Sviluppo di un Framework per la Realizzazione di Micromondi Ciberfisici Distribuiti a supporto dell’Apprendimento del Pensiero Computazionale

Questa tesi presenta lo sviluppo di un framework innovativo per la realizzazione di Micromondi Ciberfisici Distribuiti a supporto dell'apprendimento del pensiero computazionale, mirato a renderlo più efficace, pratico e interattivo. Più nello specifico, per rendere i Micromondi ciberfisici, si è scelto di integrarvi una rete di sistemi embedded. I Micromondi sono ambienti virtuali dove gli studenti possono manipolare oggetti digitali e osservare immediatamente i risultati delle loro azioni. Questo approccio è basato sul costruzionismo, teoria dell'apprendimento sviluppata da Seymour Papert, che enfatizza l'importanza di imparare attraverso la costruzione attiva della conoscenza e la manipolazione di oggetti tangibili. È stato scelto Snap! come linguaggio di programmazione per i Micromondi per la sua natura visuale, che consente agli studenti di scrivere programmi tramite blocchi grafici, eliminando la necessità di memorizzare la sintassi di un linguaggio di programmazione tradizionale. L'architettura del framework include un broker di messaggi che gestisce la comunicazione tra i Micromondi in esecuzione su Snap! e i sistemi embedded. Il framework consente agli studenti di controllare sensori e attuatori in tempo reale senza necessità di configurazione ed eliminando le complessità tradizionalmente associate alla programmazione di sistemi embedded. La validazione del framework è stata effettuata tramite diversi casi di studio pratici, che ne hanno dimostrato l'efficacia e l'affidabilità. Molti di questi sono anche stati presentati alla Notte dei Ricercatori 2024, suscitando grande interesse e apprezzamento nel pubblico. I riscontri ottenuti indicano che l'integrazione dei sistemi embedded nei Micromondi su Snap! è coinvolgente e stimolante per gli utenti, con il potenziale di migliorare significativamente l'apprendimento del pensiero computazionale.