Il corso di “Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali” è rivolto agli studenti del secondo anno del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale presso il Politecnico di Torino.

Il corso ambisce a far sviluppare allo studente le seguenti capacità:

  • comprendere, nell’ambito dell’attività di progettazione sistemistica, il ruolo e l’importanza della modellazione, della simulazione e della sperimentazione;
  • definire modelli non lineari di parti di un sistema;
  • integrare singoli modelli, di livello gerarchico inferiore, a costituire un modello multidisciplinare più complesso;
  • interfacciarsi con un semplice banco sperimentale ed effettuare prove di laboratorio.

Tale corso, inquadrandosi nell’ambito dell’ingegneria sistemistica, approccia le problematiche tipiche dei sistemi aerospaziali mediante un approccio spiccatamente multidisciplinare che, inevitabilmente, richiede allo studente di possesso di alcuni prerequisiti fondamentali (i.e. conoscenze di base di fisica, meccanica, oleodinamica, elettrotecnica, elettronica, controlli automatici, sistemi di bordo e meccanica del volo) e, volta per volta, di rivedere (e riprendere confidenza) con alcuni argomenti già trattati nel suo corso di studi.

La necessità di avere una buona armonizzazione fra conoscenze pregresse, nuovi concetti teorici (presentati a lezione) ed applicazioni pratiche (ossia sviluppo di modelli numerici) si può “toccare con mano” soprattutto nelle esercitazioni in laboratorio (ossia la parte di corso tenuta dal sottoscritto), in cui gli studenti sono guidati a elaborare i concetti ed i modelli visti nel corso sviluppando opportuni algoritmi di simulazione implementati in Matlab-Simulink.

In questi ultimi anni, complici forse l’incremento dei temi trattati, ho visto emergere una criticità che, a mio parere, potrebbe essere (almeno parzialmente) risolta mediante la messa a punto di efficaci strumenti di e-learning. Le ore di esercitazione in aula del corso di “Modellazione” dovrebbero essere fondamentalmente dedicate all’ideazione, all’implementazione e all’analisi di modelli di simulazione numerica, nonché all’apprendimento di software di simulazione dedicati ma, molto spesso, una cospicua parte della lezione viene spesa per richiami teorici o all’analisi dei sistemi modellati. Ovviamente questo fatto limita il tempo disponibile per lavorare individualmente sul problema proposto, per familiarizzare con il SW e per approfondire le caratteristiche dei modelli numerici sviluppati. Oltretutto, il ridotto tempo dedicato allo sviluppo individuale di SW rischia di ridurre sensibilmente la vocazione “esperienziale” delle esercitazioni proposte (basata sulla rielaborazione dei concetti e sullo sviluppo autonomo di soluzioni originali ai problemi proposti) riducendole a semplici attività di didattica frontale.

Sarebbe quindi opportuno predisporre una serie di contenuti digitali (dispense, siti web, video didattici, video-lezioni, test di autovalutazione) che permettessero agli allievi di accedere anticipatamente ai contenuti della lezione, familiarizzando con gli aspetti teorici (sistemi considerati, modelli matematici, ecc.) e, in caso di dubbi/lacune, rivedendo/approfondendo quanto necessario.

  1. Definisci lo scopo, l’ambito e gli obiettivi del tuo intervento di eLearning:
  • Cosa vuoi ottenere con questo intervento di eLearning?

Permettere agli studenti di prepararsi all’esercitazione rivedendo anticipatamente gli argomenti propedeutici necessari ed iniziando ad elaborare autonomamente gli aspetti teorici che si concretizzeranno poi nei modelli numerici implementati in aula.

  • Quali tra i tuoi obiettivi di apprendimento sono misurabili in relazione allo scopo che ti sei prefissato?

Sicuramente tale approccio permetterebbe allo studente di approfondire le basi multidisciplinari della materia e sperimentare una maggior autonomia e responsabilità. Oltretutto, il maggior tempo dedicato all’elaborazione autonoma dei concetti proposti (individualmente o in gruppo), permetterebbe allo studente di testare sul campo capacità e limiti, prendendo maggior coscienza delle proprie potenzialità.

  1. Rifletti sul tuo pubblico di riferimento e sulla sua disponibilità a prendere parte al tuo intervento di eLearning:
  • Chi sono i tuoi studenti e qual è la loro esperienza con l’eLearning?

Studenti del secondo anno del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale presso il Politecnico di Torino (prevalentemente dell’orientamento “aeromeccanica e sistemi” ma non solo). Purtroppo, almeno per il momento, non mi è nota la loro familiarità con strumenti e-learning.

  • Cosa si aspettano di imparare dal tuo corso?

Gli allievi si aspettano di apprendere i rudimenti basilari sulla metodologia generale per la costruzione di modelli numerici (principalmente non lineari a parametri concentrati) e sulle tecniche di simulazione applicate ai sistemi di bordo.

  • Quali risorse tecniche hanno a disposizione?

Gli studenti sono generalmente dotati di PC (o tablet, smartphone, ecc..) e, comunque, i laboratori di calcolo in cui si svolgono le esercitazioni sono dotati di un congruo numero di postazioni PC e di connessione wi-fi. I software utilizzati nel corso delle esercitazioni sono a disposizione degli allievi mediante licenze di Ateneo.

  • Quale supporto tecnico è disponibile per i tuoi studenti?

Gli studenti hanno a disposizione il portale della didattica dell’Ateneo che permette di scaricare i contenuti forniti dal docente, caricare gli eventuali elaborati richiesti (compiti, prove intermedie o finali) e interfacciarsi con i docenti e/o gli altri allievi mediante la chat del corso.

  1. Rivedi e adatta il contenuto del tuo corso:
  • Quali sono gli elementi costitutivi del corso in termini di materiali, risorse e attività?

Il corso prevede lezioni frontali, esercitazioni di calcolo (in aula) e laboratori didattici. I docenti forniscono dispense teoriche, dispense delle esercitazioni, modelli di simulazione numerica ed alcune risorse digitali integrative. Per quanto concerne le esercitazioni in aula, ho messo a punto alcune prove di valutazione “informale” da svolgere in classe mediante quiz; per ora queste sono proposte in maniera occasionale ma, tempo permettendo, mi piacerebbe ampliarle in modo da promuovere momenti di autovalutazione (sulle conoscenze propedeutiche e sulla comprensione degli argomenti trattati) e favorire occasioni d’interazione a gruppi. Il corso non prevede altre valutazioni in itinere e simulazioni delle prove d’esame.

  • Come si possono adattare questi elementi costitutivi per una loro progettazione online?

Penso che il materiale digitale propedeutico alle esercitazioni possa essere abbastanza agevolmente adattato alla nuova modalità di e-learning. Sarà invece necessario rivedere attentamente l’uso del Forum come promuovere l’interazione docente-studente e studente-studente.

  • Chi sarà responsabile di questo adattamento e avrà le risorse per farlo?

Il responsabile del corso.

  • Chi altro sarà coinvolto in questo processo?

Gli altri docenti che collaborano allo svolgimento del corso.

  • Come faciliterai l’interazione insegnante/studente e studente/studente?

Sicuramente l’utilizzo sistematico del Forum del corso potrebbe costituire una valida risorsa per favorire l’interazione insegnante/studente e studente/studente (però, per ottenere risultati positivi a tal proposito, è necessario capire come coinvolgere in maniera più attiva gli studenti). Si potrebbero adottare anche gli strumenti di “Interazione in aula” messi a disposizione dall’Ateneo.

  1. Pianifica l’accesso e la valutazione:
  • In che modo gli studenti accederanno agli elementi costitutivi del corso?

Tramite il portale del Corso.

  • Hai in programma di tenere traccia delle attività degli studenti online? Se sì, come?

Sì, penso che sia necessario. Mi piacerebbe proporre momenti di autovalutazione (mediante quiz in aula o momenti ad hoc d’interazione docente-studenti)e, magari,  stimolare un’attività di revisione tra pari con momenti di discussione in aula (ad es. durante l’ideazione e l’implementazione SW dei sistemi trattati).

  • Come favorirai la valutazione del corso?

Sarebbe opportuno stimolare l’interazione quotidiana mediante il Forum del corso e, magari, proporre agli allievi un momento di valutazione finale somministrando un questionario ad hoc.