Figura 1. Diagramma di Venn che illustra la gerarchia di PF, PS-I, e progetti di apprendimento PFL. Qui, descriviamo una categoria di progetti di preparazione per l'apprendimento futuro (PFL) in cui le esperienze di creazione di senso precedono l'istruzione. Però, più in generale, PFL può essere concepito come qualsiasi esperienza che prepara gli studenti ad apprendere in futuro, che l'apprendimento potrebbe avvenire non solo attraverso istruzioni esplicite ma anche attraverso l'esplorazione, la pratica, e così via. PF =fallimento produttivo; PS-I =risoluzione dei problemi seguita da istruzioni. Credito:DOI:10.3102/00346543211019105
I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno dimostrato gli effetti positivi del fallimento produttivo sui risultati dell'apprendimento. La percentuale di successo per uno dei corsi più grandi dell'ETH è stata aumentata del 20 percento.
Per molto tempo, il paradigma dominante nell'insegnamento è che impariamo meglio le cose nuove quando qualcuno ce le spiega. Prima istruzione, poi la pratica:questa è la formula educativa applicata ancora oggi in innumerevoli aule e aule.
I ricercatori della cattedra di scienze dell'apprendimento dell'ETH di Zurigo hanno ora dimostrato che è esattamente il contrario. "Se vuoi raggiungere risultati di apprendimento ideali, è meglio prima risolvere un problema che è specificamente rilevante per un argomento prima di esplorare i principi sottostanti, " spiega il professore dell'ETH Manu Kapur, che ha creato lo studio insieme allo scienziato post-dottorato Tanmay Sinha. La chiave di questo approccio è l'esperienza del fallimento produttivo, una teoria concettualizzata e sviluppata da Kapur.
15 anni di ricerca educativa
Lo studio di Sinha e Kapur è una meta-analisi della ricerca educativa degli ultimi 15 anni. Gli autori hanno esaminato 53 studi con 166 analisi comparative, tutti affrontano la questione di quale strategia di apprendimento sia più efficace:l'istruzione prima della pratica o viceversa. L'argomento principale era il modo in cui gli studenti in età scolare e universitari comprendevano concetti nelle discipline della matematica, fisica, chimica, biologia e medicina o sono stati in grado di applicarli con successo. Lo studio non ha incluso competenze generali, come il senso durante la lettura e la scrittura di competenza, o problemi delle discipline umanistiche e delle scienze sociali.
Quasi la metà (45 percento) degli studenti testati era tra la sesta e la decima classe (della scuola secondaria) al momento dello studio, il che significa che avevano un'età compresa tra 12 e 18 anni. Oltre un terzo (37 percento) erano attualmente studenti universitari, e uno su sei (15 per cento) frequentava ancora la scuola primaria. Quasi la metà (43%) degli studenti proveniva dal Nord America, oltre un quarto ciascuno dall'Europa (26 percento) e dall'Asia (28 percento).
Tre volte più efficiente di un buon istruttore
I risultati hanno capovolto gli ultimi decenni di ricerca educativa:tutti gli studenti hanno raggiunto un successo di apprendimento molto migliore quando hanno dovuto risolvere esercizi e problemi prima che i concetti richiesti fossero spiegati loro. Però, questo valeva più per gli studenti delle scuole secondarie e degli studenti universitari che per gli studenti della scuola primaria. Secondo gli autori, ciò può essere spiegato da una combinazione di fattori:gli studenti delle scuole primarie spesso hanno una conoscenza insufficiente di un'area per risolvere i problemi in modo efficace. Inoltre, le loro capacità di ragionamento analitico e di problem solving forse meno mature.
Ciò che è particolarmente sorprendente è quanto questo influisca nettamente sui risultati dell'apprendimento:"La pratica prima di apprendere la teoria è quasi due volte più efficiente di ricevere un anno di istruzione da un insegnante eccezionale, " spiega Kapur. Inoltre, se gli studenti falliscono "in modo produttivo" durante la fase di pratica, i loro risultati di apprendimento sono fino a tre volte migliori di quelli che un ottimo insegnante può ottenere in un anno.
Perché il fallimento produttivo ripaga
Ma cosa succede esattamente quando gli studenti falliscono in modo produttivo? Sinha e Kapur dicono che ci sono quattro meccanismi al lavoro qui, corrispondente a quattro "As":primo, un problema dovrebbe attivare quante più conoscenze pertinenti possibili. "Fallimento produttivo, "dice Kapur, "richiede una certa quantità di conoscenze pregresse. Se una persona vuole risolvere un problema statistico come trovare la deviazione standard in modo produttivo, Per esempio, dovrebbero almeno avere familiarità con i concetti più fondamentali come la media." In secondo luogo, gli studenti dovrebbero riconoscere il deficit tra ciò che già sanno e ciò che non sanno; questo dà loro consapevolezza. Terzo, questo li rende più ricettivi ai nuovi concetti e accende il loro interesse per la risoluzione del problema, cioè cambia il loro effetto, o stato psicologico.
La quarta e ultima fase prevede che l'istruttore o il materiale didattico forniscano una spiegazione che applichi il nuovo concetto per risolvere il problema e dimostri perché le soluzioni degli studenti non hanno raggiunto l'obiettivo. Questo può essere descritto come assemblaggio della conoscenza. "I risultati dell'apprendimento dipendono dall'insegnamento in modo tale che questi quattro meccanismi svolgano tutti un ruolo chiave, " spiega Kapur. Ciò è particolarmente vero quando gli studenti affrontano problemi che possono essere afferrati intuitivamente ma per i quali mancano ancora le conoscenze necessarie per risolvere il problema a meno che non vengano loro insegnati i nuovi concetti.
Percentuali di successo superiori del 20% all'ETH di Zurigo
Ma il team del professor Kapur dell'ETH è andato oltre una meta-analisi e ha testato la loro teoria direttamente in uno dei più grandi corsi di un anno tenuti all'ETH, Algebra lineare, che iscrive circa 650 studenti del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e dei Processi. La struttura del corso segue l'approccio tradizionale:i concetti vengono introdotti a lezione e poi applicati ed esplorati in esercitazioni.
Guidato dalla dottoranda Vera Baumgartner e in collaborazione con il professore di matematica dell'ETH Norbert Hungerbühler, Il team di Kapur ha creato una serie di compiti che gli studenti potevano tentare volontariamente di risolvere prima di cinque lezioni chiave ogni semestre. L'obiettivo degli esercizi era il fallimento produttivo. All'incirca, il sessanta per cento degli studenti ha approfittato dell'opportunità e ha completato il lavoro extra. I risultati sono stati impressionanti:storicamente, poco più della metà degli studenti (55%) supera in media il corso. Il tasso di successo tra gli studenti che hanno fallito in modo produttivo prima delle lezioni era del 20% più alto, e i loro voti erano considerevolmente migliori. Per gli autori, questo mostra chiaramente che coloro che si impegnano in un fallimento produttivo più spesso imparano di più.
