Tecnologia,scuola,

processicognitivi

Come si allestisce "un ambientetecnologico per apprendere" e qualine sono le pregiudiziali cognitive?Come si costruisce una rete didatticain via informatica e quali sono leoperazioni epistemiche, sociali etecniche che ne garantisconol'efficacia e la correttezza? Che senso

e quali possibilità ha una conoscenza-azione on line? Queste sonoalcune delle domande cui nel volume gli autori cercano di dare unarisposta, tenendo presente la novità degli argomenti e l'interesseche essi stanno suscitando nella cultura formativa della scuola edell' azienda.Il testo si articola in due parti, una relativa all'apprendimento conle tecnologie e l'altra relativa all'uso delle reti per l'innovazione.Nella prima parte Calvani analizza il rapporto tecnologia e scuolasecondo alcune chiavi interpretative attuali e individua un puntod'incontro rilevante nel rapporto tra tecnologie, processi cognitivie key competencies; Landriscina richiama l'attenzione sullacriticità/potenzialità rappresentata dal "carico cognitivo",riflettendo in particolare sui contributi provenienti dalla teoria delcarico cognitivo e dalla teoria generativa dell'apprendimentomultimediale. Nella seconda parte Tanoni presenta un quadrocritico e storico delle esperienze relative alle "reti didattiche";Calvani tratta della ricerca-azione on line in quanto metodologiaimpiegabile per l'innovazione didattica e per la produzione disapere didattico "ragionevolmente affidabile".Il volume si rivolge a coloro che operano nelle istituzioniscolastiche, ai responsabili delle politiche educative, a formatori eprogettisti di ambienti tecnologico-didattici.

Antonio Calvani insegna Tecnologie dell 'Istruzione e Didatticapresso la Facoltà di Scienze della Formazione dell'Università diFirenze. Autore di numerosi volumi sulle tecnologie educative,socio fondatore della SIe-L (Società Italiana di e-Learning), dirigela rivista Je-LKS (Joumal of e-Learning and Knowledge Society).

€ 15,00 lUI

ISBN 88-464-8084-8

111111111119 "788846 480842

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a cura diAntonio Calvani

Antonio Calvani, Franco Landriscina, ltalo Tanoni

con la collaborazione diMaria Ranieri e Alessia Ferroni

Tecnologia,scuola,

processi cognitiviPer una ecologia Illavoro

d Il' d affrontae appren ere un'analisi utile

per attuare una strategia criticamente fondata diimpiego delle tecnologie in ambito educativo.

Egle Becchi Condizionamenti educativi-FrancoAngeli

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ambienti di apprendimento efficaci "meno è meglio". Questa regola nonriguarda solo la multimedialità. Ad esempio, si è anche visto che aggiungeredelle frasi interessanti ma irrilevanti ad un testo altrimenti noioso non miglio_ra la comprensione del testo (Garner, Gillingham e White, 1989; Harp eMayer 1997, 1998; Renninger, Hidi e Krapp, 1992). Similmente, aggiungeread una presentazione multimediale parole e suoni interessanti ma estranei alcontenuto da apprendere peggiora l'apprendimento rispetto ad una presenta-zione concisa dei contenuti. In una serie di ormai classici esperimenti, Mayere collaboratori hanno proposto a gruppi diversi di studenti due presentazionimultimediali che spiegavano il meccanismo di formazione dei fulmini(Mayer, Heiser e Lonn, 2001; Moreno e Mayer, 2000). In un tipo di presenta-zione la spiegazione avveniva con una animazione concisa e accompagnata dauna narrazione audio che commentava le fasi di formazione del fulmine. In unsecondo tipo di presentazione la narrazione audio conteneva anche delle frasiinteressanti sui fulmini, suoni e musiche di accompagnamento. La successivaprestazione in un test di comprensione del contenuto è risultata sensibilmentemigliore per gli studenti del gruppo che aveva visto la presentazione concisarispetto al gruppo che aveva visto la presentazione arricchita di dettagli.Mayer ha perciò formulato il "Principio di coerenza", per il quale "l'uso ditesti, immagini e suoni irrilevanti o gratuiti peggiora l'apprendimento". Larelazione semantica fra testo e immagine è stata analizzata anche da Schnotz,che in una serie di esperimenti ha mostrato che se il tipo di immagine non ècompatibile con il compito di apprendimento, la presenza dell' immagine nonmigliora la comprensione del contenuto ma crea, al contrario, un'interferenza.(Schnotz, 1993; Schnotz e Bannert, 2003). Per la teoria del carico cognitivo,questi risultati si spiegano in quanto la presenza di elementi irrilevanti oincompatibili aumenta il carico cognitivo estraneo e lascia perciò meno risor-se mentali disponibili per l'apprendimento. In entrambi i casi, la memoria dilavoro è impegnata nell' elaborazione di informazioni che interferiscono conla creazione di schemi.

2.7. L'uso didattico delle immagini

Un modo per evitare di incorrere nell'uso di "dettagli seducenti" è sceglie-re immagini e animazioni coerenti con il tipo di contenuto e l'obiettivo didat-tico. Al riguardo, Clark e Lyons (2004) invitano a non fermarsi agli aspetti"superficiali" delle immagini (formato, stile, ecc.) ma a considerare la lorofunzione comunicativa e psicologica. Le autrici presentano un'utile classifica-zione di tali funzioni e (che riportiamo qui in forma di schema) e mostranonumerosi esempi di corrispondenza fra il tipo di contenuto da rappresentare eil tipo di immagine più adatta.

62

fab. 1 - Funzione comunicativa dell'immagine (Riadattato da Clark e Lyons,2004)-funzionecomunicativa Scopo

dell'immagine-DecorativaRappresentativaMnemonica

organizzativa

RelazionaleTrasformativa

Interpretativa

Estetico o umoristico

Mostrare in modo realistico un oggetto o una situazioneFornire un meccanismo per il ricordo di informazionifattuali

Mostrare le relazioni qualitative fra gli elementi di unoschema

Mostrare le relazioni quantitative fra due o più variabiliMostrare i cambiamenti di un oggetto nello spazio o nel

tempo

Illustrare una teoria o un processo

Tab. 2 - Funzione psicologica dell'immagine (Riadattato da Clark e Lyons, 2004)

Funzione psicologicadell'immagine

Scopo

Supporto all'attenzione

Attivazione dellaconoscenza

Minimizzazione delcarico cognitivo

Costruzione di modellimentali

Supporto al transferdell'apprendimento

Supporto allamotivazione

Attirare l'attenzione sugli elementi visivamente importanti

Facilitare il recupero delle conoscenze pre-esistenti el'integrazione delle nuove informazioni

Minimizzare il carico cognitivo estraneo imposto allamemoria di lavoro durante l'apprendimento

Facilitare la costruzione di nuovi schemi mentali nella

memoria a lungo termine

Rappresentare caratteristiche chiave dell'ambiente in cuisi dovrà applicare quanto appreso

Rendono il materiale interessante senza ostacolare

l'apprendimento

Consideriamo, ad esempio, di dover presentare sullo schermo il testoseguente: "L'80,5% della popolazione dell'India è di religione induista, il13,4% è di religione Musulmana, /'1,9% di religione Sikh, il 2,3% di religioneCristiana e il restante 1,9% di altre religioni". Che immagini utilizzare? Laprima tentazione è certamente quella di mettere una bella immagine di qual-che divinità indiana, magari con animazioni e musiche di sottofondo (fig. 2).

Tuttavia, se l'obiettivo è far conoscere allo studente le relazioni quantitativefra le diverse religioni, l'immagine più indicata per accompagnare il testo non èdi tipo decorativoma relazionale, in questo caso un diagramma a torta (fig. 3).

63

Fig. 2 - Testo scritto e immagine non rilevante

8 LE RELIGIONI NEL MONDO

Le religioni dell'India (anno 2001)

L'SO,5%della popolazionedell'India è di religioneInduista, il 13.4% è di religioneMusulmana, 1'1,9%di religioneSikh, il2,3% di religioneCristiana e il restante 1,go,(,dialtre religioni

Fig. 3 - Testo scritto e immagine con funzione relazionale

LE RELIGIONI NEL MONDO

Le religioni dell'India (anno 2001)

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L'SO,5% della popolazionedell'India è di religioneInduista, il 13.4% è di religioneMusulmana, 1'1,9% di religioneSikh, il 2,3% di religioneCristiana e il restante 1,9% dialtre religioni

T Questo non vuoi <lireche non si debbano mai ntilizzare immagini di tipo

I

decorativo: è sufficiente separare le situazioni in cui si presentano informazio-I ni di introduzione o di supporto ad un argomento ("nice-to-know") da quelle

in cui si presentano informazioni collegate allo specifico obiettivo didatticoda raggiungere ("need-to-know").

2.8. Come integrare testo e immagini

Le immagini spesso aiutano a comprendere un testo. E viceversa, un testopuò aiutare a comprendere un'immagine. Questo effetto di sinergia si verificaperò solo in determinate condizioni. Frequentemente, nei materiali didatticimuItimediali testo'e immagine sono spazialmente separati (fig. 4). In questomodo, lo studente deve dividere la sua attenzione fra le due fonti di informa-zione. Questo fenomeno, che prende il nome di "Effetto dell'attenzione divi-sa", provoca un carico cognitivo estraneo al processo di apprendimento(Chandler e Sweller, 1992). Al contrario, l'apprendimento migliora in modosignificativoquando testo e immagine sono fisicamente integrati fra loro (fig.5). Analogamente, il "Principio di contiguità", di Mayer, afferma che "lacomprensione di una spiegazione è migliore quando il testo e le illustrazionicorrispondenti sono presentate spazialmente o temporalmente vicine inveceche separate"5.

Oltre alla relazione spaziaIe fra testo e immagine, bisogna anche conside-rare la relazione fra il loro contenuto informativo. In alcuni casi, il testo el'immagine esprimono esattamente lo stesso contenuto (fig. 3), in altri l'im-magine non sarebbe comprensibile da sola, senza il testo di accompagnamen-to (fig. 4).

Nel caso in cui il testo non è necessario per la comprensione dell'immagi-ne, ci si può chiedere se serva davvero, o se non sia meglio eliminarlo elasciare solo l'immagine (fig. 6). In effetti, alcuni esperimenti mostrano chese l'immagine si spiega da sola, la condizione migliore per l'apprendimento èquella in cui non è accompagnata da nessun testo aggiuntivo (Chandler eSweller, 1991).

5. In questo come in altri casi, si può notare una differenza fra la teoria dell'apprendimentomultimediale di Mayer e la teoria del carico cognitivo. La prima propone un principio riferito~d Unparticolare tipo di situazione (qui la presentazione di un'immagine e di un testo), mentre.a seconda descrive un fenomeno psicologico (la divisione dell'attenzione fra due fonti diInf~rmazione)e il suo effetto sull'apprendimento. La teoria del carico cognitivo è perciò appli-~ablle ad un insieme più vasto di situazioni. Ad esempio, l'effetto dell'attenzione divisa siInCOntraanche quando, in un libro, una nota a piè di pagina non è contenuta nella stessa paginao quando si deve simultaneamente leggere il manuale d'uso di un programma e cercare un~,ornandosullo schermo. Infine, è anche doveroso citare le ricerche di Wickens sul ruolo del-

attenzione nei pannelli di comando degli aerei (Wickens, 1990).

65

Fig. 4 - Testo scritto e immagine con funzione interpretativafig. 6 - Esempio di immagine autoesplicativa

l"..rllCIRCUITI ELETTRICILa legge di Ohm

LE RELIGIONI NEL MONDO

Le religioni dell'India (anno 2001)

v

Una sorgente di voltaggio, V,sposta una corrente elettrica,I, attraverso una resistenza,R.

Le tre quantità obbedisconoalla legge di Ohm: V=I*R.

Si tratta di un caso particolare di "Effetto della ridondanza", vale a dire delfenomeno generale per cui elaborare simultaneamente due fonti di informa-zione che hanno lo stesso contenuto provoca un aumento del carico cognitivoestraneo che interferisce con l'elaborazione delle informazioni rilevanti equindi ha un effetto negativo sull'apprendimento. Questo effetto è contrarioalla credenza secondo la quale la ridondanza delle fonti di informazione ha uneffetto positivo sull' apprendimento (in genere motivata con la giustificazioneche alcune persone preferiscono leggere, altre guardare l'immagine, altreascoltare).È questo un esempio di quei "miti" di cui si parlava in precedenza.

La possibilità di integrare immagini e animazioni con un testo parlatoanziché scritto è sicuramente una delle caratteristiche che differenziano mag-giormente i materiali didattici multimediali da quelli tradizionali. Diversi Ie,~perimentimostrano un "Effetto della modalità", per il quale presentareIl,nformazione verbale che accompagna un'immagine come testo parlato può~lgliorare l'apprendimento (Mousavi, Low e Sweller, 1995). In base alla teo-l1adel carico cognitivo, l'effetto della modalità è causato dal trasferimento di

Fig. 5 - Testo scritto integrato nel/' immagine

l"..rllCIRCUITI ELETTRICILa legge di Ohm

Una sorgentedi voltaggio V

sposta unacorrente elettrica

I-+

2.9. Come integrare immagini e audio

attraverso una

resistenza R

Le tre quantità obbediscono alla legge di Ohm: V = I * R

. "-------

66 67

B Musulmani

IIIIIIlnduistiD SikhIl Cristiani

~Altri

Naturalmente, che un'immagine sia autoesplicativa o no, e che sia sempli-ce o complessa, dipende dalle conoscenze già possedute dallo studente e dalcompito cognitivo che gli viene richiesto. Per questo motivo alcuni esperi-menti mostrano una progressiva diminuzione dell' efficienza didattica dell' au-dio e un corrispondente aumento dell' efficienza del testo scritto man manoche gli studenti diventano più esperti dei contenuti (Kalyuga, Chandler eSweller, 2000). L'interrelazione fra natura dei contenuti, studente e contestodi apprendimento è una caratteristica fondamentale della teoria del caricocognitiv08.

2.10. Come integrare testo scritto e testo parlato

Abbiamo visto che il testo parlato può avere un effetto positivo sulla com-prensione di un'immagine. Tuttavia, non sempre possono essere presenti delleimmagini. Per alcune materie, ad esempio la filosofia e il diritto, i contenutisono prevalentemente di tipo testuale. In questi casi, la presenza, oltre che deltesto scritto, di un testo parlato può migliorare l'apprendimento? Quale rela-zione può esserci fra questi due tipi di informazioni? La lettura di un testoattiva due tipi di elaborazione: per la componente verbale, si richiede il coin-volgimento del loop articolatorio, per le componenti visive, del taccuinovisuospaziale. Ascoltare lo stesso testo che si sta leggendo può quindi creareuna competizione nell' elaborazione della componente verbale o facilitarel'integrazione fra testo scritto e testo parlato. Se lo studente deve necessaria-mente leggere un lungo testo, l'uso simultaneo dell'audio va escluso. Infatti,la presenza simultanea del. testo scritto e di un identico testo parlato provocaun aumento del carico cognitivo estraneo (Kaliuga, Chandler e Sweller,2004). Resta da vedere la situazione in cui il testo scritto, a differenza di quel-lo parlato, non è di tipo discorsivo ma consiste unicamente di parole chiave obrevi frasi. Programmi di presentazione come Power Point si prestano moltobene all'uso di elenchi puntati o numerati, in cui ogni elemento dell'elenco ècostituito da poche parole9. In questo caso, il testo scritto può aiutare la com-prensione e l'organizzazione del testo ascoltato in audio (Mayer e Moreno,2002). In particolare,se gli elementi testualicompaionoin sincroniacon ~

segmenti audio corrispondenti, possono avere la funzione di evitare cadute diattenzione durante l'ascolto e di segnalare momenti di passaggio nel discorsO.

8. Questo aspetto sistemico della teoria va a bilanciare il rischio di un'applicazione ger.era:lizzata e troppo automatica di principi, come quelli di Mayer, che vanno invece interpretati divolta alla luce delle situazioni specifiche, considerando i meccanismi di base del funzionamen-to della memoria e dell'attenzione.

9. Purtroppo gli utilizzatori di questo programma sembrano spesso ignorare queste funzio-nalità e lo utilizzano come un semplice elaboratore di testi, creando diapositive con testi chilo-metrici.

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Fig. 9 - Testo scritto, testo parlato e indicatori visivi

DIVENTARE GIORNALISTA

Le regole di base

Come descrivere un fatto di cronaca AUDIO04

"Come descriverecorrettamente un

fatto di cronaca?

Bisogna presentare,

nell'ordine, il fatto, i

protagonisti. il luogo,il momento e il

motivo dell'azione."

Presenta re

1. il fatto

2. i protagonisti

3. il luogo

4. il momento

5. il motivo

Le parole che compaiono a video devono però essere le stesse narrate inaudio. Nell'esempio della figura 9, quando la narrazione audio dice "i prota-gonisti..." a video compare il testo "i protagonisti" e a fianco della parolacompare un triangolo che ha la funzione di indicatore visivo. I ricercatori han-no più volte sottolineato l'importanza di questi indicatori per guidare e foca-lizzare l'attenzione dello studente nelle situazioni in cui è presente un com-mento audio.

Un'ultima condizione da esaminare, è quella in cui gli elementi testualicompaiono solo quando l'audio è terminato. In questo caso, il testo scrittopuò svolgere una funzione di ripetizione di quanto è stato appena ascoltato equindi favorire l'apprendimento. Il rapporto fra testo scritto e testo parlato inassenza di immagini è attualmente oggetto di ricerche per specificare meglioquali sono le migliori modalità di integrazione di questi due elementi (Clark,Nguyen e Sweller, 2006).

2.11. Carico cognitivo estraneo e problem solving

Il carico cognitivo estraneo non dipende solo dal modo in cui sono utiliz-Zatigli elementi multimediali ma anche dalla strategia didattica alla base diUn ambiente tecnologico di apprendimento. Nel campo dell'e-learning harecentemente ricevuto molta attenzione la teoria del "apprendimento situato

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