Questa foto di Autore sconosciuto è concesso in licenza da CC BY-NC-ND
Come favorire l’apprendimento delle materie STEM …attraverso la didattica digitale Monica Zanon
zanonmonica20@gmail.com
“prof.. A cosa mi serve sapere queste cose?” Prof, ma perché devo studiare queste cose… sono difficili, mi annoiano, non riesco… non è importante nella vita… non farò mai lo scienziato né il matematico…
Alcune domande per partire ●
Cosa sono? Perché la grande attenzione verso le STEM? Cosa dice la ricerca?
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Quale il nostro ruolo nel favorire l’apprendimento delle discipline STEM? Come insegnarle?
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Quali metodologie, strumenti e risorse usare? Alcuni esempi
Cosa sono? L'acronimo STEM deriva dall'inglese Science, Technology, Engineering and Mathematics
Le discipline, così come noi le conosciamo, sono state storicamente separate l’una dall’altra da confini convenzionali che non hanno alcun riscontro con l’unitarietà tipica dei processi di apprendimento. Ogni persona, a scuola come nella vita, impara infatti attingendo liberamente dalla sua esperienza, dalle conoscenze o dalle discipline, elaborandole con un’attività continua e autonoma. Oggi, inoltre, le stesse fondamenta delle discipline sono caratterizzate da un’intrinseca complessità e da vaste aree di connessione che rendono improponibili rigide separazioni. INN2012 p.17
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…utilizzato per definire un approccio interdisciplinare e assicurare l’unitarietà del loro insegnamento…. …nel mondo reale, varie discipline scientifiche si uniscano per risolvere problemi…
STEM …una visione integrata delle discipline - 4 discipline integrate all’interno di una nuova filosofia educativa, basata su applicazioni reali ed autentiche. -un nuovo approccio finalizzato al problem solving che differenzia lo studio STEM da quello delle materie scientifiche intese in senso tradizionale.
Negli ultimi anni al tradizionale acronimo STEM si è aggiunta la A di Arts, passando da STEM a STEAM. si vuole così incorporare il pensiero creativo grazie a cui è possibile risolvere i problemi della vita reale. Questa foto di Autore sconosciuto è concesso in licenza da CC BY-SA-NC
Perché grande attenzione alle STEM
Dati Ocse 2018 rapporto ocse pisa 2018
Alcuni dati dalla ricerca… I dati PISA 2018 in matematica -
il 76% degli studenti raggiunge il livello 2, cioè in grado di rappresentare matematicamente situazioni semplici,
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mentre solo il 10% si colloca a livello 5, ossia è capace di modellizzare situazioni complesse e di selezionare, confrontare e valutare strategie appropriate nella soluzione dei problemi.
Nel campo delle scienze, -
il 74% degli studenti ha raggiunto il livello 2, in quanto in grado di utilizzare le conoscenze scientifiche per identificare la validità di una soluzione sulla base dei dati forniti,
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3% il livello 5 cioè ad applicare in modo creativo la conoscenza acquisita a un'ampia varietà di situazion, anche non familiari.
Perché grande attenzione alle STEM I dati Pisa riportano evidenzia che gli studenti svedesi che riescono a raggiungere il livello 5 nelle discipline scientifiche sono l’8%, mentre gli studenti italiani di pari livello solo il 3%.
Un’indagine comparativa sulla formazione degli insegnanti in Svezia e Italia, ha considerato che la notevole differenza nei risultati conseguiti dagli studenti nelle scienze sono da mettere in relazione con le metodologie didattiche utilizzate dagli insegnanti. Un’indagine comparativa: formazione degli insegnanti in Svezia e Italia, STEM education, TIC, ruolo e funzioni delle università R. Cera, Università di Foggia 23/12/2021 https://journals.francoangeli.it/index.php/exioa/article/view/13015/1174
…da cosa dipendono questi risultati?
Un’indagine comparativa: formazione degli insegnanti in Svezia e Italia, STEM education, TIC, ruolo e funzioni delle università R. Cera, Università di Foggia 23/12/2021 https://journals.francoangeli.it/index.php/exioa/a rticle/view/13015/1174
1.Metodologie didattiche innovative I risultati dell’indagine dimostrano come la difficoltà spesso riscontrata dagli studenti in ambito scientifico dipenda:in parte, dallo scarso utilizzo di metodologie didattiche innovative in grado di promuovere la transdisciplinarità o basate sull’investigazione, la formulazione di domande e la risoluzione dei problemi come l’Inquiry Based Science Education (IBSE), in grado di aiutare gli studenti a sviluppare competenze specifiche in campo scientifico.
…da cosa dipendono questi risultati? 2.Competenze digitali Nell’analisi dei dati Talis 2018 riguardo all’utilizzo delle TIC, e PISA 2018, hanno dimostrato che: - Gli insegnanti italiani di discipline scientifiche sono meno inclini all’utilizzo delle TIC in classe rispetto agli insegnanti svedesi -
47% Italia vs 63% Svezia
-ciò che più stupisce è che siano proprio i docenti italiani (17%) a sostenere di aver meno bisogno di sviluppare competenze in questo settore. Gli studenti svedesi per diventare insegnanti devono, infatti, dimostrare di essere in grado di utilizzare gli strumenti digitali nella pratica pedagogica in modo sicuro e critico e di considerare l’impatto dei media e dell'ambiente digitale nei contesti educativi (Kennedy & Sundberg, 2020).
quali conseguenze?...oltre ai pessimi risultati,
divario di genere e scarsa attrazione della carriera in STEM Solo 1 ragazzo su 4 fra gli studenti con alto rendimento in Matematica e Scienze prevede di lavorare a 30 anni come ingegnere o professionista nell’ambito delle scienze; per le ragazze solo 1 su 8. Sempre allo stesso livello di competenze degli studenti che hanno più probabilità di andare all’Università, le professioni sanitarie attraggono 1 ragazza su 4, a fronte dell’1 su 9 dei ragazzi. -Solo il 7% dei ragazzi e quasi nessuna ragazza in Italia prevede di lavorare nelle professioni legate all’ICT; Dati Ocse 2018 rapporto ocse pisa 2018
quali conseguenze?...perdita di motivazione e interesse …Gli studenti faticano a collegare le esperienze STEM scolastiche alle loro vite. -Sebbene i giovani siano spesso consumatori accaniti di prodotti STEM, ad esempio strumenti ICT come smartphone e computer – tale interesse è raramente utilizzato come punto di partenza per l'insegnamento e l'apprendimento STEM. - Allo stesso modo, spesso non riescono a vedere come le STEM si rapportano alle attuali sfide della società come il cambiamento climatico, la perdita di biodiversità e la produzione di energia.
L'uso delle TIC è spesso limitato nell'istruzione STEM e l'uso della pedagogia STEM basata sulle TIC ha un impatto positivo sulla motivazione degli studenti, in particolare per i gruppi di età più giovani
Apprendimento basato sui problemi – promosso ad esempio dal programma Intel Teach – in cui gli studenti sono invitati a ideare risposte a problemi specifici, ha anche un forte impatto sulla motivazione e può aumentare in particolare l'interesse per l'ingegneria.
Come insegnare le discipline stem? SE ASCOLTO DIMENTICO, SE GUARDO CAPISCO SE FACCIO IMPARO
Permettere allo studente di essere protagonista attivo, di esplorare, manipolare e ottenere risultati …. imparare facendo.
Confucio
“LA MANO È L’ORGANO DELL’INTELLIGENZA” Maria Montessori
Risulta dunque fondamentale, costruire ambienti e situazioni capaci di rispondere a questo scopo, rendendo i ragazzi attivi protagonisti del proprio sapere
Il ruolo della tecnologia ● Per l’educatore ● Per lo studente Strumenti per: - potenziare l’interazione, la condivisione, l’accompagnamento, il monitoraggio a distanza - rendere visibile il non visibile (ad es. concetti dinamici che non possono essere facilmente illustrati in un libro di testo) - accrescere motivazione, senso di autoefficacia e autonomia (strutturati, auto-educativi e auto-correttivi)
Un “tuffo” nelle soluzioni… per scoprire nuovi concetti classe 2°A
M.zanon e C.Ferrari
…la matematica ci aiuta… usiamo il foglio di calcolo
Per verificare le conoscenze apprese o per verificare…
miscugli
materia
https://kahoot.it/
Immaginare il microscopico…
Dove è finito lo zucchero/sale?
Immaginare il microscopico… Ora collegati al simulatore PhET, prova a simulare una soluzione di acqua e sale. Scrivi le tue osservazioni. - cosa succede alla soluzione se aggiungi sale? - E se togli o aggiungi acqua cosa succede? - Dove va il sale? Come fa a sciogliersi? Confronta le osservazioni con le tue ipotesi e con il tuo disegno…
Dal gioco… alle osservazioni Cosa ci ha fatto capire la simulazione digitale? Scrivi le tue considerazioni sul padlet.
Una soluzione è una miscela omogenea di due o più sostanze Prendiamo l’acqua, la sostanza più comune sulla Terra e immaginiamo di dividerla in parti sempre più piccole
e se immaginiamo di dividere ancora la goccia?
…arriviamo alle MOLECOLE e agli ATOMI
In una frase, come definiresti l’atomo?
risorse per potenziare l’interazione, la condivisione, il monitoraggio a distanza ●
Jambord o whiteboard https://www.whiteboard.chat
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Padlet https://it.padlet.com/
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Pear Deck https://www.peardeck.com/googleslides
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Wooclap https://www.wooclap.com
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Mentimeter https://www.mentimeter.com/
risorse per rendere visibile il non visibile ● Phet https://phet.colorado.edu/it/ ● Geogebra https://www.geogebra.org/
Risorse per l’accompagnamento nello studio
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● Video e animazioni https://www.schooltoon.com ● Mappe https://app.popplet.com/#/p/6934493 ● Brickslab https://www.brickslab.it/che-cose-e/
Triangolo…tre angoli…ma cosa serve per avere un angolo?
Tanti angoli… Dai ventagli di carta al digitale… Classifichiamo gli angoli…
Angoli supplementari
angoli esplementari
Divertiamoci a misurare in digitale per consolidare l’uso dello strumento…
Cosa abbiamo imparato fino ad ora sugli angoli?
Rifletti sulla lezione di oggi… Quali informazioni ricordi?
Che cosa ti è stato utile?
Che cosa è stato facile?
Che cosa è stato difficile?
risorse per accrescere motivazione, senso di autoefficacia e autonomia negli studenti ● Kahoot https://kahoot.com/ ● Wardwall (Quiz, giochi di parole e di abbinamento, e molto altro) https://wordwall.net/it ● Learning Apps https://learningapps.org ● Giochi matematici Bebras dell'Informatica https://bebras.it/index.html ● Coding https://code.org
https://learningapps.org/display?v=p8mi6sdbt18
Per concludere… Tante sono le risorse digitali a nostra disposizione per supportare l’apprendimento delle discipline STEM… ..ma occorre avere chiaro in mente lo scopo e il vantaggio che lo studente può trarre dal suo utilizzo: l’agire autonomo, il problem solving, l’investigazione, il gusto per la sperimentazione, l’analisi, la sintesi, l’argomentazione… il controllo dell’errore, … …la concentrazione, la curiosità e la motivazione ad imparare.
“A cosa mi serve sapere queste cose?”