Un nuovo modo di definire "Definire il problema"
Non c'è dubbio che fornire agli studenti sfide complesse e aperte, come quelle incluse nei laboratori STEM attraverso il VEX Continuum, sia essenziale per aiutare gli studenti a sviluppare le loro capacità creative di problem solving. L'utilizzo del processo di progettazione ingegneristica per organizzare e strutturare gli sforzi di risoluzione dei problemi degli studenti è altrettanto indiscutibile. Tuttavia, può essere sorprendente considerare quanta creatività può essere incoraggiata e sviluppata negli studenti attraverso un'implementazione attenta e ponderata della fase Definisci il problema del processo di progettazione ingegneristica.
Si è tentati di considerare la fase Definisci il problema come abbastanza semplice e diretta e di attraversarla rapidamente per arrivare alla fase presumibilmente più corposa del processo di sviluppo delle soluzioni. Tuttavia, visualizzare Definisci il problema in modo semplicistico può essere un'enorme opportunità mancata per promuovere la creatività nei tuoi studenti. Guidare gli studenti a identificare molteplici approcci possibili per risolvere un problema può aprire un potenziale creativo e aiutarli a diventare problem solver più efficaci dentro e fuori dall'aula.
Negli STEM Labs della competizione, come VEX IQ (2a generazione) e VEX EXP, gli studenti applicano il processo di progettazione ingegneristica mentre si impegnano nella risoluzione iterativa dei problemi al fine di sviluppare il miglior approccio possibile alla competizione dell'Unità. Gli studenti iniziano il processo definendo il problema che stanno cercando di risolvere, segnando il maggior numero di punti nella competizione. In apparenza, ciò comporta cose come la comprensione del punteggio e delle regole del gioco associate alla competizione e la considerazione del miglior design di robot per una strategia di gioco scelta. Pensare più profondamente…
Un quadro per definire il problema
Nel libro di Ronald Beghetto, What If? Costruire le abilità di risoluzione dei problemi degli studenti attraverso sfide complesse, identifica quattro principi di azione che possono essere utilizzati per aiutare gli studenti a rispondere alle incertezze delle sfide aperte: Stop – Think – Do – Learn1. I primi due principi, Stop e Think, si allineano con Define the Problem nel processo di progettazione ingegneristica. Se applicati, questi due principi di azione possono aiutare gli studenti a impegnarsi in nuovi modi di pensare a un problema, abbracciando il pensiero delle possibilità e, in definitiva, generando soluzioni più solide alle sfide.
Stop
Quando gli studenti si fermano a prendere tempo per considerare profondamente il problema o la sfida che stanno affrontando, stanno esplorando e preparandosi a risolvere il problema. Gli studenti dovrebbero considerare ciò che già sanno sul problema e ciò che devono ancora scoprire. Fornire agli studenti una lista di controllo per aiutarli a inquadrare la loro esplorazione e preparazione è molto utile mentre sviluppano le loro capacità di problem solving. La seguente lista di controllo potrebbe essere utilizzata per gli studenti impegnati nella preparazione per la lezione del concorso in un laboratorio STEM del concorso.
Esplorare e preparare la checklist:
Pensa
Una volta che gli studenti si sono fermati ed hanno esaminato il problema, in questo caso un concorso STEM Lab Classroom, possono quindi passare a pensare a possibili soluzioni. Gli studenti devono pensare sia in modo di vergenza – per generare più possibilità di strategia, siain modo di vergenza – per determinare quali delle possibilità hanno maggiori probabilità di fornire una strategia generale vincente2
Beghetto suggerisce di incoraggiare gli studenti a porre domande "What If" come un modo per spingere gli studenti a trovare molti modi creativi per affrontare la risoluzione dello stesso problema3. Quando fai brainstorming su queste idee, tutto dovrebbe essere sul tavolo! Non è il momento di decidere se un'idea è troppo inverosimile o sciocca. Una lista di controllo per utilizzare il pensiero divergente per generare più idee per risolvere il problema di un concorso IQ Classroom potrebbe assomigliare a questa:
Pensiero divergente per risolvere una sfida di un concorso in aula
Dopo che gli studenti hanno suggerito più idee per affrontare il problema o la sfida, dovrebbero prendersi il tempo di considerare tutte le idee che hanno generato e quindi utilizzare il pensiero convergente per restringere il campo a quelle migliori da provare. La lista di controllo seguente è un esempio di domande che possono essere utilizzate per guidare il pensiero convergente degli studenti:
Pensiero convergente per selezionare le migliori idee strategiche possibili per un concorso in aula
Le fasi di azione Stop and Think di Barghetto, applicate alla fase Definisci il problema del processo di progettazione ingegneristica, si allineano perfettamente con il supporto alla creatività degli studenti anche attraverso la risoluzione collaborativa dei problemi. Al fine di elaborare collettivamente più idee per risolvere i problemi, gli studenti devono fornire un feedback agli altri membri del gruppo e trovare il modo di combinare più idee nelle migliori strategie da provare nella competizione.
Anche se gli esempi in questo articolo si riferiscono a IQ e EXP STEM Labs, i principi di azione di Barghetto possono essere applicati per definire il problema in tutti i tipi di problemi aperti, sia a scuola che nella vita. Le domande nelle liste di controllo possono essere modificate per soddisfare le esigenze degli studenti più giovani. Possono essere utilizzate come domande di facilitazione mentre gli studenti stanno lavorando e possono essere utilizzate anche per modellare la risoluzione dei problemi creativi durante le dimostrazioni di tutta la classe.
La fase Definisci il problema del processo di progettazione ingegneristica non è solo un passo iniziale per affrettare rapidamente la ricerca di soluzioni. Piuttosto, è una fase critica che favorisce una mentalità di pensiero delle possibilità e incoraggia la risoluzione creativa dei problemi. Incoraggiare gli studenti a rallentare e considerare a fondo il problema che stanno risolvendo li aiuta a sviluppare le competenze necessarie per generare più idee e valutarle in modo efficace. La prossima volta che guidi i tuoi studenti attraverso una sfida STEM Lab, ricorda il potere della fase Definisci il problema e usalo per aiutare la creatività dei tuoi studenti a crescere.
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