Le mappe concettuali

Il secondo esempio di grafo sintetico è quello proposto da Joseph Novak agli inizi degli anni settanta, e denominato “mappa concettuale”: si tratta propriamente di una rappresentazione a grafo di un dominio di conoscenza. L’idea nacque nell’ambito di un programma di ricerca condotto presso la Cornell University e volto a studiare le modalità di apprendimento dei concetti scientifici da parte dei bambini.143 Il quadro di riferimento culturale in cui l’idea si collocava era quello della teoria dell’apprendimento di Ausubel, il quale ha indicato una serie di precondizioni che rendono il processo di apprendimento “significativo”, in opposizione a quello che si

142 Per ulteriori informazioni su questo argomento si consulti Pablo Mendez, Max Jacob, Andres Garcia-Silva and Christian Bizer, “DBPedia Spotlight: Shedding light on the Web of documents.” In Proceedings of the 7th International Conference on Semantic Systems (I-SEMANTICS-2011): 1-8. Per un approccio diverso all’uso di Wikipedia come base di conoscenza linguistica, si veda anche Rada Mi-halcea, Andras Csomai, “Wikify!: linking documents to encyclopedic knowledge.” In Proceedings of the sixteenth ACM conference on Information and Knowledge Management (CIKM 2007): 233-242, New York ACM.

143 I risultati della ricerca confluirono nel seguente articolo: Joseph D. Novak, D. Musonda, “A twelve-year longitudinal study of science concept learning.” American Educational Research Journal, 28, 1 (1991): 117-153.

definisce “apprendimento meccanico”; la più importante di queste risiede nella capa-cità del discente di inserire ogni nuova informazione all’interno di una struttura co-gnitiva preesistente,144 per poterla così arricchire di significato alla luce delle relazio-ni con i concetti e le proposiziorelazio-ni già possedute. Altra condizione necessaria, secondo Ausubel, è che sia il discente a scegliere di far questo (un fattore di ordine propria-mente motivazionale), rendendosi parte attiva della ricerca e dell’organizzazione del-le informazioni; l’insegnante incoraggia il processo offrendo strumenti didattici ade-guati. Se non si instaurano relazioni fra concetti, l’apprendimento rimarrà meccani-co, basato, cioè sulla pura memorizzazione. Novak pensò di rappresentare questa struttura cognitiva attraverso le mappe concettuali, che definì propriamente come «strumenti per organizzare e rappresentare la conoscenza»145 e in particolare come lo strumento metodologico privilegiato per dare applicazione alla teoria dell’apprendimento significativo di Ausubel. Le mappe di Novak sono, dunque, una struttura a grafo, costituita da nodi connessi da archi, con alcune peculiarità. I nodi rappresentano i concetti e sono etichettati con una o più parole che li identificano; gli archi, per lo più orientati, sono anch’essi sempre etichettati in forma lessicale: per esprimere il tipo di relazione intercorrente fra due nodi, sono usati prevalentemente predicati. Alla fine, quindi, il trittico nodo-arco-nodo, in quanto codifica la sequenza concetto-predicato-concetto, viene a costituire una proposizione. L’etichetta lessicale introdotta da Novak è il principale elemento distintivo delle mappe concettuali ri-spetto ai grafi tradizionali, che normalmente esprimono in forma codificata un solo tipo di relazione tra coppie di nodi, eventualmente pesandola con un valore

144 Per chi voglia approfondire questa teoria dell’apprendimento si legga David Ausubel, Educatio-nal Psychology. A cognitive view. New York: Holt, Rinehart & Winston, 1968. Trad. it.: Educazione e processi cognitivi. Milano: Franco Angeli, 1978.

145 Joseph D. Novak, Alberto J. Cañas, “The Theory Underlying Concept Maps and How to Con-struct and Use them.” Technical Report IHMC Cmap Tools 2006-01 Rev 01-2008, Florida Institute for Human and Machine Cognition, 2008, p. 1. http://cmap.ihmc.us/Publications/Research Pa-pers/TheoryUnderlyingConceptMaps.pdf. In questo Report, a p. 7, si legge: «We believe one of the reasons concept mapping is so powerful for the facilitation of meaningful learning is that it serves as a kind of template or scaffold to help to organize knowledge and to structure it, even though the struc-ture must be built up piece by piece with small units of interacting concept and propositional frame-works».

co.146 Le mappe concettuali, inoltre, hanno una struttura gerarchica nella quale i con-cetti più inclusivi e generali si trovano ai livelli superiori, e in basso si collocano quelli che sono progressivamente più specifici. Per questa ragione, una mappa concettuale va preferibilmente letta dall’alto verso il basso.

Figura 3.14 Esempio di mappa concettuale sul contenuto del libro di Novak.

Nella Figura 3.14 è illustrato un esempio di mappa concettuale elaborata da Novak stesso per spiegare la struttura del suo libro, il cui titolo occupa il nodo iniziale del grafo.147 Come si può notare essa si organizza a partire da una “Focus question”, che è la domanda fondamentale alla quale i concetti strutturati in un insieme logicamente connesso cercano di dare risposta. Novak sottolinea che nel costruire una mappa è imprescindibile fare riferimento al contesto nel quale essa verrà usata, e identificare un dominio di conoscenza ben precisi, a partire proprio dalla focus question.

146 Per farsi un’idea precisa dell’impiego della nozione di “grafo pesato” è istruttivo il capitolo di Camil Demetrescu, Pino Italiano, “La ricerca della via più breve.” In L’informatica invisibile, a c. di Giorgio Ausiello e Rossella Petreschi, cit., pp. 81-103.

147 Joseph D. Novak, Learning, Creating and Using Knowledge. Concept Maps as Facilitative Tools in Schools and Corporations. New York: Routledge 2010, 2nd.

Nell’esempio proposto, la domanda di partenza è: “Cosa cerca di spiegare questo li-bro?”. I singoli concetti corrispondono ai titoli dei capitoli, gli archi sono etichettati per mezzo di predicati che esprimono in maniera dettagliata il tipo di relazione che intercorre fra un capitolo e l’altro. Tutti gli archi sono orientati e l’organizzazione è prevalentemente gerarchica: infatti al livello superiore troviamo i concetti più gene-rali che corrispondono ai primi capitoli del libro. Da notare che la struttura è gerchica ma non corrisponde a un albero radicato in quanto ogni nodo può avere più ar-chi in ingresso come accade nell’esempio sopra riportato al nodo “The Nature of Human Learning”. L’esistenza di legami trasversali (cross-link) è indicata da Novak come un’altra caratteristica innovativa delle mappe concettuali: queste mettono in relazione fra loro concetti che si trovano in parti diverse della mappa, e quindi ricer-care e individuare legami di questo tipo è una delle operazioni tipiche della cono-scenza creativa. Più in generale, nella costruzione di una mappa concettuale, stabilire le relazioni fra i concetti è un processo innanzitutto creativo che richiede di usare le nostre conoscenze e le nostre emozioni e dal quale può scaturire nuova conoscenza. Le mappe concettuali sono state elaborate da Novak inizialmente come strumenti di apprendimento per l’ambito didattico, per rivelarsi poi utili anche in ambito azienda-le.148 Un interessante sviluppo è stato il software CmapTools nel 2004,149 presso l’Institute of Human and Machine Cognition della Florida, avente lo scopo di «brings together the strengths of concept mapping with the power of technology, particularly the Internet and the Web»150. Il software consente non solo di elaborare le mappe concettuali, ma anche di poter collaborare a distanza nella costruzione delle stesse, condividendo informazioni e arricchendole con link ad altre pagine Web.

Intorno alle mappe concettuali si è creato grande interesse, in particolare per le pro-spettive di applicazione che esse hanno nella didattica supportata dalle tecnologie. La

148 Su questo aspetto Novak si è soffermato nel libro citato alla nota precedente, in particolare nei capitoli 7 e 8, laddove traccia le analogie strutturali fra i due ambiti, per dimostrare l’efficacia dello strumento proposto.

149 L’indirizzo è: http://cmap.ihmc.us/. Per maggiori dettagli si legga Alberto J. Cañas et al., “Cmap Tools: A knowledge modeling and sharing environment.” In A. J. Cañas. J. D. Novak e M. González (eds.), Concept maps: Theory, methodology, technology. Proceedings of the first international con-ference on concept mapping, vol. I: 125-133, Pamplona, Spain: Universidad Pública de Navarra, 2004.

150 Novak, Cañas, “The Theory Underlying Concept Maps and How to Construct and Use Them”, cit., pp. 14-15.

caratteristica che maggiormente apre loro possibilità di applicazioni fruttuose è stata individuata nella presenza dei legami trasversali fra nodi, che di fatto consente di tracciare le relazioni fra i concetti senza dover stabilire una gerarchia di valore fra gli stessi.151 In particolare sono state indicate «tre modalità funzionali attivabili anche contemporaneamente»152, e compatibili con diverse strategie didattiche, quali per e-sempio il problem solving, il tutorial o ancora il forum. La prima è la valenza docu-mentale: tramite l'etichettatura di nodi e archi si può rappresentare efficacemente l’insieme di relazioni di un particolare dominio di conoscenza, ricorrendo a una strut-tura che è molto simile alla strutstrut-tura cognitiva che il discente andrà formandosi nella sua mente. La seconda è quella di facilitare l'organizzazione dei contenuti e la naviga-zione interattiva, consentendo a differenza del tradizionale indice la possibilità di e-videnziare molteplici percorsi di esplorazione dei contenuti. La terza è di particolare interesse nell’ottica della didattica costruttivista, e consiste nella possibilità, per tutti gli attori del processo formativo, di collaborare alla ricostruzione e all'approfondi-mento della struttura della mappa attraverso l'integrazione e la negoziazione di nuovi concetti e relazioni. Dalla ridefinizione di una mappa relativa a una certa disciplina potrà, inoltre, scaturire una ridefinizione della stessa ontologia disciplinare.Le appli-cazioni e gli usi delle mappe concettuali in ambito didattico che ne derivano sono, dunque, numerosi, e possono essere così di seguito elencati:

(Per gli alunni):

• collegare nuove e vecchie conoscenze; • costituire un organizzatore anticipato;

• schematizzare e rendere espliciti i significati nascosti dentro una rete di proposizioni;

• mettere a fuoco le idee chiave;

• pianificare le operazioni da compiere; • sintetizzare ciò che è stato imparato; • stimolare la creatività;

• favorire l’apprendimento metacognitivo;

151 Si legga a questo proposito Marco Pedroni, “La mappatura dinamica della conoscenza”, Il Gior-nale dell’e-Learning, Anno 2, n. 3 disponibile alla pagina http://www.wbt.it/index.php?pagina=526.

• sfruttare la potenza della memoria visiva; Se costruite da gruppi di studenti, esse aiutano a:

• negoziazione di significati; • favorire la discussione (Per gli insegnanti):

• definire il percorso da seguire;

• concordare e organizzare con gli studenti i significati;

• in fase di valutazione, per identificare conoscenze pregresse o verificare le conoscenze acquisite.

A fronte di rilevanti e indubbi aspetti positivi riconosciuti alle mappe concettuali, e in particolare alle loro potenzialità in ambiente digitale, nella pratica didattica esse si sono poco diffuse, principalmente a causa della scarsa consuetudine al loro uso; in secondo luogo per la difficoltà di usare questo strumento quando aumenta la com-plessità rappresentata: infatti, quando il numero dei nodi supera le poche decine e, conseguentemente, cresce anche quello degli archi, la mappa concettuale diviene pressoché illeggibile, e quindi inutilizzabile.153

Un’applicazione sistematica del grafo si riscontra nell’ambito dello sviluppo degli i-pertesti, dei Sistemi intelligenti di tutoring e dei cosiddetti Adaptive Hypermedia Systems, dei quali si darà un’illustrazione nel prossimo capitolo.

153 Per una panoramica critica sulla diffusione delle Mappe e sul loro uso si legga l’articolo di Alberto J. Cañas, Natalia Derbentseva e Frank Safayeni, “Concept Maps: A Theoretical Note on Concepts and the Need for Cyclic Concept Maps.” Journal of Research in Science Teaching, vol. 42.7 (2005): 741-766. In Italia numerosi contributi teorici e applicativi sull’uso della mappe concettuali di Novak sono stati dati dal Prof. Guastavigna, e sono disponibili sul suo sito http://www.noiosito.it/pubbli.htm.