienze e nel creare legami con il museo per fare lì un’esperienza formativa informale.
I materiali di cui avranno bisogno gli studenti per la design challenge saranno da loro usati per costruire modelli significativi.
Le unità saranno costruite tenendo conto del fatto che i materiali da utilizzare devono essere economici e facilmente reperibili.
Il  progetto   preparerà dei kit di materiali che saranno distribuiti nelle scuole e nei musei che parteciperanno ai workshop di formazione per gli insegnanti.

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Il Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia “Leonardo da Vinci” è un partner del progetto ENGINEER, un progetto educativo finanziato dalla Commissione Europea nell'ambito del 7 ° Programma Quadro, Scienza e Società.

Il progetto mira a sviluppare ambienti di apprendimento che includano argomenti di Engineer nell’insegnamento delle scienze  e della tecnologia nella  scuola primaria. Nella sua fase pilota, il programma opererà nella scuola partner.

Il programma pilota sarà valutato da un gruppo di ricerca dell'Università del West of England, Bristol, Regno Unito, con l'assistenza del team di sviluppo locale.
Nel suo ruolo di vigilanza, la Commissione europea richiede ai musei partner di ogni paese due approvazioni etiche indispensabili per la fase della valutazione che si svolgerà nelle scuole  :

a) approvazioni etiche da parte dell’autorità  locale / nazionale competente - al fine  di   consentire  al  gruppo di valutazione di  procedere  alle  valutazioni

nelle scuole

b)   approvazioni etiche da parte delle legislazioni nazionali in materia di protezione dei dati - al fine di garantire che il progetto di raccolta delle informazioni non violi le leggi nazionali sulla protezione dei dati

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L'obiettivo di ENGINEER è quello di promuovere l'adozione delle metodologie di insegnamento di inquiry-based e di problem-solving, così come un approccio all'apprendimento attraverso progetti, utilizzando un nuovo approccio basato su Engineering, come parte del curriculum di scienza e tecnologia.

Background

Il progetto è nato in risposta ad un invito da parte della Commissione europea a presentare proposte nell'ambito del 7 ° Programma Quadro, Scienza e Società.

Il progetto, che  pone la sua attenzione sul rapporto scienza e società e che  si propone di promuovere un’ educazione scientifica basata sulla ricerca ( inquiry-based),  è stato selezionato tra le tante proposte presentate.

Il programma proposto dal  progetto si basa su attività-sfida (Challenge Tasks) da proporre agli alunni come parte dei loro studi scientifici e tecnologici. Si tratta di attività in piccoli gruppi relative ad argomenti previsti dai  programmi di scienze e tecnologia.

Questi tipi di attività permettono agli alunni di applicare le conoscenze scientifiche a delle semplici opere di ingegneria: è questo il valore aggiunto di Engineering.
Il  progetto  ha anche il compito di creare  una guida didattica per l’ insegnante e dei percorsi di formazione per insegnanti della scuola primaria che lavorano  con alunni di età compresa tra 10 e 12 anni.

Il progetto si ispira al programma Engineering is Elementary (EIE), nato da  un'idea del Boston Museum of Science, che opera ormai con grande successo in molti stati degli Stati Uniti.

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Il processo di valutazione si propone di capire  se le sfide di ingegneria hanno aiutato l'apprendimento della scienza e della tecnologia, analizzando ciò che  insegnanti e allievi hanno fatto e hanno appreso.

I ricercatori responsabili del processo di valutazione presso l'Università del West of England UK sono Ann-Marie Bathmaker, Juliet e Ben Edmonds Knight.
Il processo di valutazione della fase pilota coinvolgerà 10 scuole, 20 docenti, 500 studenti.
In Italia la scuola in questione è l'Istituto Comprensivo Statale Copernico, in particolare 2 insegnanti e 50 studenti.

La valutazione sarà effettuata con le seguenti modalità:

a) Osservazioni in classe di un’attività  relativa ad una sfida di Engineer

b) Un breve questionario per gli alunni relativo al loro lavoro sulla sfida di Engineer

c) Fotografie di alunni, insegnanti, ed educatori museali, che svolgono attività- sfida di Engineer (in accordo con i partecipanti)

d)Fotografie delle aule in cui la sfida di Engineer si svolge

e) Un questionario per insegnanti ed educatori museali del loro lavoro sulla sfida di Engineer

f) interviste  (30 minuti)  con insegnanti  ed educatori museali che sono coinvolti nel progetto

La valutazione seguirà le seguenti linee guida:

a)Tutte queste attività si svolgeranno in accordo con i partecipanti che firmeranno un modulo di consenso.

b) I partecipanti alla sfida di Engineer potranno scegliere di ritirarsi da uno o tutti i compiti di valutazione.

c) Le attività di valutazione si svolgeranno durante il periodo del progetto, e non comporteranno ulteriore tempo per alunni o insegnanti.

d) I nomi di alunni, insegnanti ed educatori museali saranno tradotti in un codice anonimo.

e) I nomi di alunni, insegnanti e educatori museali non saranno riportati nelle relazioni.

f) Le informazioni saranno utilizzate in rapporti di progetto e pubblicazioni del progetto, dove nessun nome di alunni, insegnanti o educatori museali apparirà.

g) Nelle relazioni appariranno solo le fotografie di coloro  che hanno firmato il consenso.

h) I dati della valutazione saranno raccolti dal team di valutazione da UWE Bristol UK, e dagli insegnanti nelle loro scuole, educatori museali o nei musei.

I membri del team UWE visiteranno scuole e musei in cinque paesi.

i) Ogni  partecipante riceverà un foglio informativo e modulo di consenso nella propria lingua, che dovrà firmare prima di partecipare al processo di valutazione.

Gli strumenti che saranno utilizzati durante la   valutazione:

a) questionari  per gli allievi, insegnanti e personale del museo, relativi alle attività di Engineer.

b) Nota: in una fase pilota il gruppo di lavoro dell’UWE visiterà cinque scuole partner e musei mentre gli altri cinque partner raccoglieranno le informazioni e le      invieranno all’UWE.