Da STMicroelectronics 3 innovative piattaforme educative

 

Tre corsi open-source per ispirare gli ingegneri del futuro. 

ST annuncia il lancio delle prime piattaforme educative di ST per colmare il divario di conoscenza tra professionisti e studenti di tutte le età; integrate in uno specifico sito web, le piattaforme educative alleviano la necessità che gli studenti siano fisicamente presenti in una classe in un momento specifico e in un determinato luogo, venendo incontro alle realtà con risorse limitate e poche aule di laboratorio, nonché con le esigenze degli studenti lavoratori che altrimenti non potrebbero seguire i Corsi.

I Corsi intitolati Internet of Things e Embedded Machine Learning e Motor Control and Control Systems sono entrambi tenuti dal professor William Kaiser (UCLA) e insegnano rispettivamente i fondamenti dei sistemi embedded e del controllo per motori. Il curriculum aperto sulla programmazione del firmware di basso livello con i droni, del professor Yifeng Zhu (Università del Maine) affronta la complessità dei sistemi embedded. Tutti i corsi sono disponibili gratuitamente e gli utenti hanno anche accesso alla  comunità ST, qualora desiderino porre domande.

Piattaforme educative, una genesi forgiata da due corsi pubblicati nel 2018

 

Il corso sull’Internet of Things è nato dall’Introduzione ai sistemi embedded con SensorTile pubblicata dal professor Kaiser nel 2018. Dopo che i progetti capstone dei suoi studenti avevano mostrato un uso innovativo dell’apprendimento automatico,  hanno mostrato un uso innovativo dell’apprendimento automatico , anche prima che si parlasse di ML per i sistemi embedded, il Prof. Kaiser  ha aggiornato il corso per offrire agli studenti del primo anno nozioni di base su reti neurali, formazione e inferenza sul microcontrollore della piattaforma di sviluppo SensorTile (STEVAL-STLKT01V1).

Il professor Kaiser ha anche presentato i suoi corsi sul controllo motorio all’ASEE 2019. Si basa su STEVAL-EDUKIT01, una piattaforma che consente di approfondire concetti profondi che pochissimi libri di testo universitari affrontano, come l’origine della stabilità e dell’instabilità. Inoltre, il funzionamento dinamico di un motore passo-passo in un sistema di controllo è per lo più privo di documenti e il corso mira a risolvere parzialmente questo problema utilizzando il pendolo come supporto per l’insegnamento.

Il professor Zhu ha anche presentato il suo corso sulla programmazione di sistemi embedded con droni all’ASEE 2019. Questo corso approfondisce la programmazione di sistemi embedded in C e Assembly con una scheda 32L476GDISCOVERY. Il nuovo corso utilizza invece il  kit STEVAL-DRONE01 di ST che risulta più appetibile per gli studenti e che rende più comprensibile l’argomento. L’anno scorso, all’Università del Maine, numerosi studenti hanno assistito il professor Zhu nella realizzazione di questi corsi ed hanno acquisito facilmente concetti cruciali e complessi. Ad esempio, hanno usato l’interfaccia SPI per elaborare le informazioni dal giroscopio del drone e hanno gestito la generazione di un segnale di modulazione ad ampiezza pulsata inizializzando i timer e impostando i registri sul microcontrollore presente sul kit del drone.

Piattaforme educative, una risposta a un’esigenza urgente e critica di istruzione da remoto

Nelle più recenti discussioni, il professor Zhu e il professor Kaiser si sono affrettati ad affrontare la pandemia globale che ha costretto la chiusura dei rispettivi campus e li ha obbligati a insegnare a distanza, dando un valore altamente simbolico ai tre curricula sulle piattaforme educative. A questo proposito il professor Kaiser ha affermato:

“Non saremmo in grado di offrire questi corsi senza i rispettivi kit ST. Per ciascuno di essi, gli studenti possono entrare in possesso di una piattaforma economica che consente loro di seguire il corso a casa. Siamo stati in grado di passare rapidamente all’insegnamento in remoto in quanto gli studenti possono portare a casa questi lab-in-a-box economici e potenti; inoltre, abbiamo lavorato su questi curricula e corsi simili per anni, e quindi siamo stati in grado di adattarci rapidamente a questi nuove circostanze.”

Entrambi hanno concordato sul fatto che la situazione attuale ha già portato a drammatici cambiamenti nel modo in cui gli educatori stanno insegnando questi corsi e possiamo tranquillamente presumere che questa tendenza continuerà anche dopo la fine della pandemia. Questi corsi non sono tradizionali MOOC (Massive Open Online Courses) con una serie di video fissi, alcuni laboratori, test e un forum. Bensì sono adattabili e i kit offrono un approccio molto pratico che è spesso assente nei MOOC tradizionali. Di conseguenza, gli educatori possono utilizzare i materiali per insegnare e connettersi con i loro studenti da remoto e in tempo reale, mentre qualsiasi appassionato che cerca di acquisire queste nozioni cruciali e seminali può anche ottenere un kit e saltare alcuni step.

Piattaforme educative, una soluzione ai problemi che affliggono il sistema

L’attuale pandemia sta costringendo i professori ad essere creativi, ma le soluzioni che stanno offrendo oggi garantiscono molto di più. Ad esempio, il professor Zhu ha spiegato che:

“Dato che gli studenti non hanno tutti un oscilloscopio a casa, io uso l’analizzatore di Keil per assicurarmi che possano ancora vedere le variazioni dei valori nel tempo. Di recente ho anche pubblicato nuovi video su YouTube che trattano alcune nozioni che copro nel mio libro di testo e nelle lezioni per aiutare gli studenti a imparare col proprio ritmo.”

Ecco un ottimo esempio che affronta le nuove realtà sotto COVID-19 ma aiuta anche a rispondere ad alcune delle sfide che le classi offline hanno dovuto affrontare ancor prima che il virus SARS-CoV-2 facesse notizia. Le piattaforme educative alleviano la necessità che gli studenti siano fisicamente presenti in una classe in un momento specifico e in un determinato luogo, il che può essere un vantaggio per le istituzioni con risorse limitate e con poche aule di laboratorio, nonché per gli studenti lavoratori. Ciò consente all’istruttore e agli studenti di incontrarsi da remoto e in tempo reale con i loro kit pratici. Gli istruttori interagiscono con l’intera classe e singolarmente condividendo schermate e visualizzando i dispositivi tramite video condivisi.

Questi tre corsi offrono un modo per adattarsi all’attuale pandemia e raggiungere una nuova generazione di studenti che stanno beneficiando delle nuove risorse rivisitate, di ciò che gli educatori possono insegnare a distanza. Ovviamente, le università riapriranno, le lezioni riprenderanno e ci saranno sempre alcuni corsi che gli studenti dovranno tenere offline. Tuttavia, il lavoro e gli approcci innovativi di questi insegnanti dimostrano che il sistema educativo potrebbe aver sottostimato ciò che potrebbe essere insegnato a casa, con gli eventi attuali che lo stanno rapidamente risolvendo e con ST entusiasta di lavorare con le università per una soluzione accessibile a tutti.

Colmare il divario di conoscenza tra professionisti e studenti di tutte le età

La natura aperta e gratuita dei corsi sulle nuove piattaforme educative significa anche che il materiale è rilevante per un pubblico molto più ampio rispetto agli studenti del primo anno di ingegneria elettronica, come afferma il professor Kaiser:

“Molti ingegneri che entrano nelle aziende si trovano spesso a dover imparare i microcontrollori STM32, e il corso del professor Zhu è la strada da percorrere. Non c’è nient’altro di simile. Allo stesso modo, alcuni professionisti potrebbero aver bisogno di utilizzare un SensorTile e di seguire i corsi di Internet of Things per comprendere i sensori, il Bluetooth LE ed avere solide basi nell’IoT. Infine, sia che si tratti di persone a casa che desiderano saperne di più sulla robotica, sia che si tratti di professionisti che vogliono approfondire lo studio di un attuatore digitale per motore, STEVAL-EDUKIT01 e il corso di controllo per motori offrono un modo rapido e unico per imparare lo stato dell’arte con un programma educativo che non ha pari.”

Il professor Zhu ha condiviso un altro entusiasmante vantaggio della piattaforma educativa quando ha parlato delle gare di droni a cui suo figlio ama partecipare. Uno studio pubblicato dal Center on Education Policy e citato da Successful STEM Education rileva che i bambini si interessano alle carriere STEM già dalla scuola elementare, molto prima di quanto si credesse in precedenza. Se la società spera di avere più diversità e più talento in ambito  scientifico, è indispensabile iniziare il prima possibile. Qualsiasi insegnante può dunque reperire un kit di droni, seguire in ogni parte il corso del professor Zhu, oppure adattarlo facilmente a qualsiasi livello grazie alla sua natura aperta per finalmente vedere i bambini controllare con entusiasmo il loro drone sapendo di averlo  programmato da soli.