Concept inventory nella didattica dell'informatica

The concept underlying the research is the so-called concept inventory, which involves the formation of possible misconceptions in students' mental schemas. Specifically, reference is made to an introductory programming course using the C++ language. Various topics are presented, ranging from the most basic to the more complex: variables, selection, loops, functions, data structures such as arrays and structs object-oriented programming. The report includes a series of questions related to these topics, sometimes divided into subtopics to facilitate understanding. Additionally, for each topic, a final test is provided that encompasses all the peculiarities of the topic itself. It should be noted that each question in various subtopics contains incorrect options that refer to possible misconceptions ingrained in the student's mental schema or, more generally, to misconceptions. In the final tests there are tables that show possible misconceptions related to an incorrectly selected answer by the student. This approach benefits not only the student, who can observe errors related to their misconceptions, but also the teacher, who can intervene to dispel any doubts or perplexities that students may have. It is crucial that such material is not provided before the explanation of the various topics, in fact its purpose is to correct and modify mental schemas established during the teacher's explanation. The produced material has been translated into an Android application that contains sections dedicated to topics and subtopics. Therefore, the user can answer questions and understand possible misconceptions in reference to the questions given in the final tests. The application has a section dedicated to personal statistics and one to consult marked misconceptions as favorites. The application is designed for Android systems to be used on compatible tablets or mobile phones, tools that are closely aligned with the target audience. In conclusion, the final report provides information on the various phases involved in designing both the theoretical material and the application, as well as the code produced and used for its development. It includes correct answers to questions and explanations related to the creation of incorrect options, tables showing misconceptions categorized by topic, an introduction focusing on teaching methodologies, and finally, external tools used for application development, such as a database manager and various Android libraries or third-party tools for managing some components of the application.

Il concetto alla base della ricerca è il cosiddetto concept inventory, cioè la formazione di possibili concetti errati negli schemi mentali degli studenti. In particolare viene fatto riferimento ad un corso di introduzione alla programmazione, tramite l’utilizzo del linguaggio C++. Vengono dunque proposti diversi argomenti, dai più basilari ai più complessi: le variabili, la selezione, i cicli, le funzioni, strutture dati come array e struct e, infine, la programmazione ad oggetti. La relazione contiene una serie di quesiti che fanno riferimento a tali argomenti, talvolta suddivisi in sottoargomenti, in modo tale da favorire la comprensione degli stessi. Inoltre, per ogni argomento è previsto un test finale che racchiuda tutte le peculiarità dell’argomento stesso e dunque possibili quesiti riferiti a qualsiasi sottoargomento ad esso appartenente. Si noti come ogni quesito, dei vari sottoargomenti, possegga opzioni errate che si riferiscono a possibili concetti male instaurati nello schema mentale dello studente, o in generale a misconcezioni. Nei test finali, oltre a seguire tale logica, le misconcezioni sono esplicitate tramite delle tabelle con riferimento alle risposte scorrette selezionate dallo studente. Quanto detto favorisce non solo lo studente che è in grado di osservare gli errori legati alle proprie concezioni errate, ma anche l’insegnante che riesce ad intervenire nel miglior modo al fine di fugare eventuali dubbi o perplessità che gli studenti potrebbero accusare. È fondamentale che tale materiale non venga fornito prima della spiegazione dei vari argomenti, in quanto la sua funzione è di correggere e modificare schemi mentali instaurati proprio durante la spiegazione dell’insegnante. Il materiale prodotto è stato tradotto in un’applicazione Android che contiene delle sezioni dedicate agli argomenti e ai sottoargomenti, dunque l’utente può svolgere i quesiti e comprendere eventuali misconcezioni, in riferimento alle domande poste nei test finali. L’applicazione possiede una sezione dedicata alle statistiche personali e una utile ad osservare le misconcezioni marcate come preferite, in modo tale che possano essere velocemente consultate. L’applicazione è stata prodotta per sistemi Android al fine di poter essere utilizzata tramite dispositivi come tablet o cellulari compatibili, strumenti che tra le altre cose sono molto affini al pubblico al quale ci si vuole riferire. In definitiva, nella relazione finale è possibile consultare le varie fasi utili alla progettazione sia del materiale teorico che dell’applicazione, oltre al codice prodotto e utilizzato per lo sviluppo di quest’ultima; le risposte corrette ai quesiti e la spiegazione riferita alle creazione delle opzioni errate; le tabelle che mostrano le misconcezioni suddivise per argomento; un’introduzione che verte sulle metodologie di didattica e, infine, gli strumenti esterni utilizzati per lo sviluppo dell’applicazione, come ad esempio un manager utile alla creazione del database, o svariate librerie di Android o create ad opera di terzi, per la gestione di alcune componenti dell’applicazione.