Innovazione della didattica universitaria: tra evidenze di efficacia e buone pratiche - SUPSI

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Innovazione della didattica universitaria: tra evidenze di efficacia e buone pratiche - SUPSI
Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana
Servizio didattica e formazione docenti

 SEDIFO Apéro
 Innovazione della didattica universitaria:
 tra evidenze di efficacia e buone pratiche

Giovedì 12 gennaio 2017
Manno, Dipartimento Tecnologie Innovative (DTI), Sala Anfiteatro

Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari

    Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Innovazione della didattica universitaria: tra evidenze di efficacia e buone pratiche - SUPSI
Premessa

                                      Il contributo riprende alcune idee sviluppate nel volume «Le
                                      tecnologie educative» che è in corso di pubblicazione per
                                      Carocci (uscita prevista: aprile 2017)

                                      e si basa, prevalentemente, sui dati elaborati da John Hattie,
                                      in particolare: Hattie, J. (2015). The Applicability of Visible
                                      Learning to Higher Education. Scholarship of Teaching and
                                      Learning in Psychology, 1(1), 79–91.
                                      http://doi.org/10.1037/stl0000021

 Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
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La cornice teorica

•     Siamo all’interno di un approccio teso alla ricerca di evidenze (Evidence-Based
      Education) intese come «integrazione delle capacità di giudizio professionali
      con le migliori evidenze empiriche disponibili per prendere decisioni didattiche»
      (Whitehurst, 2002)
•     L’idea è che esista una gerarchia nell’affidabilità delle informazioni utili e che
      i livelli più alti siano rappresentati dalle sintesi di più ricerche
•     Non siamo davanti a «certezze»:
     • I dati provengono da contesti connotati
       (storicamente e culturalmente)
     • Sono numeri, indicatori, narrazioni di
       esperienze svolte altrove…
     • da leggere, interpretare e mettere
       in relazione con altre conoscenze
       (es. le teorie dell’apprendimento e
       dell’insegnamento)

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Sintesi della ricerca attraverso meta analisi

•     Tra i lavori più sistematici c’è quello di John Hattie che sintetizza le metanalisi
      di migliaia di ricerche selezionate (900+ metanalisi, 57.518 articoli, 245 milioni
      di studenti, oltre 160.000 ES)
•     I risultati, accompagnati da un indicatore, l’effect size (ES), forniscono un
      quadro delle conoscenze da cui partire.

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Dati per riflettere, prima ancora che decidere

• Avere dei «numeri» da cui partire porta ad interrogarsi sui «perché»
• Ad esempio: le nostre idee sono allineate con i dati della ricerca?
  Si, no? Perché? Quali sono le nostre opinioni?

               https://kahoot.it/

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Come ordinereste l’impatto di questi fattori?

Abbinare l'insegnamento con gli stili di apprendimento degli studenti                        Basso   Medio   Alto
Apprendimento cooperativo vs. individualistico                                               Basso   Medio   Alto
Feedback                                                                                     Basso   Medio   Alto
Fornire esempi pratici (worked examples)                                                     Basso   Medio   Alto
La valutazione formativa                                                                     Basso   Medio   Alto
Genere (maschio o femmina) rispetto all’apprendimento                                        Basso   Medio   Alto
Influenza dei coetanei                                                                       Basso   Medio   Alto
Insegnare strategie metacognitive                                                            Basso   Medio   Alto
Istruzione individualizzata                                                                  Basso   Medio   Alto
La conoscenza dell'argomento da parte dell'insegnante                                        Basso   Medio   Alto
La credibilità dei docenti agli occhi degli studenti                                         Basso   Medio   Alto
La relazione docente-studente                                                                Basso   Medio   Alto
Le aspettative dei docenti                                                                   Basso   Medio   Alto
Le aspettative degli studenti                                                                Basso   Medio   Alto
Lo sviluppo professionale sul rendimento degli studenti                                      Basso   Medio   Alto
Raggruppare i ragazzi per capacità                                                           Basso   Medio   Alto
Ridurre il numero di studenti per ogni corso                                                 Basso   Medio   Alto
Utilizzo di simulazioni e giochi                                                             Basso   Medio   Alto

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Cosa dicono le meta-analisi

Le aspettative degli studenti                                                               1,44    Alto
Fornire valutazione formativa                                                                0,9    Alto
La credibilità dei docenti agli occhi degli studenti                                         0,9    Alto
Feedback                                                                                    0,75    Alto
La relazione docente-studente                                                               0,72    Alto
Insegnare strategie metacognitive                                                           0,69    Alto
Apprendimento cooperativo vs. individualistico                                              0,59   Medio
Fornire esempi pratici (worked examples)                                                    0,57   Medio
Influenza dei coetanei                                                                      0,53   Medio
Lo sviluppo professionale dei docenti (sul rendimento degli studenti)                       0,51   Medio
Le aspettative dei docenti (sul rendimento degli studenti)                                  0,43   Medio
Utilizzo di simulazioni e giochi                                                            0,33   Medio
Istruzione individualizzata                                                                 0,22   Basso
Ridurre il numero di studenti per ogni corso                                                0,21   Basso
Abbinare l'insegnamento con gli stili di apprendimento degli studenti                       0,17   Basso
Genere (maschio rispetto al raggiungimento di sesso femminile)                              0,12   Basso
Raggruppare i ragazzi per capacità                                                          0,12   Basso
La conoscenza dell'argomento da parte dell'insegnante                                       0,09   Basso

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Il tema

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Innovare con le tecnologie

Assistiamo ad una corsa all’innovazione didattica e tecnologica:
• Impiego di video e software interattivi
• Utilizzo di videogiochi come supporti didattici
• Realtà aumentata nella formazione accademica
• E-learning, blended learning (es. MOOC, open education)
• Mobile learning
• Flipped classroom
• …

La missione: stare al passo con i tempi

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Domande

Molte domande, ma due su tutte:

• Qual è il valore dell’innovazione?
• Come valutarne l’efficacia?

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Innovare, una posizione non sempre motivata

                                                                  «Within higher education, new technologies have
                                                                  enormous potential to effect change.

                                                                  They enable universities to meet a broader range of
                                                                  learners’ needs, adapting traditional teaching
                                                                  methods and offering a mix of face to-face and
                                                                  online learning possibilities that allow individuals to
                                                                  learn anywhere, anytime.

                                                                  They also create openings to engage in new kinds
                                                                  of collaboration and offer opportunities to distribute
                                                                  resources more effectively.

                                                                  Given the societal and economic potential that can
                                                                  come from harnessing technological innovation in
                                                                  higher education, it is imperative that Europe
                                                                  takes the lead in this arena».
Report to the European Commission
October 2014

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Perché innovare?

Sono varie le possibili argomentazioni:
•     edonistica: le tecnologie piacciono ai giovani e l’uso ne determina
      nuovi linguaggi, ritmi e modalità cognitive (che dobbiamo assecondare);
•     fideistica: le tecnologie consentono di apprendere di più e meglio;
•     produttivistica: le tecnologie aumentano la produttività, migliorano il
      rendimento umano, liberano energie da destinare ad altro;
•     emancipativa: lo facciamo per educare ad un uso critico e competente
      alle tecnologie (missione «media-educativa»);
•     adattiva: la nostra istituzione deve stare al passo con i tempi.
      Si tratta, in ultima analisi, di marketing;
•     contraria (a prescindere): le tecnologie portano a perdere conoscenze,
      abilità, attitudini. Posizioni neo luddiste e alternative (legno, carta, stoffa)

Adattamento da:
Calvani A. (1999). I nuovi media nella scuola. Roma: Carocci.

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Abbiamo un problema!

La storia di questi ultimi trent’anni ci mette sotto gli occhi i fallimenti ricorrenti
delle introduzioni di tecnologia su larga scala e il ripresentarsi ciclico
di «mitologie temporanee» (Ranieri, 2011; Guerra, 2015).
Dove abbiamo sbagliato con le precedenti tecnologie?
•      Erano troppo complicate? Sono arrivate intempestivamente?
•      Hanno fatto perdere tempo e dato luogo a effetti non desiderati?
•      I docenti non le hanno reputate necessarie?
•      Non sono state utilizzate bene?
•      C’è stato un problema nella formazione all’uso?

    Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Complessivamente, i dati dicono...

Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
The «no significant difference» phenomenon

• Già dagli anni ’50 le ricerche sull’uso dei media per l’apprendimento
  indicano che non ci sono significative differenze nel loro uso

• Thomas L. Russell ha proposto l’idea di un «fenomeno NSD»
  tra media diversi analizzando 355 studi dal 1928 al 1998.

• Oggi, la ricerca evidence-based, conferma che le tecnologie apportano
  limitate probabilità di un miglioramento significativo degli apprendimenti...
• … probabilità pressoché nulla senza una chiara e consapevole
  definizione degli obiettivi didattici generale (Vivanet, 2014)

  Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Anche se un ES basso non deve scoraggiare...

•     Nella comparazione tra media diversi (o tra attività online e in aula) le
      ricerche riportano spesso differenze limitate
•     es.: una meta-analisi (US DOE, 2010) sui risultati al termine di percorsi
      online rispetto a quelli in presenza mostra che gli studenti online hanno
      avuto risultati di poco superiori (ES = 0,20); valori più elevati vengono da:
        – interventi blended (ES = 0,35);
        – esperienze con un ruolo-guida del docente marcato (ES = 0,39);
        – esperienze collaborative piuttosto che di studio individuale (ES = 0,25)

•     Questo dato cosa significa?
       1.       che c’è (comunque) un effetto positivo
       2.       che trattandosi di una alternativa, se ne legittima l’impiego!

    Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Informatica e risultati nei test di apprendimento (PISA/INVALSI)

• I risultati di analisi sul rapporto tra uso del computer e rendimento
  scolastico mostrano che (OECD, 2011; 2015; Gui, 2013):
      – al crescere della frequenza d’uso l’apprendimento sale per poi
        scendere fino a diventare molto basso per usi intensivi

                                                                                             Fonte: Gui, 2012 su dati OECD 2011 (rilevazione 2009 su 65 paesi)
      – risultati di apprendimento migliori sono legati ad un uso moderato

  Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Questi dati cosa ci dicono?

• I dati non autorizzano a una interpretazione causale (il computer
  peggiora l’apprendimento). Le cause potrebbero essere altre
• Sicuramente la diffusione di tecnologie non sembra produrre un
  aumento dei livelli di apprendimento né in Italia (Checchi et al., 2015)
  né altrove (Barrera-Osorio e Linden, 2009; Cristia et al., 2012). Vedi
  diffusione massiva di LIM nel sud Italia (Giusti et al., 2015)
• Questo non esclude che utilizzi mirati, sostenuti da formazione
  specifica e da approcci didattici adeguati producano risultati positivi
  (Tamim et al., 2011).

                                                                                             ?

             Più che alla tecnologia dobbiamo
             guardare alle modalità di utilizzo

  Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Tecnologie, metodologie e pratiche

Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Fattori in gioco

Nell’innovazione dobbiamo considerare (almeno) tre elementi:
• Lo strumento in quanto tale (la tecnologia)
• Il metodo (come si decide di impiegare la tecnologia)
• L’attuazione pratica (come il metodo è applicato nel contesto concreto)

                                                                                             Attuazione
                                                                                             (questo signore è Skinner)

                                                                                             Metodo
                                                                                             (istruzione programmata)

                                                                                             Strumento
                                                                                             (teaching machine)

  Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Strumenti

Numerosi oggetti, nella storia dell’umanità, hanno reso possibili cose
precedentemente impensabili: la ruota, la pietra focaia, la scrittura,
il motore a vapore, l’areoplano, il computer…

Nessuna tecnologia, però, è nata per scopi educativi (Laurillard, 2012); sono
solitamente inventate per altro (commercio, industria, difesa, ecc.)
dobbiamo cioè investigarne l’utilità per l’insegnamento e attuare riadattamenti

  Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Quale scopo? Quali opportunità? Quali rischi?

 Alcuni strumenti:

 1.       permettono di fare cose precedentemente impossibili. Si pensi agli ausili per
          le disabilità sensoriali. Ci sono pochi dubbi circa la loro utilità.

 2.       consentono esperienze di apprendimento inedite: visualizzare immagini in
          movimento, manipolare e ricostruire artificialmente ambienti, permettere le
          simulazioni, comunicare a distanza. Sono sempre utili?

 3.       permettono (solo) di fare diversamente quello che prima si faceva in altro
          modo (libro/ebook, lavagna ardesia/LIM, computer/cellulare). Cosa fare?

 4.       semplificano il lavoro (consentono di fare meglio, prima e con minor
          dispendio di energie). In ambito lavorativo sono utili, ma nella formazione?
          (il «dilemma» della calcolatrice a scuola).

 5.       ….
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Il «design» della tecnologia

•     Ogni strumento ha caratteristiche progettuali che lo rendono più o meno
      usabile, complesso, flessibile, adatto ad un certo tipo di utenza...

•     La scelta implica una sensibilità verso il compito (cognitivo, non lavorativo).
      Cosa succede davanti a implementazioni:
        – macchinose tanto da scoraggiare o complesse da richiedere risorse
          mentali che sarebbe più utile venissero destinate al compito?
        – piacevoli, divertenti, interattive tanto da diventare un gioco?

    Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Alcuni rischi sempre in agguato...

• Dispendio di energie e perdite di tempo (gestione, manutenzione)
• Investimento economico non congruo (ROI)
• Spostamento del focus dallo specifico disciplinare alla «tecnologia»
• Estroflessione (spostamento del compito dalla mente alla macchina)
• Semplificazione o trasformazione del compito in «qualcosa di altro»
• Perdita del controllo da parte del docente
      –     ridefinizione del ruolo, tecnologia come «terzo incomodo»
      –     interferenze tra formale e informale
      –     «chi» tra gli studenti impara davvero?
      –     «cosa» hanno davvero appreso?

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Il metodo

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Il metodo

•     Uno stesso strumento può essere usato in modi molto diversi
•     Il metodo determina in buona misura il «successo» dell’uso dello strumento
•     (potremmo forse dire che lo strumento funziona se il metodo è appropriato)

Metodo comportamentale                                                                     Metodo collaborativo
(computer come macchina per insegnare)                                                     (computer come ausilio)

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Esempio. L’istruzione programmata

 Gli elementi chiave sono:
         •        Frazionamento del contenuto in unità minime
         •        Ordinamento dal semplice al complesso
         •        Presentazione di stimoli (inviti ad interagire)
         •        Ruolo attivo dello studente (risponde)
         •        Rinforzo immediato (positivo) se l’azione è corretta
         •        Avanzamento lineare per gradi

      s              r              SR                          s              r            SR   s   r       SR

                                                                     Il metodo è implementabile con strumenti diversi

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Esempio di diversa applicazione

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Il dilemma della didattica

 Un dibattito tuttora attuale: insegnare o far apprendere?

                     Tobias, S., & Duffy, T. M. (2009). Constructivist Instruction. Success or Failure?. New York, NY: Routledge.

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Il metodo e l’expertise degli allievi

I dati delle meta analisi di Hattie convergono nel suggerire l’importanza della
«guida istruttiva», in particolare quando gli allievi sono alle prime armi

                                                                           I dati sono coerenti con gli assunti di
                                                                           numerosi modelli teorici, in particolare quelli
                                                                           evidenziati dalla teoria del carico cognitivo

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L’idea di fondo

 •     In questa prospettiva ogni approccio, da quelli più direttivi a quelli più aperti,
       ha una sua utilità, ma approcci maggiormente:
         – «guidati» sembrano più idonei nelle fasi iniziali;
         – «esplorativi» sono più efficaci quando si hanno elementi conoscitivi in
           grado di sostenere azioni autonome

La differenza sta nella disponibilità
di schemi mentali in grado di
permettere la risoluzione del
compito (e/o renderlo meno
faticoso, rapido, automatico)

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L’esempio del problem-based learning (PBL)

•     PBL come alternativa alla lezione universitaria sulla base dell’idea che
      l’interesse suscitato dal «problema» attivi processi di apprendimento significativi
•     Nove meta-analyses investigano i risultati dell’uso del PBL in corsi universitari
      rilevandone una scarsa efficacia (ES = 0,08).
•     Perché?

•     Varie ricerche aiutano a interpretare il dato:
        – Gli studenti ai primi anni hanno meno informazioni, le loro conoscenze sono
          superficiali, non sono in grado di orientare la ricerca, commettono molti
          errori di cui non si rendono conto.
        – Una systematic review sul PBL in medicina (Koh et al., 2008) riporta effetti
          positivi solo quando impiegato nell’aggiornamento professionale o con
          studenti già in possesso delle conoscenze di base.
        – Risulta invece elevato il valore del problem-solving teaching (ES = 0,61)

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Simquest

Simquest è un software che nasce con lo scopo di riconciliare le due posizioni
permettere di apprendere attraverso le simulazioni (metodo per scoperta),
ma con un accompagnamento

Guida istruttiva

                                                                             Apprendimento per scoperta

                                                                                            http://www.simquest.nl

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La scelta del metodo

La scelta dell’approccio dipende:
       – dall’obiettivo di apprendimento
       – dall’expertise degli allievi

                                                                    Dimensione del Processo Cognitivo
Dimensione
                                     1.                   2.                     3.              4.          5.        6.
della
                                 Ricordare            Comprendere             Applicare      Analizzare   Valutare   Creare
Conoscenza
A. Conoscenza
Fattuale

B. Conoscenza
Concettuale

C. Conoscenza
Procedurale

D. Conoscenza
Metacognitiva

  Anderson, L.W., Krathwohl, D.R. (Eds.)
  A Taxonomy for Learning, Teaching and Assessing. A Revision of Bloom’s
  Taxonomy of Educational Objectives, New York, Allyn & Bacon, 2001

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Esiti di alcune applicazioni

• Alcuni dati:
      –     Microteaching                                                                    ES = 0,88
      –     Video-interattivi                                                                ES = 0,54
      –     Computer-Assisted Instruction (CAI)                                              ES = 0,45
      –     CAI con studenti BES                                                             ES = 0,57
      –     Intelligent Tutoring Systems (ITS)                                               ES = 0,43
      –     Impiego della LIM                                                                ES = 0,36*
      –     Simulazioni                                                                      ES = 0,33
      –     Istruzione programmata                                                           ES = 0,23
      –     Uso delle multimedialità                                                         ES = 0,22

Fonte: Hattie (2015), tranne *Marzano & Haystead (2010)

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Un aiuto all’interpretazione

• le tecnologie risultano più efficaci con funzione supplementare rispetto
  all’insegnamento tradizionale, invece che sostitutiva;
• l’uso collaborativo delle tecnologie, in coppie o piccoli gruppi, è
  mediamente più efficace rispetto a quello individuale (nei più giovani
  l’efficacia è incrementata dalla guida docente);
• i risultati di efficacia più evidenti sono per le competenze matematiche
  e scientifiche piuttosto che per quelle di alfabetizzazione di base;
• sono efficaci le tecnologie quali mezzi intensivi per il potenziamento di
  alunni con bisogni educativi speciali o in situazioni svantaggiate;
• le tecnologie si dimostrano più efficaci se utilizzate in programmi
  limitati nel tempo, in cui sia previsto un uso regolare e costante, ben
  focalizzati sui risultati di apprendimento;

Fonte: Higgins et al. (2016):

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Attuazione

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La buona implementazione

•     La lettura dei dati che sono alla base della variabilità interna allo stesso
      approccio mostrano che il metodo di insegnamento è meno critico rispetto
      alle modalità di insegnamento interne al metodo
•     L’insegnante fa la differenza. Sono importanti la sua esperienza, la sua
      passione, la sua attitudine all’ascolto, al sostenere l’apprendimento, la sua
      ricerca dei fattori di successo e l’attitudine a lavorare in team, mettersi in
      gioco e la disponibilità al cambiamento

                                                                                        Visible learning

                                                                                        significa operare per rendere visibile
                                                                                        l’effetto del proprio intervento
                                                                                        (e quello delle tecnologie)

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L’importanza dell’attuazione

I docenti contribuiscono in maniera rilevante al successo accademico.
In particolare quando:
•     ritengono che un compito principale è valutare il proprio impatto (ES = 0,91);
•     lavorano insieme per conoscere e valutare l’impatto (ES = 0,91);
•     basano il loro insegnamento sulle preconoscenze, ovvero su cosa gli studenti
      conoscono già e portano con sé a lezione (ES = 0,85);
•     informano in modo esplicito, all’inizio delle lezioni, su cosa si intende per
      «successo» (ES = 0,77);
•     attuano programmi che hanno le proporzioni ottimali di «superficie» e di
      apprendimento «profondo» (ES = 0,71)
•     sono inseriti in programmi di sviluppo professionale (ES = 0,62)
•     impostano adeguati livelli di sfida e non si aspettano genericamente
      un 'fai del tuo meglio' (ES = 0,57).

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Gli ingredienti dell’efficacia

       –     esplicitare gli obiettivi                                                       ES = 0,97
       –     fornire valutazione formativa                                                   ES = 0,90
       –     discutere                                                                       ES = 0,82
       –     chiarezza espositiva (dell’insegnante)                                          ES = 0,75
       –     feedback                                                                        ES = 0,75
       –     pratica distribuita nel tempo                                                   ES = 0,71
       –     strategie meta-cognitive                                                        ES = 0,69
       –     auto-verbalizzazione                                                            ES = 0,67
       –     partire dalle pre-conoscenze                                                    ES = 0,65
       –     insegnare a risolvere problemi                                                  ES = 0,61
       –     mappe concettuali                                                               ES = 0,60
       –     esempi guidati (worked example)                                                 ES = 0,57
       –     peer tutoring                                                                   ES = 0,55
       –     promuovere la motivazione                                                       ES = 0,48
       –     porre domande                                                                   ES = 0,46

(dati da Hattie, 2012)
  Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
La questione della «formazione» dei docenti

Esigenza di integrare tre competenze…

                                                                                            (M. Koehler, P. Mishra on Shulman‘s framework.
                                                                                            Cfr. http://www.tpck.org/)
 Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
In conclusione

Le tecnologie diventano efficaci quando:
• l’obiettivo dell’apprendimento è reso esplicito
  (è chiaro il punto di arrivo e il contributo delle tecnologie)
• il compito è adeguatamente sfidante (complessità adeguata alle capacità)
• il lavoro richiesto va svolto in maniera attiva, non meccanicamente
  (quando è richiesta riflessione e tensione cognitiva)
• ci sono dei sostegni (scaffold) che guidano e accompagnano
  (ad esempio una comunità di apprendimento)
• è possibile capire a che punto siamo, cosa manca, come migliorare e
  procedere oltre (feedback)
• la pratica è incoraggiata, promossa, e ripetuta nel tempo
  (riattraversamenti, variazioni, complessità crescente)
• viene rinforzata l’autoefficacia e progressivamente sviluppata l’autonomia

  Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
Note e riferimenti bibliografici

Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
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 Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
g.bonaiuti@unica.it

Giovanni Bonaiuti, Università di Cagliari, Dipartimento Pedagogia, Psicologia, Filosofia
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