Periodico delle Tecnologie dell'Informazione e della
Comunicazione per l'Istruzione e la Formazione
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Dalle Scuole

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DigitalStoryTellingLAB Esperimenti di editoria multimediale per la Scuola Primaria di Equipe Formative Territoriali

DigitalStoryTellingLAB

Esperimenti di editoria multimediale per la Scuola Primaria

di Equipe Formative Territoriali (EFT) [1]

Abstract - L’uomo è un “animale narrativo” da sempre, basti pensare alle incisioni rupestri, ai miti, alle fiabe e alle favole di ogni epoca e cultura. La narrazione è, quindi, un metodo efficace di comunicare cultura e valori. Gli strumenti tecnologici che il web ha reso disponibili ha cambiato il modo di raccontare offrendo la possibilità di realizzare narrazioni di impronta classica ispirate al mito oppure basate sul mashup di media, applicazioni, web app e fruibili in modo non lineare. Siffatti prodotti continuano a vivere anche dopo la loro pubblicazione prestandosi al riutilizzo da parte di altri utenti. Il micro laboratorio presenta un’esperienza di riutilizzo di un ebook per lavorare sulla presentazione di sé, attività pensata sia per introdurre il docente nella classe sia far conoscere e collaborare gli studenti.

[1] Alessia Cocco EFT Sardegna - Claudia Rotondo EFT Sicilia - Emilia Sera EFT Lazio -Ippolita Gallo EFT Calabria - Lauretta Storani EFT Umbria - Maria Emanuela Gabrielli EFT Toscana

Lo Storytelling, cioè l’arte di raccontare storie, è una tra le più antiche forme di comunicazione di contenuti, semplici o complessi, e di insegnamento. La narrazione permette di comunicare esperienze, valori e concetti: per questo motivo lo storytelling ha un forte impatto a livello cognitivo ed educativo.

Lo Storytelling, è anche una “metodologia didattica attiva”: promuove la conoscenza perché richiede allo studente di costruire o inventare una storia a partire da dati e conoscenze e di raccontarla oralmente o in forma scritta e multimediale, ponendo la creatività al centro del processo di apprendimento.

Il web ha apportato molti cambiamenti negli stili e nelle modalità di narrazione. 

Le nuove tecnologie offrono numerosi e versatili strumenti per inventare storie e la combinazione tra l'arte di creare una storia e l'utilizzo di una varietà di strumenti multimediali (grafica, audio, video e web) si definisce "digital storytelling".

Inoltre, la tecnica del Digital Storytelling facilita l’apprendimento di contenuti e nozioni disciplinari complessi in modo divertente e più coinvolgente.

 

La creazione di racconti multimediali ha la prerogativa di sviluppare capacità di scrittura e di espressione orale e sollecita abilità tecnologiche e sensibilità artistica, soft skills che vengono oggi richieste dai programmi europei sull’educazione. Questi passaggi si dimostrano importanti per i nostri studenti che, nonostante siano "nativi digitali", hanno pochissime competenze digitali.

Il Digital Storytelling è, infatti,  una delle tecniche usate nella promozione delle competenze digitali definite di recente dalla Commissione Europea nel DigCOMP 2.1:

- informazione e data literacy (ricercare, valutare e gestire dati, informazioni e contenuti digitali);

- comunicazione e collaborazione (interagire, condividere e collaborare con le tecnologie digitali);

- creazione di contenuti digitali (sviluppare, integrare e rielaborare contenuti digitali, utilizzare copyright);

- problem solving (risolvere problemi tecnici e usare creativamente le tecnologie digitali).

Anche il PNSD, Piano Nazionale Scuola Digitale, prevede azioni volte a garantire spazi per svolgere attività di digital storytelling e offrire percorsi di lettura e scrittura in ambienti digitali e misti. L’azione #15 promuove scenari innovativi per lo sviluppo di competenze digitali applicate: “per l’applicazione e un uso attivo delle dinamiche tecnologiche e online, prevediamo che a tutti gli studenti siano offerti percorsi su: […] la lettura e la scrittura in ambienti digitali e misti, il digital storytelling, la creatività digitale”.

Alla scuola di oggi si richiede sempre più di essere al passo con i tempi e luogo per creare ambienti di apprendimento significativi ed innovativi anche con il supporto dei New Media. I nostri studenti sono motivati a progettare e creare percorsi formativi per una reale e concreta costruzione del sapere e della conoscenza e per lo sviluppo delle competenze digitali e sociali. A tal proposito il processo di Digital Storytelling attivato a scuola punta ad ottenere risultati eccezionali che mettono i nostri studenti al centro del processo di apprendimento-insegnamento, come co-costruttori della loro stessa conoscenza.

Fare storytelling digitale a scuola può portare risultati e vantaggi evidenti ai bambini della Scuola Primaria:

  • migliora la comprensione e la conoscenza dell'argomento trattato;
  • aumenta la creatività degli studenti;
  • allena il pensiero critico;
  • migliora la capacità comunicativa;
  • esercita la capacità collaborativa e organizzativa;
  • potenzia la media literacy, ovvero la capacità di comunicare con diversi media;
  • sviluppa competenze digitali;
  • stimola lo spirito di iniziativa e la capacità di progettazione;
  • aumenta il senso di responsabilità;
  • determina un incremento generale della motivazione che di solito non si esaurisce al termine dell'attività.

L’ideazione, la progettazione e la realizzazione di eBook, come medium che rinegozia il significato del libro, attiva la logica della  ri-mediazione e di un modo totalmente differente del "fare scuola", che va oltre i confini del libro cartaceo, in quanto il libro digitale assume le caratteristiche proprie e peculiari del web.

 Il docente, attraverso il Digital Storytelling, assume un ruolo di regista in grado di far emergere il senso profondo del proprio agire didattico stimolando nel contempo il pensiero critico e quello creativo, accompagnando il percorso di ricerca identitaria dei soggetti in un ambiente che assume una natura rilassata e partecipativa. Attraverso un continuo interscambio alunno/docente, si incoraggia la motivazione, la curiosità e si scoprono nuovi legami.

Ecco di seguito un’immagine per l’attivazione del processo di Digital Storytelling secondo Samantha Marra:

Libri digitali, audiolibri, learning object, podcast, software e risorse digitali didattiche: è questo il lessico di base della nuova scuola italiana, a partire dal cosiddetto Piano Nazionale Scuola Digitale, promosso dal MI.

Il cambiamento è già in atto, prima di tutto nella testa degli alunni: per loro la conoscenza esiste solo nella forma condivisa, il testo è sempre aperto, il sapere è sempre costruito, smontato e rimontato, come in un collettivo ed infinito remix musicale.

 DigitalStoryTellingLab: http://bit.ly/3aNz8ib

L’esperienza di un microlab a Didacta 2021

Il nostro laboratorio presentato nell’ambito del Piano Nazionale Scuola Digitale a Didacta 2021, in qualità di componenti Equipe Formative Territoriali, è stato progettato come un tutorial, diviso in pochi semplici step, da condividere facilmente con i colleghi online. Abbiamo proposto la creazione di un selfie - book, utilizzando quello che nel web è già stato messo a disposizione da altri prima di noi, seguendo la logica del riciclo didattico creativo.  La creazione delle pagine dell'ebook sono state un pretesto per esplorare le funzioni presenti in alcune web app gratuite utilizzate: oltre all’utilizzo dei testi per una breve bio o per la narrazione di eventi personali divertenti, sono state utilizzate le immagini, come vecchie foto o disegni, i suoni, la registrazione vocale, i collegamenti ipertestuali, tutti strumenti che sono entrati a far parte della cassetta degli attrezzi di un moderno narratore: il narratore digitale.

Il modello del selfie-book è facilmente replicabile in una classe, proponendo agli studenti di riempire le pagine raccontando se stessi, attraverso la propria storia o i propri gusti, svelando qualcosa che i compagni ancora non conoscono. È lo stesso docente a mettersi in gioco per primo mostrando, attraverso immagini, musica e parole, un lato più personale e umano.

L’attività conclusiva del selfie-book è stata poi la creazione di uno stemma araldico, non di certo di famiglia, ma della persona, con un motto che ne sintetizzi l’essenza.

 

"Scrivere è sempre nascondere qualcosa in modo che venga poi scoperto"

(I. Calvino, Se una notte d’inverno un viaggiatore)

 

Bibliografia

 cfr. Joseph Campbell, L’eroe dai mille volti, Lindau 2016

  1. Petrucco, Apprendere con il Digital Storytelling, in TD46 numero 1-2009

 Google Site del workshop  DigitalStoryTellingLAB - Esperimenti di editoria multimediale per la Scuola Primaria - http://bit.ly/3aNz8ib

 

 

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Il Social reading

di Teresa Crugliano

Abstract

Il social reading è una strategia di lettura condivisa che riproduce  le modalità di comunicazione dei social network per offrire spazi virtuali dove gli alunni posso sperimentare il piacere di leggere e di commentare un testo, in forma interattiva e condivisa.

 ******

La rapida evoluzione delle moderne tecnologie, che si è intensificata in questi ultimi anni, ha prodotto una sostanziale rivoluzione nei vari sistemi di informazione. Alla tradizionale comunicazione fondata sulla lingua orale e scritta si è aggiunto un sistema di comunicazione di massa basato sulle nuove tecnologie informatiche e telematiche che consentono l’impiego di nuovi codici comunicativi come testi, immagini, suoni e filmati. Nel campo cognitivo la multimedialità può favorire i rapporti interpersonali; sulle reti telematiche, infatti, l'uso della parola scritta non è più fine a se stesso, non è più solo uno strumento per la stesura di temi, relazioni, rapporti, lettere, ecc.., ma diventa più motivante, un mezzo di comunicazione attraverso cui confrontare idee ed esperienze. Anche la lettura viene fruita in modo differente, sia perché sono cambiati i supporti su cui si legge come gli smartphone, i tablet e gli e-reader, sia per la maggiore disponibilità nel reperire notizie, articoli e libri digitali. L’utilizzo delle nuove tecnologie e dei diversi canali di comunicazione, tuttavia, deve essere orientato nei metodi e nei contenuti affinché non determini una lettura superficiale, come spesso si verifica. I dati sulla lettura raccolti nel 2018 dall’Associazione Italiana Editori in collaborazione con Pepe Research, collocano l’Italia in fondo al ranking europeo sulla lettura. Sono proprio le nuove tecnologie a rendere il nostro paese un popolo di lettori pigri, poiché la digitalizzazione delle notizie determina una diminuzione della lettura di libri. Se da un lato la lettura su internet offre una quantità vastissima di informazioni dall’altro non lascia il tempo per assimilarle né per valutarle. Alcuni studi, inoltre, dimostrano che la lettura sullo schermo digitale può limitare la comprensione dei contenuti rispetto a coloro che leggono sulla carta stampata, come ha notato nelle sue ricerche la psicologa Anne Manegen.

Il ruolo della scuola non è quello di comprendere se il digitale possa rappresentare un problema oppure una soluzione: il digitale è una realtà che la scuola deve abbracciare per rendere più efficace e coinvolgente l’azione educativa. Il filosofo polacco L. Kolakowsky ha detto che “Le virtù non si imparano sui libri, ma si imparano nella vita di tutti i giorni, in contesti dove esse vengono praticate”. Dall’analisi della sua affermazione possiamo ragionare sul fatto che la scuola deve diffondere la virtù della cultura convogliando i libri nella vita di tutti i giorni e dunque nel digitale che la permea.

L’Istituto Compensivo Alcmeone di Crotone è da anni impegnato in numerosi progetti per sostenere e motivare la lettura attraverso laboratori, drammatizzazioni e occasioni sempre nuove ed originali per trasformare le storie di carta in esperienze di vita. Le numerose e differenti iniziative hanno sempre individuato nella lettura condivisa un comune denominatore, anche tra alunni di classi diverse o di differenti ordini di scuola.La didattica a distanza che è stata sperimentata a causa della recente emergenza sanitaria non ha interrotto le nostre attività, ma ci ha consentito di trasformare i nostri gruppi di lettura in letture “sociali”.

Il social reading è una strategia di lettura condivisa che ricalca le modalità di comunicazione dei social network per offrire spazi virtuali dove gli alunni posso sperimentare il piacere di leggere e di commentare un testo, insieme.  In questa prospettiva abbiamo invitato alcuni scrittori nelle nostre classi digitali dove abbiamo trasformato la lettura in un’esperienza di gruppo, pertanto, utilizzando i luoghi e i linguaggi delle nuove generazioni si è favorito l’apprendimento cooperativo. Questa strategia viene adottata dal nostro istituto per avvicinare alla lettura un numero sempre maggiore di studenti, valorizzando la fruizione autonoma del libro che tende invece a creare isolamento. L’obiettivo della nostra scuola è quello di introdurre la lettura nel mondo sociale e digitale integrandola agli interessi dei giovani, alle loro curiosità e alle loro passioni, affinché continuino autonomamente a sfogliare libri cartacei, digitali e soprattutto ad apprezzare il valore di un’opera. Se poi la lettura avviene sulle pagine di un libro, su un’applicazione dedicata o su una piattaforma social sarà comunque una conquista, perché avremo fatto germogliare un seme.

 Prof.ssa Teresa Crugliano

Istituto Comprensivo “Alcmeone” Crotone

 

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L’USO DELLE TECNOLOGIE IN UN AMBIENTE DI APPRENDIMENTO SIGNIFICATIVO: L’ESPERIENZA DEL PERCORSO QUADRIENNALE SIA DELL’I.I.S. PEZZULLO QUASIMODO SERRA DI COSENZA

di Rosita Paradiso, Dirigente IIS PEZZULLO di Cosenza e Prof.ssa Filomena Cassese

ABSTRACT

 Gli studenti apprendono in maniera significativa se sanno padroneggiare consapevolmente l’uso delle tecnologie, dimostrandosi in grado di utilizzarle anche in forma creativa per organizzare e rappresentare ciò che conoscono e che stanno imparando, per creare prodotti e risolvere problemi ancorati alla vita reale, per riflettere su contenuti e processi.

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  L’IIS Pezzullo Quasimodo Serra di Cosenza, dall’anno scolastico 2018-19, ha ampliato l’offerta formativa   con un corso di sperimentazione quadriennale a partire dal   primo anno dell’Istituto Tecnico Economico indirizzo SIA (Sistemi Informativi Aziendali).

Il progetto “ Percorso quadriennale SIA” segue  le Linee guida per gli istituti tecnici e per gli istituti professionali, che prevedono un’attività didattica centrata sul concetto di competenza, intesa come “comprovata capacità di utilizzare conoscenze, abilità e capacità personali, sociali e/o metodologiche, in situazioni di lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e personale.” La novità che caratterizza il “Percorso quadriennale SIA” riguarda l’uso delle tecnologie informatiche, telematiche, multimediali e sociali come “mediatori di apprendimento significativo”. In qualità di docente di Italiano e Storia, per la classe IIA SIA Q., ho progettato per l’anno scolastico 2019-2020, per la disciplina Storia l’UDA dal titolo: “La sostenibilità culturale. Il patrimonio storico, artistico, architettonico della regione Calabria dagli Svevi   all’Unità d’Italia.” L’ UDA si pone in continuità con quanto sperimentato nel precedente anno scolastico, che ha visto lo studio del patrimonio storico, artistico e architettonico della regione Calabria dalla Preistoria alla fine dell’Impero romano d’Occidente. 

 

Essa è stata sviluppata durante l’intero anno scolastico, è stata  articolata in modo da suscitare negli studenti  l’interesse e il gusto della conoscenza, dando spazio adeguato all’aspetto motivante, ed  è stata divisa in  tre step:

  • Federico II stupor mundi;
  • La Calabria terra di profeti, filosofi e santi;
  • Il Risorgimento in Calabria.

Per ogni step è stato realizzato un prodotto in formato   multimediale che  gli studenti  hanno presentato, alla fine del percorso,  alla Dirigente scolastica. La didattica è stata laboratoriale e i setting di declinazione sono stati: l’aula di apprendimento, il laboratorio multimediale  e  il territorio. A tal fine  sono stati allestiti contesti formativi autentici in cui cooperare (cooperative learning) e collaborare attivamente in un reciproco e mutuo sostegno, (peer to peer), utilizzando strumenti e simboli significativi atti alla sollecitazione della riflessione relativamente sia  ai contenuti di apprendimento   che ai  propri processi cognitivi attivati. Nell’ambiente  di apprendimento   sono stati favoriti processi di costruzione di conoscenza orientati a compiti realistici e significativi, mediante una  didattica costruttivista.  Le attività didattiche sono state  caratterizzate dalla sperimentazione di indagini conoscitive basate sulla ricerca, sulla sintesi e sulla rielaborazione del sapere, in quanto l’esperienza dello scoprire e del ricercare, del creare e del produrre, consente a chi apprende di maturare nuove conoscenze su fatti, eventi, oggetti e persone, di sviluppare l’attitudine alla ricerca, di disporsi alla relazione e al confronto, di migliorare le proprie competenze e meta-competenze  in un ambiente motivante e stimolante. Le ICT e i materiali didattici, non sono stati utilizzati in classe come supporti, integrazioni, o punto di riferimento esclusivo alla maniera del libro di testo, ma sono diventati  «mediatori di apprendimento», «strumenti cognitivi», «partner intellettuali» nello stimolare e nel sostenere i processi di apprendimento. L’osservazione attenta degli studenti,(registrata sul Diario di bordo), ha evidenziato che essi   apprendono in maniera significativa se sanno padroneggiare consapevolmente l’uso delle tecnologie, dimostrandosi in grado di utilizzarle anche in forma creativa per organizzare e rappresentare ciò che conoscono e che stanno imparando, per creare prodotti e risolvere problemi ancorati alla vita reale, per riflettere su contenuti e processi. Le tecnologie possono promuovere la collaborazione, la cooperazione e la distribuzione di conoscenza; rendere possibile e supportare i processi dialogici, quindi la conversazione, la discussione, il confronto produttivo, la negoziazione di significati, la costruzione di consenso, implicando da parte di tutti l’impegno a riflettere criticamente in un’ottica “progressista” e   di miglioramento della conoscenza. Al tempo stesso le tecnologie concorrono a promuovere nell’allievo lo sviluppo di atteggiamenti che caratterizzano la sfera affettivo-motivazionale, diventando un importante partner in grado di offrire un’impalcatura nello sviluppo di conoscenze e abilità e nella maturazione di competenze anche a livello intra-personale.

 La rete, il web 2.0, pensati come “partner intellettuali”, hanno fornito un valido apporto per la predisposizione di ambienti learning centered capaci di sviluppare “la competenza” dell’imparare a imparare, senza trascurare la tipicità delle forme, degli stili e dei contesti di apprendimento dei  nostri  allievi.

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DISPOSITIVO MOBILE ANTISMARRIMENTO

 di Raffaele Teducci

ABSTRACT

In questo articolo viene illustrata la progettazione e la realizzazione di un dispositivo mobile antismarrimento per contrastare il fenomeno del “wandering” nelle persone affette da demenza. Il progetto nasce dalla collaborazione tra l’I.T.T.S. “E. Scalfaro” di Catanzaro diretto dal D.S. Prof. Vito Sanzo e l’associazione RA.GI. Onlus diretta dalla Dottoressa Elena Sodano, associazione che da diversi anni si prende cura delle persone con demenze e malattie neurodegenerative utilizzando terapie innovative, come la terapia TECI (Terapia Espressiva Corporea Integrata), ideata dalla stessa Dottoressa Sodano.

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Una delle maggiori preoccupazioni dei caregiver (persona  che presta cura ed assistenza)  che lavorano con persone affette da demenza è il wandering, il cosiddetto vagare. Spesso, chi soffre di demenza sente il bisogno di andare in giro e in molti casi finisce per vagare lontano da casa. Il problema è che ha poi difficoltà a ritrovare la strada del ritorno. Cause e ragioni del vagare nei pazienti affetti da demenza:

Per abitudine o interesse: le persone con demenza sono ancora interessati a continuare con le loro attività abituali.

Noia: molti malati di demenza hanno tempo a disposizione. Essere attivi o occupati dà loro un senso di scopo invece di stare seduti giorno e notte.

Sollievo dal dolore: quando sono a disagio o percepiscono  dolore, spesso si muovono per alleviare questa sensazione.

Risposta all'ansia: quando le persone sono sotto stress o ansiose, sono più propense a farsi un giro. L'ansia è comune nei pazienti con demenza.

Sentirsi persialcuni cambiamenti fanno sentire persi i malati di demenza, così che tendono a rinchiudersi in sé stessi.

Ci sono alcune cose che tutti possono fare per aiutare a tenere al sicuro un malato di demenza.

Un utile suggerimento per la gestione dei pazienti di demenza che vagano è sviluppare un piano di emergenza, in modo da essere preparati nel caso in cui la persona si perda.

Una possibile prevenzione a questo problema è l’uso da parte dei pazienti di un dispositivo antismarrimento di geolocalizzazione indossato dal paziente stesso, che, nel caso  si dovesse perdere, può essere rintracciato dai familiari istantaneamente, tramite l’utilizzo di un collegamento ad una pagina web o tramite un’applicazione per dispositivi mobili (APP). Per la realizzazione del dispositivo sono stati utilizzati due approcci, il primo utilizzando uno smartphone sul quale è stata installata un’applicazione Android (APP) in grado di simulare il comportamento del dispositivo antismarrimento, il secondo realizzando un dispositivo hardware ad hoc in grado di localizzare la posizione del paziente che indossa il dispositivo e di comunicare la posizione tramite un SMS al familiare. Di seguito vengono riportate le varie fasi di progettazione e di realizzazione sia per quanto riguarda il primo approccio, APP e uso dello smartphone, sia per quanto riguarda il secondo approccio. Entrambi i prototipi utilizzano per la localizzazione il sistema GPS (Global Positioning System), pertanto viene di seguito descritto, a grandi linee, il funzionamento di questo sistema. Il GPS è un sistema di posizionamento satellitare che permette in ogni istante di conoscere la longitudine e la latitudine di un oggetto. I dispositivi con all’interno un ricevitore GPS sono tantissimi: navigatori, smartphone, tablet, smartwatch e orologi, solo per citarne qualcuno. Li utilizziamo soprattutto per tenere sotto controllo la nostra posizione e per ottenere le indicazioni stradali. GPS è l’acronimo di Global Positioning System, quindi si tratta di un sistema per il posizionamento globale. Grazie al GPS è possibile localizzare la longitudine e la latitudine di oggetti e persone. Il tutto avviene con i satelliti che stazionano nell’orbita terrestre e permettono di sapere in ogni istante l’esatta ubicazione di un luogo. I satelliti contengono un orologio atomico che calcola al millesimo di secondo il tempo che passa dalla richiesta effettuata dal ricevitore GPS alle risposte ottenute dai satelliti stessi. Nel mondo esistono diversi sistemi per il posizionamento globale. Il più famoso è il NAVSTAR acronimo di Navigation System with Timing And Ranging Global Positioning System ed è quello che tutti noi chiamiamo GPS. Creato dal Ministero della Difesa statunitense in ambito militare, è diventato famoso per l’uso civile. Il sistema NAVSTAR utilizza in totale 31 satelliti. Oltre al sistema creato dagli Stati Uniti ne esistono anche degli altri: GLONASS è l’acronimo di GLObal NAvigation Satellite System ed è il sistema di posizionamento utilizzato dai russi. Formato da un totale di 31 satelliti, di cui solamente 24 funzionanti. Anche l’Europa si è dotata di un proprio sistema di posizionamento (GALILEO), attivo dal 2016 e formato da 30 satelliti. BEIDOU, invece, è il sistema creato dalla Cina e IRNSS quello indiano. Il sistema GPS si basa principalmente sugli orologi atomici presenti all’interno dei satelliti solari. Per capire come funziona il GPS è meglio fare un esempio. Intorno all’orbita terrestre stazionano 31 satelliti: in ogni istante inviano la propria posizione alle torri di controllo. Quando un ricevitore GPS viene attivato, riceve le informazioni della posizione dei vari satelliti. Triangolando i dati ricevuti riesce a determinare la propria posizione. La geolocalizzazione è sempre molto precisa, al massimo ci può essere un errore di un paio di metri, causato soprattutto dalle interferenze. Per assicurare il perfetto funzionamento del GPS è necessario che tre diversi strumenti funzionino in perfetto accordo: il segmento spaziale (Space segment), il segmento di controllo (Control segment) e il segmento di utilizzo (User segment). Il segmento spaziale è composto dai satelliti che stazionano intorno all’orbita terrestre inclinati di 55 gradi rispetto all’equatore. Ogni satellite ripassa sullo stesso punto ogni 24 ore. Il segmento di controllo sono i cinque centri che gestiscono tutte le informazioni inviate dai satelliti. Le stazioni del segmento di controllo sono tutte disposte vicino all’equatore: a Colorado Springs negli USA, Hawaii, Ascension Island, Diego Garcia e Kwajalein. Il centro di controllo più importante è quello di Colorado Springs che corregge tutti le informazioni erronee inviate dai satelliti. Il segmento di utilizzo non sono altro che i ricevitori GPS presenti sulla Terra. Ad esempio gli smartphone, i navigatori satellitari e gli orologi.

 APP Android per la simulazione del dispositivo antismarrimento:

L’APP è stata realizzata utilizzando l’ambiente di sviluppo Android Studio. E’ costituita essenzialmente da due componenti:

- Activity Main: componente che, sfruttando il ricevitore GPS integrato in tutti i cellulari di ultima generazione, visualizza sul display del telefonino i dati relativi alla posizione del dispositivo, che dovrà essere assegnato in dotazione al paziente,  in termini di coordinate latitudine e longitudine (acquisite tramite il GPS). E’ stato inserito in questo componente un pulsante, S.O.S., che il paziente potrà utilizzare autonomamente per inviare un SMS di richiesta di aiuto, rendendo il dispositivo più versatile in quanto potrebbe essere utilizzato anche per altri scopi.

Layout APP Simulazione dispositivo antismarrimento

- Broadcast Receiver: questo secondo componente, agisce in modo trasparente (invisibile) all’utente del dispositivo, ha il compito di intercettare eventi particolari, nel nostro caso le chiamate in arrivo, riconoscere il numero telefonico del mittente e, nel caso in cui dovesse coincidere con il numero telefonico del familiare o del tutore del paziente, interrompere la chiamata e inviare automaticamente un SMS sul telefonino del familiare/tutore contenente un messaggio con il link all’applicazione Google MAPS; cliccando sul link l’applicazione Google MAPS consente di rintracciare la posizione del paziente e di avviare la funzione di navigazione satellitare per poterlo raggiungere.

Testo del SMS inviato dall’APP al telefonino del familiare/tutore

 Cliccando sul link contenuto nel messaggio, https://www.google.com/maps/search/?api=1&query=38.91000700,16.58731700, si accede all’applicazione Google MAPS che localizza la posizione indicata in questo caso dal marker rosso. Cliccando sul pulsante azzurro “Indicazioni” si attiva il navigatore satellitare.

Layout applicazione Google MAPS dopo aver cliccato sul link

 

Dispositivo antismarrimento hardware:

Per quanto riguarda questo secondo approccio è stato realizzato un dispositivo hardware ad hoc utilizzando i seguenti dispositivi:

- Shield Arduino GSM/GPS/GPRS
- Scheda Arduino Uno REV3 con Microcontrollore ATMEGA328
- Scheda SIM con possibilità di inviare SMS
- Batteria di alimentazione 9V ricaricabile

Il primo componente, Shield Arduino GSM/GPS/GPRS, è una scheda da collegare alla scheda Arduino uno, che integra sia il modulo GPS, necessario per acquisire le coordinate latitudine e longitudine, sia il modulo GSM necessario per poter ricevere chiamate da un altro cellulare e per poter inviare il messaggio SMS.

Shield Arduino GSM/GPS/GPRS

Il secondo componente è il cuore di tutto il sistema, si tratta di una scheda Arduino Uno REV3 basata sul microcontrollore ATMEGA328; opportunamente programmata, il compito di questo componente è quello di ricevere dal modulo GPS i dati relativi alla posizione e di inviare un SMS, identico a quello già visto in precedenza, in caso di ricezione di una chiamata da parte del familiare sfruttando il modulo GSM.

Arduino Uno REV3 con Microcontrollore ATMEGA328

Il terzo componente è una normale scheda telefonica SIM da collocare nell’apposito alloggiamento dello Shield Arduino GSM/GPS/GPRS e infine, per l’alimentazione si è optato per una batteria ricaricabile da 9V.

Prototipo dispositivo hardware antismarrimmento

 Il funzionamento di questo secondo dispositivo è identico a quello illustrato per il primo dispositivo: il familiare/tutore del paziente effettua una chiamata all’utenza telefonica della SIM inserita nel dispositivo hardware, il dispositivo intercetta la telefonata e, nel caso in cui il numero chiamante dovesse coincidere con il numero telefonico del familiare o del tutore del paziente,invia automaticamente un messaggio identico a quello visto in precedenza. Una volta ricevuto il messaggio, normalmente dopo pochi secondi, il familiare/tutore può, cliccando sul link, localizzare, tramite l’applicazione Google MAPS, il luogo in cui si trova il paziente.

Per quanto riguarda il software di controllo del dispositivo è stato realizzato utilizzando l’ambiente di sviluppo per Arduino; i segnali provenienti dalla scheda integrata GSM/GPS/GPRS sono stati acquisiti attraverso una porta seriale software sui piedini 2 (TX) e 3 (RX) della scheda Arduino ed elaborati tramite la libreria SoftwareSerial. Quindi sia i segnali provenienti dal modulo GSM e sia i segnali provenienti dal modulo GSM sono stati acquisiti tramite un’unica porta seriale. Dopo una fase iniziale di setup, che può durare alcuni secondi, durante la quale vengono inizializzati i due moduli GSM e GPS, il programma acquisisce i caratteri provenienti dalla porta seriale e controlla se corrispondono a segnali provenienti dal modulo GPS (stringhe NMEA) o dal modulo GSM.

Le stringhe NMEA (National Marine Electronics Association), trasmesse dal sistema GPS, sono formate da una sequenza di caratteri ASCII (American Standard Code for Information Interchange) con la seguente struttura:

$PREFISSO,campo1,campo2,……,*CHECKSUM CRLF

Una stringa NMEA può contenere fino ad 82 caratteri. Se il campo in questione non fornisce dati, esso viene omesso ma le virgole che lo delimiterebbero sono comunque aggiunte, senza spazi tra loro. Il prefisso identifica il  tipo di dispositivo che sta trasmettendo i dati NMEA. Nell’ambito di un GPS, tutte le frasi iniziano con $GP; i successivi  3 caratteri del prefisso identificano  il tipo di frase. Per esempio un prefisso del tipo $GPGLL è inviato da un dispositivo GPS del tipo Geographic position, Longitude and Latitude (GLL). Lo standard NMEA comprende un elevato numero di prefissi. La frase, dopo il prefisso, è costituito da una serie di campi separati da virgole.
Al termine di ciascuna stringa NMEA viene posto, dopo un asterisco, un checksum per poter individuare eventuali errori sulla linea di trasmissione tra talker e listener. Dal punto di vista digitale il checksum è EX-OR a 8 bit di tutti i caratteri della frase NMEA, compresi i delimitatori (,) ma escludendo  i “$ e “*”. La frase viene terminata con CR LF.

Il gruppo GPS è costituito da una serie di frasi tra cui le più usate in campo satellitare GPS sono:

$GPRMC - Recommended Minimum specific GPS/TRANSIT data;

$GPRMB - Recommended Minimum navigation info (waypoint based navigation active);

$GPGGA - Global Positioning System fix data;

$GPGSA - GPS DOP and Satellites Active;

$GPGLL - Geographic Position - Latitude/Longitude;

$GPGSV - Satellites in View.

Le stringhe che ci interessano sono le stringhe con prefisso $GPGGA (Global Positioning System fix data), pertanto sono state isolate le stringhe $GPGGA provenienti dal sistema GPS e da queste sono state estratte le informazioni relative alle coordinate di posizione, latitudine e longitudine.

Esempio di stringa NMEA con prefisso $GPGGA:

$GPGGA,235317.000,4003.9039,N,10512.5793,W,1,08,1.6,1577.9,M,-20.7,M,,0000*5F

I campi interessati sono il campo 2, evidenziato in giallo, che indica la latitudine e il campo 4, evidenziato in rosso, che indica la longitudine. Tramite un’opportuna funzione questi due campi son stati convertiti in formato gradi centesimali e, in caso di arrivo di chiamata dallo smartphone del parente/tutore del paziente, questi dati verranno inviati, sotto forma di link a Google MAPS, tramite SMS.

 Sviluppi futuri:

Attualmente, con gli allievi della classe VG indirizzo Informatico dell’I.T.T.S. “E. Scalfaro” di Catanzaro, stiamo lavorando su un altro prototipo di dispositivo antismarrimento di tipo hardware, simile a quello descritto in precedenza ma con il duplice obiettivo di abbattere i costi di produzione e di ridurre le dimensioni complessive del dispositivo utilizzando componenti hardware più economici e di dimensioni ridotte. La scheda Arduino Uno verrà sostituita con una scheda Arduino Nano, mentre la scheda Shield Arduino GSM/GPS/GPRS verrà sostituita con due schede separate, una GSM e una GPS che verranno collegate alla scheda Arduino Nano attraverso due porte seriali software distinte. 

 

Raffaele Teducci
Docente di Informatica – Sistemi e Reti
I.T.T.S. “E. Scalfaro” di Catanzaro

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