Materials+: un corso di apprendimento in team
L'incertezza è parte integrante del metodo scientifico. Le nuove idee sono fondamentali per l'innovazione e la creatività, ma comportano sempre dei rischi. Materials+ è stato progettato per creare un ambiente favorevole al rischio, in cui gli studenti sono fortemente esposti all'incertezza, mentre apprendono competenze personali e sociali, strumenti tecnici e la mentalità necessaria per affrontare problemi scientifici applicati.
Per promuovere l'apprendimento efficace dei concetti chiave dei materiali in un contesto applicato e stimolare lo sviluppo di competenze trasversali, Materials+ prevede l'apertura di un ambiente di apprendimento basato sul team (TBL). Il corso si svolge in un ciclo di quattro fasi, che comprende l'orientamento (1 settimana), un processo di verifica della preparazione (3 settimane), un progetto scientifico applicato (esercitazione, 10 settimane) e un elemento di valutazione tra pari alla fine del corso (Figura 1). Il nostro obiettivo principale è promuovere l'apprendimento continuo dei concetti della scienza dei materiali combinandoli con strumenti tecnologici e multidisciplinari. Materials+ comprende circa il 30% di apprendimento passivo (fase di verifica della preparazione) e il 70% di apprendimento attivo nella parte pratica (esercizio di applicazione). Gli studenti apprendono i concetti di base durante la modalità passiva e li applicano e consolidano risolvendo sfide autentiche e reali.
Elementi di apprendimento attivo sono presenti anche nella fase passiva del corso. Durante la fase di orientamento, i docenti presentano il corso e chiedono agli studenti di discutere e scrivere un "contratto di squadra", un documento che definisce le aspettative su come si prevede di lavorare insieme e su come risolvere i conflitti a livello di gruppo. Nella fase di verifica della preparazione, vengono preparate lezioni frontali per esporre agli studenti i concetti fondamentali della scienza dei materiali e gli strumenti tecnologici necessari per sviluppare il progetto applicato. A questo punto, applichiamo una valutazione delle prestazioni per verificare se gli studenti sono ben preparati per iniziare ad affrontare la sfida pratica. Questi test di verifica della preparazione sono accuratamente progettati per contenere versioni semplificate dei problemi che gli studenti probabilmente affronteranno durante la Fase 3 del corso.
In Materials+, la componente chiave del processo di apprendimento consiste in un dialogo aperto tra studenti, coach e docenti.
Facilitiamo il processo di apprendimento assegnando dei coach (assistenti didattici) a ciascun gruppo.
I coach e i docenti sono presenti durante le ore di contatto per tutto il semestre. Vengono inoltre istituiti canali di comunicazione digitale (MS-Teams) per garantire un ciclo di feedback permanente di informazioni e un supporto sufficiente. È importante ricordare che sia gli istruttori che gli assistenti didattici non agiscono come docenti in senso classico. Il nostro obiettivo è agire come mediatori di brainstorming. Invece di fornire semplicemente soluzioni agli studenti, guidiamo le discussioni nel gruppo e monitoriamo i progressi del progetto. Per sottoporre gli studenti a prospettive nuove e diverse, i coach vengono reclutati da tutti i corsi di laurea dell'ETH (in media 50% D-MATL, 50% altri dipartimenti). Questo sistema di "coaching" può aumentare l'impegno degli studenti e renderli più propensi ad assumersi la responsabilità del proprio apprendimento.
Il rendimento dello studente è valutato da tre diversi esami (Figura 1): nella fase di verifica della preparazione (Fase 2), vengono applicati esami individuali per verificare le conoscenze acquisite dalle lezioni frontali introduttive. Il voto ottenuto in questa fase rappresenta il 30% del voto totale. Durante la fase di esercitazione applicativa (Fase 3), il razionale del progetto impiegato dagli studenti di ciascun gruppo viene valutato da una commissione (allenatori, docenti) in una sessione di presentazione di poster e in una relazione scritta finale, per la quale i gruppi ricevono un feedback dettagliato dai docenti e hanno l'opportunità di implementarli in una versione rivista. Nella Fase 4 (valutazione tra pari) gli studenti valutano le prestazioni dei loro compagni utilizzando una distribuzione imparziale delle attività. Questo metodo di valutazione tra pari è stato utilizzato con successo in altri corsi dell'ETH e si basa su una teoria economica applicata che fornisce un metodo più equo per determinare i contributi di ciascun membro del team.
Al giorno d'oggi gli studenti sono sempre più sommersi dai requisiti dei contenuti curriculari e dalle aspettative che vanno al di là di ciò che possono effettivamente apprendere in un determinato lasso di tempo. Più che apprendere competenze specifiche di contenuto e di metodo, gli studenti del XXI secolo devono anche sviluppare risorse personali e sociali, come l'adattabilità, il pensiero creativo e critico, il processo decisionale, le tecniche di negoziazione, le capacità di comunicazione e una mentalità più collaborativa. La maggior parte di queste risorse sono incompatibili con le tecniche di insegnamento tradizionali e possono essere sviluppate solo con la creazione di un ambiente di apprendimento favorevole al rischio.
Per coinvolgere gli studenti in un'esperienza di apprendimento duratura e promuovere un forte sviluppo delle competenze personali e sociali, creiamo un ambiente di apprendimento che va oltre le tradizionali attività in classe incentrate sull'insegnante. Per massimizzare l'efficienza dell'apprendimento e il coinvolgimento in questo ambiente, è importante non solo introdurre elementi di apprendimento attivo, ma anche cercare un rapporto ottimale tra modalità di apprendimento passive e attive. Per trovare questo rapporto ottimale è necessario affrontare l'insegnamento come una scienza del design e stabilire canali di comunicazione efficienti con gli studenti.
Nello sviluppare il nostro corso, abbiamo puntato a creare un'esperienza di apprendimento coinvolgente e favorevole al rischio. L'innovazione chiave sta nel combinare metodi pedagogici consolidati, incoraggiando gli studenti ad assumere rischi, negoziare prospettive e concretizzare idee. La nostra struttura multidisciplinare e basata su progetti promuove il pensiero critico, il lavoro di squadra e la risoluzione dei problemi. Gli studenti affrontano sfide del mondo reale, analizzano spazi problematici, sintetizzano prospettive e collaborano in modo efficace. Introduciamo inoltre una strategia di progettazione incentrata sull'utente, che pone l'accento sulla prototipazione, l'iterazione e la creatività. Questo approccio fornisce agli studenti competenze essenziali per le loro future carriere.
Al centro del nostro corso, abbiamo promosso una struttura di comunicazione collaborativa tra istruttori, allenatori e studenti. I cicli di feedback regolari, le indicazioni sulle dinamiche di squadra e i consigli tecnici vengono forniti da più punti di vista. Un coach esperto di automazione supporta tutti
team per tutto il semestre. Gli istruttori e i coach pongono domande stimolanti, guidano i team nelle dinamiche di gruppo e danno consigli sui concetti del corso e sulla gestione dei progetti. Gli studenti condividono il feedback durante le sessioni di formazione tramite i coach o direttamente con gli istruttori. La valutazione dà priorità alla risoluzione dei problemi, al pensiero critico, alla comunicazione e alla creatività. La presentazione di un poster a metà corso funge da pietra miliare del progetto, aiutando i team a far convergere le idee per lo sprint finale. La sfida finale non è valutata, ma incoraggia gli studenti a esplorare diverse soluzioni. La loro creatività spesso ci sorprende. Miglioriamo il coinvolgimento attraverso sessioni di brainstorming, feedback regolari e valutazione tra pari. La partecipazione attiva e la motivazione prosperano all'interno dei team. Questo prepara gli studenti a carriere professionali dinamiche nel nostro mondo ricco di informazioni.
Lezioni apprese
- Collaborare con docenti che la pensano allo stesso modo può essere molto vantaggioso. Assicura una diversità di idee e aumenta la resistenza al fallimento durante la fase di progettazione del corso.
- Trovare il giusto equilibrio tra apprendimento passivo e attivo per il proprio stile di insegnamento e in base al tipo e al contenuto del corso.
- Trasferire agli studenti una maggiore responsabilità per il proprio apprendimento. Questa è una strategia potente per promuovere un forte impegno in classe.
- Trovate il giusto equilibrio tra l'essere un coach e un insegnante per i vostri studenti. Incoraggiate e guidate gli studenti a cercare e proporre da soli le risposte alle domande scientifiche. L'apprendimento può essere notevolmente migliorato in un ambiente favorevole al rischio, poiché il fallimento è una parte essenziale del processo.
- Siate chiari sulle aspettative. Distribuite le valutazioni delle prestazioni nel corso del semestre. Scegliere condizioni limite che non influiscano negativamente sul processo creativo degli studenti.
Team di progetto
Cattedra di Nanometallurgia
Vladimir-Prelog-Weg 1-5/10
8093 Zurigo
Svizzera
Materiali complessi
Vladimir-Prelog-Weg 1-5/10
8093 Zurigo
Svizzera