Molti differenti tipi di tecnologie sono sstati usati negli ambienti educativi: pagine stampate, gesso e lavagna, proiettori a muro, diapositive, proiezioni video. Insieme ad altri dispositivi, continuano a far parte dei processi di insegnamento e di apprendimento. L’uso di tecnologie tradizionali spesso limita le attività a un tempo e uno spazio delimitati. La nascita di nuove forme di tecnologia ha creato un rinnovato interesse per l’uso di supporti all’insegnamento. A causa della loro prevalenza nella società, l’introduzione di nuove tecnologie è opportuna. Molte tecnologie sono largamente usate in quasi tutti i posti di lavoro e ci si aspetta che gli studenti abbiano avuto familiarità con esse già durante gli studi.
Le scuole sono aperte alle innovazioni tecnologiche, così che vecchio e nuovo devono coesistere. Questa coesistenza crea tensioni, e influenzerà l’educazione del XXI secolo. Possiamo porci queste domande: Quale tipo di tecnologie tradizionali avete usato nella vostra scuola?
Internet ha rivoluzionato il mondo delle comunicazioni come mai prima. L’invenzione del telegrafo, telefono, radio e computer hanno segnato i passi per questa nuova integrazione di funzionalità. Molte delle nuove tecnologie dell’informazione e della comunicazione (ICT) sono prodotti delle tecnologie informatiche e di rete. I computer sono comunque stati preceduti da antiche tecnologie, come l’abaco e i dispositivi computazionali meccanici della rivoluzione industriale.
Uno dei primi calcolatori, ENIAC, fu usato come arma militare; questa macchina aveva capacità inferiori a quelle di una calcolatrice tascabile. Il primo computer totalmente digitale, lo Z1, fu creato nel 1938 da Konrad Zuse, sette anni prima che fosse creato un linguaggio di programmazione. Lo Z3 fu il primo computer con un programma operativo, fu costruito nel 1941, durante la seconda guerra mondiale. Erano macchine primitive, anche se costavano centinaia di migliaia di dollari.
Le reti di telecomunicazione crearono le basi per Internet e il World Wide Web, quindi possiamo far risalire i loro inizi agli anni ’60. Il primo messaggio in rete fu mandato sulla rete ARPANET dal computer del professore di scienze Leonard Kleinrock, nel laboratorio dell’Università della California (UCLA), Los Angeles. Le reti a commutazione a pacchetto, come ARPANET, Mark I, in UK, Tymnet, Telenet, furono sviluppate tra la fine degli anni ’60 e l’inizio degli anni ’70, usando una varietà di protocolli. Negli anni ’80, Il lavoro di sir Tim Berners-Lee nel Regno Unito, sul World Wide Web, teorizzò il fatto che i linguaggi/protocolli possono collegare ogni documento/ ipertesto in sistemi di lavoro.
Internet ha avuto un impatto rivoluzionario sulla cultura, sul commercio, includendo la nascita di comunicazioni in tempo quasi-reale, come la posta elettronica, la messaggeria istantanea, le chiamate su protocollo Internet (VoIP), le video-chiamate a due vie, i forum di discussione, i social network, i siti di commercio on-line.
Le tecnologie ICT sono sempre più utilizzate e integrate nei processi educativi. L’affermarsi di queste tecnologie nelle attività di insegnamento e di apprendimento ha sollevato importanti questioni. Ad esempio:
Le nuove tecnologie stanno cambiando le classi scolastiche? Stanno mutando le tecniche e le strategie di insegnamento? Le caratteristiche degli studenti sono state modificate?
Le nuove tecnologie hanno portato cambiamenti nella qualità dell’educazione? Nelle teorie dell’apprendimento? Nel successo dell’attività educativa? Nella democratizzazione dell’istruzione?
Effetti dell’ICT e processi di cambiamento
L’integrazione della tecnologia nei processi educativi ha introdotto nuove strade in cui gli insegnanti possono arricchire le attività di insegnamento e apprendimento. Gli insegnanti reagiscono all’uso della tecnologia in classe in modi differenti. Si ritiene che vi siano tre generazioni di insegnanti, in termini dell’uso della tecnologia in classe. Gli studenti stanno giocando un ruolo importante nelle attività scolastiche. Molti hanno familiarità con molte delle tecnologie impiegate nell’ambiente educativo.
Secondo Prensky, molti degli studenti oggi sono nativi digitali, ma i loro insegnanti sono immigrati digitali. L’uso della tecnologia in classe dovrebbe essere considerato appropriato se usato per scopi specifici, nei processi di insegnamento e apprendimento come parte integrante degli obiettivi di apprendimento. L’uso della tecnologia nei processi di apprendimento diventa valido solo quando vengono visti come elementi in un ambiente ben costruito. Pensa a te stesso. Sei un nativo digitale, o un immigrato digitale?
Per incrementare le attività in classe, gli insegnanti fanno uso di lavagne informatizzate, computer e tablet, software di test e misure, LMS-CMS, applicazioni interattive, giochi educativi, ipertesti, ipermedia, applicazioni multimediali.
La prima generazione: vi sono ancora insegnanti che temono l’uso delle tecnologie, tranne quelle più agevoli (lavagne e gesso, testi a stampa).
La seconda generazione: Insegnanti che usano qualche forma di tecnologia durente le presentazioni, anche se non spesso (proiettori a muro, riproduttori audio).
Terza generazione: Alcuni insegnanti massimizzano l’uso di diverse tecnologie, a volte al punto di sovraccaricare le attività in classe.
La crescente applicazione della tecnologia a supporto dell’insegnamento e apprendimento fornisce una base con cui alcuni insegnanti riconsiderano le loro strategie per le attività di insegnamento. Pensa al tuo insegnante preferito. A quale generazione appartiene?
Apprendimento sincrono e asincrono
Grazie a Internet, alle tecnologie informatiche e mobili, ai computer, le nuove tecnologie sono capaci di promuovere attività educative, sia sincrone sia asincrone, non confinate in tempi e spazi limitati.
Cos’è l’apprendimento sincrono? Stesso momento, ma non nello stesso posto. Diverse forme di televisive, digitali, e apprendimento on line in cui gli studenti apprendono da insegnanti, colleghi, studenti in tempo reale, ma non in presenza.
Cos’è l’apprendimento asincrono? Stesso posto, ma non nello stesso momento. Tipicamente applicato a interazioni insegnante-studente, o tra pari, in diversi luoghi, o differenti momenti. Anche l’apprendimento on line può essere asincrono. Lezioni pre-registrate, scambio di e-mail, bacheche di discussione, sistemi di gestione dei corsi che organizzano materiale di studio e relativa corrispondenza, sono tutte considerate forme di apprendimento asincrono.
Le risorse di apprendimento on line usate per supportare l’apprendimento asincrono includono e-mail, liste di distribuzione elettroniche, sistemi di conferenza, bacheche di discussione on line, wiki e blog.
Forme asincrone di comunicazione sono a volte implementate con il supporto di componenti come chat testuale e vocale, e videoconferenza. L’insegnamento faccia-a-faccia è sincrono, asincrono, o entrambi?
Teoria cognitiva dell’apprendimento multimediale
La teoria cognitiva di R.E. Mayer dell’apprendimento multimediale (CTML) incorpora diversi concetti provenienti sia dalla scienza dell’apprendimento sia da quella dell’insegnamento. La filosofia è che il disegno dei corsi di e-learning dovrebbe essere basato su una teoria cognitiva riguardo a come le persone imparano e su ricerche scientificamente valide. I corsi di e-learning dovrebbero essere costruiti alla luce di come la mente apprende e di evidenze sperimentali riguardanti le caratteristiche dell’e-learning che promuovono l’apprendimento migliore.
CTML è supportato dall’estesa ricerca di Mayer, coinvolgente la verifica delle teorie dell’apprendimento, focalizzandosi su situazioni reali. Parole e disegni presentati agli alunni attraverso una presentazione multimediale sono processati attraverso due canali separati, non in conflitto. Parole e immagini sono attivamente selezionati dallo studente dalla memoria sensoriale (attraverso occhi e orecchie) ed entrano nella memoria di lavoro dove sono organizzate in modelli verbali e pittorici. I due modelli sono poi integrati con la conoscenza pregressa richiamata dalla memoria a lungo termine. L’integrazione avviene nella memoria di lavoro, seguendo ogni porzione segmentata dell’istruzione in modalità multimediale.
Influenze della scienza dell’apprendimento
La teoria cognitiva del dual processing è stata descritta per primo da Paivio nel 1986. Essa suggerisce che gli stimoli verbali e visivi sono processati separatamente, ma simultaneamente, nella memoria di lavoro.
La capacità limitata della memoria di lavoro indica che questa memoria può gestire un numero limitato di voci di informazioni alla volta, ciò richiede di scegliere come allocare le risorse cognitive. La teoria del carico cognitivo fu sviluppata da Sweller, che propose l’esistenza di limitazioni nella capacità della memoria di lavoro.
Nel processamento attivo, le persone sono cognitivamente impegnate nell’attribuire un senso agli stimoli presentati nella memoria di lavoro. Quando si compie un apprendimento significativo, le persone sono abili a recuperare le conoscenze recentemente acquisite dalla memoria a lungo termine. Trasferimento vicino e lontano nel tempo.
Teoria del doppio codice
La teoria del doppio codice (DCT) è una teoria generale della mente e della cognizione. Si origina negli anni ’60 per spiegare la potenza degli effetti che l’immaginazione ha sulla memoria. La DCT è una delle teorie più influenti sulla cognizione che è stata applicata direttamente all’educazione. E’ il primo sistematico tentativo scientifico per collegare due tradizioni in filosofia e psicologia: immagine e parola.
La teoria DCT assume che la cognizione coinvolge le attività di due codifiche mentali qualitativamente differenti:
• Codifica verbale, specializzata per il linguaggio in tutte le sue forme
• Codifica non verbale, specializzata con oggetti non linguistici ed eventi in forma di immagini mentali.
I sistemi di codifica sono separati ma interconnessi. Possono operare indipendentemente, in parallelo, ma anche attraverso connessioni. La diversità e la flessibilità della cognizione viene dall’attività entro e tra i codici. La DCT è basata sulla comune assunzione della continuità tra percezione e memoria.
La DCT è quindi multimodale, dal momento che le esperienze verbali e non verbali possono avvenire con differenti modalità sensoriali, includendo la visione, l’ascolto, il tocco ( nel caso del linguaggio) e tutti i cinque sensi (nel caso delle immagini mentali)
Le teorie della memoria di lavoro, che propongono una diversa e specifica modalità di funzionamento della memoria, sono generalmente consistenti con la DCT, anch’essa assume che la memoria a lungo termine è una modalità specifica della memoria.
La DCT assume che la produzione di contributi innati alla cognizione e le differenze individuali sono il risultato dell’interazione tra i geni e l’ambiente. Una applicazione diretta di questa è che le immagini e il linguaggio concreto dovrebbero essere compresi e ricordati meglio dei linguaggi astratti.
Applicazioni ed estensioni della teoria del doppio codice
L’applicazione più produttiva della DCT è stata nell’alfabetizzazione. La teoria offre spiegazioni empiricamente supportate di tutti gli aspetti dell’alfabetizzazione:
1. decodifica
2. comprensione
3. risposta alla lettura
4. composizione scritta.
Un programma di istruzione su larga scala per migliorare la lettura e la comprensione, insegnando agli studenti a visualizzare mentre leggevano testi è stata applicata con successo in istituti scolastici urbani. Un’altra applicazione ha fatto uso dell’immaginazione cinestetica nella comprensione di un testo , mentre veniva letta da un insegnante, adoperando strategie per la focalizzazione dell’idea centrale.
L’uso dell’immaginazione mentale nell’apprendimento di capacità psicomotorie è stato estensivamente studiato. La più ambiziosa estensione della DCT è la sua spiegazione dell’evoluzione della mente. Negli ominidi l’intelligenza è evoluta da una primitiva forma non verbale ad una forma successiva che incorpora il linguaggio. I pensieri verbali e non verbali si sono accordati sinergicamente. Le immagini mentali in memoria rappresentano eventi passati, futuri, possibili o impossibili, in assenza di percezione.
Il linguaggio fornì un sistema assai sofisticato di segni per un pensiero efficiente e per la comunicazione tra gli umani, e in loro stessi. La combinazione di immaginazione e linguaggio è vista come la spinta evolutiva per tutti i progressi umani.
La DCT differisce dalle teorie che assumono che tutte le cognizioni hanno una comune, astratta, codifica, nella forma di schemi di proposizione. Il mentalese degli schemi, o proposizioni, è assunto essere computazionale in natura, costruito nel cervello analogamente a un codice di computer. I proponenti di altre teorie credono che la loro concezione sia più elegante e parsimoniosa. Alcuni aspetti della cognizione sono stati modellati nei computer in modo tale da supportare questi argomenti. Questa sfida resta irrisolta.
La teoria del carico cognitivo
La teoria del carico cognitivo è costruita sul modello largamente accettato del processamento umano dell’informazione. Le tre parti di tale processo sono: la memoria sensomotoria, la memoria di lavoro, al memoria a lungo termine. Ogni giorno veniamo bombardati da informazioni provenienti dai sensi. La memoria sensomotoria filtra molte di queste informazioni, e lascia una impressione dei temi più rilevanti, in modo che possa passare nella memoria di lavoro. L’informazione passa quindi in questo magazzino di memoria, dove viene di volta in volta processata o scartata. La memoria di lavoro contiene da cinque a nove voci (chuncks) di informazione alla volta (vedi regola del 7 più o meno 2 è centrale nella teoria del carico cognitivo).
Quando il cervello processa l’informazione, la categorizza, e la sposta nella memoria a lungo termine, dove è immagazzinata in strutture di conoscenza detti schemi. Vi sono diversi schemi per diversi concetti e comportamenti. Maggiore è la pratica nell’usare questi schemi, minore è lo sforzo per compiere i relativi comportamenti. Questo è chiamato automatismo. Anche gli schemi sono significativi nella teoria del carico cognitivo.
La teoria del carico cognitivo è stata sviluppata da J. Sweller, e fornisce un approccio scientifico al disegno dei materiali per l’apprendimento. Il carico cognitivo è in relazione con la quantità di informazione che la memoria di lavoro può gestire di volta in volta. Data questa capacità limitata, i metodi di addestramento devono evitare di sovraccaricarla con attività addizionali che non contribuiscono direttamente all’apprendimento. La teoria del carico cognitivo ci mostra che la memoria di lavoro può essere ampliata in vari modi:
• Effetto modalità, dato che la mente processa separatamente informazioni visive e uditive. Un testo e un disegno competono l’uno con l’altro.
• Conoscenza prioritaria, dato che la memoria di lavoro tratta un certo schema come una singola voce. Una pratica automatizzata aiuta ad imparare facilmente e senza sforzo.
• Attività di apprendimento, applicata su conoscenze pregresse, si espandono la capacità della memoria di lavoro.
• Pre-training, o competenze precedentemente acquisite da parte dello studente, introdotte in un nuovo argomento. Aiuta a stabilire schemi che estendendo la memoria di lavoro. Ciò significa che è possibile acquisire e comprendere informazioni più complesse.
La teoria del carico cognitivo aiuta a disegnare addestramenti che riducono la domanda di memoria di lavoro degli studenti, in modo da apprendere più efficacemente. Ad esempio, determinando le conoscenze richieste e adattando di conseguenza la presentazione. O anche riducendo lo spazio del problema in parti, e presentando soluzioni divise in parti.
Effetto di riduzione dell’attenzione divisa. Sorgenti multiple di informazioni visive rendono più difficile la creazione di nuovi schemi. Questo effetto è ridotto quando le informazioni visive sono integrate. Ad esempio, incorporando etichette nei diagrammi, piuttosto che ponendole in un box a lato, o rimuovendo ogni sorgente estranea, fonte di rumore.
Suggerimento: Prendere vantaggio dai canali visivo e auditivo nella memoria di lavoro. Un’altra via di superare l’effetto dell’attenzione divisa è di rimpiazzare alcune informazioni visive con informazioni uditive. Questa combinazione riduce il carico cognitivo nella memoria di lavoro, poiché il canale uditivo ha il suo spazio di memoria.
