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Impiego di un Wiki in ambito scientifico

15 dicembre 2009 | Ezio Monastero, Docente di chimica nella scuola superiore e componente del gruppo Fuss per il supporto didattico e tecnico alle tecnologie della comunicazione e dell'informazione presso l'Intendenza Scolastica in lingua italiana della Provincia di Bolzano.

Introduzione
Nel corso degli anni, la metodologia dell’insegnamento delle materie scientifiche nella scuola secondaria di secondo grado ha subito trasformazioni che hanno privilegiato sempre più l’ approccio sperimentale agli argomenti della scienza, cosa che avrebbe dovuto portare ad una maggiore comprensione dei nuclei fondanti delle discipline e al raggiungimento di competenze scientifiche solide e strutturate. In particolare, negli istituti tecnici e nei licei tecnologici, questo trend è stato portato avanti dalle tre materie scientifiche, fisica, scienze e chimica che, pur essendo divise nell’insegnamento in modo da tutelare l’apparato dottrinale specifico, si prefiggono obiettivi comuni conseguiti con una metodologia che vede nella pratica laboratoriale (5) un possibile percorso per acquisire conoscenze ed affrontare e risolvere problemi.
Questo processo però non ha ancora dato nella scuola italiana i frutti sperati, come evidenziato dai dati del rapporto OCSE PISA (1), che rileva risultati insoddisfacenti degli studenti italiani in ambito scientifico.
Si è pensato quindi di intervenire integrando l’ attività didattica con tecnologie che fossero di ausilio per migliorare la formazione degli studenti. Si è scelto di utilizzare, assieme alla metodologia del “problem solving” (2), alcune tecnologie didattiche (software open source per mappe concettuali e wiki per lavori collaborativi) per sviluppare un argomento specifico di una disciplina scientifica, l’elettrochimica.
La possibilità di lavorare con la metodologia del co-writing (7) dovrebbe permettere agli studenti di elaborare nuove strategie conoscitive, attraverso la rielaborazione delle proprie conoscenze come risultato delle interazioni con il gruppo classe(6). Anche le capacità metacognitive dovrebbero essere potenziate attraverso l’utilizzo delle mappe concettuali (4) la necessaria riflessione che si deve applicare nel momento della scrittura collaborativa, la qual cosa costringe lo studente a confrontarsi con l’oggettività del problema e, nello stesso tempo, con la visione degli altri.

Approccio metodologico
Ritenendo che l’approccio sperimentale allo studio delle materie scientifiche sia un valido strumento didattico, con questo progetto si vuole anche contribuire a rivitalizzare la pratica del laboratorio che nel tempo ha perso la sua efficacia, mostrando tutta l’incapacità degli studenti nella rielaborazione e sistemazione delle conoscenze, del loro utilizzo come base per costruirne di nuove e per interpretare gli stessi esiti degli esperimenti. Si è pensato quindi che introdurre una modellizzazione dei concetti (2) attraverso un software per mappe concettuali e la conseguente costruzione di una pagina web, potesse essere uno stimolo all’approfondimento delle problematiche affrontate.
I software a disposizione sono molteplici (3), ma si è scelto fra quelli open source che si rifanno a una filosofia di maggiore condivisione. La scelta del software opportuno è ricaduta su “dia”, un software open source per distribuzioni linux che svolge funzioni di sviluppo di flow-chart, ma che è in grado di fornire funzionalità anche per mappe concettuali o mentali.
L’altro aspetto su cui si vuole indagare, è rilevare se la costruzione di una pagina wiki (7) sull’argomento permetterà agli studenti di rielaborare le conoscenze e i collegamenti logici (le connessioni), di analizzare quelle dei compagni, di discuterle e di condividerle.

Obiettivi formativi
Sulla base dell’approccio metodologico scelto, il supporto di tali tecnologie potrà servire agli studenti a raggiungere questi obiettivi:

- saper progettare, attraverso la metodologia del “problem solving”, un percorso di ricerca che porti alla realizzazione di una pila elettrochimica con materiali sia convenzionali che alternativi;
- essere capaci di reperire le conoscenze necessarie per la soluzione del problema;
- essere capaci di selezionare le informazioni indispensabili per la realizzazione del progetto e per la spiegazione dei fenomeni coinvolti;
- essere in grado di documentare il lavoro fatto con le modalità del web;
- sviluppare capacità collaborative fra studenti.

L’intento è puntare allo scambio fra “pari” per migliorare la comunicazione e l’apprendimento, in una situazione dove l’insegnante rimane sullo sfondo come tutor di un processo in cui interviene solo come esperto o facilitatore. La produzione di alcune pagine wiki dovrebbe poi concretizzare questo processo e renderne visibile lo sviluppo attraverso i nuovi apporti. La cronologia delle pagine permette di verificare questo processo e potrebbe in alcuni casi essere un’ulteriore valutazione formativa dello studente. Inoltre, la possibilità di un wiki di lavorare in asincrono, permette di valutareanche il grado di coinvolgimento degli studenti oltre le normali ore di lezione e quindi il grado di responsabilità con cui si fanno carico del lavoro assegnato.

Attività
Il primo passo è stato trovare, in accordo con gli studenti, una situazione problematica che, oltre ad avere dei connotati scientifici ben precisi, collegasse le attività da costruire alla realtà quotidiana e contemporaneamente facesse sorgere curiosità ed interesse. Si è perciò scelto di costruire una pila Daniell, classico esercizio didattico che permette di affrontare i concetti fondamentali dell’elettrochimica, ed anche di far funzionareuna pila che produce corrente elettrica con l’utilizzo di frutta . Questo tipo di lavoro in verità non è una novità, in quantosi ricollega a lavori già svolti con queste modalità negli anni passati; il tentativo di innovazione si compie invece nella progettazione dell’ esperimento, a totale carico degli studenti e, soprattutto, nella documentazione dei risultati da formalizzare utilizzando software per mappe cognitive e un wiki per lavori collaborativi.
La seconda fase ha visto la costruzione di mappe cognitive da parte degli studenti attraverso il software “dia”. La classe, una volta confrontate le mappe, ha definito i concetti fondamentali da conoscere e quindi proposto il percorso per l’approntamento degli esperimenti e della loro documentazione. Si è sviluppata una discussione sui materiali preparati, sulle proposte di progettazione del lavoro in laboratorio e su come documentare gli esperimenti.
Gli esiti di questa attività sono stati la costruzione di una mappa concettuale condivisa e pubblicata sulla pagina wiki, la continua rielaborazione delle proprie mappe personali con aggiunta di nuovi “nodi” e, in seguito, la richiesta di inserire sul wiki una pagina denominata “glossario” dove riportare il significato di alcuni concetti importanti.
La progettazione definitiva dei due gruppi è stata approvata dal docente e poi si è passati alla realizzazione pratica degli esperimenti, alla raccolta dei dati, delle immagini, delle osservazioni e di tutto quello che si è ritenuto utile per la stesura della pagina wiki. Si è pensato di installare il wiki sul server che gestisce il sito web della scuola; in particolare si è utilizzato un componente del software joomla 1.0.14 con cui viene gestito il sito web.

Strumenti di monitoraggio e valutazione
Tutte le attività sono state monitorate definendo dei criteri di valutazione che sono riportati nella tabella1.


Tab.1

In questo articolo non ci soffermiamo sulle implicazioni di raggiungimento delle competenze disciplinari, peraltro monitorate con normali test, ma valuteremo l’ influenza della tecnologia sugli esiti formativi degli studenti.
A questo scopo si sono preparate due schede di osservazione, una a cura del docente, riassuntiva del raggiungimento degli obiettivi da parte della classe, e una di autovalutazione per ogni singolo studente.
Nella scheda per il docente si sono individuati degli indicatori e i possibili descrittori su cui effettuare, utilizzando valori numerici da un minimo di 1 ad un massimo di 4, una valutazione semi-quantitativa. Essa è stata utilizzata cercando di riassumere la tendenza media generale della classe.
La scheda di autovalutazione è quella che gli studenti hanno compilato alla fine del lavoro e prevede l’esplicitazione degli item. Questa scheda è costruita in modo che ad ogni item corrisponda in parallelo un descrittore della scheda per il docente, al fine di avere una valutazione più oggettiva del progetto, prendendo quindi il punto di vista del docente e quello degli studenti.

Risultati
La valutazione dei risultati si è esplicitata attraverso un rilevamento semi-quantitativo delle risposte date al questionario da parte degli studenti e una registrazione “in progress” del docente che cercava di valutare il raggiungimento degli obiettivi. In Figura1 vengono riportati i dati della scheda di autovalutazione degli studenti, che permette di risalire dai descrittori agli indicatori e, di conseguenza, di verificare il raggiungimento degli obiettivi prefissati. Come evidenziato dall’istogramma, solo in due casi si sono raggiunti gli obiettivi in modo soddisfacente, sui quali certamente l’utilizzo delle tecnologie ha avuto un influenza positiva. I valori soglia (colore rosso nel grafico) sono legati a risposte strutturate, in modo che alla risposta dello studente corrisponda un buon grado di soddisfazione per l’esperienza condotta e per la valutazione delle ricadute sul suo apprendimento.
La scheda di osservazione per il docente si è rilevata utile per fornire, sugli stessi indicatori, due visioni legate alla funzione diversa del discente e del docente. Infatti la percezione del successo del lavoro è diversa, dato che gli studenti sottolineano l’ aspetto collaborativo e di interazione con le tecnologie, senza approfondire molto il loro potenziale legato alle nuove possibilità di apprendimento. Il docente invece valuta in modo strumentale la tecnologia come mezzo permigliorare le competenze e le conoscenze degli studenti rispetto ad un approccio metodologico più classico. In effetti gli indicatori legati alla “capacità di sintesi” e alla “capacità di analisi” sono i punti qualificanti che dovrebbero contribuire alla valutazione dell’impatto delle tecnologie sugli apprendimenti.
Questo dualismo di vedute si evidenzia nel riconoscimento, da parte degli studenti, di non aver raggiunto valori ottimali per l’indicatore “capacità di sintesi”, che invece per il docente è uno degli obiettivi fondamentali su cui basa l’utilizzo dei software per mappe mentali e del wiki.
Un aspetto del wiki che permette di capire gli apporti e le variazioni avvenute in corso d’opera riguarda l’osservazione della cronologia delle pagine, dove si possono valutare le differenze apportate al documento nel corso del lavoro e individuarechi ha fornito i contributi più significativi. La difficoltà sta nel raccogliere queste informazioni e da qualitative renderle quantitative. Quest’analisi dei singoli studenti è risultata molto interessante perché si possono ricostruire le logiche evolutive del complesso del documento, ma anche i punti di vista dei singoli interventi.


Fig.1

Conclusioni
Il lavoro condotto su una piccola classe, se da un punto di vista statistico non è significativo, ha permesso però di evidenziare alcuni aspetti, con zone d’ombra e di luce, che dovranno essere sicuramente approfonditi ma che già presentano alcune linee di tendenza.
Si è verificato che è necessario, seppur mantenendo la validità del metodo sperimentale applicato alle materie scientifiche, applicare l’utilizzo delle tecnologie multimediali all’insegnamento per adeguarle alle aspettative degli studenti che già impiegano strumenti di comunicazione di rete, ma in altri contesti e con modalità differenti. Lavorare sulla costruzione di prodotti finali, visibili in rete e modificabili in uno spirito di collaborazione, sviluppa capacità traversali che non sono legate alla singola disciplina, ma diventano una competenza spendibile in ogni contesto.
La necessità di selezionare le informazioni, di documentare le proprie scelte e l’interagire con altri, sempre legate alla produzione di un risultato “comunitario”, sono sicuramente uno stimolo. La funzione del docente consiste nel cercare di finalizzare e guidare tutti gli sforzi degli studenti verso un prodotto coerente con gli obiettivi prefissati; quindi sia il docente che gli studenti devono tenere presente che in fondo si tratta di una simulazione dell’ormai diffuso modo di lavorare nella società “per progetti”, dove il risultato positivo o il successo è direttamente proporzionale allo spirito di collaborazione dei partecipanti e alle capacità che ognuno mette in campo.


Bibliografia

(1) Autori vari (2006). I risultati di PISA 2006. Un primo sguardo d’insieme.
URL: http://www.invalsi.it/invalsi/ri/pisa2006.php?page=pisa2006_it_05
(2) Autori vari (2004). Tecnologia e informatica dai tre anni all’età adulta, ed. Tecnodid.
(3) Guastavigna M. (2004). Mappe digitali, Form@re.
URL: http://formare.erickson.it/repository/aprile_04/guastavigna.html
(4) Novak, J. D. (1998). Learning, Creating, and Using Knowledge: Concept maps as facilitative tools for schools and corporations, Mahwah, N.J., Lawrence Erlbaum & Assoc. Pubblicato in Italia , L’apprendimento significativo. Le mappe concettuali per creare e usare la conoscenza (2001), Erickson, Trento.
(5) Pera T., Carpignano R. (2008). Didattica laboratoriale e traguardi di competenza, CnS – La Chimica nella Scuola, 4, pp.17-35.
(6) Treleaven L., Cecez_Kecmanovic D. (2001). Collaborative learning in a  study of comunicative practices, Studies in Continuing Education, 23, pp.169 -183.
(7) Trentin G. (2007).  I wiki nell’organizzazione e nella valutazione del c-learning, TD-Tecnologie Didattiche, 42 (3), pp.4-13.

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