In order to meet the challenges of a world in which technologies have influenced society, teaching and education, to realize their self personally and professionally and to be an active citizen, every individual needs to develop competences that can be used throughout life. In the Recommendations on Key Competences for Lifelong Learning of 2018, the Council of the European Union includes problem solving and digital competences. That is, respectively, the ability to identify, understand and model real-life situations in mathematical terms to solve problems and an interest in technologies and their use with efficiency and responsibility. The 2012 National Guidelines for secondary school courses state: "[ the student] will be able to apply what he or she has learnt to solve problems, also using informatic tools". Hence, proposing problem solving activities through the use of technologies allows the achievement of several institutional objectives. The work in this thesis fits into this framework. The main goal is to evaluate the development of problem solving and digital competences. The research activity was developed within the Digital Math Training project, financed by the CRT foundation in the context of the Diderot project and implemented by the University of Turin. The project is aimed at secondary school students in Piedmont and Valle D’Aosta and proposes contextualized problem solving activities to be solved with the Maple Advanced Computing Environment (ACE), supported by tutoring activities and discussion in a Digital Learning Environment. The ACE, with a special programming language, allows for performing numerical and symbolic computations, plotting two- and three-dimensional graphs and programming interactive components in order to generalize a resolution process, making it an effective tool to support problem solving. The research work consisted in analyzing the evaluations over 8 problems obtained by all the 12th grade participants of the 2021/2022 project edition (158 students). These problems were assessed by trained tutors using an evaluation rubric based on five indicators: understanding the problem situation, identifying a solving strategy, developing the solving process, arguing the chosen strategy and using the ACE effectively. In particular, the aim of the analysis was to study the development of the score for each indicator during the course of the project and their correlations, in order to assess the development of problem solving and digital competences. To deepen the analysis, the solutions submitted by the students were also examined directly in order to identify some significant and illustrative case studies. The results of the analysis and the comparison with the answers given by the participants to a final questionnaire showed that problem solving activities, contextualized in reality and supported by technology, allow the development and improvement of problem solving and digital competences, suggesting their regular use in the education system.
Per rispondere alle sfide di un mondo in cui le tecnologie hanno influenzato la società, la didattica e l’educazione, per realizzarsi personalmente e professionalmente e per essere un cittadino attivo, ogni individuo ha bisogno di sviluppare competenze spendibili lungo tutto l’arco della vita. Nelle raccomandazioni relative alle competenze chiave per l’apprendimento permanente del 2018, il Consiglio dell’Unione Europea inserisce la competenza di problem solving, intesa come l’abilità di individuare, comprendere e modellizzare situazioni della vita reale in termini matematici e di risolvere problemi connessi ad esse, e la competenza digitale che include l’interesse per le tecnologie e il loro utilizzo con efficienza, spirito critico e responsabile. Nelle Indicazioni Nazionali per i percorsi liceali del 2012 si legge: “[lo studente] saprà applicare quanto appreso per la soluzione di problemi, anche utilizzando strumenti informatici”; proporre quindi attività di problem solving attraverso l’uso di tecnologie risponde agli obiettivi istituzionali. Il lavoro di questa tesi si inserisce in questo quadro e ha l’obiettivo di valutare lo sviluppo delle competenze di problem solving e digitali all’interno del progetto Digital Math Training, finanziato dalla fondazione CRT all’interno del progetto Diderot e realizzato dall’Università di Torino. Il progetto si rivolge agli studenti della scuola secondaria di secondo grado del Piemonte e della Valle D’Aosta e propone attività di problem solving contestualizzate nella realtà da risolvere con l’Ambiente di Calcolo Evoluto (ACE) Maple, supportate da attività di tutorato e da forum di discussione in un Ambiente Digitale di Apprendimento. L’ACE, utilizzando un apposito linguaggio di programmazione, permette di svolgere calcoli numerici e simbolici, di realizzare rappresentazioni grafiche in due o tre dimensioni, statiche o dinamiche, di creare componenti interattive che favoriscono la generalizzazione del processo di risoluzione di un problema, risultando uno strumento efficace per supportare il problem solving. Il lavoro di ricerca è consistito nell’analisi delle valutazioni ottenute da tutti i partecipanti dell’edizione 2021/2022 delle classi quarte (158 ragazzi) per la risoluzione di 8 problemi. Questi problemi sono stati valutati da tutor appositamente formati utilizzando una griglia di valutazione basata su cinque indicatori: comprendere la situazione problematica, individuare una strategia risolutiva, sviluppare il processo risolutivo, argomentare la strategia scelta e utilizzare l’ACE efficacemente. In particolare, l’obiettivo dell’analisi è stato studiare l’evoluzione delle valutazioni nei singoli indicatori durante lo svolgimento del progetto e le loro correlazioni, con il fine di valutare lo sviluppo delle competenze di problem solving e digitali. Per approfondire l’analisi sono state inoltre esaminate le risoluzioni consegnate dagli studenti per l’individuazione di alcuni casi studio significativi ed esemplificativi. I risultati delle analisi svolte e il confronto con le risposte date dai partecipanti ad un questionario finale, hanno mostrato che le attività di problem solving contestualizzate nella realtà e supportate dalle tecnologie, permettono lo sviluppo e il miglioramento delle competenze di problem solving e digitali, auspicandone quindi un regolare utilizzo nel sistema di istruzione.
Valutazione dello sviluppo di competenze di problem solving e digitali
LEPRE, ANNA
2021/2022
Abstract
Per rispondere alle sfide di un mondo in cui le tecnologie hanno influenzato la società, la didattica e l’educazione, per realizzarsi personalmente e professionalmente e per essere un cittadino attivo, ogni individuo ha bisogno di sviluppare competenze spendibili lungo tutto l’arco della vita. Nelle raccomandazioni relative alle competenze chiave per l’apprendimento permanente del 2018, il Consiglio dell’Unione Europea inserisce la competenza di problem solving, intesa come l’abilità di individuare, comprendere e modellizzare situazioni della vita reale in termini matematici e di risolvere problemi connessi ad esse, e la competenza digitale che include l’interesse per le tecnologie e il loro utilizzo con efficienza, spirito critico e responsabile. Nelle Indicazioni Nazionali per i percorsi liceali del 2012 si legge: “[lo studente] saprà applicare quanto appreso per la soluzione di problemi, anche utilizzando strumenti informatici”; proporre quindi attività di problem solving attraverso l’uso di tecnologie risponde agli obiettivi istituzionali. Il lavoro di questa tesi si inserisce in questo quadro e ha l’obiettivo di valutare lo sviluppo delle competenze di problem solving e digitali all’interno del progetto Digital Math Training, finanziato dalla fondazione CRT all’interno del progetto Diderot e realizzato dall’Università di Torino. Il progetto si rivolge agli studenti della scuola secondaria di secondo grado del Piemonte e della Valle D’Aosta e propone attività di problem solving contestualizzate nella realtà da risolvere con l’Ambiente di Calcolo Evoluto (ACE) Maple, supportate da attività di tutorato e da forum di discussione in un Ambiente Digitale di Apprendimento. L’ACE, utilizzando un apposito linguaggio di programmazione, permette di svolgere calcoli numerici e simbolici, di realizzare rappresentazioni grafiche in due o tre dimensioni, statiche o dinamiche, di creare componenti interattive che favoriscono la generalizzazione del processo di risoluzione di un problema, risultando uno strumento efficace per supportare il problem solving. Il lavoro di ricerca è consistito nell’analisi delle valutazioni ottenute da tutti i partecipanti dell’edizione 2021/2022 delle classi quarte (158 ragazzi) per la risoluzione di 8 problemi. Questi problemi sono stati valutati da tutor appositamente formati utilizzando una griglia di valutazione basata su cinque indicatori: comprendere la situazione problematica, individuare una strategia risolutiva, sviluppare il processo risolutivo, argomentare la strategia scelta e utilizzare l’ACE efficacemente. In particolare, l’obiettivo dell’analisi è stato studiare l’evoluzione delle valutazioni nei singoli indicatori durante lo svolgimento del progetto e le loro correlazioni, con il fine di valutare lo sviluppo delle competenze di problem solving e digitali. Per approfondire l’analisi sono state inoltre esaminate le risoluzioni consegnate dagli studenti per l’individuazione di alcuni casi studio significativi ed esemplificativi. I risultati delle analisi svolte e il confronto con le risposte date dai partecipanti ad un questionario finale, hanno mostrato che le attività di problem solving contestualizzate nella realtà e supportate dalle tecnologie, permettono lo sviluppo e il miglioramento delle competenze di problem solving e digitali, auspicandone quindi un regolare utilizzo nel sistema di istruzione.| File | Dimensione | Formato | |
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