Pedagogia Sperimentale Caterina Cangià Anno Accademico 2012-2013 LUMSA Formazione Primaria Problemi irrisol@. Non si è in grado di prendere decisioni educa@ve. Precisazione del problema. Definizione di ipotesi. Pianificazione delle operazioni necessarie alla verifica dell ipotesi. Messa a punto di un disegno sperimentale. 2 ASuazione delle operazioni pianificate e raccolta dei da@. Analisi e interpretazione dei da@. Decisioni circa l u@lizzo dei risulta@. 3 L intervento educa@vo è un processo d indagine che segue una specie di diagramma di flusso. 4 Secondo John Dewey: Se la situazione didayco/ educa@va è perturbata è necessario modificare la prassi educa@va. Questo viene chiamato: Intervento educa@vo. 5 Le tappe da seguire sono cinque: 1. Sugges@one ovvero si ha la prima idea di intervento e se si passa all azione si entra, secondo Egle Becchi, nel FARE, altrimen@ si con@nua con la fase 2. 6 1
2. IntelleSualizzazione ovvero si precisa meglio l idea basandosi sulla propria e altrui osservazione e sulla localizzazione della difficoltà. Se si passa all azione, secondo Egle Becchi, questa fase si chiama MODIFICARE, altrimen@ si va alla fase 3 / 4. 7 3. Formulazione dell ipotesi / 4. ragionamento ovvero fase dove c è un alternarsi di osservazioni e di ideazioni fino a quando si definisce un piano di intervento adeguato. Secondo Egle Becchi, se si passa all azione, si PROGETT, altrimen@ si passa alla fase 5. 8 5. Controllo mediante l azione Realizzazione o realizzazione del piano di intervento che è un accertamento della corrispondenza tra fay asesi e fay rileva@ o, nelle parole di Egle Becchi, CONTROLLARE / SPERIMENTARE. 9 La ricerca sperimentale può essere definita come il tenta@vo di controllare in maniera rigorosa gli effey delle innovazioni educa@ve. È una scienza che mira a sosoporre a controllo sistema@co l intervento educa@vo e la sua efficacia u@lizzando procedure sperimentali. 10 Essa si colloca tra l indagine sul campo di fenomeni educa@vi concre@, chiamata RICERCA DESCRITTIVO- RICOGNITIVA e l INNOVAZIONE o prassi innova@va. 11 L INNOVAZIONE è ogni trasformazione apportata intenzionalmente e sistema@camente ad un sistema educa@vo in vista di rivedere gli obieyvi di tale sistema o di conseguire in maniera migliore gli obieyvi già assegna@ (Gilbert de Landsheere). 12 L esperimento è la più efficace metodologia di ricerca quando si trasa di controllare gli effey di un intervento in campo educa@vo e quando sia possibile esercitare un certo controllo sulla situazione in cui ha luogo la ricerca. 2
L esperimento è la metodologia di ricerca più efficace di tuse quando si trasa di controllare gli effey di un intervento in campo educa@vo e quando è possibile esercitare un certo controllo sulla della ricerca. 13 Nelle scienze fisiche, la procedura sperimentale classica consiste nel fare un esperimento a fasore unico O X O. 14 In un sistema isolato viene faso variare un fasore alla volta mantenendo costan@ tuy gli altri e rilevando la differenza tra situazione iniziale e situazione finale. 15 Il sistema è isolato nel senso che non intervengono fasori estranei a quelli soso indagine. Si ha dunque la certezza che l eventuale differenza finale dipenda esclusivamente dal fasore faso variare. 16 Il fasore che viene faso variare si chiama variabile indipendente. 17 Il fasore di cui ci si aspesa la variazione si chiama variabile dipendente. 18 3
Quando l esperimento viene ripetuto rispesando in maniera assoluta le circostanze di realizzazione si oserranno gli stessi risulta@. Questo si chiama GENERALIZZABILITÀ. 19 Quella appena descrisa viene chiamata PROCEDURA SPERIMENTALE CLASSICA, @pica delle scienze fisiche. 20 RICERCA EDUCATIVA 01 La PROCEDURA SPERIMENTALE IN CAMPO EDUCATIVO invece considera l esperimento come l azione volta ad apportare: una o più variazioni deliberate di una o più variabili indipenden@ che concorrono, presumibilmente, a determinare un processo, il processo che noi studiamo, e ciò in vista di variazione che ci si aspesa in una o più variabili dipenden@ (Visalberghi, 1975). 21 In campo educa@vo, la variabile indipendente è proprio l intervento educa@vo, è l innovazione, mentre le variabili dipenden@ sono le competenze e gli aseggiamen@ (o tray) che ci si aspesa che varino o che evolvano come conseguenza dell intervento educa@vo. 22 VARIABILE INDIPENDENTE VARIABILI DIPENDENTI = = = INTERVENTO EDUCATIVO COMPETENZE ATTEGGIAMENTI (TRATTI) Quali differenze ci sono tra la procedura sperimentale educa@va e la procedura sperimentale classica? 24 4
Impossibilità di isolamento totale del sistema relazione educa@va (intervento educa@vo più i soggey espos@ ad esso) da fasori estranei che in qualche misura influenzano quanto avviene al suo interno. 25 Impossibilità di isolare in modo univoco una variabile unica. 26 Impossibilità di far variare una variabile alla volta o comunque di imputare le eventuali variazioni rilevate ad un unico fasore variato. Le variabili indipenden@ sono sempre più di una. 27 La natura storica della relazione educa@va fa sì che per definizione alla seconda osservazione il sistema non sia mai lo stesso. 28 Situazioni sperimentali di laboratorio, se permesono di elevare il grado di isolamento del sistema, sono così lontane dalla realtà educa@va effeyva (ad es. la scuola) da renderle poco informa@ve rispeso ad esse. 29 Necessità di un certo grado di ecologità della situazione sperimentale. La sperimentazione va condosa in situazioni educa@ve reali. Un esperimento di psicologia dell apprendimento non è un esperimento didayco. 30 5
Problema della generalizzabilità dei risulta@ osenu@ in una singola sperimentazione. 31 Per questo mo@vo è necessario ideare piani di esperimento che, pur impermeabili al massimo alle interferenze esterne, siano insieme per@nen@ e generalizzabili alla realtà educa@va. 32 Ci sono delle condizioni limita@ve degli esperimen@ in campo educa@vo e sono le seguen@: Le variazioni asese come risultato devono avere, presumibilmente, valore posi@vo. 33 Le condizioni sperimentali nelle quali si agisce non devono interrompere o pregiudicare il normale processo educa@vo. 34 Esistono poi problemi educa@vi che non sono verificabili sperimentalmente: quelli rela@vi al confronto tra obieyvi dell ayvità scolas@ca. 35 IL DISEGNO SPERIMENTALE Il piano di esecuzione di un esperimento architesato in modo tale da neutralizzare in an@cipo le variabili che possono mesere a rischio la sia validità interna ed esterna. 36 6
Le caraseris@che dei disegni sperimentali in campo educa@vo sono: Presenza dell IPOTESI (collegamento ipote@co tra variabili del @po se. allora). 37 Le caraseris@che dei disegni sperimentali in campo educa@vo sono: Confronto chiaro ed esplicito tra un prima e un dopo e tra gruppi. 38 Le caraseris@che dei disegni sperimentali in campo educa@vo sono: La variabile dipendente deve essere espressa in termini quan@ta@vi ovvero misurabili. 39 Va chiarito il conceso di validità interna ed esterna di un disegno sperimentale. 40 VALIDITÀ INTERNA ovvero minimo controllo della variabili estranee senza il quale l esperimento non può essere interpretato. 41 Si può rispondere alle domande: I trasamen@ sperimentali hanno effeyvamente prodoso la differenza in questo specifico esperimento? 42 7
la differenza rilevata nelle variabili dipenden@ al termine dell esperimento dipende effeyvamente dalle variabili indipenden@ ovvero dalle caraseris@che dell intervento educa@vo?. 43 VALIDITÀ ESTERNA o generalizzabilità dei risulta@ dell esperimento che risponde alla domanda: a quale popolazione possono essere ritenu@ validi gli effey dell esperimento? 44 Il DISEGNO DELL ESPERIMENTO è il piano di esecuzione dell esperimento architesato in modo tale da neutralizzare in an@cipo le variabili che possono mesere a rischio la sua validità interna ed esterna. 45 I disegni sperimentali adosa@ nella ricerca pedagogica sono diversi fra loro per il grado di validità interna ed esterna che possono garan@re. 46 Da questo punto di vista si può affermare che esistono tre classi di disegni sperimentali: 1. i disegni pre- sperimentali 2. i disegni sperimentali 3. i disegni quasi- sperimentali 47 Sempre in riferimento alla validità esterna, in un disegno sperimentale è necessario individuare una popolazione di riferimento rispeso alla quale si intendono generalizzare i risulta@: 48 8
Per esempio tuy i bambini che frequentano la classe quarta della scuola primaria, e una popolazione accessibile, ad esempio 8 scuole primarie della cisà per un totale di 200 bambini della classe quarta. 49 Occorre poi estrarre dalla popolazione accessibile un campione che sia rappresenta@vo. 50 La tecnica più affidabile di campionamento è la scelta casuale dei soggey dalla popolazione di riferimento, chiamata randomizzazione. 51 La selezione casuale permese di assicurare che le diverse variabili che caraserizzano la popolazione, ovvero genere, competenze, cultura di base, e così via, siano distribuite nel campione con le stesse proporzioni della popolazione. 52 Ci sono delle variabili che mesono in pericolo la validità esterna. 53 EffeSo reayvo- interayvo del test: una prima prova può aumentare o diminuire la reayvità dei soggey alla variabile sperimentale, rendendo così i risulta@ osenu@ da tali soggey rispeso alla variable sperimentale non rappresenta@vi rispeso alla popolazione non sosoposta a una prima prova da cui quei soggey sono sta@ seleziona@. 54 9
EffeY tra selezione dei soggey e variabile sperimentale. Gruppi di soggey par@colarmente svantaggia@ o avvantaggia@ rispeso al trasamento sperimentale. 55 EffeY della strusura stessa dell esperimento che mese a rischio la generalizzabilità degli effey sperimentali su persone esposte alla variabile sperimentale in contes@ non sperimentali. 56 EffeY del trasamento mul@plo. Se gli stessi soggey sono sosopos@ a due o più trasamen@, i risulta@ osenu@ nei trasamen@ successivi non sono generalizzabili in quanto su di essi pesa l effeso dei trasamen@ preceden@. 57 Variabili che mesono in pericolo la validità interna. Storia: even@ che intervengono tra la prima e la seconda misurazione e che possono influenzare gli esi@ dell esperimento. 58 Maturazione: processo interno ai soggey dovuto al passare del tempo: sviluppo, stanchezza, ecc. 59 Tes@ng: l effeso del sosoporsi a una prima prova sui risulta@ della seconda prova. 60 10
Strumentazione: cambiamen@ negli strumen@ di rilevazione o negli osservatori o nella diversa calibratura degli strumen@. 61 Regressione sta@s@ca: quando i gruppi sono sta@ scel@ sulla base di punteggi estremi (molto bassi o molto al@), ad una ulteriore misurazione si collocheranno su valori meno estremi e tale variazione potrebbe essere confusa con l effeso del trasamento sperimentale. 62 Selezione: selezione differente dei soggey nei gruppi messi a confronto, per cui la loro non equivalenza potrebbe confondersi con i risulta@ non equivalen@ osserva@ e prodoy da i divesri trasamen@ sperimentali. 63 Mortalità sperimentale: perdita differenziale dei soggey nei gruppi confronta@ che non consente di mantenere l equivalenza dei gruppi per tuso il tempo della sperimentazione. 64 Interazione tra i preceden@ fasori: selezione- maturazione- storia, e così via. 65 DISEGNI PRE- SPERIMENTALI Non c è campionamento da una popolazione di riferimento. Non c è assegnazione casuale (random o R) dei soggey alle diverse condizioni (i gruppi non sono equivalen@). I gruppi sono naturali : si basano su un confronto poco esplicitato. 66 11
DISEGNI PRE-SPERIMENTALI 1. Disegno a un colpo solo (gruppo unico con post-test) X O 1. Disegno a un colpo solo (gruppo unico con post-test) 2. Gruppo unico con pre-test e post-test O X O 3. Due gruppi con post-test X O -------- X O 2. Gruppo unico con pre-test e post-test O X O Il confronto avviene all interno dello stesso gruppo tra situazione precedente e situazione successiva al trattamento sperimentale 3. Due gruppi con post-test X O -------- X O Il confronto avviene tra il post-test di un gruppo sottoposto a trattamento e il postest di un gruppo non sottoposto a trattamento 12
DISEGNI VERAMENTE SPERIMENTALI c è campionamento da una popolazione di riferimento c è assegnazione casuale (random = R) dei soggetti alle diverse condizioni (i gruppi sono equivalenti). Si basano su un confronto preciso e esplicitato SONO: DISEGNI VERAMENTE SPERIMENTALI 1. Disegno del gruppo di controllo R O1 X O2 R O3 O4 2. Disegno a quattro gruppi (di Solomon) R O1 X O2 R O3 O4 R X O5 R O6 1. Disegno del gruppo di controllo R O1 X O2 R O3 O4 Confronto tra un gruppo sperimentale sottoposto a pre-test, trattamento sperimentale e post-test (intervento educativo innovativo) e un gruppo di controllo sottoposto a pre-test, condizioni ordinarie (ad es. conduzione didattica tradizionale), post-test. 2. Disegno a quattro gruppi (di Solomon) R O1 X O2 R O3 O4 R X O5 R O6 Al disegno precedente vengono aggiunti un gruppo sperimentale con trattamento e post-test e un gruppo di controllo con solo il post-test. 2. Disegno a quattro gruppi (di Solomon) R O1 X O2 R O3 O4 R X O5 R O6 Confrontando O1 con O5 si controlla l interazione test-trattamento. Con controlli incrociati (O2-O1, O2-O4, O5-O6, O5-O3) si controlla l effetto di X in quattro diverse condizioni. Confrontando O6 con O1 e O3 si controllano meglio gli effetti di storia e maturazione. 1. Disegno del gruppo di controllo 13
2. Disegno a quattro gruppi (di Solomon) C è ancora un disegno veramente sperimentale ed è: disegno del gruppo di controllo senza pre- test. 80 3. Disegno del gruppo di controllo senza pre-test R X O R O DISEGNI QUASI SPERIMENTALI non c è campionamento da una popolazione di riferimento non c è assegnazione casuale R dei soggetti alle diverse condizioni (i gruppi non sono equivalenti). I gruppi sono naturali. DISEGNI QUASI SPERIMENTALI 1. Disegno della serie temporale con un solo gruppo O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8 2. Disegno del gruppo di controllo senza scelta casuale O1 X O2 --------------------------- O3 O4 3. Il disegno della serie temporale a due gruppi O O O O X O O O O --------------------------------- O O O O O O O O 1. Disegno della serie temporale con un solo gruppo O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8 Periodica misura di un processo in un gruppo o in un individuo e introduzione di un cambiamento sperimentale nella serie temporale di misure. Disegno utilizzato in fisica e in biologia ma considerato poco valido nel campo delle scienze umane. Il problema della validità interna di questo disegno riguarda il fatto se esistano ipotesi plausibili, in competizione con X, che rendano conto del cambiamento nella serie temporale. L ipotesi rivale è che non sia X il responsabile del cambiamento ma qualche altro evento. 14
1. Disegno della serie temporale con un solo gruppo O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8 1. Disegno della serie temporale con un solo gruppo O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8 La minaccia maggiore alla validità interna di questo disegno è costituito dal fattore storia. Data l elevata gamma di stimolazioni esterne rispetto all aspetto in esame può essere difficile dire se altri fattori siano intervenuti a produrre il cambiamento. Per quanto riguarda la validità esterna il fattore che la minaccia maggiormente è l interazione test-trattamento (l effetto sperimentale potrebbe essere specifico di popolazioni non soggette abitualmente a test e non potrebbe essere estensibile a scuole in cui questo abitualmente non avviene). 2. Disegno del gruppo di controllo senza scelta casuale O1 X O2 --------------------------- O3 O4 Il confronto viene realizzato tra un gruppo sperimentale con pretest, trattamento, post-test, e gruppo di controllo con pre-test, condizioni ordinarie, post-test; i due gruppi non sono equivalenti si tratta di classi o comunque di gruppi naturali interi che si rendono disponibili alla sperimentazione. L assegnazione dei due gruppi alle diverse condizioni sperimentali è casuale. 2. Disegno del gruppo di controllo senza scelta casuale O1 X O2 --------------------------- O3 O4 Non vi è nessun controllo rigoroso della validità interna ed esterna. Ma se i due pre-test (O1 e O3) sono molto simili, e i due post-test (O2 e O4) molto diversi si potrebbero considerare i due gruppi come equivalenti e azzardare che la differenza finale sia dovuta alla variabile sperimentale. Il disegno controlla la maggior parte dei fattori estranei (storia, maturazione, testing, strumentazione) tranne quello relativo alla selezione. 2. Disegno del gruppo di controllo senza scelta casuale O1 X O2 --------------------------- O3 O4 3. Il disegno della serie temporale a due gruppi O O O O X O O O O --------------------------------- O O O O O O O L effetto sperimentale viene dimostrato due volte, rispetto al gruppo di controllo e rispetto ai valori della serie precedenti la X). 15
3. Il disegno della serie temporale a due gruppi O O O O X O O O O --------------------------------- O O O O O O O Ottimo disegno: tiene sotto controllo buona parte dei fattori che minacciano la validità interna. Rispetto al primo disegno (il disegno nel tempo a un solo gruppo) anche il fattore storia è tenuto sotto controllo. Rimangono non controllate le possibili interazioni selezione-storia, selezione-maturazione, selezionetesting. Anche il fattore regressione può costituire una minaccia nel caso in cui i gruppi siano stati selezionati per i loro punteggi estremi in O. 3. Il disegno della serie temporale a due gruppi O O O O X O O O O --------------------------------- O O O O O O O Per quanto riguarda la validità esterna la principale minaccia è costituita dall effetto reattivo del test. L interazione con la selezione ci ricorda che i risultati sono specifici a soggetti simili ai rispondenti selezionati nell esperimento. (Tale specificità è inferiore alla situazione di laboratorio) La possibilità di ripetere le misurazioni rende questo disegno particolarmente adatto alla ricerca scolastica. 3. Il disegno della serie temporale a due gruppi O O O O X O O O O --------------------------------- O O O O O O O Disegni quasi sperimentali che consentono di tenere sotto controllo i fattori che minacciano la validità esterna Pur utilizzando gruppi naturali, tali gruppi vengono randomizzati ed assegnati casualmente all insieme di quelli sperimentali e di controllo. Le unità non sono più costituite da soggetti, ma da classi o scuole. Ad esempio: R O (X) R X O ---------------------- R O R O Disegni quasi sperimentali che consentono di tenere sotto controllo i fattori che minacciano la validità esterna R O (X) R X O ---------------------- R O R O 16