26/03/2014 1 Problem solving Problemi standard e non-standard.

11/04/23 www.renatopatrignani.it 1

Problem solving

Problemi standard e

non-standard

Il problema

11/04/23www.renatopatrigna

ni.it 2

Un problema nasce quando un essere vivente ha una meta ma non sa come raggiungerla. (Duncker - 1935)

Quindi, perché nasca un problema occorre che ci sia la motivazione a raggiungere un obiettivo (non a risolvere il problema!)

Pratico o teorico


ni.it 3

Un problema può essere pratico (1° livello di difficoltà)o teorico (2° e 3° livello di difficoltà)

Una situazione pratica (reale) diviene problematica e viene risolta attraverso tre fasi:

Problem finding

Problem solving

Problem shaping

Esempio

1a fase della risoluzione di un problema


ni.it 4

1. Il problem finding (scoperta di un problema) è quella fase che comprende l’individuazione e la definizione di una situazione problematica a partire proprio dalla decisione di fermarsi a pensare.


ni.it 5

2. Il problem shaping o problem framing o problem setting (dare forma al problema, inquadrare il problema, definire il problema) è la fase in cui si delinea, si definisce con la maggior precisione possibile un problema, inizialmente formulato in termini troppo vaghi per poter essere efficacemente affrontato e risolto.




ni.it 6

3. Il problem solving indica l'insieme dei processi atti ad analizzare, affrontare e risolvere positivamente situazioni problematiche.

è presente in ogni disciplina!

è una attività mentale che consiste nella razionalizzazione di esigenze (obiettivi) e conseguente formalizzazione dei problemi

è considerata la più complessa fra tutte le funzioni mentali e viene definita come un processo cognitivo di ordine superiore che richiede la capacità di coordinare e utilizzare diverse abilità.

viene attivato quando un organismo o un sistema intelligente artificiale ha il problema di trasformare un’esigenza in una soluzione.

Problema pratico (1° livello)


ni.it 7

• Il soggetto solutore è il protagonista della situazione problematica, può interagire con essa e si pone il raggiungimento di un obiettivo pratico.

Sono le 11:30. Mi trovo in una città che non conosco e devo recarmi ad un certo indirizzo entro le ore 12:00.

• Questo problema nasce se il solutore è motivato a raggiungere quell’indirizzo ed è risolto se raggiunge tale obiettivo.

• Per risolvere il problema, il solutore può interagire con il contesto: chiedere informazioni ai passanti, comperare una cartina, chiamare un taxi, ecc.

Problema teorico


ni.it 8

Se proponiamo un problema teorico, dobbiamo curare tre aspetti:

Condivisione dell’obiettivo

Motivazione

Convinzioni

Da questi tre fattori dipendono la scelta delle strategie e il superamento della «fissità funzionale» da parte del solutore.

Esempio

Problema scolastico standard (3° livello)

11/04/23www.renatopatrignani.it 9

Per comprare 5 quaderni ho speso 7,50 €. Quanto costa un quaderno?• Il soggetto solutore non si trova di fronte ad una situazione problematica,

ma ad una domanda, e l’obiettivo dell’insegnante non è quello di conoscere il costo di un quaderno, né quello di sapere come si può trovare tale valore, ma quello di verificare se l’alunno coglie il nesso fra i dati e l’incognita e riesce ad impostare il giusto algoritmo e a calcolarlo.

• L’alunno avrebbe bisogno di una notevole capacità di astrazione per essere motivato da un simile obiettivo (che, peraltro, non gli viene esplicitato); perciò potrebbe motivarsi verso obiettivi alternativi (rispondere alla domanda, prendere un bel voto) e adottare strategie tese ai suoi obiettivi.

• Per risolvere il problema, l’alunno si trova di fronte non ad un contesto concreto (come, solo apparentemente, suggerisce il testo) ma ad un contenitore di dati da utilizzare per rispondere alla domanda, avere l’approvazione dell’insegnante, ecc..

Atteggiamenti motivazionali


Nicholls, nella sua teoria delle motivazioni (1983), distingue tre tipi di coinvolgimenti:

estrinseco: l’alunno si impegna per ottenere qualcosa (approvazione dell’insegnante, bel voto, ecc)

intrinseco: l’alunno si applica nello sforzo di apparire intelligente

operativo: l’alunno è concentrato sul compito e persegue miglioramenti nelle performances e la soddisfazione che ne consegue.

Solo se si verifica l’ultimo caso si può parlare di «obiettivo condiviso»

Le convinzioni


Un altro fattore che condiziona il successo nella soluzione di un problema è rappresentato dalle

convinzioni del solutore.

Nel problem solving assumono un ruolo centrale le decisioni, strategiche o tattiche, che un soggetto prende e tali processi decisionali sono fortemente influenzati dalle convinzioni che il soggetto possiede. (Schoenfeld-1985)

Se l’alunno si convince della propria incapacità di risolvere i problemi e/o dell’artificiosità e/o inutilità pratica di tale attività,ciò costituisce una «barriera affettiva» che gli impedisce di fatto

di utilizzare le conoscenze che pure possiedee ne compromette la motivazione e quindi la perseveranza,

la capacità e volontà di iniziativa e la capacità di trarre soddisfazione da situazioni di problem solving.

Le strategie


ni.it 12

Quando l’insegnante propone un problema all’alunno, l’obiettivo che egli si pone è condiviso dall’alunno?

Se non lo è, quest’ultimo può utilizzare strategie

inadeguate alla soluzione del problema posto(perché finalizzate ai suoi obiettivi alternativi).

Mc Carrigle e Donaldson ipotizzano che il fallimento di una prova può essere dovuto al fatto che

l’alunno interpreta in modo sbagliato il problema e quindi risolve un compito diverso da quello richiesto.

Fissità funzionale


ni.it 13

1. Fissità funzionale (pensiero convergente)

Tendenza a impiegare gli elementi del problema secondo il loro uso comune, mentre la soluzione richiede che tali elementi vengano impiegati in modo insolito.

Quando si supera una situazione di fissità funzionale avviene quello che viene definito il ricentramento: l’oggetto assume una nuova funzione.

2. Meccanizzazione del pensiero

Consiste nel ripetere la medesima strategia già attuata con successo nel passato.

Problema di Duncker


ni.it 14

Avete:una candela, dei fiammiferied una scatola di puntine.

Il vostro obiettivo è quello di attaccare la candela al muro in modo che non goccioli sul tavolo.

Qual è la soluzione?

Soluzione


ni.it 15

Proposta di problem solving


L’attività di problem solving proposta in questo modulo ha le seguenti caratteristiche:

Comporta la soluzione di problemi non-standard

Richiede e persegue competenze riguardanti tutte le discipline e trasversali alle discipline

Prevede un ambiente cooperativo

Si può avvalere dell’uso del computer e di un linguaggio di programmazione

E’ finalizzato all’acquisizione di competenze complesse e al potenziamento di processi cognitivi di ordine superiore

Problemi non-standard


Un modo efficace di indurre gli alunni a convinzioni positive riguardo al problem solving è quello di impegnarli

nella soluzione di problemi non-standard in ambiente cooperativo.

Recenti sperimentazioni provano che tale attività didattica migliora anche le capacità di

soluzione dei problemi standard.

Multidisciplinarità


ni.it 18

Il Problem Solving non riguarda solo le discipline scientifiche e può essere attuato in ogni ordine di scuola, purché si pongano problemi adeguati al grado di comprensione degli allievi, in situazioni reali o almeno verosimili, interessanti e complesse, al fine di stimolare i ragazzi a porsi sempre nuove domande: si potrà procedere a insegnare in modo critico la Matematica, l'Italiano (per la risoluzione di un giallo o la scrittura di un testo), le Scienze (attraverso la valutazione di testi scientifici), la Storia (ponendo una controversia da analizzare, ricostruendo i processi che hanno dato vita ad alcune grandi vittorie o sconfitte, ...), o utilizzando le tecnologie informatiche (elaborando programmi, costruendo ipertesti o visionando software e multimedia didattici che pongono situazioni stimolo).

Competenze di problem solving


Le prove richiedono l’impiego e lo sviluppo delle competenze fondamentali tipiche del problem solving:

ricerca: comprensione della situazione problematica, definizione dei dati del problema, formulazione dell’ipotesi e individuazione delle fonti per il reperimento di ulteriori dati e informazioni;

strutturazione: rappresentazione del contesto attraverso dati, tabelle e grafici…

esplorazione: studio di casi particolari in cui la soluzione è semplice o particolarmente significativa;

analisi: scomposizione in sottoproblemi e scoperta del processo di risoluzione da utilizzare;

elaborazione: scelta della strategia più efficace, algoritmo di risoluzione del problema, progettazione e programmazione;

verifica: controllo e valutazione dei risultati ottenuti;

comunicazione: presentazione e condivisione delle informazioni relative alle tematiche affrontate e alla soluzione.

Uso del computer nel problem solving


L’uso del computer nel problem solving è finalizzato ad avviare e consolidare negli alunni una vision informatica (non solo tecnologica), mobilitando processi e prodotti affinchè l’informatica assuma la connotazione di disciplina scientifica, fruibile come «metodo concettuale che consente di formalizzare e risolvere problemi in ogni campo» (Casadei–2008). Si tratta di passare dal sapere (conoscenza) e dal saper fare (competenza) al saper far fare (computer programming e computational thinking). Far fare qualcosa a un computer è:• un allenamento per capire e per imparare a fare • una verifica che si è effettivamente appreso il saper fare.

N. B.: Non si tratta di «fare qualcosa con il computer», ma di «far fare qualcosa al computer»

Cosa far fare al computer


ni.it 21

L’uso del computer diventa un metodo per raggiungere un obiettivo.• Saper far fare al computer non solo calcoli, ma reperire informazioni, costruire procedimenti e trovare argomentazioni e dimostrazioni. Computer programmingConoscere un linguaggio di programmazione è uno strumento

pedagogico unico per sviluppare in modo effettivo le abilità e le competenze di astrazione. Il computer può essere istruito con l’uso di un linguaggio e può apprendere dall’esperienza.

Computational thinkingLa conoscenza di metodi e modelli computazionali permette di

affrontare problemi che l’uomo, da solo, non potrebbe neanche prendere in considerazione

Chaitin: «Si capisce qualcosa solo se si è capaci (noi e non altri) di scrivere il programma; altrimenti non si ha una vera comprensione, si crede soltanto di aver capito!»

Computational thinking


ni.it 22

Il computational thinking è un processo di problem solving caratterizzato da:Analisi e organizzazione logica dei dati (data modeling, data abstraction) e simulazioni Formulazione di problemi ai quali un elaboratore può fornire supporto Identificazione, test ed implementazione di possibili soluzioni Automazione di soluzioni attraverso il pensiero algoritmico (algorithmic thinking) Generalizzazione ed applicazione di questo processo ad altri problemi

Vantaggi del gruppo


ni.it 23

Far risolvere i problemi in team ha diversi effetti positivi:

Riduce sensibilmente l’ansia da prestazione.

Consente a ciascuno di riconoscere le strategie vincenti degli altri e di farle proprie.

Rendendo evidente che ognuno ha i propri punti di forza e le proprie difficoltà, rinforza l’autostima.

Problema teorico (2° livello)


Immagina di trovarti, alle ore 11:30, in una città che non conosci e di dover raggiungere un certo indirizzo per le ore 12:00. Come potresti fare?

• Il soggetto solutore è spettatore di una situazione problematica che deve immaginare; non può interagire con essa e gli si chiede di trovare almeno un modo di raggiungere un obiettivo pratico.

• Il solutore è motivato dalla maggiore o minore volontà di dimostrarsi capace di trovare una soluzione (motivazione operativa).

• Per risolvere il problema, il solutore non può interagire con il contesto: deve pianificare una strategia, considerando le varie possibilità offerte sotto forma di regole da seguire (presenza o meno di passanti, di negozi aperti, di taxi, disponibilità di denaro, ecc.)

Alunni in difficoltà


ni.it 25

Perché proporre la didattica del problem solving agli alunni in difficoltà:

• Ha la caratteristica tipica della didattica operativa di muovere dallo stato esperenziale mentale dell'alunno,

e tende ad arrivare al «saper fare» e al «sapere cosa si sta facendo».

• agevola l'insegnamento individualizzato offrendo maggiori opportunità di sviluppo di capacità e attitudini

(comunicative, espressive, creative e collaborative )

• Sul piano cognitivo, sviluppa il pensiero formale di tipo costruttivo migliorando le capacità di agire in modo ordinato e mirato nella

risoluzione dei problemi e assicurando maggior rendimento in ambito scolastico e quotidiano.

• Sul piano psicoaffettivo, migliora l'immagine di sé, abbassa il livello di frustrazione e fa acquisire competenze collaborative.

Mappa concettuale


SITUAZIONE OBIETTIVOOBIETTIVO MOTIVAZIONEMOTIVAZIONE

SITUAZIONE PROBLEMATICA

PROBLEM SOLVING

OBIETTIVO (condiviso)

OBIETTIVO (condiviso)

MOTIVAZIONE (operativa)

MOTIVAZIONE (operativa)

CONVINZIONICONVINZIONI

STRATEGIE

InformaticaSOLUZIONEVERIFICA

PROBLEM FINDING

PROBLEM FINDING

PROBLEM SHAPINGPROBLEM SHAPING

COMUNICAZIONE DELLA SOLUZIONE

Comunicazione della soluzione


Anche la comunicazione della soluzione presenta delle difficoltà

perché bisogna rispettare la «sintassi» prevista nelle domande.

26/03/2014 1 Problem solving Problemi standard e non-standard.

Documents

Transcript of 26/03/2014 1 Problem solving Problemi standard e non-standard.