Extreme Apprenticeship: un nuovo approccio

all'insegnamento dell'informatica

Gabriella DoderoLibera Università di Bolzano

Verona, 7 settembre 2015

Sommario

● Extreme Apprenticeship: i principi● Extreme Apprenticeship all'universita' ● … e a scuola ● Cosa abbiamo imparato

Motivazione● L'informatica e' materia di studio sia in percorsi

specializzati (scuole superiori a indirizzo informatico, corsi di laurea in informatica) sia come „competenza digitale“ (in varie scuole superiori e in corsi di laurea scientifici e non)

● molti studenti la trovano difficile !!!● Voti bassi, abbandoni, pochi studenti ne ricordano i

contenuti a qualche mese di distanza (quando dovrebbero „servirsene“)

● Sono previste ore di „esercitazioni“, ma spesso sono poche e iniziano solo dopo quelle di teoria

● Si puo' migliorare?

Extreme Apprenticeship

● Basata su Cognitive Apprenticeship: attenzione al processo di insegnamento, prima dei contenuti

● Insegnare come gli apprendisti nella „bottega“: si lavora sotto la guida del „maestro“ per acquisire una abilita'

● Esempi tradizionali: le botteghe artigiane (sarto, calzolaio...) per apprendere abilita' manuali/pratiche

● Si puo' applicare anche alle abilita' cognitive● Il processo di apprendimento avviene in tre fasi:

● modelllazione, scaffolding e fading.

La fase di modellazione

● Lo studente deve acquisire un modello concettuale di cosa deve fare, osservando il maestro che lo fa !

● Le lezioni, se si fanno, si basano su esempi svolti assieme (ma si possono anche evitare/ridurre)

● Il maestro pensa ad alta voce mentre svolge l'esempio, per mostrare i processi mentali che sta utilizzando

La fase di scaffolding

● Gli studenti risolvono gli esercizi in presenza di un maestro. Possono chiedere aiuto, se non sanno come procedere.

● Il maestro non da' la soluzione, ma solo un suggerimento per trovarla da soli

● Come proposto da Bruner ...

La fase di fading

● Quando lo studente inizia a lavorare da solo, lo scaffolding diminuisce gradualmente

● Piu' gli studenti lavorano per conto proprio, piu' cresce la loro abilita'

XA e gli esercizi

● Gli esercizi non sono „applicazioni della teoria“● Roumani li considera

● We think of them as teaching instruments that complement lectures by teaching the same material but in an exploratory fashion

● Gli esercizi sono fondamentali per aumentare la motivazione degli studenti

XA e la motivazione

● La motivazione intrinseca e' meglio di una ricompensa● Esercizi troppo difficili uccidono la motivazione

intrinseca degli studenti piu' deboli● Per aumentare la motivazione occorre proporre

esercizi come „sfide“, e obiettivi a breve termine che possono essere raggiunti.

● Un feedback dal maestro aumenta la motivazione ● L'autostima e l'auto-efficacia aumentano la

motivazione

Principi di base di XA

(1) Si impara dalla pratica. Per acquisire una abilita' occorre fare pratica, per tutto il tempo che serve

(2) Il fedback deve essere continuo e bidirezionale. L'apprendista riceve un feedback sul proprio lavoro, il maestro riceve un feedback osservando come l'apprendista affronta le sfide e le supera.

XA @ Helsinki

● Diminuire le ore di lezione (o non farle proprio!)● Programmazione: la prima ora di introduzione al

corso● Matematica: due ore a settimana (commenti agli

esercizi, „ricapitolare“ la teoria che si e' usata)● Aumentare le ore di laboratorio, e aumentare il

numero di „teaching assistants“● Correggere TUTTO! E far rifare quello che e'

sbagliato!!

Superamento degli esami @ Helsinki, CS

● Programmazione per non informatici

● Programmazione per informatici

Tradizionale XA 58.5% 71.3%

Tradizionale XA 43.7% 70.1%

Matematica @ Helsinki

● Laboratorio di matematica: una stanza con tavoli e pareti „scrivibili“

● Teoria 2 ore a settimana per richiamare il materiale della settimana (gia' svolto)

● Niente esercizi complessi ma sequenze di domande che portano passo dopo passo alla soluzione

● Esercizi di riflessione e verbalizzazione ● "Explain in your words, without using

mathematical symbols, the results of the previous task"

Superamento di corsi matematici

● La qualita' degli studenti si e' innalzata notevomente rispetto ai corsi tradizionali

● Il numero di studenti che superano l'esame e' analogo (80-82%)

● La soddisfazione e la percezione di avere appreso sono aumentate (da 83% a 93%)

● Un commentothe best thing about the course was that I learned things the hard way. At first the demanded accuracy felt unreasonable but in the end I can say that it helped me to understand things more clearly and do them correctly

Bolzano: Sistemi Operativi

● Corso della laurea, 3. semestre, circa 30 studenti l'anno● Valutazione: teoria (50%) con esame scritto; laboratorio

(50%) valutata con progetto● La prima parte del laboratorio (2 cfu) e' stata offerta dal

2011 al 2013 con XA● Contenuti: scripting bash

Autovalutazione iniziale● Alcuni studenti conoscevano lo scripting bash dalla

scuola superioere● Molti non conoscevano nemmeno la linea di

comando...

Laboratorio

● Il docente e' disponibile 6 ore la settimana in laboratorio

● … ma e' solo!!!● Modalita' blended (gli esercizi si possono anche

consegnare sulla piattaforma, da casa)

Blended XA & Moodle

● Impossibile verificare gli esercizi „in tempo reale“ in laboratorio

● Il docente li esamina off-line● Una piattaforma Moodle gia' conosciuta dagli studenti

serve alla consegna ● Moodle e' indispensabile per gestire i voti !!

(54 esercizi x 30 studenti + gli esercizi inizialmente errati e riconsegnati...)

Feedback

● Moodle manda automaticamente una mail allo studente per informarlo che l'esercizio e' stato corretto

● Lo studente vede il commento del docente● In caso di errore il commento del docente lo spiega

(ma non da' la soluzione) ● In altri casi il commento e' semplice (ok!) o e' uno

smiley ● Ogni studente vede solo il proprio voto

I voti a Bolzano● Piu' studenti passano al primo appello!!!● Con „tradizionale“ indichiamo il totale delle tre coorti

precedenti la prima edizione di OS con metodologia XA (101 studenti)

● Dopo tre anni non c'e' piu' nessuno studente „storico“...

Tradizionale % XA %33 33% 22 52%

Cosa abbiamo imparato

● XA funziona, sia in presenza, sia blended ● Gli studenti lavorano di piu', e ne sono felici● Gli studenti sanno di avere imparato, e rispettano le

scadenze ● Drop-out degli anni precedenti sono riusciti a superare

l'esame● Chi ha abbandonato, non l'ha fatto per disperazione...

Opinioni degli studenti ● 1: Auto-efficacia: ho

imparato bash scripting

● 2: Dagli esercizi ho compreso meglio la teoria

● 3: Ho impiegato troppo tempo per il laboratorio

Alcuni commenti● Uno studente che si era auto-valutato

inizialmente come „scarso“:This is new way of teaching. It is very interesting. I didn't expected from myself, that without any knowledge about bash and without any lectures, it is possible to learn so much!

● Uno studente che si era auto-valutato come „capace“:

writing a shell [a complex take-home activity] would have been interesting, but anyway writing this script was a nice experience

E a scuola?

● Esperienza pilota circa due anni fa, in una scuola professionale (classe 4.), tecnico di servizi di impresa

● Programmazione javascript (novità)● Gli allievi reagiscono molto bene: metà vogliono

diventare programmatori !!

● Proviamo con gli insegnanti del PAS 42/A!!

Cosa è stato fatto e dove● Nella classe di insegnamento 42/A, e anche in

matematica● Nelle province di Trento e Bolzano (e anche in

una scuola in provincia di VR)● In diversi tipi di scuole, anche professionali,

anche serali● In diversi anni di studio ● Per studenti „regolari“ ● ma anche per over-50

Alcuni esempi

● Moduli ECDL● Programmazione di semplici algoritmi Pascal,

python, scratch● HTML, CSS, javascript● Linux CLI e bash scripting● Ma anche espressioni numeriche e

fattorizzazione delle frazioni

Alcuni punti fermi ● Correggere tutto o quasi● Concludere a casa e consegnare „dopo“

(via email, su piattaforma, su chiavetta...)● Scaffolding, ovvero non dare la soluzione, ma aiutare

a scoprire l'errore● Si lavora tanto, ma il tempo passa veloce● Si apprende, e si e' consapevoli di avere appreso

(studenti ed insegnanti)

www.mycutegraphics.com

Alcuni punti aperti

● Come fare per classi numerose, senza codocenza?● Si riesce ad attivare un peer tutoring tra studenti della

stessa classe?● Se lo adottasse tutta la scuola, si potrebbe fare peer

tutoring tra classi diverse?● E chi non fa mai i compiti?

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Alcune belle sorprese● Professore, non faccia piu' lezione col libro!● „Stanno troppo zitti, forse hackerano la rete

della scuola?“● FUNZIONAAAAAAA!!!!!!● La collega di lettere prova,

tutta la classe prende 9 o 10● I genitori finalmente capiscono

„quanto“ sta studiando il figlio●

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E poi....● E3osvideos: canale youtube di „open

educational resources“ su Linux e bash, pensato come un breve MOOC di orientamento

● OS 2015-16: si riparte sperimentando un nuovo „format“....

Fig. 5. A video screen-shot showing: (1) the teacher-avatar addressing the learning goal, (2) with a discovery element for engaging, (3) the iconic representation of a terminal and folders for favoring recognition rather recall

Credits

● RAGE webpage:http://www.cs.helsinki.fi/en/rage/● Collaboratori per OS: F.Di Cerbo, N.El Ioini, V.Del Fatto,

F.Persia● Co-autori di pubblicazioni collegate : R.Gennari,

F.Ravanelli, N. Mastachi, e una dozzina di insegnanti 42/A● Collaborazioni in corso: Universita' di Verona (psicologia),

….

Grazie, Danke, Thanks, Kiitos!!gdodero @ unibz . it