Lo sviluppo cognitivo e l'apprendimento tramite computer: ipotesi di lavoro

In che cosa l'apprendimento tramite computer differisce dall'apprendimento che si esercita con strumenti più tradizionali? I dati per definire il ruolo specifico del computer nell'apprendimento non sono ancora sufficienti, tuttavia le sue potenzialità cognitive sono elevate: dai programmi di uso comune al modelli di simulazione.

1. LA SITUAZIONE ATTUALE

Ci dicono, i dati statistici, che ormai solo una piccola minoranza di scuole in Italia non ha "almeno un computer" che possa essere utilizzato per la didattica. Molte scuole, anche elementari, hanno un laboratorio informatico ben attrezzato, in cui la presenza di un certo numero di macchine permette ad un gruppo-classe di lavorare in contemporanea, a coppie o a piccolissimi gruppetti. Da recenti dati CENSIS risulta che circa il 35% degli adolescenti italiani (11-19 anni) ha un computer a casa e lo usa anche per studiare (soprattutto fare ricerche, ma anche studiare le lingue, trovare la soluzione a problemi di matematica, ecc.).
Rispetto anche solo a due o tre anni fa, il problema si sta spostando dalla disponibilità di hardware (anche se in questo senso resta il grosso problema della sua troppo rapida obsolescenza) alla disponibilità di software specifico e soprattutto di materiale multimediale di buon livello, tanto che si tratti di un Cd-rom quanto di un sito specifico, pensato per la scuola e per gli studenti.
L'altro problema aperto è quello della formazione in servizio degli insegnanti, formazione che non si può ridurre a una rapida alfabetizzazione informatica (sicuramente necessaria, ma non sufficiente), ma deve permettere all'insegnante di esplorare a fondo sia le possibilità che il computer offre a un individuo adulto, sia le potenzialità didattiche di determinate attività svolte con l'uso del computer. In questo contesto, è anche importante che gli insegnanti si chiedano se e in che cosa l'apprendimento tramite computer differisce dall'apprendimento che si esercita con strumenti più tradizionali (la spiegazione, il manuale): si corre altrimenti il rischio di affermare che "i ragazzi da Internet non hanno imparato niente", tra l'altro ipostatizzando il computer e Internet, come se si trattasse di un solo oggetto, e non, nel caso del computer, di una macchina flessibile e complessa, che ovviamente si presta a usi assai differenziati, e, nel caso di Internet, di un "complesso di complessi", in cui è facile perdere l'orientamento, se non si hanno bussole ben funzionanti.

2. PENSIERO PROPOSIZIONALE E PENSIERO ANALOGICO

Negli ultimi anni la ricerca ha toccato un tema di grande interesse: quello dei processi cognitivi favoriti, promossi, stimolati dall'uso del computer¹. C'è chi sostiene che la massiccia presenza della multimedialità porterà addirittura alla perdita del pensiero proposizionale, che caratterizza l'uomo moderno, dall'invenzione della stampa in poi, e che ha permesso lo sviluppo della cultura scientifica². Si svilupperebbero invece forme di conoscenza olistiche e analogiche, meno traducibili in proposizioni, dunque meno formalizzabili: la genericità, la vaghezza, l'allusione al posto della referenzialità, la mancanza di una gerarchla logica sarebbero alcune delle caratteristiche linguistiche e cognitive degli individui che vivono nella "Terza fase", cioè in una società multimediale e informatizzata, che segue, cronologicamente, le antiche società dell'oralità primaria, e la moderna società della scrittura.
Questa è sicuramente una posizione che potremmo definire, prendendo a prestito un'espressione di Umberto Eco, "apocalittica". In ogni caso, colpisce il fatto che sia quelli che, come Raffaele Simone ed altri, sottolineano i rischi di una informatizzazione spinta, sia coloro che, come Domenico Parisi ed altri, vedono nel computer un mezzo naturale ed efficace di apprendimento, concordano comunque sulla lentezza e sulla sostanziale incapacità della scuola di fare fronte a quella che ancora Raffaele Simone definisce la "Grande Provocazione", rappresentata dall'espansione della conoscenza (come oggi si usa dire, "conoscenza distribuita", cioè non più rinchiusa in luoghi, o ruoli, deputati a ciò, come poteva essere in passato, la scuola, l'Università, la biblioteca).

3. LA "VIA ALTA" ALL'USO DEL COMPUTER

Non ci sono ancora dati sufficienti per definire il ruolo specifico del computer nell'apprendimento³ tema peraltro delicato e non facilissimo da testare, in quanto non è ben chiaro che cosa verificare ed eventualmente "misurare". A proposito di questo tema, è forse utile ritornare alla proposta di G. Salomon (1988), secondo la quale ogni medium utilizza un particolare sistema simbolico; tale sistema simbolico può essere valutato in funzione educativa in base a tre criteri principali: la quantità di attività mentale richiesta per estrarre la conoscenza; i tipi di abilità mentale che vengono attivati o soppiantati; l'influenza che il sistema simbolico esercita sulla costruzione dei significati. Ciò che è più interessante, nella teoria di Salomon, è comunque la distinzione tra due modalità attraverso cui possono esercitarsi gli effetti del medium sul pensiero, una strada "bassa e lenta" ed una "alta e veloce". La prima è la strada caratterizzata dall'uso pratico del medium, che porta ad una automatizzazione nel compiere determinate azioni, ma non a porsi domande o ad acquisire consapevolezza intomo al medium stesso. La seconda è invece guidata da interventi che favoriscono la presa di coscienza del funzionamento del medium, e dei propri comportamenti in relazione ad esso. A questo punto riemerge con forza quella che può essere una funzione privilegiata della scuola: non solo l'alfabetizzazione informatica degli studenti (anche questa, naturalmente), ma soprattutto l'educazione ad un uso "consapevole" del computer, fino allo sviluppo di una metacognizione che permetta di ricostruire, almeno in parte, i propri processi mentali e di sfruttare in modo consapevole le potenzialità cognitive del computer, in quest'ottica significativamente considerato un "tool" (attrezzo, strumento) della mente⁴.

4. IMPARARE A PENSARE CON IL COMPUTER: DA WORD Al MODELLI DI SIMULAZIONE

Vorrei ora dare alcuni esempi concreti delle potenzialità cognitive del computer: partirò da programmi di uso comune, per passare poi ad un esempio più specificamente didattico.
L'uso di Word (o di altri analoghi word processor, anche se Word è sicuramente il più diffuso) ha un impatto positivo sullo sviluppo complessivo dell'abilità di scrittura: i bambini tendono a imparare a scrivere più presto, in quanto per battere sulla tastiera non è richiesta la medesima motricità fine che serve per tracciare le lettere; ma, più importante di questo, gli studenti possono essere guidati a pianificare il testo, stendendone la scaletta, o diverse scalette, attraverso la funzione "Struttura" e a rivederlo (possibilità, quest'ultima, favorita da un uso accorto degli strumenti di correzione ortografica e grammaticale e dal ricorso al Thesaurus, per individuare sinonimi, definizioni, ecc.); inoltre la revisione approfondita, con inserimento, cancellazione, spostamento di interi blocchi di testo, praticamente impossibile nella scrittura a mano, è favorita dalle funzioni di "Taglia" e "Incolla". Gli studenti possono facilmente imparare come mantenere aperte in contemporanea due (o anche più) versioni del medesimo testo, così da confrontarle e scegliere man mano quella più adeguata.
Le grandi possibilità di impaginazione che Word offre rendono gli studenti più sensibili ai diversi formati di pagina, in collegamento al tipo di testo che stanno elaborando: una lettera può essere scritta su una "carta" personalizzata, in una relazione è possibile inserire immagini e grafici, e, naturalmente, didascalie.
L'insieme del processo, che modifica le tradizionali caratteristiche della scrittura, viene ben riassunto da Antonio Galvani (1990, p.128) attraverso le due parole chiave di "plasticità" e "formattabilità": "La scrittura acquista un carattere plastico, rimodellabile: singole porzioni di testo possono essere asportate da una parte e reinserite in un'altra. Dopo una correzione (cancellatura, inserimento), il testo si riassetta, perdendo la traccia della modifica [...]. A questo aspetto si lega anche la 'formattabilità', cioè la possibilità di rimodellare istantaneamente l'intero testo secondo un modello definito."
Si potrebbe continuare parlando anche del valore formativo della ipertestualità: l'opportunità di creare connessioni, links, tra parti diverse del testo obbliga a elaborare un minimo di gerarchla delle informazioni e a darsi parametri che "giustifichino" il link. Ma preferirei invece soffermarmi sugli elementi metacognitivi che derivano da un accesso aWord attraverso la "via alta": lo studente può riflettere, attraverso esperienze differenziate, sul fatto che non esiste un solo "approccio alla scrittura", quello per il quale si legge il titolo, e poi si scrive, più o meno di getto, dall'inizio alla fine, e a questo punto si posa la penna e "si consegna". Invece, a seconda di proprie preferenze o stili, e anche a seconda della tipologia di testo, si può operare in modo diverso: quando si tratti di un testo lungo, impegnativo, che richiede documentazione, si possono man mano raccogliere e archiviare citazioni, parti di testi, oggetti grafici, che potranno poi essere utilizzati nel proprio testo (scrittura come ri-scrittura, come dicono anche le nuove indicazioni curricolari per la scuola primaria). E' possibile procedere alla scrittura attraverso una modalità di "drafting" e "redrafting" (una prima bozza del tutto provvisoria, rivedendo la quale si costruisce il testo definitivo) o attraverso una pianificazione gerarchica. L'utilizzo consapevole di un word processor favorisce la riflessione sul processo di scrittura, sulle caratteristiche del testo scritto e sulle proprie caratteristiche (approcci, errori tipici, ecc.) come scriventi.
Analoghe considerazioni si possono fare sull'utilizzo di un database (penso in particolare ad Excel nella sua funzione di banca dati): in questo caso l'aspetto più interessante ha a che fare proprio con l'individuazione delle categorie da usare per classificare le informazioni, così che le informazioni contenute in ogni "campo" dei diversi records (schede) siano tra loro comparabili. Usando poi gli operatori logici {and, or, not ) si possono selezionare tutti, e soltanto, i records che contengono una determinata informazione (di solito una parola-chiave) o che, se si tratta di dati numerici, rientrano in un intervallo dato. Se si pensa ad un classico percorso didattico in un database (raccolta del materiale, definizione dei campi, schedatura del materiale con probabile necessità di riaggiustamento dei campi, ricerca delle informazioni che rispondono a determinate caratteristiche, verbalizzazione di quanto emerge da tale ricerca in forma verbale o di grafici), è immediatamente evidente la portata formativa e cognitiva di un percorso di questo tipo⁵.
Passerò ora ad un esempio del tutto diverso: quello della simulazione di processi al computer. Chi di noi adulti usa il computer anche per giocare, o semplicemente butta un occhio ai giochi dei figli, avrà probabilmente presente, che esistono tré tipi principali di videogames: gli Arcade (detti anche "spara spara" o "spara e fuggi"), i giochi di awentura e i giochi di simulazione. Qui sono in particolare questi ultimi a interessarci, in quanto basati sullo stesso principio delle "simulazioni didattiche". Il gioco di simulazione presenta un complesso scenario, in cui il protagonista riveste un ruolo determinante e deve prendere continuamente decisioni che tengano conto, il più possibile, di tutte le variabili. Così in Sim City (forse il più famoso della serie Sim) il giocatore deve impersonare il sindaco-manager di una grande città, deciderne l'espansione, le tasse che i cittadini devono pagare, i servizi da sviluppare, e così via. Ogni decisione crea una reazione a catena: ovviamente, a seconda dell'avvedutezza delle decisioni, può trattarsi di un "circolo vizioso" o di un "circolo virtuoso", per usare una terminologia di moda, con conseguente sviluppo o crisi e decadenza della città.
Domenico Parisi sostiene che molte discipline (ad esempio storia, biologia, psicologia ed altre), possono essere imparate in modo più naturale, cognitivamente meno impegnativo, o comunque meno formale, interattivo e quindi più motivante, facendone esperienza attraverso simulazioni, o meglio modelli simulativi.
"Un modello simulativo è un modello scientifico di un qualche fenomeno formulato in termini tali (cioè precisi, completi, internamente coerenti, ecc.) che il modello può essere tradotto in un linguaggio di programmazione e quindi può 'girare' in un computer. Nella scienza un modello o una teoria di un fenomeno identifica i meccanismi, i processi e i fattori importanti sottostanti al fenomeno e che lo spiegano. Un modello simulativo incorpora nella simulazione questi meccanismi, processi e fattori e in tal modo la simulazione riproduce il fenomeno, con le sue caratteristiche, il modo in cui interagisce con altri fenomeni e altre entità, il modo in cui cambia nel tempo. [...] É necessario tradurre i modelli simulativi in laboratori didattici virtuali, cioè in ambienti in cui lo studente ha la possibilità di manipolare variabili e osservare gli effetti delle sue manipolazioni, di fare previsioni e controllarne la validità, di modificare il modello per migliorarlo, in modo tale che da questo lavoro di sperimentazione fatto in prima persona dallo studente derivi una comprensione di meccanismi, processi, fattori, relazioni tra fattori, cause, effetti che stanno alla base dei fenomeni presi in considerazione".
(PARISI D. 2000, pp. 86-87)
Parisi esemplifica poi presentando diversi modelli simulativi storici (l'espansione dell'impero assiro dal XIV secolo al VII secolo a.C.; l'espansione dell'impero romano nei primi tré secoli dopo Cristo; l'espandersi dell'agricoltura nel Neolitico, ecc.), biologici, di neuroscienze, di psicologia. Non è importante descrivere qui in dettaglio come funzionano tali simulazioni⁶. E' invece importante chiedersi che cosa apprendono gli studenti che entrano in questa sorta di "laboratorio virtuale": gli apprendimenti sono sia di tipo generale, trasversale (ad esempio comprendere che, all'interno di un sistema, se si modifica una variabile, altre si modificano a loro volta per mantenere il sistema in equilibrio) sia specificamente attinenti alla storia. Per non fare che un esempio, lo studente ha, all'inizio della simulazione, la possibilità di scegliere come configurare una serie di variabili: in particolare ha la possibilità di scegliere tra un sistema deterministico (che ad ogni passo prevede esclusivamente una decisione binaria, del tipo sì/no) ed uno probabilistico. Scoprirà ben presto che nella storia il secondo è più adeguato, e fa evolvere la simulazione verso situazioni più simili a quelle storicamente documentate.
Anche in questo caso, la consapevolezza delle variabili in gioco, e, più in generale, del funzionamento del modello dipende molto dall'età e dallo sviluppo cognitivo degli studenti. Certamente, con studenti adolescenti è possibile arrivare a forme di generalizzazione (qualcosa del tipo "leggi biologiche" o anche "leggi storiche", sia pure con maggiore cautela), la cui validità può essere verificata modellizzando altre situazioni.

5. CONCLUSIONI

Vorrei concludere con alcune affermazioni riprese ancora da Galvani (1990, pp.117-118) sulle potenzialità non solo cognitive, ma metacognitive del computer:
"a) il computer costringe continuamente a tentare soluzioni provvisorie, a correggerle cercando formulazioni più adeguate; ciò dovrebbe rendere facile intuire modi e criteri propri del metodo scientifico, quale quello relativo alla inclusività e falsificazione delle ipotesi: Tipotesi per rendersi accettabile deve soddisfare tutti i casi precedenti e non essere smentita dai successivi';
b) si devono continuamente fare interventi di rettifica sfruttando il feed-back fornito; la caccia all'errore (nella programmazione, debugging) è forse uno degli aspetti cognitivi più stimolanti [...];
c) può essere facile scoprire che esistono livelli diversi di conoscenza; [,..]. Infatti l'interazione con il computer permette di esperire, in tempi relativamente veloci, la sensazione di una crescita conoscitiva con passaggi di livello strutturale. La consapevolezza che si accompagna a tale acquisizione potrebbe essere così formalizzata: la conoscenza è stratificata, esistono livelli più o meno alti che permettono via via di dominare a vari gradi una determinata realtà, il grado superiore ingloba quelli più bassi."

Daniela Bertocchi
Insegnante di Lettere nel Liceo Scientifico. Attualmente lavora come esperta presso l'IRRE Lombardia. Opera come formatrice in ambito sia istituzionale sia delle associazioni professionali degli insegnanti (in particolare GISCEL e LEND). Autrice di articoli, di saggi e di manuali scolastici nell'ambito dell'educazione linguistica, fa parte del Comitato di Direzione della rivista "Italiano e Oltre".

Note
1 La bibliografia in materia è molto ampia e, in calce all'articolo, sono riportati solo alcuni dei testi più significativi.
2 Scrive Raffaele Simone (La terza fase, pp.128-129) che l'atteggiamento proposizionale è caratterizzato, oltre che dal fatto che l'esperienza viene tradotta in parole, "anzi, più propriamente, in parole organizzate in proposizioni", dalla sua analiticità, dall'alto livello di strutturazione e di gerarchizzazione, dal fatto che colloca i dati nel tempo e nello spazio e li individua specificamente, cioè è referenziale."L'atteggiamento proposizionale rispetta massime tacite come 'sii analitico, sii referenziale, sii strutturato, sii gerarchico' ".
3 Per farsi un'idea del modo in cui le nuove tecnologie sono considerate, ed utilizzate, in ambito educativo si possono utilmente analizzare i risultati del secondo studio intemazionale IEA-SITES (Second Information Technology in Educatìon Study), relativa agli anni 1997-99, e ora pubblicata in Melchiori R., 2000.
4 Cfr. Galvani A., Dal libro stampato al libro multimediale, 1990, in particolare Cap. V, pp. 109-134.
5 Per il valore formativo di attività di programmazione con Logo, si veda Varisco-Grion, 2000, pp. 109-165. Nello stesso testo (pp.166-188) si può leggere anche una trattazione interessante e ricca di esempi su come e perché far entrare i video-games, e in particolare quelli di simulazione, a scuola. Per le diverse forme di apprendimento attraverso Internet si veda Galvani A.- Rotta M., 1999, in particolare Cap. 3 "Internet: un mondo nuovo per la didattica?" (pp.41-62)
6 Chi fosse interessato, può andare al sito http://www.gral.ip.nn.cnr.it/software

Bibliografia
Libri
CALVANI A., Dal libro stampato al libro multimediale. Computer e formazione, La Nuova Italia, Firenze, 1990.
CALVANI A., I nuovi media nella scuola, Carocci, Roma, 1999.
CALVANI A.- Rotta M., Comunicazione e apprendimento in Intemet. Didattica costruttivistica in rete, Erickson, Trento, 1999.
LÉVY P., Les technologies de l'intelligence. L'avenir de la pensée a l'ère informatique, Editions La Découverte, Paris, 1990. (Trad. it. 2000, Le tecnologie dell'intelligenza. Il futuro del pensiero nell'era dell'informatica, Ombre corte, Verona).
MELCHIORI R., La tecnologia dell'informazione e della comunicazione nell'istruzione scolastica. I risultati del secondo studio internazionale IEA-SITES, Collana dell'Istituto Nazionale per la Valutazone del Sistema dell'Istruzione, Franco Angeli, Milano, 2000.
PARISI D., Scuol@.it Come il computer cambierà il modo di studiare dei nostri figli, Mondadori, Milano, 2000.
SIMONE R., La Terza Fase. Forme di sapere che stiamo perdendo, Laterza, Roma-Bari, 2001.
VARISCO B.M.- GRION V., Apprendimento e tecnologie nella scuola di base, UTET, Torino, 2000.
SALOMON G., "Al in reverse: computer tools that turn cognitive", in Joumal of Educational Computing Research, n. 4,1988.
Siti
http://www.necsi.org/events/cxedkl6/cxedkl6.html (su "iniziative nazionali" per introdurre sistemi complessi nell'educazione)
http://www.gral.ip.rm.cnr.it/software (software per simulazioni didattiche) http://www.gral.ip.rm.cnr.it/parisi (contributi di Domenico Parisi alla tematica discussa in questo articolo)
http://baldo.fub.it/telema (sito delle rivista online Telema, che tratta delle diverse possibili applicazioni telematiche, comprese quelle in ambito educativo) http://www.eurolink.it/scuola/tracciati/ (indirizzo online della rivista "Tracciati")