Imparare solo tramite esempi potrebbe essere un approccio fallimentare

Alcuni studenti americani di materie STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) hanno serie difficoltà nel capire nuovi concetti a causa del loro metodo di apprendimento basato esclusivamente sugli esempi che vengono proposti durante le lezioni.

Queste sono le conclusioni della ricerca della Washington University di St.Louis. Indipendentemente da quanto sono svegli, preparati o da quanto studiano, l'approccio degli studenti che riconducono ogni nuovo concetto a concetti già acquisiti senza costruirsi un'astrazione mentale risulta il principale problema del fallimento di alcuni di loro nelle materie scientifiche di base.

Sembrerebbe quasi ironico, ma nelle prossime righe leggerete un esempio proprio per spiegare cosa intende questa nuova ricerca.

Si può pensare all'impatto che uno studente ha nel passare dalla fisica classica alla fisica quantistica: a livello di meccanica classica c'è sempre un modo per rapportare un concetto alla realtà, in quanto si parla di corpi fisici in movimento. Lo studio di una trottola che gira attorno a sé stessa può essere più o meno complesso a livello di calcoli, ma ogni persona avrà una visione chiara del problema nella propria mente. Lo stesso non si può dire a livello atomico (quantistico): un elettrone è sia particella sia onda elettromagnetica. "Cosa!?" starete pensando. Ma basta eliminare il preconcetto che un oggetto è quello che è in maniera netta e abbracciare un modo di vedere le cose differente, in cui quello che osserviamo non è sempre riconducibile ad preciso insieme di oggetti. Si sta parlando della differenza tra il capire un concetto e l'acquisirlo come proprio costruendo un sistema mentale che funzioni.

Proprio su questo punto la ricerca si sofferma per evidenziare che il modo in cui vengono immagazzinati i concetti elementari nella nostra mente è un fattore cruciale per capire argomenti più complessi che richiamano quelli elementari.

La scoperta è stata pubblicata il 12 maggio nel Journal of Chemical Education e fornisce una spiegazione sul perché molti studenti abbandonerebbero gli studi scientifici dopo aver fallito nei primi, duri, esami introduttivi. Il campione preso in esame per lo studio è formato da più di 800 studenti che han frequentato 3 semestri di corsi di chimica in un'università molto competitiva: circa il 50% hanno difficoltà nel salto concettuale dall'esempio all'acquisizione del concetto vero e proprio.

Nel campione preso in esame sono stati considerati studenti con un background di conoscenze simile e una media di voti alta nei corsi avanzati e nei test di ingresso. Mark McDaniel, co-autore dell'articolo, afferma che uno dei principali problemi si presenta nei test, quando il professore di turno propone un esercizio simile a quelli spiegati in classe ma proiettato in un contesto differente. Questo suggerimento potrebbe aiutare gli insegnati a capire perché molti studenti hanno difficoltà ad applicare concetti appresi su realtà differenti.

La metodologia di studio usata per test è stata concepita per capire come il singolo individuo riesce a costruire nuovi concetti nella sua mente per spiegare cosa accade in un contesto più complesso. Nello specifico il task proposto al campione di studenti ha richiesto l'analisi della relazione tra due nuovi elementi associati ad un nuovo organismo scoperto su Marte (tutti inventati):

quanto Beros può espellere il nuovo organismo marziano sapendo che ha assorbito una certa quantità di Zebon?

L'uso di uno scenario immaginario è servito ad eliminare il vantaggio che gli studenti avrebbero avuto nel conoscere una situazione reale, in modo da testare solamente la capacità di costruire concetti nel singolo individuo. Così è più semplice capire come ogni studente definisce le proprie astrazioni mentali di base per risolvere un problema di interazione di più variabili in uno scenario più complesso.

Gli studenti che son riusciti a predire in maniera accurata il risultato sono stati classificati come "abstraction learners". Gli altri, non essendo riusciti a compiere il salto concettuale dagli esempi al contesto studiato, sono invece "exemplar learners". Dopo questa classificazione sono stati valutati i voti assegnati negli esami conseguiti da queste due categorie di studenti: gli "abstraction learners" hanno superato gli "exemplar learners" in maniera decisiva in ognuno dei corsi di chimica.

Frey e McDaniel, co-direttori del CIRCLE (Center for Integrative Research on Cognition, Learning, and Education) spiegano che nuove tecniche possono migliorare l'apprendimento durante le lezioni. L'obiettivo principale di queste tecniche è assicurarsi che lo studente usi i concetti basilari appresi in contesti sempre nuovi e sconosciuti, in modo che la costruzione mentale dei concetti elementari sia solida.

Volete mettervi alla prova cercando di costruirvi uno schema mentale di concetti che non vi sono familiari? Provate a leggere questa news sui legami a idrogeno.