SI PUO' INSEGNARE IL PROBLEM SOLVING?

 

Alex H. Johnstone

Centre for Science Education, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, UK

alexj@chem.gla.ac.uk

 

Il Problem Solving viene spesso classificato tra le Abilità Trasferibili. Queste abilità comprendono l'abilità di scrivere bene nella propria lingua, il fare competenti presentazioni orali, essere capaci di fare calcoli e così via. Ciò implica che queste abilità si possano insegnare e che si possano trasferire da uno contesto a un altro.  Comunque, dubito che il Problem Solving (PS) possa essere classificato come una Abilità Trasferibile, per una serie di motivi.

 

Il PS dipende molto dal contesto perchè non si può risolvere un problema se manca la conoscenza da utilizzare.  Da ciò non segue che se si è abili a risolvere problemi di Chimica, automaticamente si è capaci di risolvere problemi di Ingegneria a meno che i problemi di ingegneria coinvolgano alcuni aspetti di chimica.  Anche all'interno della chimica, qualcuno può essere capace di risolvere problemi di sintesi organica ma incapace di maneggiare problemi di termodinamica.  Quando parliamo di conoscenza, intendiamo informazione che riguarda i fatti (il conoscere–che) e la conoscenza delle tecniche (il know–how).  Entrambe sono necessarie per risolvere problemi.

 

Quando i problemi sono di routine e algoritmici, il conoscere–che ed il know–how può essere insegnato facilmente attraverso la ripetizione e il rinforzo.  Tuttavia, quando affrontiamo "problemi reali" come descritto in un mio precedente articolo [1], abbiamo qualche parte del problema che manca; i dati possono essere incompleti, lo scopo può essere impreciso, il metodo può essere sconosciuto o può essere presente una combinazione di questi fattori.  Risolvere problemi di questo genere (e questi sono quelli realistici), abbiamo bisogno dell'INTUIZIONE (INSIGHT), il bagliore dell'inspirazione, l'Eureka.

 

Qual è la natura di questa intuizione e da dove arriva?  Ha le sue origini nella conoscenza e nell'esperienza precedente, ma arriva solo quando ricostruiamo e riordiniamo la conoscenza esistente in una nuova forma.  Esclamiamo "eureka" quando vari pezzi di conoscenza esistente, proveniente da contesti diversi, si uniscono insieme per la prima volta per formare un pensiero nuovo.  Per esempio, mentre si fa la manutenzione della propria macchina un bullone cade in una parte inaccessibile del motore.  Si ha un problema!!  Come si può risolvere?  Nessuno degli attrezzi è lungo abbastanza o ha la forma adatta.  Allora viene una intuizione fulminea.  Ricordiamo di avere quel piccolo magnete che potrebbe essere fatto scendere nel motore per recuperare il bullone.  Il problema è risolto utilizzando un magnete in una situazione che di solito non richiede l'uso di magneti. Questa "invenzione" per caso, può essere insegnata? 

Ci sono alcune cose che possono essere insegnate e che trasformano un problema in una forma che potrebbe rendere l'"eureka" più probabile di accadere.

 

* Suddividere il problema separatamente in problemi più piccoli.

* Considerare il problema da diversi punti di vista.  Questo viene facilitato lavorando in gruppo e condividendo idee, non importa quanto strane.  Tra tutte ci sarà una buona idea.

* Se possibile, rappresentare le parole del problema in un diagramma o in un disegno.  Questo è molto importante per pensatori visuali, e molto utile per risolvere problemi strutturali.

* Lavorare all'indietro se nessun metodo dai dati al risultato è disponibile.

* Quando si è risolto il problema ragionarci di nuovo per rinforzare il metodo "nuovo" che è stato "inventato".  In questo modo si sarà aggiunto un nuovo schema al proprio repertorio di know–how.

 

L'insegnante può facilitare questi processi insegnando in un modo che favorisce la formazione di nuovi collegamenti nella mente dello studente.  In un'area come la chimica bio-inorganica, gli studenti si lagnano perché le lezioni contengono chimica fisica, chimica organica ed inorganica.  Vale la pena di sottolineare che Dio non ha mai fatto queste divisioni!!  La più grande barriera per diventare abili nel PS è l'apprendimento per comparti: l'apprendimento nel quale ogni nuova idea è chiusa a chiave in una scatola di un singolo contesto e diviene inaccessibile eccetto che in quel contesto.  L'insegnamento tutoriale potrebbe essere speso con profitto aiutando gli studenti ad abbattere le pareti di queste scatole e lasciare che la conoscenza circoli liberamente da una all'altra. 

Ecco un "semplice" esempio che meno del 10% dei miei studenti più anziani potrebbe risolvere.

 

"Il professore lascia le istruzioni per condurre una reazione ad una certa temperatura.  Lo studente gli telefona per chiedere se la temperatura sia in gradi Centigradi o Fahrenheit. Il professore risponde che questo non importa. Spiegare questo fatto e suggerire qual era il valore della temperatura"

 

Tutti gli studenti riconoscono che deve esserci qualche valore della temperatura che è numericamente lo stesso su ambedue le scale.  Alcuni hanno cercato di richiamare qualche formula algoritmica per convertire una scala nell'altra e quando non ci sono riusciti, hanno abbandonato. Altri ricordavano che 100°C era lo stesso come 212°F e 0°C era lo stesso come 32°F, ma non hanno saputo come procedere.  Solo pochi hanno pensato di tracciare un grafico usando questi dati ed estrapolandoli per trovare il punto dove le due scale avevano lo stesso valore numerico.  Tracciare il grafico era in un'altra scatola per la maggior parte studenti!  La maggior parte hanno pensato di usare un approccio algoritmico imparato precedentemente, ma quando questo era assente, si sono arresi.

Non credo che sia possibile insegnare l'intuizione, poiché ciascun individuo ha una differente conoscenza immagazzinata, collegata in una maniera peculiare; ma, dal modo in cui insegnamo, da ciò che ci aspettiamo e da quello che richiediamo ai nostri studenti, possiamo incoraggiarli ad esplorare estesamente quanto è depositato nella loro memoria, per cercare collegamenti e sentieri nuovi attraverso le loro menti.

Noi esperti abbiamo avuto tempo fare questo, spesso all'interno delle nostre discipline; probabilmente le nostre prestazioni sarebbero povere quanto quelle dei nostri studenti se ci venisse richiesto di risolvere problemi in un'altra disciplina.  Potremmo districarci con qualche difficoltà in una disciplina vicina alla chimica, come la fisica o la biologia, ma potrebbe essere impossibile in politica o in storia.  Alcune tecniche PS possono essere transferibili, ma la scintilla vitale dell'intuizione è quasi certamente non insegnabile e non transferibile.

 

 

1. A. H. Johnstone, 8 maniere per pensare al problem solving, (22-01-2001).