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ConvegnoCKBG2014 - Zecca & Datteri - Giocare a pensare

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IV° Convegno CKBG - Pavia 29-31 gennaio 2014

Luisa Zecca*, Edoardo Datteri*
*Dipartimento di Scienze Umane per la Formazione R.Massa - Università di Milano Bicocca

“Un robot a scuola: giocare a pensare nella scuola primaria”. Resoconto di un’esperienza di formazione tra Scuola e Università

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ConvegnoCKBG2014 - Zecca & Datteri - Giocare a pensare

  1. 1. “Un robot a scuola: giocare a pensare nella scuola primaria”. Resoconto di un’esperienza di formazione tra Scuola e Università IV Congresso Nazionale CKBG Pavia, 29-31 gennaio 2014 Luisa Zecca, Edoardo Datteri Dipartimento di Scienze Umane per la Formazione R.Massa Università di Milano Bicocca
  2. 2. Contesto • Modulo “Robotica e cultura scientifica”: un laboratorio di didattica con l‟uso del robot Lego Mindstorms NXT 2.0 per la formazione degli insegnanti (studenti o già abilitati) (36 ore) • Nell‟ambito del corso “La rivoluzione digitale nel mondo della scuola: percorsi innovativi per futuri insegnanti” – Centro Qua_si, Università di Milano Bicocca, a.a.2012-2013 • Gruppo di ricerca-formazione     2 formatori/ricercatori 2 insegnanti di classe 6 studenti 40 bambini
  3. 3. Scopo dello studio Mettere a punto un modello di formazione iniziale insegnanti per la progettazione e conduzione di laboratori nella scuola primaria con l‟uso del robot Lego Mindstorms Individuare temi chiave nel passaggio dal laboratorio in università al tirocinio a scuola
  4. 4. Quadro teorico  L‟uso del robot Lego per promuove capacità di problem solving, di pensiero critico e “atteggiamento” scientifico all‟analisi della realtà (inquiry learning, game learning)  L‟uso di tecnologie digitali è un fattore di miglioramento della qualità educativa se integrato in strategie didattiche interattive, orientate alla gestione dei feedback e alla valutazione formativa  La formazione insegnante è una chiave strategica per il miglioramento della qualità dell‟istruzione  I dispositivi di alternanza teoria-pratica sono efficaci strategie per la formazione dell‟insegnante “professionista riflessivo”
  5. 5. Fasi del corso • 1 Fase: Laboratorio in Università (conoscenza di base del dispositivo robotico Lego e progettazione didattica guidata) • 2 Fase: 4 incontri settimanali di tirocinio e attivazione dei progetti con 4 gruppi di bambini di 8 e 9 anni di 3^ e 4^ Primaria • 3 Fase: supervisione al termine di ogni incontro • 4 Fase: report finali e revisione della documentazione
  6. 6. Un esempio di schema progettuale “in progress”
  7. 7. ESPLORAZIONE del robot GIOCO DELLO SCIENZIATO Osservazione/interazio ne Descrizione e spiegazione di regole di comportamento (ipotesi-verifica) IL MANUALE DELLE ISTRUZIONI I PERCORSI Problem solving di gruppo: Selezione dei comandi e della sequenza: proto-programmazione (ipotesi-verifica)
  8. 8. Diario del laboratorio in università Cosa hai imparato di nuovo? Cosa ti ha facilitato nell’apprendimento? Cosa non hai capito? Cosa vorresti approfondire? Diario del tirocinio L’attività Quali sono i temi emersi dalle discussioni? Quali problemi/temi sono stati affrontati con successo? I bambini Quali strategie hanno usato i bambini? Quali difficoltà hanno incontrato? Come sono state superate? Quali domande hanno posto? Erano coinvolti, interessati? Qual era il clima del gruppo? Come hanno interagito tra loro L’insegnante Quali miei interventi sono stati efficaci rispetto agli obiettivi e perchè? Quali meno? Quali difficoltà ho incontrato? Cosa mi ha colpito e stupito? Cosa non mi aspettavo sarebbe successo? Se dovessi reimpostare questa prima lezione cosa cambierei e perchè? Riprogettazione Dalle osservazioni che ho fatto e dalle discussioni ho pensato di procedere nella prossimo incontro in questo modo…
  9. 9. Metodologia di analisi dell’esperienza Studio di caso idiografico qualitativo, ispirato all‟approccio grounded theory costruttivista (Yin, 2009, Mortari, 2007) Strumenti:  Raccolta di portfoli degli studenti-insegnanti (diari durante il corso e il tirocinio, schemi di progetto, video e audio registrazioni, report finali)  Interviste post agli studenti  Focus group post con i bambini  Questionari di valutazione
  10. 10. Quali elementi della situazione didattica sono oggetto di “riflessione sulla pratica” durante e dopo il tirocinio? Quali sono i punti di forza e le criticità del percorso formativo?
  11. 11. La dimensione emotiva e affettiva: cause e strategie di gestione 1. Le paure/ansia dell‟insegnante di non essere autorevole e di non riuscire a svolgere il progetto motivate da: 1.1. conoscenza limitata del funzionamento del robot e del linguaggio di programmazione 1.2. da possibili errori di programmazione o meccanici 1.3. dall‟imprevedibilità dei comportamenti del robot 1.4. dalla non conoscenza reciproca tra tirocinanti e bambini 1.5. dall‟impossibilità di prevedere e controllare la complessità dell‟attività didattica 1.6. dal sentimento di non adeguatezza e di possibile inefficacia nel riuscire a coinvolgere e motivare i bambini 2. Strategie per la gestione dell’ansia: 2.1. condividere con i bambini i problemi imprevisti 2.2. vincolare opportunamente l'attività in modo da prevenire possibili nuovi problemi 3. Curiosità
  12. 12. “Hai il bisogno di sentire la sicurezza di conoscere tutto… Ma non è come preparare una lezione frontale… inoltre il robottino è un oggetto a sé, non puoi prevedere completamente tutto” “Quando non sapevo rispondere o aiutare i bambini dicevo: lo vediamo la prossima volta, devo studiare meglio anch’io… è fondamentale una relazione autentica, di cui abbiamo parlato durante il corso” “ Io ho giocato tantissimo prima di portarlo ai bambini… volevo utilizzare qualche sensore per rendere più divertente ma anche più complicato il problema, ero molto curiosa di capire come funzionava…”
  13. 13. La rielaborazione personale di teorie pedagogico-didattiche utilizzata come schema per l’azione 1. Nesso tra pregiudizio degli insegnanti e comunicazione con i bambini (Effetto Pigmalione) 2. Aspettative e teorie implicite sui processi ragionamento dei bambini (sopravvalutate o sottovalutate) 3. Coerenza tra obiettivo di apprendimento e consegna 4. Lo scaffolding: 4.1 per l‟ apprendimento per prove ed errori 4.2 per il processo di autocorrezione 5. La discussione per la costruzione collettiva del ragionamento 6. La ricognizione con i bambini durante e dopo l‟azione per la valutazione formativa e in itinere
  14. 14. “Era stato presentato come il bambino che non poteva rispondere, in realtà è arrivato prima degli altri a trovare la soluzione. Ogni volta che provava a parlare veniva azzittito (dall’insegnante di classe presente), con l’idea che per forza quello che avrebbe detto sarebbe stato sbagliato. Per quello che studiamo noi, trovare l’insegnante che subito etichetta il bambino prima ancora che faccia l’attività… per il bambino immagino che in classe, dopo un po’ smetterà di tentare (1.)” “Volevamo capire come i bambini avrebbero calcolato lo spostamento del robot, senza usare il termine “misurare” (…) un conto è lasciare liberi i bambini di cercare soluzioni perché ti interessa capire e ragionare con loro su come sono arrivati alla soluzione, oppure ti interessa la soluzione in quanto tale e quindi stringere il campo in cui devono lavorare” (3.)
  15. 15. “…Questa è la metodologia dell’insegnante: i bambini sperimentano, noi facciamo un passo indietro…quindi sai che ci saranno imprevisti” (4.) “Ho provato a seguire i ragionamenti del gruppo, aiutando a provare praticamente tutte le ipotesi, ho usato la strategia di ricapitolare spesso le teorie che man mano emergevano per permettere a tutti di seguire il ragionamento” (4.1) “Man mano che si analizzava il percorso i bambini acquisivano la consapevolezza dell’errore e si correggevano autonomamente e arrivavano da soli alla soluzione (…) I bambini erano abituati a cancellare i loro errori, cancelli con la gomma, ma così non sai più quello che hai fatto prima…” (4.2)
  16. 16. Le modalità di gestione dei feedback “in situazione” “Molte domande dei bambini, o le loro difficoltà emergono nel qui ed ora della situazione didattica e ti dici “e adesso? Come riesco a farglielo capire?”… 1.Tipi di difficoltà osservate nei bambini 1. 1. difficoltà di ragionamento - difficoltà di descrivere l‟orientamento destra e sinistra osservando il robot in movimento (concetto di del punto vista e sistema di riferimento) - difficoltà di individuare le sequenze dei comandi e rappresentare relazioni spaziali (concetti di unità di misura, posizione, qualità e quantità scelta di comandi)
  17. 17. “l’orientamento destra sinistra…era un ostacolo che avevamo trovato anche noi, che avevamo risolto, quindi lo davamo per scontato…l’ostacolo consisteva nel capire il punto di vista (del robot), e spiegarlo…esplicitare anche agli altri la direzione degli spostamenti del robot…”
  18. 18. 1.1.1. Strategia d’azione “conservativa”: o decisione di modificare il robot per facilitare la soluzione o decisione di porre ai bambini nuovi problema-sonda Esempi: - chiedere di valutare/verificare le ipotesi proposte dai bambini stessi - chiedere di assumere il punto di vista del robot muovendosi nello spazio - focalizzare il problema su un concetto chiave o decisione di dare più tempo e posticipare attività previste o decisione di modificare il materiale didattico 1.1.2. Strategia d’azione “trasformativa” o decisione di non svolgere alcune attività
  19. 19. “…Allora ho chiesto di verificare l’ipotesi di Alessia (“gira a destra”) invitando le bambine a seguire il robot. Quando lo accendevo, il robot partiva facendo una curva, in questo modo le bambine che erano posizionate dietro il robot, pronte a seguirlo, si trovavano davanti e alla mia domanda “Da che parte gira?”, mi rispondevano “A sinistra”. Ho cercato allora un modo diverso: osservare il robot e ripercorrere la strada da lui fatta. Le bambine avrebbero dovuto fare lo stesso tragitto, tenendo alzata la mano destra (direzione in cui doveva andare il robot, secondo l’ipotesi di Alessia). Lorena, dopo aver seguito il percorso del robot, ha ritenuto che girasse a destra. Siam, che era rimasta al punto di partenza, riteneva che “gira a sinistra, l’ho guardato attentamente”. Alla domanda “Chi delle due bambine ha ragione?”, Alessia è intervenuta dicendo che “dipende da dove si guarda”. Abbiamo così affrontato il concetto di punto di vista.”
  20. 20. 1.2. difficoltà di lavoro in piccoli gruppi cooperativi dal punto di vista dell’insegnante e dei bambini 1.2.1.Strategia di ricomposizione dei piccoli gruppi di lavoro “Ho fatto l’errore di formare soltanto due squadre all’inizio. Dopo il primo gioco ho rimediato, creando un’altra squadra: in questo modo c’erano due gruppi da 4 e un gruppo da 3 e i bambini riuscivano a lavorare meglio, scambiandosi le idee e coinvolgendo tutti” “Non avevamo previsto di costruire il manuale di istruzioni in piccoli gruppi, ma si è reso necessario. Il lavoro in gruppi di 3 massimo 4 bambini ha permesso ai bambini di essere più coinvolti individualmente ed esprimere il loro ragionamento 1.2.2. Strategia di condivisione delle regole del gruppo
  21. 21. PUNTI DI FORZA DEL CORSO 1. Scoprire sperimentando “in prima persona” la valenza didattica del robot 2. La documentazione per riflettere e riprogettare 3. Il confronto nel gruppo di supervisione 4. La percezione di avere fatto “esercizi di flessibilità” “.... dovevamo provare e riprovare i programmi per verificare se ciò che pensavamo fosse uguale a ciò che avevamo creato. E’ stato proprio questo passaggio che mi ha facilitato l’interazione e l’apprendimento dell’uso del robot” (1) “Raccontare e ricostruire gli incontri ha permesso di notare aspetti di cui in situazione non ci rendevamo conto in modo così chiaro. Abbiamo deciso di aggiungere uno spazio per segnalare le modifiche sin dall’inizio nello schema progettuale (1, 2)
  22. 22. CRITICITA’ DEL CORSO “Bisognerebbe aumentare il tempo per imparare ad utilizzare bene tutti i sensore e fare molte prove di programmazione” “Il tempo della sperimentazione in classe era troppo poco, era necessario dare più vincoli e strumenti per risolvere problemi e riuscire a giocare.” “Probabilmente, se avessi avuto più tempo, avrei approfondito, se me ne fossi accorta, molti aspetti non li ho proprio colti ed ascoltando le registrazioni mi sono accorta di quanti spunti sono emersi”
  23. 23. IL PUNTO DI VISTA DEI BAMBINI Cosa avete imparato?  Gli elementi costitutivi del robot Lego (sensori, motori, ruote, computer, cavi….)  Muovere il robot interagendo  La corrispondenza tra comando e movimento del robot  Trovare strategie per fare evitare ostacoli al robot(es il gioco „acchiappa la stella‟)  Misurare in molti modi le distanze percorse(con il corpo, con i fogli, con le piastrelle, con il righello)  Capire le cause meccaniche del non funzionamento  Lavorare in gruppo
  24. 24. B: A me piaceva quando indossavamo i comandi al computer e li mettevamo nel robot. Da lì ho imparato alcune cose… quando facevamo qualcosa solo con la nostra testa non collaborando con gli altri amici veniva sbagliato quindi dovevamo rifarlo D. Sì, e poi era divertente vedere se il nostro pensiero si avverava, io soprattutto volevo vedere se i calcoli che avevamo fatto venivano giusti e speravo. Se si realizzava ero contento se no ci riprovavo pensando che avevo sbagliato qualcosa
  25. 25. Secondo voi giocare con i robot ha qualcosa di simile a quello che studiate a scuola? A: tecnologia B: matematica C: tecnologie come dire…. tutte le cose elettroniche…energia, motori… Ma cosa insegna “tecnologia”? S: La logica, capire che cosa fa la mente, capire che cosa fa un robot C: Capire come noi pensiamo.
  26. 26. Bibliografia • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Altet M. (2006). “Le competenze dell‟insegnante professionista: saperi, schemi d‟azione, adattamenti ed analisi” in Paquay L., Altet M., Charlier E., Perrenoud P., Vigo R. Formare gli insegnanti professionisti, Armando, Roma Baldacci M. (2005). “I paradigmi di ricerca e di valutazione” in Perucca A. (a cura di) (2005) Le attività di laboratorio e Tirocinio nella formazione degli insegnanti Vol. I, Armando, Roma Benitti, F. B. V. (2012). Exploring the educational potential of robotics in schools: A systematic review. Computers & Education, 58(3), 978-988. Bredenfeld, A., Hofmann, A., & Steinbauer, G. (2010). Robotics in Education Initiatives in Europe: Status , Shortcomings and Open Questions. Proceedings of SIMPAR 2010 Workshop, International Conference on Simulation, Modeling and Programming for Autonomous Robots, 568-574. Calvani, A., Biagioli, R., Maltinti, C., Menichetti, L., & Micheletta, S. (2013). 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