si riferisce alla necessità di quantificare per organizzare la conoscenza della realtà; implica il riconoscimento di modelli numerici, l’uso di numeri per
SCALATA DEL MONTE FUJI
2.3 Problem solving
2.3.1 Definizione della competenza di problem solving
La competenza di problem solving è definita nel framework PISA 2012 come
la capacità di un individuo di mettere in atto processi cognitivi per comprendere e risolvere situazioni problematiche per le quali il percorso di soluzione non è immediatamente evidente. Ciò implica la volontà di confrontarsi con tali situazioni per sviluppare le proprie potenzialità di cittadino costruttivo e riflessivo.
La prima parte della definizione è molto simile a quella presente nel quadro di riferimento del 2003; tuttavia, mentre nella definizione precedente veniva presa in considerazione la sola dimensione cognitiva e veniva posta particolare enfasi sulla natura interdisciplinare della competenza, nella definizione attuale è stata introdotta una dimensione affettivo-motivazionale, coerentemente all’idea di fondo per cui il possesso di una competenza implica la mobilitazione sia di abilità cognitive complesse sia di risorse psicosociali, quali attitudini, motivazioni, valori.
Un elemento rilevante su cui la definizione insiste è la natura non routinaria dei compiti presi in esame: “problema” è una situazione in cui l'obiettivo non può essere raggiunto attraverso la mera applicazione di procedure precedentemente apprese; ciò che risulta decisivo è piuttosto l'attivazione di processi di pensiero analitico (per es. esplorare dati, informazioni, vincoli), creativo (per es. elaborare strategie risolutive originali), critico (per es. valutare l'adeguatezza delle soluzioni elaborate) e di abilità metacognitive (pianificazione, monitoraggio, autoregolazione…).
2.3.2 Organizzazione dell’ambito
Gli elementi chiave del costrutto che si è inteso valutare sono tre: contesto, natura della
situazione problematica e processi cognitivi.
Il contesto:
due dimensioni sono state identificate per assicurare che i compiti proposti nella rilevazione potessero esemplificare contesti autentici e interessanti dal punto di vista motivazionale: il setting (tecnologico - relativo, cioè, al funzionamento di una qualche strumentazione tecnologica - o non tecnologico) e il focus (personale - se riferito a sé, alla propria famiglia, al gruppo dei pari - o sociale - se riferito alla comunità, alla società, al mondo del lavoro).
La natura della situazione problematica:
la discriminante fondamentale considerata è la natura interattiva o statica della situazione. Situazioni problematiche statiche sono quelle tradizionalmente proposte attraverso esercizi carta e penna, in cui sin dall’inizio vengono fornite al solutore tutte le informazioni necessarie per affrontare il problema; la situazione iniziale è ben definita e lo scopo è univocamente determinato. Per contro, situazioni problematiche interattive sono quelle in cui si richiede al solutore un’esplorazione della situazione per rinvenire rilevati informazioni supplementari non immediatamente reperibili; situazioni interattive possono essere dinamiche, nel senso che lo scenario può mutare durante il processo di risoluzione.
I processi di problem solving:
sono stati individuati quattro fondamentali processi cognitivi, illustrati nella Figura 2.5. Tali processi generalmente non vengono impiegati in modo sequenziale, né necessariamente vengono attivati tutti congiuntamente; la risoluzione di problemi complessi attinenti a contesti di vita reale ne implica, piuttosto, l’attivazione simultanea di un certo numero.
Alle tre dimensioni sopra considerate (contesti, natura delle situazioni problematiche e processi) si deve aggiungere un quarto aspetto fondamentale, costituito dalle abilità
di ragionamento. Tutti i processi cognitivi sopra considerati dipendono, infatti, da
abilità di ragionamento: distinguere fatti da opinioni quando si cerca di comprendere un problema, identificare relazioni tra variabili quando si formula una soluzione, individuare cause ed effetti quando si elabora una strategia, organizzare informazioni in modo logico quando si comunicano i risultati ottenuti implicano l’intervento di abilità di ragionamento deduttivo, induttivo, quantitativo, relazionale, analogico, combinatorio.
Figura 2.5 - Processi di problem solving Esplorare e
comprendere Osservare la situazione, interagire con essa, cercare informazioni, vincoli e ostacoli; capire le informazioni fornite inizialmente e/o scoperte progressivamente e comprendere i concetti rilevanti.
Rappresentare
e formulare Costruire una rappresentazione mentale coerente, un modello, della situazione problematica, selezionando le informazioni pertinenti, organizzandole mentalmente, combinandole con conoscenze pregresse attinenti; ciò implica la capacità di elaborare rappresentazioni grafiche, simboliche, tabulari o verbali e passare da un format all’altro, la capacità di formulare ipotesi attraverso l’identificazione dei dati pertinenti e delle relazioni intercorrenti tra essi, l’organizzazione e la valutazione critica delle informazioni disponibili.
Pianificare ed
eseguire Definire obiettivi, individuando l’obiettivo globale e stabilendo eventuali sotto-obiettivi; elaborare un piano o una strategia per conseguire l’obiettivo fissato, identificando i passaggi intermedi; eseguire il piano ideato.
Monitorare e
riflettere Monitorare ad ogni passo i progressi conseguiti in vista del raggiungimento dell’obiettivo finale, verificando i risultati intermedi e finali, identificando eventi imprevisti e prendendo opportune misure correttive; riflettere sulle soluzioni secondo diverse prospettive, valutare in maniera critica ipotesi e soluzioni alternative, individuare la necessità di informazioni aggiuntive, chiarire e comunicare in modo adeguato i progressi effettuati.
2.3.3 Caratteristiche dei compiti
Gli item di PISA 2012 sono stati sviluppati per misurare quanto gli studenti sono in grado di attivare i vari processi di problem solving all’interno delle due tipologie di situazioni problematiche considerate, in una pluralità di contesti. I 45 quesiti afferenti alla competenza di problem solving risultano ripartiti tra i diversi processi cognitivi nel seguente modo: esplorare e comprendere 10 item (di cui 5 relativi a situazioni statiche e 5 interattive); rappresentare e formulare 9 item (di cui 2 relativi a situazioni statiche e 7 interattive); pianificare ed eseguire 16 item (di cui 6 relativi a situazioni statiche e 10 interattive); monitorare e riflettere 7 item (di cui 2 relativi a situazioni statiche e 5 interattive).
Generalmente, ogni item si focalizza su un solo processo; conseguentemente in alcuni casi è sufficiente dimostrare di riconoscere il problema, in altri è richiesto di descrivere il metodo utilizzato per giungere alla soluzione; in molti item è rilevante fornire la soluzione al problema adottando un metodo efficace, in altri valutare le soluzioni proposte e selezionare quella più appropriata. La scelta di proporre item centrati su un solo processo consente di rilevare in modo prioritario non la mera capacità di esecuzione, quanto le abilità/difficoltà dimostrate dagli studenti nelle specifiche fasi di rappresentazione, pianificazione, autoregolazione.
La gamma di difficoltà dei quesiti è molto ampia ed è connessa ad una pluralità di fattori22 indicati nella Figura 2.6.
Figura 2.6 - Fattori di complessità dei compiti di di problem solving Volume di
informazioni Più numerose sono le informazioni da prendere in considerazioni, maggiore è la complessità del compito.
Rappresentazione delle
informazioni
Rappresentazioni non familiari o multiple (in particolare rappresentazioni delle informazioni fornite in format differenti) tende ad accrescere la difficoltà dei compiti.
Grado di
astrazione Più lo scenario in cui il problema è situato è astratto, più il compito appare complesso.
Grado di familiarità del contesto
Un contesto familiare (più vicino alla realtà esperita) sembra offrire al solutore maggiori strumenti per affrontare il problema.
Visibilità delle
informazioni Più il solutore deve scoprire informazioni (per effetto di operazioni, scelte autonome, ostacoli imprevisti) più il compito appare difficile.
Complessità
intrinseca maggior grado di interdipendenza (dovuta alla presenza di relazioni o Il maggior numero di componenti o di elementi del problema e il loro vincoli) determina un incremento di difficoltà del compito.
Distanza
dall’obiettivo Maggiore è il numero di passaggi necessari per risolvere il problema, più il compito risulta difficile.
Capacità di ragionamento richiesto
Il grado di difficoltà del compito dipende dalla complessità e dal tipo di ragionamento richiesto; ad esempio compiti che richiedono l’applicazione di un ragionamento combinatorio appaiono più complessi.
La proposta di compiti caratterizzati da gradi di complessità molto eterogenei consente di rilevare con una certa accuratezza i diversi livelli di competenza presenti nella popolazione scolastica di riferimento, dai livelli essenziali a quelli di eccellenza.