Extreme Apprenticeship: Insegnare le scienze esatte

con un approccio sperimentale

Gabriella DoderoLibera Università di Bolzano

Sommario

● Extreme Apprenticeship: i principi● Extreme Apprenticeship all'universita' e a

scuola ● Cosa abbiamo imparato

Motivazione

● Le scienze esatte (come matematica ed informatica) sono insegnate in molti percorsi di studio, in particolare come materie di base (ad esempio per una laurea in Biologia)

● Gli studenti le trovano in genere difficili !!!● Voti bassi, abbandoni, pochi studenti ne ricordano i

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

● Sono previste ore di „esercitazioni“, ma sono poche e vengono 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 chiamarlo 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

Credits

● RAGE webpage:http://www.cs.helsinki.fi/en/rage/● Collaboratori per OS: F.Di Cerbo, N.El Ioini, V.Del Fatto● Co-autrici di pubblicazioni collegate : R.Gennari,

F.Ravanelli, N. Mastachi● Collaborazioni in corso: Universita' di Verona, ….

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