TECNOLOGIE DIDATTICHE Dott. Caterina De Rosa Pedagogia Sperimantale Giovedi 15/05/2008

Tecnologie Didattiche

Le vostre definizioni Tecnologie multimediali applicate alla didattica Le tecnologie didattiche servono a tenere gli insegnanti al passo con i tempi, forniscono il modo per poter interagire con gli alunni di oggi abituati alla velocità e al linguaggio tecnologico Tecnologie (computer) applicate all'insegnamento Strumenti (contenuti e dispositivi) atti a favorire l'apprendimento "in assenza". Si occupano di studiare le metodologie più efficaci per garantire adeguati feed-back docente-discente Strategie d'uso del computer nella didattica L'uso di supporti informatici nell'insegnamento Secondo me sono metodi, basati sull'impiego di computer, che possono agevolare il lavoro di un insegnante Le tecnologie didattiche mi fanno subito pensare all'informatica e al computer anche se in realtà forse può essere anche altro. In ogni caso per me sono tutti gli strumenti tecnologici che veicolano un apprendimento.

TD: una definizione “ufficiale” “...le TD si occupano dello sviluppo, applicazione e valutazione di sistemi, tecniche e mezzi per migliorare il processo di apprendimento umano” NCET, ‘69, UK

Con l’espressione “tecnologie didattiche” si identificano tutti quegli strumenti, hardware o software, che possono essere utilizzati per rendere più facile e più efficace il processo di insegnamento/apprendimento.

Le due anime delle TD per la Tecnologie Didattiche tecnologie didattica strumenti Tecnologie didattiche metodi e processi

Gli strumenti digitali, informatici e telematici, hanno indubbiamente un ruolo molto importante nel miglioramento della pratica didattica corrente. L’idea di fondo è che: l’introduzione delle strumenti digitali dà un forte contributo alla realizzazione di un modello didattico collaboratico e costruttivo.

struttura organizzazione didattica processi cognitivi Impatto dell’innovazione didattica e didattico-tecnologica nella scuola affrontato dalle seguenti angolazioni: struttura organizzazione didattica processi cognitivi

Sulla STRUTTURA l’impatto può essere: negativo positivo Quando le nuove tecnologie si integrano con le metodologie didattiche in un clima aperto al cambiamento. Questo richiede: Formazione ricorrente; Assistenza tecnica; Sostegno amministrativo; Supporto colleghi esperti; Condivisione esperienze. Cattiva pertinenza d’impiego: Scuola con una adeguata dotazione di macchine ma con una non correlata crescita di competenze dei docenti Impatto inesistente: le macchine diventano in breve tempo obsolete prima che i docenti abbiano familiarizzato per cui ritengono inutili gli sforzi compiuti

Per una didattica aggiuntiva differenziata Sull’ORGANIZZAZIONE l’ impatto può essere: Per una didattica aggiuntiva differenziata L’offerta tecnologica permette una maggiore diversificazione ed espansione delle modalità didattiche e dei processi di apprendimento (ambienti integrati di autoapprendimento) di sgravio L’offerta tecnologica alleggerisce le operazioni di “routine”del docente di razionalizzazione L’offerta tecnologica semplifica gli scambi informativi per le attività all’interno della scuola

Sulla DIDATTICA l’impatto produce: Spostamento del focus dall’insegnate allo studente Spostamento del focus dell’apprendimento sul fare Aumento della motivazione degli alunni Aumento della cooperazione tra alunni

Disattivazione cognitiva Sui PROCESSI COGNITIVI L’impatto può essere: Positivo in quanto può generare Negativo in quanto può generare: Sinergia Conseguimento di risultati conoscitivi altrimenti inaccessibili Internalizzazione Fare proprie le funzioni presenti nel mezzo Saturazione cognitiva La macchina può assorbire attenzione, produrre “overload information” e distogliere dal problema Disattivazione cognitiva L’appoggiarsi alla macchina può disabituare il discente ad elaborare i propri processi cognitivi Consolidamento di strutture cognitive e abilità già esistenti Affioramento di nuovi abiti mentali

Un Computer è una macchina in grado di manipolare informazioni rappresentate in forma digitale. Una qualsiasi informazione può essere, infatti, codificata in forma numerica. La rappresentazione che utilizza che utilizza un sistema di codifica binaria, che trasforma, cioè, le informazioni in funzione solo di due parametri, 1 o 0, rende le informazioni elaborabili da un computer.

Un’informazione corrispondente alla scelta fra due alternative, considerate come egualmente probabili (1 o 0), corrisponde ad 1 Bit Un esempio semplice: l’interruttore Due sole possibilità: spento acceso

Bit Unità di misura dell’informazione Corrisponde alla quantità di informazione fornita dalla scelta fra due sole alternative (considerate egualmente probabili)

E se abbiamo a che fare con una scelta fra più di due alternative? Useremo più di 1 bit!

3 Bit?

Nel nostro esempio, abbiamo deciso di utilizzare un bit per rappresentare lo stato di ciascuna delle lampadine del semaforo In questo modo, con 3 bit potremmo rappresentare tutti gli stati possibili del semaforo Nel caso del semaforo, le alternative disponibili sono comunque poche

Si, ma… …è possibile applicare queste idee alla rappresentazione di informazione più complessa, ad esempio di un testo? Un testo è rappresentato attraverso una successione di caratteri Ogni carattere viene scelto all’interno di un insieme finito di simboli

passando per tutte le combinazioni intermedie (00000001, 00000010, …) Con 8 bit, è possibile rappresentare la scelta fra 256 alternative (28=256) da 00000000… …a 11111111 passando per tutte le combinazioni intermedie (00000001, 00000010, …)

Nel caso del semaforo, facevamo corrispondere diverse combinazioni di 3 bit a stati diversi del semaforo Nel caso del testo, faremo corrispondere diverse combinazioni di 8 bit (otto cellette, ciascuna delle quali può contenere 0 o 1) a caratteri diversi

Ad esempio: 00000000  A 00000001  B 00000010  C 00000011  D 00000100  E …. e così via

Costruiremo cioè una TABELLA DI CODIFICA DEI CARATTERI che associ caratteri alfanumerici a gruppi di 8 bit

Il risultato? Una stringa di caratteri sarà rappresentata dal computer come una successione di gruppi di 8 bit O G I P V E 01001111 01000111 01001001 00100000 01010000 01010110 01000101

Cosa è una rete Almeno due computer interconnessi In aree ben delimitate (LAN,ufficio, palazzo) In aree geografiche molto vaste (WAN, paese,regione, continente) LAN : chiuse, anche come informazioni WAN : “tendenzialmente” aperte: a nuovi elaboratori, a nuove banche dati (a parte casi particolari quali ad esempio le reti bancarie, per natura estese ma non inclini all’“apertura”)

Un po’ di storia 1969 - Il progenitore della rete Internet è considerato il progetto ARPANET, finanziato dalla Advanced Research Projects Agency (ARPA), una agenzia del Dipartimento della Difesa statunitense. La rete venne fisicamente costruita nel 1969 collegando quattro nodi: l'Università della California di Los Angeles, l'SRI di Stanford, l'Università della California di Santa Barbara, e l'Università dello Utah.

I primi nodi si basavano su un'architettura client/server, e non supportavano quindi connessioni dirette (host-to-host). Le applicazioni eseguite erano fondamentalmente il Telnet e i programmi di File Transfer Protocol (FTP). La posta elettronica fu inventata da Ray Tomlinson nel 1971.L'anno seguente Arpanet venne presentata al pubblico, e Tomlinson adattò il suo programma per funzionarvi: divenne subito popolare.

In pochi anni, ARPANET allargò i suoi nodi oltreoceano, contemporaneamente all'avvento del primo servizio di invio pacchetti a pagamento: Telenet L'espansione proseguì sempre più rapidamente, tanto che il 26 marzo del 1976 la regina Elisabetta II d'Inghilterra spedì un'email alla sede del Royal Signals and Radar Establishment.

Gli Emoticon vennero istituiti il 12 aprile 1979, quando Kevin MacKenzie suggerì di inserire un simbolo nelle mail per indicare gli stati d'animo. Tutto era pronto per il passaggio ad Internet. Definendo il Transmission Control Protocol (TCP) e l'Internet Protocol (IP), diedero il via ufficialmente ad Internet come l'insieme di reti connesse tramite questi protocolli.

Crescita ed evoluzione di Internet I documenti evolvono con elementi di grafica Immagini Animazione Video Collegati tra di loro (ipermedia) Aumenti delle connessioni e della velocità (larga banda)

Come funziona Internet Abbiamo detto che Internet è una rete di reti telematiche Per capire meglio che cosa si intende con questa affermazione utilizziamo una similitudine con una infrastruttura che ci è molto più familiare: la rete ferroviaria

Come funziona Internet Ogni sottorete che è parte di Internet è assimilabile ad una rete ferroviaria nazionale Internet può essere assimilata al sistema ferroviario mondiale Si noti che affinché i treni possano passare da una rete nazionale ad un'altra, è necessario che esse condividano le norme di costruzione dei binari e che gli enti ferroviari si accordino sugli orari in cui far passare i treni e così via: sono insomma necessari dei protocolli

Come funziona Internet Un aspetto importante di Internet è la sua topologia distribuita e decentrata N7 N3 N4 N5 N6 N2 N1 In questo modo se un percorso è interrotto o troppo trafficato i dati possono prendere strade alternative Ad esempio per andare da N1 a N3 si può prendere il percorso N1-N2-N6-N3 oppure N1-N5-N4-N3 e così via

Come funziona Internet Per afferrare questo aspetto, torniamo alla nostra metafora ferroviaria Le stazioni corrispondono ai nodi della rete Ogni stazione è collegata a diverse altre stazioni, come ogni host di Internet è connesso con più host stazione = nodo

Come funziona Internet Se un viaggiatore volesse andare da Roma a Torino potrebbe prendere la linea che passa lungo la costa Tirrenica attraverso le stazioni di Livorno, Pisa e Genova Ma se i posti sul treno fossero esauriti potrebbe passare per Milano lungo la linea che passa per Firenze e Bologna, e di lì andare a Torino

Gli indirizzi di Internet Ma come fanno i computer a trovare le strada giusta per ogni messaggio? A questo fine viene impiegato uno schema di indirizzamento dei computer collegati in rete Ogni host è dotato di un suo indirizzo univoco, costituito da una sequenza di quattro numeri da 0 a 255 denominato indirizzo IP 140.105.116.222

Gli indirizzi di Internet Grazie agli indirizzi IP ogni computer, e dunque ogni utente della rete, è in grado di individuare un nodo in particolare tra milioni e milioni, e di inviargli dati Ma se i computer si trovano perfettamente a loro agio nel gestire numeri, lo stesso non può dirsi degli esseri umani Per questo al sistema di indirizzi numerici è stato affiancato un sistema di nomi simbolici, assai più facili da ricordare per noi esseri umani

I nomi di Internet www.dsp.units.it Tale sistema si chiama Domain Name Service, e i nomi assegnati ai computer su Internet sono detti nomi di dominio Essi sono composti da sequenze di caratteri alfanumerici divise da punti www.dsp.units.it

I nomi di Internet dsp units it Ogni suddivisione identifica in modo gerarchico il singolo host la sottorete (o dominio) di cui fa parte e così via a salire di livello fino ad arrivare ad una delle macrosezioni (o domini di primo livello) in cui Internet è stata suddivisa dsp units it

Classificazione delle desinenze Livello più alto Edu università e centri ricerca Com organizzazioni commerciali Gov enti governativi Net organizzazione di supporto e gestione della rete Org altre organizzazioni (non governative, non profit) Name server : struttura di database (gerarchica) che contiene la decodifica “nome logico-nome fisico” dei vari livelli di indirizzo

La commutazione di pacchetto I messaggi su Internet non viaggiano tutti interi Essi vengono divisi in pacchetti che vengono spediti autonomamente sulla rete

La commutazione di pacchetto Ciascun pacchetto che fa parte di un determinato messaggio viene dotato di una etichetta che ne indica la destinazione e il numero d’ordine Destinazione 123.134.100.45 Numero: 3 Così quando arriverà a destinazione l’host potrà ricomporre il messaggio originario rimettendo in ordine tutti i pacchetti

IP : livello “applicazione” Si basa sull’architettura client/server nella quale 2 computer stabiliscono una connessione “logica”: un richiedente (client) chiede ad un altro computer (server) la esecuzione di un servizio. Viene utilizzato un linguaggio (protocollo) comune a livello di applicazione (diversamente dal livello di trasmissione, TCP) Le applicazioni comuni sono: FTP, HTTP,SMTP

FTP, HTTP,SMTP FTP( File Transfer Protocol) : permette il trasferimento di file tra due computer HTTP (HyperText Transfer Protocol): permette la visualizzazione di pagine web SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) per la gestione della posta elettronica La presentazione all’utente (client) avviene a cura di un apposito programma installato sul client stesso (il browser)

La tipologia di connessioni con Internet (fisiche) Linee dedicate : l’utente (computer) è collegato alla rete con connessione permanente ( es. università ) computer utente Internet eventuale rete locale cavo dedicato

computer utente cavo dedicato Linee commutate (doppino telefonico, ISDN, ADSL): l’utente (PC) si collega all’host che a sua volta è collegato permanentemente alla rete. L’host in questo caso è un Internet Service Provider (ISP) che offre il servizio di connessione a pagamento computer utente Internet cavo dedicato Linea telefonica+modem

Come avviene il collegamento L’utente finale (PC) attraverso un modem si connette all’host che gli assegna un indirizzo “dinamico” valido per il tempo della connessione e poi liberato per altri utenti Limiti : la velocità Modem analogico : 3 kbytes/sec = 24 kbit/sec ISDN : 64 kbit/sec (trasmissione digitale) ADSL: NO LIMITS! ad esempio 2048 Kb/s in download e 256 Kbps in upload

Cosa serve per il collegamento Linea telefonica Un computer Un modem Programmi che permettono il controllo del modem, la visualizzazione di pagine Internet, la gestione della posta elettronica Un fornitore di connettività (ISP o Ente collegato permanentemente alla rete)

Gli strumenti di Internet Internet offre ai suoi utenti un insieme di strumenti di comunicazione Ognuno di questi strumenti fornisce diverse funzionalità e modalità di comunicazione e accesso alle informazioni

Gli strumenti di Internet Posta elettronica Newsgroup Sistemi di interazione in tempo reale World Wide Web

Gli strumenti di Internet Per ciascuno di questi strumenti occorre utilizzare un apposito programma o client Come avviene per altre applicazioni informatiche, i programmi client disponibili per ciascuno strumento di Internet sono molti … ma la loro interfaccia e le loro funzionalità sono assai simili

La posta elettronica La posta elettronica o e-mail permette ad ogni utente di inviare e ricevere messaggi scritti a e da ogni altro utente di Internet

La posta elettronica Ogni utente della rete Internet dispone di una casella di posta elettronica collocata di norma sul computer del suo fornitore di accesso alla rete A ogni casella di posta elettronica corrisponde, come nella posta tradizionale, un indirizzo

La posta elettronica Fabio@libero.it Nome host che ospita la casella postale dell’utente Nome utente Fabio@libero.it Separatore (simbolo a commerciale che si legge ‘at’)

La posta elettronica Per leggere i messaggi di posta elettronica arrivati nella nostra casella, e per scrivere ed inviarne ai nostri corrispondenti, dobbiamo usare uno specifico programma o client mail che preleva i messaggi e li porta sul nostro computer In alternativa possiamo visualizzare le mail tramite una pagina web specifica (o webmail)

World Wide Web World Wide Web (WWW) è una enorme rete o meglio ragnatela di documenti, contenenti testi, immagini ma anche suoni ed animazioni, distribuiti tra i vari nodi di Internet, e collegati tra loro a formare una trama virtualmente infinita

Nascita del World Wide Web (1992) Nel 1992 a Ginevra il ricercatore Tim Berners-Lee definì il protocollo HTTP (HyperText Transfer Protocol), un sistema di lettura ipertestuale, non-sequenziale dei documenti, saltando da un punto all'altro mediante l'utilizzo di rimandi (link o, più propriamente, hyperlink). Il primo browser con caratteristiche simili a quelle attuali, il Mosaic, venne realizzato nel 1993. Esso rivoluzionò il modo di comunicare in rete. Nacque così il World Wide Web.

World Wide Web Lungo questa trama ogni utente può costruire i suoi percorsi di lettura, guidato dai suoi interessi e dalla sua curiosità Un simile sistema di organizzazione delle informazioni viene denominato ipertesto World Wide Web dunque è un ipertesto multimediale distribuito sulla rete Internet

Cercare informazioni sul Web World Wide Web contiene oggi molte centinaia di milioni di pagine Per cercare informazioni in questo oceano di informazioni si possono usare due tipi di strumenti motori di ricerca cataloghi sistematici

Google (pronuncia gùgol) è un motore di ricerca per Internet che non si limita a catalogare il World Wide Web, ma si occupa anche di immagini, newsgroup e notizie, oltre a mantenere una copia cache di tutte le pagine che conosce. Con un indice che comprende più di otto miliardi di pagine Web, è riconosciuto come il più grande e affidabile tra i motori di ricerca, occupandosi dell'80% di tutte le ricerche effettuate su internet. La popolarità di Google è tale che in inglese è nato il verbo "to google" col significato di "fare una ricerca sul web".

Google è stato creato nel 1998 da Larry Page e Sergey Brin, allora studenti dell'Università di Stanford, dopo aver sviluppato la teoria secondo cui un motore di ricerca basato sull'analisi matematica delle relazioni tra siti web avrebbe prodotto risultati migliori rispetto alle tecniche empiriche usate precedentemente. Convinti che le pagine citate con un maggior numero di link fossero le più importanti (Teoria delle Reti), decisero di approfondire la loro teoria all'interno dei loro studi e posero le basi per il loro motore di ricerca. Fondarono l'azienda nel settembre del 1998.

Diffusione di Internet Tratto da: http://gandalf.it/dati/dati3.htm

Il successo del web Distribuzione planetaria : si serve del canale di distribuzione più vasto del mondo (linee telefoniche) Facilità di utilizzo L’organizzazione ipertestuale Possibilità di trasmettere / ricevere informazioni multimediali Semplicità di gestione per i fornitori di informazioni

I concetti base del www Ipertesto : informazione organizzata in modo non sequenziale ma reticolare Esempio di informazione sequenziale : libro in cui le pagine sono lette in sequenza Multimedia: più mezzi ( e linguaggi) in una stessa unità di messaggio comunicativo

I concetti base del www Ipertesto è costituito da unità informative (nodi), e collegamenti che permettono di passare da un nodo ad un altro Se i nodi sono costituiti da documenti multimediali , l’ipertesto si definisce ipermedia

IL MULTITASKING

una prima definizione: Il multitasking è una delle tante procedure che attiene alla gestione dei processi di conoscenza e di apprendimento

in particolare: Il multitasking è una procedura che ciascun individuo mette in atto nel corso dell’interazione adattiva, esplorativa ed esperienziale con l’ambiente. di fatto è una delle tante modalità elaborative peculiari del soggetto

Il multitasking E’ una modalità parallela di funzionamento della mente alternativa al modello sequenziale tradizionale. per multitasking si intende una modalità consistente nella capacità di agire su più fronti contemporaneamente e in parallelo.

Il multitasking Il termine multitasking viene coniato in ambito informatico per indicare una funzione tipica di alcuni elaboratori programmati per svolgere operazioni di calcolo parallelo (parallel computing) (van der Steen, 2002)

Esempio di architettura di calcolatore parallelo

Il multitasking Recentemente, il termine ha trovato impiego anche in campo neurofisiologico e neuropsicologico per descrivere la capacità della mente di eseguire compiti multipli rispondendo a stimolazioni e ad input diversi contemporaneamente e in parallelo.

Il multitasking Ad esempio, scaricare la posta elettronica e contemporaneamente rispondere al telefono, mentre si ascolta la comunicazione di un collega, oppure aiutare il proprio bambino a fare i compiti e, contemporaneamente, badare ai fornelli mentre si ascolta il telegiornale rappresentano esempi di multitasking.

Il multitasking Studi recenti in proposito hanno messo in evidenza come investire le energie in molteplici impegni non faccia risparmiare tempo, viceversa provochi l’effetto contrario. cfr.: Il paradosso della plasticità in parallelo da J.Le Doux, “Il sé sinaptico”, Cortina, Milano, 2002.

Il multitasking il cervello, messo a dura prova su più fronti contemporaneamente, rallenta nelle sue capacità di esecuzione perché amplifica la complessità del compito, oltre che diminuire in lucidità e in capacità di concentrazione

Il multitasking Cio’ è dimostrato da uno studio sperimentale (Rubinstein, Meyer, Evans, 2001) che prevedeva di far svolgere a due gruppi di studenti, una serie di semplici operazioni aritmetiche (5 moltiplicazioni e 5 divisioni) il cui tempo di esecuzione era di circa un minuto. L’esperimento ha dimostrato che il gruppo di studenti cui era stato chiesto di adottare una modalità parallela di esecuzione del compito (alternando cioè una moltiplicazione ad una divisione) ha impiegato dai 20 ai 30 secondi in più rispetto al gruppo che ha svolto le operazioni in sequenza (prima tutte le moltiplicazioni e poi tutte le divisioni).

Il multitasking Ulteriori studi sull’impiego del multitasking (Center for Risk Analysis, Rapport of 2002) hanno messo in evidenza che azioni semplici, (es. guardare la tv e contemporaneamente chiacchierare al telefono), tipologicamente diverse, sommate tra loro non destano particolari problemi di gestione in quanto coinvolgono parti e/o emisferi cerebrali differenti (ad es. guardare e ascoltare)

Il multitasking Mentre esistono azioni complesse (es. guidare, parlare al cellulare e individuare il nome di una strada) che, se svolte in parallelo, richiedono un altissimo sforzo di concentrazione. Il cervello, sottoposto allo sforzo di “apparentemente” assegnare la stessa priorità a tutte e tre le azioni, risponde rallentando su tutte e quindi diminuendo sia in prontezza di riflessi sia in lucidità.

Il multitasking Lo svolgimento di più compiti contemporaneamente è reso possibile dall’executive control process (Meyer, 1997,1999) una funzione svolta dalla corteccia pre-frontale e parietale

Executive control process Per meglio comprendere l’executive control process, Rubinstein, Meyer e Evans (2001) hanno studiato i ‘patterns di tempo perduto’ dai soggetti che passano da un compito all’altro

Executive control process Ciò ha messo in evidenza che nel processo esecutivo di controllo sono implicate due variabili: fattore complessità (difficoltà del compito) fattore familiarità (allenamento/ abitudine al compito) In altre parole i soggetti perdono più tempo quando si confrontano con compiti di varia difficoltà e familiarità

Executive control process le teorie Modello di attenzione all’azione ATA- Attention-To-Action model (Norman and Shallice, 1986) Modello esecutivo del lobo frontale FLE- Frontal-Lobe Executive model (Duncan 1986) Modello strategico di risposta-rinvio SRD- Strategic Response Deferment model (Meyer and Kieras, 1997, 1999)

Executive control process I risultati delle ricerche rendono evidente che l’executive control process implica due fasi: attribuzione di priorità goal shifting governo della scelta (come gestione della priorità) rule activation

Executive control process -implicazioni formative e didattiche- In ambito formativo ciò si traduce nella necessità di potenziare nei soggetti abilità di selezione, di valutazione, di decisione, di controllo (nelle scelte)

Executive control process -implicazioni formative e didattiche- Al soggetto che apprende, in altre parole, deve essere consentito il “governo del controllo” ossia di poter scegliere, decidere per sperimentare la strada più efficace e più congeniale a sé

Executive control process -implicazioni formative e didattiche- In sede didattica ciò si traduce nella necessità (paradossalmente) di predisporre materiali didattici strutturati che consentano al soggetto di controllare costantemente il proprio processo di apprendimento

Executive control process -implicazioni formative e didattiche- Il materiale didattico può essere strutturato, ad es., per macro contents in modo tale che al soggetto non sfugga mai il focal point del suo apprendimento sia in termini di contenuti sia di procedure

Executive control process -implicazioni formative e didattiche- In tal senso l’e-learning rappresenta un ambiente adeguato all’interno del quale sperimentare procedure didattiche orientate al controllo e alla gestione dell’apprendimento.