Sperimentazione dell`utilizzo della metodologia didattica
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Sperimentazione dell`utilizzo della metodologia didattica
Sperimentazione dell’utilizzo della metodologia didattica “Precision Teaching” nell’addestramento dei piloti di elicottero Roberto Sanguini, Fabio Tosolin1, Adriano Paolo Bacchetta2, Elena Algarotti3, Maria Gatti4 AgustaWestland Training Academy Via Indipendenza 2, 20018 Sesto Calende (VA) [email protected] 1 AARBA Corso Sempione 52, 20154 Milano [email protected] 2 AARBA Corso Sempione 52, 20154 Milano [email protected] 3, 4 FT&A Corso Sempione 52, 20154 Milano [email protected] La complessità della strumentazione installata sugli elicotteri di ultima generazione impone ai piloti un maggiore livello di competenze ed abilità acquisibili solo con un addestramento sempre più mirato ed efficiente. AgustaWestland ha sperimentato, in collaborazione con la società FT&A, la metodologia didattica denominata Precision Teaching per verificarne l’impatto sull’addestramento dei piloti. 1. Introduzione I più recenti modelli di elicottero sono caratterizzati dall’impiego di sistemi avionici sempre più avanzati. Il cockpit dell’elicottero si è quindi arricchito di un numero maggiore di strumenti e di display che sono necessari a garantire lo svolgimento delle missioni previste. Ai piloti ed ai tecnici di manutenzione vengono di conseguenza richieste sempre maggiori competenze, indispensabili per operare con macchine così complesse. Come diretta conseguenza, l’addestramento ha acquistato una importanza decisiva e viene svolto utilizzando strumenti sempre più sofisticati, primi fra tutti il simulatore di volo per i piloti ed il simulatore di manutenzione per i tecnici. Nello stesso tempo è in atto una continua ricerca atta a migliorare anche gli aspetti metodologici dell’addestramento allo scopo di migliorarne l’efficacia e l’efficienza. La presente relazione riferisce dell’attività svolta dalla AgustaWestland Training Academy di Sesto Calente in collaborazione con la Società Fabio DIDAMATICA 2009 Tosolin & Associati per sperimentare la metodologia denominata “Precision Teaching” per l’addestramento dei piloti. 2. L’addestramento dei piloti Uno degli aspetti più critici relativi alla conduzione di un aeromobile è la capacità del pilota di reagire nel modo corretto alle situazioni di emergenza che si possono presentare secondo “memory items” che prevedono tempi di risposta immediati e che devono assolutamente rispondere a precise procedure, pena la perdita di sicurezza del volo. Sul simulatore di volo il pilota può affinare/allenare questa abilità ma resta fondamentale la sua capacità di memorizzare cosa fare e soprattutto di ricordarselo al momento giusto anche in condizioni di stress. Un secondo aspetto non trascurabile è quello legato alla difficoltà oggettiva incontrata dal pilota che per la prima volta si trova ad interagire con un cockpit di nuova generazione (basati su strumentazione EFIS - Electronic Flight Instrument System) e nell’orientarsi con gli strumenti ed i display. Alla luce di queste considerazioni, AgustaWestland ha deciso di sperimentare in collaborazione con il Professor Fabio Tosolin ed i suoi collaboratori, la metodologia didattica denominata Precision Teaching per mettere a punto uno strumento addestrativo che in prima battuta aiuti il pilota a memorizzare in modo permanente la posizione dei comandi con i quali dovrà interagire e quindi lo addestri alla esecuzione delle procedure previste. Per la sperimentazione si è preso come riferimento l’elicottero AW139 che per prestazioni e standard di sicurezza rappresenta nella sua categoria quanto di meglio, il mercato civile possa offrire. La sperimentazione ha coperto gli aspetti di familiarizzazione del cockpit e l’apprendimento di una procedura. 3. Principi scientifici della metodica “Precision Teaching” Il Precision Teaching è una metodologia didattica e uno strumento oggettivo e sistematico per la valutazione delle strategie didattiche e dei curricula formativi. Messo a punto da Ogden Lindsley alla metà degli anni sessanta, il Precision Teaching permette di misurare accuratamente la performance del soggetto, di analizzare il flusso dell’apprendimento e di utilizzare queste informazioni per 2 Sperimentazione dell’utilizzo della metodologia didattica “Precision Teaching” nell’addestramento dei piloti di elicottero prendere decisioni rilevanti riguardo le tecniche d’insegnamento e le strategie motivazionali più adeguate a favorire l’apprendimento (West e al., 1990). Lindsley utilizzò il nome Precision Teaching perchè: “... what was really new in our procedure was precision…” (Lindsley, 1972). Gli studi condotti da Lindsley e dai suoi collaboratori dal 1965 in avanti fornirono preziosi elementi non solo sull’efficacia della metodologia ma anche sulla consistenza dei suoi concetti cardine. Nel 1981 Eric Haughton, uno degli allievi e poi collaboratori di Lindsley, coniò l’acronimo REAPS (Retention – Endurance – Application – Performance Standard) per riassumere i risultati ed i vantaggi legati al raggiungimento della fluency (parametrizzazione della conoscenza e della rapidità di risposta). Negli anni successivi, Lindsley individuò altri sei concetti cardine quali, stability, fun, under standing, no cheating, confidence, generativity, mentre Dougherty e Johnston (1996) hanno concentrato la loro attenzione su tre concetti o elementi caratterizzanti la performance conducendo ricerche specifiche riguardanti la messa in atto e il mantenimento nel tempo di una data abilità. Questi tre elementi sono: 1. overlearning (superapprendimento): si riferisce ad un livello di acquisizione dell’abilità superiore al criterio predeterminato posto come misura del successo dell’apprendimento o semplicemente ad un livello di accuratezza pari al 100%. 2. fluency o proficiency (fluenza o efficienza): tale concetto permette di esprimere un giudizio sull’apprendimento attraverso un parametro qualitativo (accuratezza) che è l’unico elemento presente nell’overlearning, ed uno quantitativo (velocità di risposta). 3. automaticity (automaticità): si dice automatico il compito che può essere eseguito senza attenzione cosciente. 4. Descrizione dei principi teorici del S/W Insegno/Imparo Dall’inizio degli anni ottanta, sia in ambito universitario che in quello della consulenza organizzativa aziendale, sono stati fatti diversi tentativi di realizzare software che consentissero di sfruttare appieno le potenzialità del metodo Precision Teaching, nel rispetto delle leggi della psicologia dell’apprendimento. 3 DIDAMATICA 2009 Questi tentativi hanno portato alla realizzazione ed all’utilizzo di sei diversi programmi software: Software basati sul Metodo Precision Teaching Autori Programma Mighty Math® (1982) Maloney e Summers Jacksonville State University C. McDade Ben Bronz Academy (Math Program) (1996) Spence Exemplar ®, BehaviorTech, Inc. (1984) Orgel ThinkFast™, University of Victoria J. Parsons Cowardin & Eshleman Precision Learning Systems, Inc. Altri software sono stati messi a punto all’interno di sistemi più complessi che utilizzano il Precision Teaching in combinazione con altre tecnologie didattiche, come la Direct Instruction. Per la sperimentazione in AgustaWestland è stato utilizzato il Software Insegno/Imparo sviluppato dalla società FT&A in collaborazione con AARBA (Association for Advancement Radical Behaviour Analisys) e Luca Caravita. La caratteristica peculiare del Software Insegno/Imparo è di essere “content free”, ossia indipendente sia dalla materia da insegnare, sia dal tipo di insegnamento e dal tipo di apprendimento da realizzare. Il software permette inoltre totale libertà al docente nella determinazione del tipo di apprendimento da acquisire (discriminazione, generalizzazione, ecc.) all’interno di diversi paradigmi, come lo shaping, il fading, etc. Grazie all’utilizzo del Software Insegno/Imparo, è possibile predisporre “moduli formativi” semplici e flessibili, in grado di realizzare un’efficace azione formativa e di verifica potendo, contemporaneamente, soddisfare le richieste di aggiornamento continuo del livello di formazione degli addetti ad attività per le quali sono richieste specifiche conoscenze, disponendo inoltre di una certificazione oggettiva del loro livello di preparazione da poter opporre in qualsiasi sede. 5. Costruzione dei curricula didattici Utilizzando la notevole mole di materiale multimediale già sviluppato da 4 Sperimentazione dell’utilizzo della metodologia didattica “Precision Teaching” nell’addestramento dei piloti di elicottero AgustaWestland nell’ambito dei propri corsi CBT (Computer Based Training), sono state costruite le singole lezioni da somministrare agli allievi. Utilizzando un modello 3D della cabina di pilotaggio dell’elicottero, è stata realizzata una rappresentazione grafica dei pannelli di comando, in modo tale che l’allievo possa inizialmente acquisire familiarità con l’area in cui il pannello si trova (overhead console, interseat console, cockpit instrument). L’allievo è quindi istruito ad identificare gli strumenti presenti sui pannelli ed infine a riconoscere i singoli interruttori e pulsanti. 6. Svolgimento della lezione L’esercizio ha una durata media di 1 minuto (da 45 a 90 secondi) durante il quale viene espressamente richiesto all’allievo di rispondere alle domande in maniera estremamente rapida. Le modalità di risposta sono due: puntare con il mouse e cliccare su alternative multiple oppure digitare la risposta tramite la tastiera. Dopo la risposta (entro pochi millesimi o centesimi di secondo) il computer fornisce un feedback visivo (disco verde o rosso) ed uno sonoro (campanellino o buzzer). Il feedback varia naturalmente in funzione del tipo di risposta (corretta o sbagliata). Una volta scelto l’esercizio, si seleziona la modalità di presentazione dello stesso. Tre sono le opzioni disponibili: Ordine casuale. Il programma mostra gli item in maniera randomizzata in modo che in nessuna ripetizione dell’esercizio si propongano all’allievo gli item in sequenza uguale alle precedenti sessioni: questo stimola il soggetto ad apprendere contenuti, concetti o algoritmi di ricerca della risposta esatta, limitando la probabilità che la risposta sia data sulla base della mera memorizzazione di sequenze degli item. Ordine sequenziale. Questa opzione permette di condurre delle verifiche dell’apprendimento che diano risultati più obiettivi: il soggetto infatti non viene valutato su un gruppo ristretto di contenuti (come nel caso delle più tipiche situazioni di verifica sia orale che scritta) ma su tutto quanto è stato oggetto dell’apprendimento. Ripetizione solo degli errori. L’uso di questa opzione viene suggerito quando gli errori si concentrano sempre su un gruppo preciso di item per i quali può essere necessario all’allievo un esercizio più definito, che permetta di 5 DIDAMATICA 2009 cogliere i nessi logici che legano fra loro alcuni concetti. Ad esercizio concluso, appare automaticamente la Celeration Chart (vedi Fig. 1) che mostra graficamente il risultato ottenuto in termini di accuratezza (risposte corrette e risposte errate) e velocità (numero complessivo delle risposte al minuto). Le ripetizioni dell’esercizio permettono il costituirsi della curva d’apprendimento, dalla quale dedurre informazioni circa l’adeguatezza del percorso didattico. Fig. 1 - Esempio di Celeration Chart Una volta raggiunto il criterio di adeguatezza indicato dall’insegnante (espresso solitamente in un numero di errori pari a zero e in un numero definito di risposte corrette al minuto), l’allievo può passare alla lezione di grado gerarchico successivo. La lettura dei grafici e dei valori numerici presenti nelle tabelle annesse alla Celeration Chart, permette di valutare l’apprendimento attraverso due parametri fondamentali: • Accuratezza. E’ data dal numero di risposte corrette ottenute dall’allievo in ogni sessione di apprendimento (lezioni di 1 minuto) ed indica il livello di precisione raggiunto. • Velocità. E’ data dal numero di risposte corrette ottenute dall’allievo nell’unità di tempo prestabilita (1 minuto) e fornisce il parametro che 6 Sperimentazione dell’utilizzo della metodologia didattica “Precision Teaching” nell’addestramento dei piloti di elicottero presenta una maggiore variabilità sia considerando i soggetti singolarmente sia confrontando le loro prestazioni. L’unione di questi due parametri esprime il livello di padronanza raggiunto (FLUENCY), cioè la capacità di svolgere il compito richiesto in maniera accurata, veloce, senza esitazioni od errori, mantenendo queste caratteristiche stabili nel tempo. 7. Verifica del materiale didattico: gruppo di test La sperimentazione ha coinvolto un gruppo di undici allievi, selezionati tra il personale AgustaWestland sulla base delle loro competenze sullo specifico modello di elicottero. Nel corso di un kick-off meeting, sono stati presentati agli allievi lo scopo e le modalità di svolgimento del progetto che li avrebbe coinvolti, inoltre tutti hanno ricevuto le necessarie istruzioni sulle modalità di accesso al sistema addestrativo e per la fruizione delle lezioni. Il gruppo di test era caratterizzato da differenti livelli di preparazione sulle materie oggetto delle lezioni e si è potuto verificare l’efficacia della metodica di insegnamento sia nei riguardi di coloro che avevano già una sufficiente preparazione che di coloro che invece non avevano mai avuto nessun tipo di addestramento specifico. Ciò ha consentito di far emergere la superiorità didattica del metodo del Precision Teaching, grazie alla misurazione di efficacia svolta su più parametri e alla precisione che è stato possibile raggiungere nelle rilevazioni dei dati di prestazione: accuratezza, padronanza e efficienza. Per ciascuno dei tre parametri dell’apprendimento, il Precision Teaching ha mostrato un incremento nelle performance, sia degli allievi che disponevano di una sufficiente preparazione di base, sia degli altri. In particolare per gli allievi già esperti si è potuto constare il raggiungimento di un elevato livello di Fluency. Per ciascuno dei parametri considerati, il Precision Teaching mostra un incremento nelle performance degli allievi perfettamente in linea con i risultati riportati in tutta la letteratura scientifica, come si evidenzia dalla analisi comparata tra le curve di apprendimento ottenute e quelle che indicano gli andamenti teorici previsti con questa metodica (vedi Fig. 2 e Fig. 3). Dall’analisi delle Celeration Chart è possibile ottenere informazioni anche sull’efficienza della metodologia: il tempo impiegato dal gruppo-test per raggiungere un adeguato livello di rapidità e precisione è stato rilevato 7 DIDAMATICA 2009 automaticamente e l’analisi dei dati dimostra che già in pochi minuti ciascun allievo ha ottenuto brillanti risultati di apprendimento. Fig. 2 - Allievo che possiede poche conoscenze e che migliora la padronanza (fluency) Fig. 3 - Allievo che migliora la padronanza e consolida l’apprendimento della materia 8 Sperimentazione dell’utilizzo della metodologia didattica “Precision Teaching” nell’addestramento dei piloti di elicottero 8. CONCLUSIONI Tutte le curve di apprendimento sono in linea con le attese e con quanto previsto dalla letteratura internazionale; tutti i soggetti apprendono il materiale in tempi molto contenuti e raggiungendo un buon livello di padronanza. Tutti gli allievi hanno manifestato un vivo interesse per l’iniziativa, segnalando un crescente coinvolgimento personale nello svolgimento del programma di addestramento. Se si calcolasse il rapporto tra tempo necessario all’apprendimento e livello di efficacia raggiunto con il Precision Teaching (rapporto noto come “tempo equivalente”), il vantaggio sarebbe assolutamente notevole: grazie al training con il Precision Teaching si ottiene una padronanza superiore a quella ottenibile con metodiche tradizionali e quindi, se correttamente applicato anche su altri temi formativi, consentirebbe certamente un risultato (“teorico”, ben inteso) migliore rispetto al metodo tradizionale. Il sistema consente una maggiore efficacia di valutazione dell’apprendimento complessivo rispetto ai classici test carta e matita. Il Precision Teaching, infatti, a differenza di qualsiasi altro test, è un training per così dire auto-garantito e auto-referenziato, poiché “tutti” gli item, decine o centinaia che siano, vengono sottoposti all’allievo e questi non può mai proseguire prima che il programma di istruzione e l’analisi delle curve effettuata dall’istruttore evidenzino l’avvenuto apprendimento di tutto il materiale predisposto e non solo di un campione di domande (per quanto rappresentativo). E’ inoltre evidente che non è più necessario prevedere test di valutazione iniziale e/o finale poiché tali informazioni sono già presenti all’interno della Celeration Chart. Per quanto riguarda l’importanza dei risultati nella formazione di personale cui sono demandati specifici compiti ed elevati livelli di responsabilità, quale certamente è il caso della formazione dei piloti di aeromobili, posto che tutti i tre parametri (accuratezza, padronanza ed efficienza) sono importanti, va particolarmente sottolineata l’importanza della “padronanza” che il metodo del Precision Teaching consente di raggiungere, con evidenti ricadute per la sicurezza. I principali vantaggi che ne derivano sono: la resistenza all’oblio 9 DIDAMATICA 2009 (fondamentale quando una manovra o una procedura non sono di uso quotidiano) e la prontezza di azione (ugualmente cruciale in gran parte delle condizioni di emergenza). 9. Bibliografia [Binder, C.V. 1996] Behavioral fluency: Evolution of a new paradigm. The Behavior Analyst, 2, 163-97. [Binder, C.V., & Watkins, C.L. 1990] Precision teaching and direct instruction: Measurably superior instructional technology in schools. 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