Sistemi per l apprendimento orientato al problem solving con valutazione automatica di risposte aperte

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Iolanda Dorotea Donato
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1 Maggio Convegno Nazionale di Information Sistems Auditing Accademia Navale - Livorno Sistemi per l apprendimento l orientato al problem solving con valutazione automatica di risposte aperte Annalina Fabrizio -Accademia Navale

apprendimento l orientato al problem solving con valutazione

2 L esigenza Nell insegnamento dell informatica, in particolare se si introduce uno strumento software specifico, bisogna sfruttare al meglio i tempi della didattica, stimolando la partecipazione attiva degli studenti fronteggiare la rapidità dell evoluzione evoluzione degli strumenti software. Quali contenuti trasmettere? Affrontare e risolvere i problemi che con quello strumento è possibile risolvere.

degli studenti fronteggiare la rapidità dell evoluzione evoluzione degli strumenti software.

3 Apprendimento del Problem Solving Come si può imparare a risolvere i problemi? attraverso lo studio di buone soluzioni per esempi di problemi opportunamente selezionati Il sistema che abbiamo realizzato assiste il docente nella preparazione di esercizi nella presentazione di problemi e delle loro soluzioni aiuta lo studente durante la ricerca della sua soluzione

Il sistema che abbiamo realizzato assiste il docente nella preparazione di esercizi nella

4 Sistema software di aiuto all apprendimento apprendimento Il sistema presenta allo studente il problema in una forma già predisposta all'origine Evita i tempi morti d'impostazione dell'ambiente di lavoro Consente allo studente di concentrare l'attenzione su problema e sua soluzione Favorisce la conquista personale dello studente che scaturisce naturalmente da un uso finalizzato dello strumento software

lavoro Consente allo studente di concentrare l'attenzione su problema e sua soluzione Favorisce la

5 Problema: dati soluzione risultati Si ha un problema quando, a partire da certi dati già disponibili, si vogliono ricavare dei risultati, che soddisfano opportune esigenze pratiche. Per esempio: PROBLEMA Determinare il vincitore di una gara che si articola su più prove. DATI Ordine di arrivo di ciascun concorrente in ciascuna prova SOLUZIONE Applicazione delle regole stabilite per l assegnazione l delle posizioni RISULTATI Una tabella, che riporta per ogni concorrente la sua posizione nella classifica finale, con designazione del vincitore.

Per esempio: PROBLEMA Determinare il vincitore di una gara che si articola su più prove.

6 Una soluzione con Excel

7 Soluzione informatica Descrizione del processo risolutivo scritta in una forma eseguibile attraverso lo strumento software scelto La forma della soluzione cambia in dipendenza dello strumento software utilizzato in Excel collezione di formule in un linguaggio di programmazione tradizionale (C, VBA) una sequenza di istruzioni in Access una o più query in formalismo QBE Partendo dai dati produce ogni volta i risultati attesi Deve continuare a ben operare al cambiare dei dati

di formule in un linguaggio di programmazione tradizionale (C, VBA) una sequenza di istruzioni in Access una o più

8 Problemi e sottoproblemi L insegnante sceglie un problema e elabora una sua soluzione utilizzando il linguaggio o formalismo scelto (in( Access o Excel), di solito riducendo il problema originale a una collezione di sottoproblemi logicamente dipendenti e correlati. Il problema viene proposto allo studente come un insieme, eventualmente incompleto, di sottoproblemi, le relazioni e le dipendenze tra i quali possono essere lasciate (parzialmente) non specificate.

9 Disponibilità dei risultati I risultati che la soluzione del docente produce per i diversi sottoproblemi sono forniti allo studente (solo i risultati, non le soluzioni, che sono tenute nascoste). Compito dello studente è realizzare la sua soluzione personale in modo da riprodurre i medesimi risultati del docente.

le soluzioni, che sono tenute nascoste).

10 L esercizio PSWelcome Dati Zona Studente Quesiti Replica dei Zona Risultati Docente Dati Risultati

11 Dipendenze tra sottoproblemi La giusta interpretazione delle dipendenze tra i sottoproblemi è affidata allo studente. Lo studente può sfruttare concretamente i risultati del docente per risolvere uno qualsiasi dei sottoproblemi, astraendo da quali risultati egli ha già ottenuto per gli altri. La dipendenza non si traduce in una propagazione dell'incapacità di risolvere un sottoproblema da cui altri dipendono.

Lo studente può sfruttare concretamente i risultati del docente per risolvere uno qualsiasi dei

12 I risultati cambiano al cambiare dei dati Lo studente può variare i dati a suo piacimento e osservare subito i cambiamenti nei risultati del docente per orientare la sua soluzione. Il problema si presenta corredato da una serie di campioni di dati, opportunamente scelti e predisposti dal docente, in modo da evidenziare variazioni significative nei risultati dei sotto-problemi.

Il problema si presenta corredato da una serie di campioni di dati, opportunamente scelti e

13 Soluzione di uno studente Quesito non svolto Non formula-unica Formula corretta Uso dei risultati docente Formula non corretta I risultati Risultati cambiano differenti con per un la altro formula campione non corretta di dati

Formula non corretta I risultati Risultati cambiano

14 Aiuti all apprendimento apprendimento Alcune imprecisioni nella soluzione dello studente rilevate dal sistema sono comunicate, offrendo spunti allo studente per auto-correggersi. Il docente può predisporre suggerimenti che lo studente potrà richiedere al sistema durante i tentativi di soluzione. Vari tipi di suggerimenti sono generati automaticamente dal sistema.

Il docente può predisporre suggerimenti che lo studente potrà richiedere al sistema durante

15 Valutazione Il sistema valuta la soluzione sulla base della corrispondenza dei risultati che lo studente ottiene rispetto a quelli del docente. La valutazione è effettuata per tutti i campioni di dati tiene conto dei suggerimenti richiesti tollera alcune imprecisioni della soluzione

16 Un rapporto di valutazione

17 Risposte aperte Rispetto ai consueti sistemi di valutazione automatica l'aspetto innovativo di questo consiste nel fatto che le soluzioni fornite dallo studente sono sostanzialmente assimilabili a risposte aperte È considerata corretta qualsiasi soluzione dello studente capace di riprodurre gli stessi risultati del docente.

sono sostanzialmente assimilabili a risposte aperte È considerata corretta

18 I sistemi di apprendimento ATM e PSWelcome Sono stati sviluppati due sistemi di autoapprendimento: PSWelcome per Excel e Access Test Manager per le basi di dati. Il primo prototipo dei sue sistemi è stato sviluppato e sperimentato in Accademia Navale. I sistemi sono stati ampliati all'interno del progetto "Information Technology for Problem Solving" " (IT4PS) promosso dalla Fondazione CRUI per le Università Italiane con il patrocinio dell'associazione Italiana per il Calcolo Automatico (AICA). Dal 2002 i due sistemi vengono utilizzati e sperimentati in corsi universitari e professionali dell Accademia Navale. Ampia descrizione dei due sistemi si trova in I Sistemi Autore PSWelcome e Access Test Manager, McGraw Hill - Collana Information Technology for Problem Solving (IT4PS) (A. Fabrizio, G. Fiorentino e G. Pacini, 2006)

I sistemi sono stati ampliati all'interno del progetto "Information Technology for Problem Solving" " (IT4PS) promosso dalla Fondazione CRUI per le Università Italiane con il patrocinio

19 Sperimentazione in Accademia Navale Gli allievi dell Accademia Navale sperimentano il sistema PSWelcome nel primo anno. PSWelcome è utilizzato dal docente nelle lezioni e dagli studenti durante le esercitazioni in laboratorio o nelle ore di studio personale. Gli allievi del corso di laurea "Scienze Marittime e Navali a.a hanno risposto a un questionario di valutazione di PSWelcome Sono stati loro distribuiti almeno sedici esercizi PSWelcome in formato elettronico dispensa sulle principali funzioni del foglio elettronico dispensa con dieci problemi, risolti, in ordine progressivo di difficoltà

20 * sono stati considerati 62 questionari Questionario di valutazione di PSWelcome

21 PSWelcome P Problem Solving S W With automatic EvaLuation of E L C O M E Creative Open Machine-executable Exercises

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