RATsApp: Un Nuovo Strumento per l'Apprendimento STEM

Con l'apprendimento a distanza che diventa sempre più importante, i sistemi automatizzati per l'apprendimento hanno attirato l'attenzione. Tuttavia, ci sono pochissimi strumenti online open-source che forniscono feedback personalizzato, rendendo difficile l'uso diffuso di sistemi di feedback basati su ricerca. Questo documento presenta RATsApp, un sistema di feedback automatizzato open-source che offre feedback formativo e si concentra su competenze STEM importanti come matematica, rappresentazione e alfabetizzazione dei dati. Il sistema consente anche agli insegnanti di tenere traccia dei progressi degli studenti. Un sondaggio coinvolgendo 64 studenti ha rivelato che il sistema è utile e facile da usare.

#La crescente necessità di apprendimento online

La domanda di apprendimento online è aumentata grazie a un miglior accesso alle risorse. Anche prima della pandemia di COVID-19, molti studenti cercavano materiali online per migliorare il loro apprendimento. Per soddisfare questa domanda, sono state create varie applicazioni per aiutare gli studenti a avere successo. Un tipo di sistema sono i sistemi di feedback automatizzati (AFS), che forniscono agli studenti feedback immediato. Questi sistemi mirano a migliorare l'apprendimento fornendo feedback utili, in particolare feedback formativo.

#L'importanza delle competenze STEM

Le competenze matematiche sono fondamentali per gli studenti che studiano scienze, tecnologia, ingegneria e matematica (STEM). Molti studenti affrontano sfide con la matematica, che influiscono sulle loro performance in altre materie. Questa situazione sottolinea la necessità di metodi educativi efficaci che aiutino a sviluppare le competenze matematiche degli studenti e migliorino i metodi di insegnamento. Le soluzioni di apprendimento a misura di tecnologia, comprese le piattaforme di e-learning, possono essere preziose in questo contesto.

#Il panorama attuale dei sistemi di feedback automatizzati

Esistono molti AFS per l'educazione STEM, ma la loro qualità e le loro caratteristiche variano. C'è una carenza di sistemi open-source e ben supportati. Ad esempio, OATutor e COLT sono esempi di nuovi strumenti open-source, con OATutor che offre funzioni avanzate.

#Presentazione di RATsApp

RATsApp (Rapid Assessment Tasks App) è stata creata da un team diversificato di ricercatori in informatica, ingegneria ed educazione. RATsApp è uno strumento web open-source che combina feedback formativo con supporti per l'apprendimento per valutare le competenze chiave STEM: competenza matematica, competenza rappresentativa e alfabetizzazione dei dati. L'obiettivo è migliorare l'apprendimento STEM consentendo agli studenti di affrontare compiti di valutazione rapida (RATs).

#Caratteristiche di RATsApp

RATsApp fornisce feedback basato su esperti e sui dati per approfondire la comprensione degli studenti. Il sistema include dashboard sia per gli studenti che per i docenti, presentando dati sulle prestazioni e consentendo di tenere traccia dei progressi. Nonostante il suo utilizzo attuale sia limitato a università specifiche per motivi di sicurezza, il sistema è progettato per crescere e adattarsi in futuro.

#Contesto teorico

#Valutazioni formative

Le valutazioni formative aiutano a identificare le difficoltà e la comprensione degli studenti. Puntano a offrire feedback utile piuttosto che a valutare gli studenti. Questo feedback consente agli educatori di adattare i loro metodi di insegnamento e aiuta gli studenti a migliorare attraverso commenti formativi.

#Feedback formativo

Il feedback formativo avviene durante il processo di apprendimento ed è cruciale per migliorare comprensione e abilità. Attiva le capacità di auto-monitoraggio degli studenti. Per essere efficace, il feedback deve affrontare domande chiave sugli obiettivi di apprendimento, la comprensione attuale e i prossimi passi. Il feedback efficace si presenta a diversi livelli: compito, processo e auto-regolazione.

#Supporto

Il supporto è un approccio di insegnamento che fornisce assistenza agli studenti per affrontare i compiti. I supporti includono suggerimenti, indicazioni e spiegazioni che colmano le lacune di conoscenza. L'obiettivo è costruire progressivamente le competenze e la comprensione degli studenti.

#Competenze STEM

RATsApp si concentra su tre principali competenze STEM:

1. Alfabetizzazione Matematica: Comporta l'applicazione della matematica per risolvere problemi del mondo reale, interpretare i risultati e fare giudizi.

2. Alfabetizzazione dei Dati: La capacità di analizzare e utilizzare i dati in modo efficace, abilità chiave nel mondo orientato ai dati di oggi.

3. Competenza Rappresentativa: L'abilità di interpretare e convertire informazioni da varie forme, come grafici e tabelle.

Queste competenze sono essenziali per il successo nell'apprendimento STEM.

#Dashboard di apprendimento

Le dashboard di apprendimento aiutano gli studenti a monitorare i loro progressi e performance. Visualizzano dati che possono promuovere consapevolezza e auto-riflessione. Le dashboard possono anche fornire agli insegnanti approfondimenti sulle sfide degli studenti, guidando aggiustamenti nei metodi di insegnamento.

#Considerazioni etiche

Quando si sviluppano strumenti educativi, devono essere affrontate preoccupazioni etiche. Questo progetto segue linee guida etiche per garantire che RATsApp migliori l'esperienza di apprendimento proteggendo i dati degli utenti. Il design si concentra su come la tecnologia interagisce con le esigenze e il contesto degli utenti.

#Obiettivi della ricerca

Questo studio mira a valutare l'uso di sistemi open-source come RATsApp nell'educazione universitaria, concentrandosi sulla ricezione degli studenti. È stato condotto un sondaggio di usabilità basato sul Modello di Accettazione della Tecnologia (TAM2) per comprendere l'utilità percepita e la facilità d'uso di RATsApp.

#Partecipanti e metodologia

RATsApp è stata implementata nel semestre invernale 2022/23 in due università tedesche, coinvolgendo 64 studenti in diverse lezioni. È stato utilizzato un sondaggio per valutare l'usabilità, con feedback sia da parte degli utenti attivi che di quelli che si sono registrati ma non hanno utilizzato il sistema.

#Funzioni e caratteristiche di RATsApp

RATsApp è indirizzato a quattro tipi di utenti: Studenti, Creatori di RAT, Docenti e Amministratori. Il sistema è composto da tre livelli:

1. Livello di Presentazione: È l'interfaccia utente, garantendo un'esperienza fluida su diversi dispositivi.

2. Livello di Sistema: Gestisce la logica e la funzionalità di RATsApp.

3. Livello di Database: Sicurezza dei dati degli utenti e supporto alle operazioni del sistema.

#Creazione e feedback RAT

I creatori di RAT possono sviluppare compiti utilizzando un sistema che garantisce il controllo qualità tramite revisione da esperti. Il feedback fornito è dettagliato e aiuta gli studenti a comprendere le loro risposte e guidandoli verso soluzioni corrette.

#Stima delle competenze

RATsApp stima le competenze degli studenti valutando le loro prestazioni sui RAT. Una rappresentazione grafica consente agli studenti di tenere traccia dei loro progressi e identificare punti di forza e debolezze.

#Dashboard per gli utenti

Gli studenti hanno accesso a dashboard che mostrano le metriche di performance, mentre i docenti possono monitorare i progressi degli studenti e identificare aree che necessitano di attenzione. Questo promuove un approccio riflessivo all'insegnamento.

#Risultati: valutazione dell'usabilità

La valutazione dell'usabilità ha rivelato intenzioni positive verso RATsApp tra gli studenti, con molti che hanno espresso interesse per un uso continuato. I risultati chiave includevano:

• Un numero significativo di studenti ha valutato il sistema come utile.
• Sono state identificate sfide di navigazione, indicando margini di miglioramento.
• I feedback sulla qualità dei commenti generati dagli esperti erano generalmente favorevoli.

#Discussione e conclusioni

Nel complesso, RATsApp mostra potenzialità come strumento per supportare l'educazione STEM. I risultati indicano una forte inclinazione all'uso del sistema, ma l'accessibilità e la facilità d'uso devono migliorare. Allineare il sistema più da vicino ai contenuti delle lezioni potrebbe aumentarne la rilevanza. Gli utenti apprezzano il feedback degli esperti, il che ha implicazioni positive per l'apprendimento.

Lo studio evidenzia che, sebbene molti studenti riconoscano il valore di RATsApp, questioni logistiche ostacolano il suo utilizzo. I risultati suggeriscono aree di miglioramento, tra cui il perfezionamento dell'interfaccia e il miglioramento della qualità dei feedback e delle dashboard.

#Lavori futuri

I futuri sviluppi si concentreranno sull'aumento della rilevanza di RATsApp per gli studi degli studenti, migliorando l'esperienza utente e migliorando l'accuratezza della stima delle competenze. L'obiettivo è rendere RATsApp uno strumento di apprendimento più efficace che evolva continuamente in base al feedback degli utenti.

In conclusione, RATsApp è un passo significativo verso l'offerta di uno strumento educativo supportivo e basato sulla tecnologia che può adattarsi alle esigenze di studenti e educatori nei campi STEM. Il suo sviluppo come piattaforma open-source incoraggia ulteriori contributi e miglioramenti, beneficiando l'intera comunità educativa.