Insegnare con le mappe concettuali

1. Insegnare con le mappe concettuali Albez edutainment production Modulo II La rappresentazione della conoscenza

2. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

3. Introduzione L’umanità ha prodotto ingenti quantità di informazione su supporti diversi, dalle pitture rupestri alle tavolette di cera fino alle applicazioni multimediali, senza dimenticare le forme di trasmissione orale. La conoscenza umana (scientifica e sociale), risultato dell’evoluzione storica, è registrata come informazione, nella forma in cui comunichiamo. Attualmente, il modo di apprendere è basato sulla comunicazione di informazione. Il mondo della ricerca, analizzando i principi sottostanti all’apprendimento (riconosciuto come fattore fondamentale per lo sviluppo sociale ed economico), ha ritenuto opportuno creare metodi che facilitino la costruzione della conoscenza (l’apprendimento) basandosi sui modelli cognitivi più vicini al modo in cui la conoscenza stessa è esplicitata ed integrata dalla mente. Questi metodi hanno come base modelli per la rappresentazione della conoscenza. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

4. La rappresentazione della conoscenza È un insieme di convenzioni sintattiche e semantiche che rende possibile descrivere, allargare, precisare e approfondire la spiegazione. È un linguaggio, un mezzo di espressione umana per descrivere il mondo, un modello. È anche, e allo stesso tempo, un surrogato, un sostituto di un’organizzazione di idee, che si utilizza per permettere l’analisi dell’organizzazione stessa, per ragionare su un argomento. Un elemento importante nell’utilizzo della rappresentazione della conoscenza è la presenza di meccanismi di analisi e ragionamento applicabili alla conoscenza rappresentata. Il paradigma di rappresentazione della conoscenza che ha avuto maggior successo e ha suscitato maggior interesse nel mondo dell’apprendimento scolastico e accademico è quello delle reti semantiche o mappe concettuali. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

5. La rappresentazione della conoscenza Un corpo di conoscenza formalmente rappresentata si basa sulla concettualizzazione: è una vista astratta dell’argomento che si vuole rappresentare, per renderlo facilmente analizzabile. È la collezione di oggetti, concetti e altre entità che si presume esistano in qualche area di interesse e le relazioni che li collegano. Scegliere una concettualizzazione è il primo passo di una rappresentazione della conoscenza. Infatti, la mappa concettuale è una concettualizzazione dell’argomento oggetto di studio. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

6. La rappresentazione della conoscenza • Rappresentare la conoscenza ha diversi vantaggi: • toglie l’informazione necessaria per la comunicazione, ma che è ingombrante e limitativa per l’apprendimento; • identifica gli elementi da apprendere; • permette la gestione della conoscenza in modo attivo e diretto; • facilita il ragionamento e l’analisi, fondamentali nell’attività di apprendimento; • facilita e stimola il raggiungimento di conclusioni, relativamente ovvie e non ovvie; • orienta e mantiene l’attenzione dello studente; • presenta la conoscenza in modo significativo; • stimola lo sviluppo di una comprensione olistica dell’argomento trattato: evidenzia come i termini, in se stessi, non hanno valore, e che la loro contestualizzazione è relativa, dinamica e variabile; • rende possibile l’integrazione della nuova conoscenza con la conoscenza precedentemente rappresentata. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

7. I meccanismi di ragionamento La rappresentazione della conoscenza non può prescindere dall’esistenza di un meccanismo di ragionamento. Accettando che nella nostra mente la conoscenza è formata da reti di concetti relazionati in diversi modi, i meccanismi di ragionamento sulla conoscenza rappresentata dovranno agire su questi schemi reticolari. Dovranno tenere conto dell’organizzazione reticolare di concetti e dati nella memoria. L’ipotesi generalmente accettata, allo stato attuale della ricerca sul funzionamento del cervello, è che questo agisce a modo di rete e che il meccanismo naturale di ragionamento determini flussi di correnti elettriche. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

8. I meccanismi di ragionamento Questi flussi di corrente permetterebbero il flusso delle idee, la propagazione dell’attivazione attraverso la rete cognitiva. Ossia quando due nodi sono attivati nella rete, l’attivazione si propagherebbe ai nodi semanticamente vicini in ogni ciclo di ricerca. Si assume che i concetti sono usualmente inattivi. Quando un concetto viene richiamato, quel nodo viene attivato. L’attivazione del nodo si propaga agli altri nodi connessi, tramite le piste tracciate dalle relazioni. Questa propagazione dell’attivazione è il processo di reperimento nella memoria semantica. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

9. I meccanismi di ragionamento Nel modello delle mappe concettuali, la conoscenza viene immagazzinata con nodi interconnessi in modo che, analizzando le tracce rappresentate dalle connessioni tra le relazioni, sia possibile seguire le diverse traiettorie. Si coglie così il significato di queste “piste associative”, nello stesso modo in cui la mente segue le relazioni tra le idee nelle “sequenze di attivazione” selezionate fra le tante traiettorie possibili. Questo modello è applicabile ad una molteplicità di attività cognitive: dal censimento della memoria a breve termine, fino alla realizzazione di deduzioni logiche complesse. L’esperienza dimostra che, nel reperimento di dati e concetti, il tempo di risposta è minore quante più relazioni ci sono. A maggiore connettività (più reticolarità) corrisponde più capacità di risposta, più possibilità di trovare soluzioni. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

10. La memoria e l’apprendimento L’informazione percepita deve per forza essere memorizzata per poter essere successivamente reperita e utilizzata, altrimenti verrebbe persa, dimenticata. Il reperimento è il processo nel quale l’informazione viene richiamata per l’utilizzo in qualunque attività, anche in contesti diversi da quelli in cui venne appresa. Esiste una semplice ma basilare differenza tra “memorizzare” e “apprendere”: apprendere è integrare nella memoria la nuova informazione in modo logico e sistemico, in modo che l’informazione appresa sia velocemente reperibile in molti modi, ed utilizzabile in diversi contesti. Questo divario costituisce la differenza tra apprendere e non apprendere. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

11. La memoria e l’apprendimento L’informazione che riceviamo realizza un viaggio azzardato dai nostri organi sensoriali fino alla memoria a lungo termine (se arriva), nella quale l’informazione rimane immagazzinata per il successivo reperimento. La prima stazione, la memoria sensoriale, contiene una copia della sensazione originaria, ma questa memoria ha una durata di pochi millisecondi. La seconda fermata, la memoria a breve termine, mantiene i dati per qualchesecondo in più, ma in questa fase l’informazione perde buona parte dei suoi dettagli. Spesso, per non dimenticarla, dobbiamo ripetere più volte l’informazione, allora viene immagazzinata nella memoria a lungo termine. Questo modello del funzionamento della memoria, inteso a livello molto generale, soddisfa le ipotesi più accreditate sul funzionamento della memoria nell’apprendimento. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

12. Il viaggio dell’informazione… esercitazione Informazione (stimolo, input) Memoria sensoriale (iconica, uditiva ecc.) Memoria a breve termine Memoria a lungo termine (semantica, procedurale,ecc.) codificazione attenzione reperimento dimenticare codificazione Informazione non oggetto di attenzione dimenticare risposta Lo schema è tratto dal libro “Insegnare e apprendere con le mappe concettuali” di H. Forte immedia editore Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

13. La memoria a lungo termine (MLT) Può essere considerata come una struttura grafica reticolare nella quale idee, eventi ed esperienze sono tutti rappresentati con nodi e relazioni. Questa rappresentazione reticolare della memoria a lungo termine viene detta anche memoria semantica. In particolare, nella memoria semantica, la rappresentazione di idee si infittisce, diventa più articolata a forza di condividere nel ragionamento e nel pensiero glistessi nodi e relazioni comuni. Lo stesso concetto di memoria semantica è profondamente connesso con la comprensione e il significato. Nella rappresentazione della conoscenza, le reti proposizionali si propongono di rappresentare l’essenza di questo approccio. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

14. La memoria a lungo termine (MLT) Nella memoria le idee non si registrano come in una audiocassetta, ogni idea è collegata alla precedente in una catena. L’informazione invece viene registrata in immense reti associative interconnesse. Concetti e immagini sono relazionati a tanti altri punti della rete in diversi modi. Memorizzare è semplicemente aggiungere nuove relazioni alla rete, creando nuove associazioni che rimangono implicite fino a quando vengono esplicitamente riconosciute e reperite da una richiesta cosciente (ricerca semantica). La memoria non è un contenitore che si riempie gradualmente, la capacità della memoria continua a crescere. Tanto più conosciamo, tanto più siamo capaci di apprendere. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

15. La memoria a lungo termine (MLT) La memoria semantica è permanente, ha capacità illimitata, è probabilmente di natura chimica, è organizzata in modo reticolare, e probabilmente ha due modi di immagazzinare informazione: visivo e auditivo (verbale). Un altro tipo di memoria a lungo termine è la memoria episodica. Essa rappresenta il ricordo di eventi e avvenimenti in forma seriale. L’informazione nella memoria semantica deriva dalla memoria episodica, in modo che è possibile apprendere nuovi concetti e dati dalle nostre esperienze. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

16. La memoria a breve termine (MBT) o “memoria di lavoro” La memoria a breve termine, o più correttamente “memoria di lavoro”, ha una brevissima durata, di pochi secondi, ha capacità limitata (da 7 a 9 unità, in cui un’unità equivale ad un’espressione o ad un concetto), è di probabile natura elettrica, è primariamente uditiva (recepisce parole), e in qualche misura visiva. Sono interessanti le strategie per memorizzare codici lunghi in forma di codice breve, che non fanno altro che ridurre lo sforzo della MBT per reperire il codice lungo. La memoria a breve termine funziona come un agente promotore, che s’incarica dell’interscambio selettivo tra l’informazione appena arrivata,la conoscenza precedente e la memoria a lungo termine. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

17. Il rapporto tra MBT e MLT Nell’apprendimento, l’informazione deve essere trasferita dalla MBT e formalizzata in reticolo nella MLT, ossia deve essere inserita e articolata nella rete cognitiva che già esiste. Il reperimento di questa informazione, dopo, è direttamente dipendente da come è stata organizzata. Dal punto di vista didattico, perciò, l’attività di apprendimento deve creare strutture fortemente coese dell’informazione rilevante. La lezione fatta con la mappa concettuale riesce a mettere in evidenza tanto la strategia d’ingresso quanto la strategia del reperimento. Entrambe sono legate alla disposizione reticolare, anche se il maggior successo nell’utilizzo delle mappe concettuali è la costruzione della mappa da parte dello studente. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

18. L’apprendimento e l’organizzazione della memoria Il modo in cui l’informazione viene appresa è importante per la successiva capacità di reperimento nelle diverse forme di rappresentazione mentale: immagini, produzioni (conoscenza procedurale) e proposizioni (conoscenza dichiarativa). L’obiettivo dell’apprendimento è precisamente questo: “codificare” la nuova informazione. Codificare significa organizzare sistematicamente nella memoria la nuova informazione (articolandola con l’informazione precedente), in modo che si possa accedere ad essa con velocità, precisione ed efficacia. Che si possa reperire con certezza. Lo schema è stato tratto dal libro “Insegnare e apprendere con le mappe concettuali” di H. Forte immedia editore Memoria episodica è Conoscenza dichiarativa è Memoria procedurale Memoria a lungo termine è un tipo di Memoria semantica Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

19. L’apprendimento e l’organizzazione della memoria Una produzione, o meglio una “regola di produzione”, fa sì che la stessa azione si ripeta ogni volta che le condizioni ad essa associate si ripresenteranno. Il soggetto “sa”….”conosce”, cosa deve fare, altrimenti deve apprendere. È il caso di quando si deve “risolvere un problema”. La regola di produzione comporta sempre la stessa reazione di fronte allo stesso stimolo fisico o intellettuale (equivale al comportamento cognitivo regolare). Si tratta di sequenze di azioni condizionali, che vengono eseguite in casi molto specifici. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

20. L’apprendimento e l’organizzazione della memoria • Un esempio canonico di regola di produzione (conoscenza procedurale): • Obiettivo: realizzare un percorso in automobile. • Se l’automobile è ferma: • accendere il motore • premere il pedale della frizione • togliere il freno a mano • innestare la prima marcia • premere leggermente e progressivamente il pedale dell’acceleratore e • contemporaneamente rilasciare il pedale della frizione • quando l’automobile si muove, se arriva alla velocità di 15 – 20 km/ora: • - innestare la seconda marcia • - ………. • Una regola può anche portare ad un’altra regola. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

21. L’apprendimento e l’organizzazione della memoria Un esempio di proposizione (conoscenza dichiarativa): il marmo«è» duro. La conoscenza dichiarativa è conoscere riguardo a qualcosa. La conoscenza procedurale è conoscere come si fa o come avviene qualcosa. La conoscenza dichiarativa viene appresa direttamente dall’ambiente. La conoscenza procedurale viene costruita a partire dalla conoscenza dichiarativa, tramite la pratica e l’esercizio. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

22. L’apprendimento e l’organizzazione della memoria • La teoria della “codifica duale” sostiene che la memoria è composta da due parti complementari, diverse e separate: • una verbale (proposizionale,logica) ed • un’altra non verbale (visiva). • Quella verbale registra le attività linguistiche associate a parole, termini, concetti, proposizioni, ecc. • Quella non verbale si occupa dei fenomeni “non verbali”, da intendere come rappresentazioni “pittoriche”, non come “immagini immagazzinate” Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

23. L’apprendimento e l’organizzazione della memoria L’immagine immagazzinata di un oggetto, ad esempio di un’automobile, ricorda immediatamente le caratteristiche dell’oggetto reale. Dall’altra parte c’è la rappresentazione verbale, semantica nella quale la conoscenza è immagazzinata in modo arbitrario. Le immagini verrebbero immagazzinate in modo associativo, qualitativamente concettuale. L’informazione concettuale può richiamare informazione visiva e viceversa. L’informazione che viene codificata in modo duale è recuperabile più agevolmente per l’esistenza delle due tracce. Così, anche per quanto riguarda la memoria….. “due è meglio di uno”. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

24. L’attenzione e la selezione percettiva Nella presentazione d’informazione (una conferenza, una lezione ad esempio), la quantità di nuova informazione veicolata in qualunque momento può essere enorme. La risposta umana a questo bombardamento di informazione è la selezione percettiva, per cui solo una piccola parte degli stimoli viene veramente recepito. L’uso di una mappa concettuale proporziona e facilita proprio questo filtraggio, perché la mappa presenta gli elementi fondamentali (la conoscenza), nel formato proprio della conoscenza, cioè in reticoli di proposizioni ben strutturate. La selezione percettiva è direttamente correlata all’attenzione. L’implicazione reciproca fra attenzione e selezione percettiva determina (anche in modo inconscio) a quale informazione verrà data priorità, quale verrà trattata nella memoria a breve termine. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

25. L’attenzione e la selezione percettiva • Le elaborazioni percettive e quelle dell’attenzione sono influenzate dall’interesse che suscita la presentazione e anche dalla conoscenza precedente dell’argomento trattato. • Le caratteristiche che facilitano l’attenzione sono: • L’intensità della presentazione • Il modo in cui gli elementi componenti della presentazione stimolano un legame tra la conoscenza precedente e la novità • L’accesso diretto agli elementi di interesse • L’organizzazione complessiva (con altri fattori). Il meccanismo dell’attenzione controlla il flusso d’informazione verso la nostra memoria, proprio perché l’attenzione è selettiva e attiva la conoscenza rilevante nella memoria medesima. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

26. L’attenzione e la selezione percettiva Così viene migliorata la percezione del contesto e il contesto, che è oggetto di attenzione, diventa lo spazio concettuale attivo. L’attenzione permette che i contenuti della memoria sensoriale passino alla memoria di lavoro. Influiscono su questo passaggio vari aspetti, ad esempio il valore soggettivo attribuito all’input. Informazione (stimolo, input) Memoria sensoriale (iconica, uditiva ecc.) Memoria a breve termine Memoria a lungo termine (semantica, procedurale,ecc.) codificazione attenzione Lo schema è stato tratto dal libro “Insegnare e apprendere con le mappe concettuali” di H. Forte immedia editore Informazione non oggetto di attenzione Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

27. L’attenzione e la selezione percettiva • L’input per il discente è influenzato da: • La conoscenza precedente • Le aspettative • La novità • La varietà o la congruenza • L’intensità • La vividità • La quantità d’informazione in ingresso • La motivazione • L’emozione. • La percezione (o riconoscimento degli stimoli) in certa misura dipende dalla conoscenza precedente, dal contesto, dalle aspettative. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

28. L’attenzione e la selezione percettiva Le mappe concettuali, in questo contesto, servono a chiarire i legami tra la conoscenza pregressa e quella nuova, oggetto dell’apprendimento, e stimolano l’osservatore a esplicitare questi legami. In ambito scolastico le mappe concettuali sono strumenti utili per aiutare gli studenti a imparare, utilizzando la propria struttura di conoscenza e agendo direttamente sul processo della costruzione della conoscenza (metaconoscenza). In questo modo, le mappe concettuali aiutano lo studente ad imparare anche come apprendere (meta-apprendimento). Le mappe concettuali possono chiarire allo studente, e all’insegnante (per la creazione della struttura dei suoi corsi e la preparazione delle lezioni) quanto sia piccolo il numero di concetti veramente importanti che devono essere appresi e quali siano questi. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

29. La gerarchia e la reticolarità • Uno degli aspetti più rilevanti, che fa del modello delle mappe una risorsa preziosa per l’apprendimento, è la presentazione grafica dell’organizzazione concettuale. • Ci sono pochi modelli primari per esprimere un’organizzazione grafica. • Le organizzazioni grafiche possono essere principalmente: • Lineari • Gerarchiche • Reticolari Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

30. La gerarchia e la reticolarità L’organizzazione lineare è costituita da una sequenza di oggetti, e indica la consecutività di operazioni o di eventi. Ad esempio: Riempire una pentola d’acqua Accendere il gas Far bollire l’acqua Aggiungere il sale Buttare le trenette Far cuocere circa 10 minuti Il concetto di struttura lineare è molto debole e di ridotta utilità. Le strutture lineari si trovano inserite in tutte le strutture di maggiore complessità. Nell’organizzazione lineare ogni elemento è connesso con l’elemento antecedente e con quello conseguente. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

31. La gerarchia e la reticolarità L’albero (struttura gerarchica) è una struttura di dati nella quel ogni elemento è connesso a uno o più elementi direttamente subordinati ad esso. Le connessioni tra gli elementi sono chiamate rami. Gli alberi sono spesso chiamati alberi inversi perché sono normalmente disegnati con la radice in alto. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

32. La gerarchia e la reticolarità Gli elementi collocati nella parte più bassa dell’albero inverso, che non hanno elementi subordinati sono chiamati foglie. Negli alberi le relazioni tra gli oggetti sono strettamente gerarchiche. Gli elementi di snodo sono chiamati nodi. I nodi degli alberi possono avere uno o più nodi figlio, ma nessun nodo può avere più di un nodo padre. In un albero, il numero di rami è sempre uguale al numero di nodi meno 1. Rami = nodi – 1 Ogni nodo è connesso soltanto al nodo seguente. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

33. La gerarchia e la reticolarità Nelle reti non c’è un limite naturale all’organizzazione. La stessa rete può essere riorientata, spostando i nodi, senza che la rete cambi le sue caratteristiche, la sua organizzazione logica. In una rete, da qualsiasi nodo può uscire una qualunque quantità di connessioni e ad un altro nodo possono arrivare altrettante connessioni. Quindi una rete può essere molto connessa, possedere un alto livello di connettività. La linearità è parte della gerarchia, quest’ultima è un caso particolare (nodale) della rete. I grafici reticolari richiedono l’integrazione dei contenuti, il che facilita l’inferenza e la soluzione dei problemi. Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

34. La gerarchia e la reticolarità Esempio di rete tratto dal sito http://cmap.ihmc.us/Index.html Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

35. FINE Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze

36. Bibliografia H. Fortez “Insegnare e apprendere con le mappe concettuali” Guida teorico-pratica per l’insegnante immedia editrice Giuseppe Albezzano ITC Boselli Varazze