Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 1 di 68 Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro Dott. Giovanni Bonaiuti Università di Firenze LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 2 di 68 Strategia didattica espositiva Presentazione dell’informazione Test della ricezione, del ricordo e della comprensione Pratica per applicare i principi a degli esempi Apprendimento per ricezione LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Applicazione a problemi e situazioni reali Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 3 di 68 Strategia didattica basata sull’esperienza Opportunità di agire e osservare le conseguenze delle proprie azioni Test della comprensione delle relazioni causa-effetto Test della comprensione dei principi generali Apprendimento per scoperta LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Applicazione a problemi e situazioni reali Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 4 di 68 Apprendimento per scoperta: le simulazioni • • L’uso didattico delle simulazioni, solitamente, rimanda al modello dell’inquiry based learning che vede gli studenti come piccoli scienziati Si ipotizza cioè che: – si possa apprendere attraverso l’indagine empirica di fenomeni (specie in un setting controllato) – gli studenti siano capaci, attraverso l’esplorazione, di fare ipotesi e congetture, ovvero: costruire autonomamente la conoscenza LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 5 di 68 Gli studenti, lasciati soli, compiono errori a livello di … 1. Generazione di ipotesi • • Non si identificano bene le variabili e/o le relazioni tra queste Paura dell’errore (“fear of rejection” che porta a evitare le ipotesi meno intuitive) 2. Progettazione dell’esperimento • • • • Esperimenti inconcludenti (non si svolgono le giuste azioni) Esperimenti non efficaci (uso ripetitivo di esperimenti potenzialmente poco esplorativi) Errore della “conferma” (gli studenti cercano prevalentemente informazioni che verifichino le proprie ipotesi) Approccio ingegneristico (si cerca di ottenere un risultato piuttosto che comprendere il “modello”) (da: Jan van der Meij (2007), Simulation-based inquiry learning with Simquest) LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 6 di 68 … ma anche a livello di … 3. Interpretazione dei risultati • • Errori nella codifica dei dati (es. non si è capaci di leggere correttamente i dati organizzati in tabelle) Errori nell’interpretazione di grafici (es. non si comprende il significato delle curve) 4. Regolazione • • • Assenza di pianificazione (e/o di sistematicità) Monitoraggio insufficiente Tentativi scomposti (per prova ed errore) (da: Jan van der Meij (2007), Simulation-based inquiry learning with Simquest) LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 7 di 68 La questione del “carico cognitivo” • La Cognitive Load Theory (CLT) elaborata da Sweller (e altri) propone un interessante schema per comprendere questo fenomeno: Expertise dello studente Carico cognitivo Complessità del contenuto Metodi didattici Il carico cognitivo dipende dall’interazione tra l’expertise dello studente, la complessità del contenuto, e i metodi didattici usati nell’ambiente di apprendimento. LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 8 di 68 Sono individuati tre diversi tipi di carico cognitivo Carico cognitivo rilevante – È associato a processi che sono direttamente rilevanti per l’apprendimento (inteso come “costruzione di schemi mentali” e acquisizione di maggiore automazione) Carico cognitivo intrinseco – È determinato dall’interazione fra la natura dei materiali da apprendere e il livello di expertise dello studente Carico cognitivo estraneo – È associato a processi che non sono direttamente necessari per l’apprendimento e che possono essere modificati dall’intervento didattico LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 9 di 68 I tre tipi di carico cognitivo sono additivi Risorse mentali Carico cognitivo totale Carico cognitivo intrinseco Carico cognitivo estraneo Carico cognitivo rilevante Carico cognitivo totale Carico cognitivo intrinseco Carico cognitivo estraneo LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Carico cognitivo rilevante Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 10 di 68 Cosa occorre fare Carico cognitivo intrinseco • Chunking • Sequencing Carico cognitivo estraneo • Evitare il sovraccarico della componente visiva o di quella uditiva della memoria di lavoro • Facilitare la ricerca delle informazioni necessarie per completare un compito Carico cognitivo rilevante • Aumentare la variabilità dei problemi da risolvere • Proporre situazioni per l’applicazione efficace degli schemi • Offrire occasioni per rivedere i concetti attraverso l’applicazione Diminuire LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Aumentare Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 11 di 68 SimQuest propone una riconciliazione tra … Apprendimento per ricezione Apprendimento per scoperta LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 12 di 68 Si cerca di rispondere su due livelli: Quali variabili? Orientamento Cosa fare ora? Cosa ho fatto? Pianificazione Monitoraggio Quali ipotesi? Ipotesi Esperimento Come fare? Interpretazioni Quali conclusioni? Valutazione Cosa ho appreso? (da: Jan van der Meij (2007), Simulation-based inquiry learning with Simquest) LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 13 di 68 Orientamento • L’orientamento iniziale è necessario per consentire allo studente la costruzione delle prime idee sul dominio. Il software permette di fornire questo supporto iniziale in svariati modi (testi, testi e immagini, filmati, animazioni, ecc.) LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 14 di 68 Generazione di ipotesi • La generazione delle ipotesi riguarda un importante momento nel processo di apprendimento per scoperta. Gli studenti possono essere aiutati a formulare ipotesi circa le relazioni tra due o più variabili utilizzando le conoscenze acquisite nella fase precedente (di orientamento) LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 15 di 68 Sperimentazione • La fase di sperimentazione è necessaria per scoprire le proprietà del dominio. In questa fase lo studente può effettuare le sue scelte circa quali variabili utilizzare e in quale ordine. Anche in questo caso possono essere forniti dei feedback. LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 16 di 68 Interpretazione dei dati e valutazione Durante queste fasi lo studente: • Interpreta, ovvero prova a dare un senso ai dati raccolti durante la fase sperimentale. Questo può richiedere l’estrazione e interpretazione di dati fornite mediante molteplici forme di rappresentazione: tabelle, grafici, animazioni, ecc. • Valuta, ovvero compara i dati attesi (previsti nella fase di “generazione dell’ipotesi”) e, basandosi su questi dati, verifica se l’ipotesi regge o meno. LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze Le simulazioni. Una ipotesi di lavoro 17 di 68 Ringraziamenti: Antonio Calvani (Università di Firenze) Franco Landriscina (Lloyd Adriatico) Jan van der Meij (University of Twente) Il programma SimQuest è disponibile all’indirizzo: http://www.simquest.nl LTE – Laboratorio Tecnologie dell’Educazione, Università di Firenze