Apprendere (e ragionare) con i modelli

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Cesarina Calo
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1 Apprendere (e ragionare) con i modelli Franco Landriscina Università di Trieste, 20 marzo 2014 All material provided on this presentation is intended for educational purposes only. If there is an image appearing on this blog that belongs to you and do not wish for it appear on this site, please with a link to said image and it will be promptly removed.

2 Dalla psicologia all istruzione? 2

3 Insegnamento e apprendimento basati su modelli Model-Based Teaching and Learning Un approccio nelle scienze dell istruzione che evidenzia il ruolo dei modelli mentali degli studenti, la loro espressione in modelli esterni, e i cambiamenti che avvengono nei modelli mentali quando gli studenti apprendono nuovi concetti. Modelli interni Modelli esterni

4 Tipi di modelli esterni Tassonomia di Gilbert e Boulter (1998) Modo di espressione Concreto Verbale Esempi Oggetti di plastica, legno, metallo; strumenti e apparecchiature di laboratorio. La descrizione parlata o scritta di un sistema. Matematico Visivo Equazioni e formule matematiche. Immagini, animazioni, mappe, grafici e diagrammi. Simbolico Gestuale Formule e simboli chimici, circuiti, schemi tecnici. Gesti e movimenti del corpo.

5 Il processo di apprendimento Funzione dei modelli (Gilbert, 2004) 1. Semplificazione di fenomeni complessi 2. Visualizzazione di entità astratte U. of Massachusetts, 3. Interpretazione di risultati sperimentali 4. Spiegazione e predizioni di fenomeni

6 Tipi di modelli esterni Modelli statici vs. modelli dinamici

7 Modelli interni Quali tipi di modelli interni?? Modelli interni Modelli esterni

8 Modelli interni Gli schemi mentali Uno schema è una regola per mezzo della quale una categoria (concetto puro) è associata all immagine mentale di un oggetto (concetto empirico) È un prodotto dell immaginazione trascendentale Immanuel Kant

Modelli interni Gli schemi mentali Rappresentazioni interne in grado di mediare tra la percezione e le aspettative del soggetto (Bartlett, 1932) Strutture mentali che

9 Modelli interni Gli schemi mentali Rappresentazioni interne in grado di mediare tra la percezione e le aspettative del soggetto (Bartlett, 1932) Strutture mentali che il bambino si forma per adattarsi all ambiente (Piaget, 1954) Elementi di base della conoscenza, che controllano e dirigono il processo di comprensione (Rumelhart, 1980)

10 Modelli interni Due tipi di strutture cognitive Schemi Rappresentazioni generiche e astratte della conoscenza Relativamente stabili Modelli mentali Rappresentazioni di conoscenze specifiche Costruiti al momento e di natura temporanea

11 Il processo di apprendimento Due importanti ricercatori U. of Massachusetts, Norbert Seel University of Freiburg John Clement University of Massachusetts

12 Il processo di apprendimento Progressione di modelli mentali P M 1 M 2 M T CM Pre-concezioni Modelli intermedi Modello target Modello concettuale Modelli mentali dello studente Basato su Seel (1995, 2003) e Clement (2000) 12

13 Il processo di apprendimento La modificazione degli schemi mentali Basato su Seel et al.,

14 Simulazione mentale e ragionamento scientifico Il ragionamento non formale Analogical reasoning Mental model construction Imagistic simulation Physical intuition Thought experiment Da: Clement, 2008 Albert Einstein 14

15 Simulazione mentale e ragionamento scientifico Il ragionamento non formale (Clement, 2008) Il ciclo di costruzione di un modello (Clement, 2008, p. 86). 15

16 Simulazione mentale e ragionamento scientifico Il model-based reasoning (Nersessian, 2008) Analogical modeling Visual modeling Simulative modeling Esempio: il modello a vortici dell etere nella derivazione delle equazioni del campo elettromagnetico di Maxwell 16

Modelli di simulazione Modelli di simulazione Un modello (fisico o computazionale) che riproduce alcuni aspetti dell evoluzione temporale di un sistema e che può mostrare una varietà di comportamenti

17 Modelli di simulazione Modelli di simulazione Un modello (fisico o computazionale) che riproduce alcuni aspetti dell evoluzione temporale di un sistema e che può mostrare una varietà di comportamenti diversi in funzione delle decisioni di un utente (ricercatore o studente). Canale aerodinamico Source: Schermata del gioco Micropolis. Fonte:

18 Simulazione e apprendimento Programmi di simulazione Energy2D simulation program. The Concord Consortium. Web site: ExploreLearning Gizmos. Web site:

19 Siti Web ExploreLearning Gizmos : Energy2D simulation program: The Molecular Workbench 19

20 Discussione Grazie per l attenzione! [email protected] 20

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