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Self Reported Practical Innovation and Its Associations with Critical Thinking Problem Solving and Teamwork among Indonesian Biology Undergraduates

Questo studio sugli studenti universitari di biologia indonesiani rivela che l'innovazione pratica auto-riportata è fortemente associata al pensiero critico e al lavoro di squadra ma non alla risoluzione di problemi, evidenziando l'importanza di distinguere questi costrutti e di utilizzare punteggi individuali validati piuttosto che un singolo totale non validato delle Abilità di Pensiero di Ordine Superiore.

Autori originali: Luthpi Safahi, Gunawan Suryoputro, Samsul Maarif, Zulherman Zulherman

Pubblicato 2026-09-29

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CC BY 4.0

Autori originali: Luthpi Safahi, Gunawan Suryoputro, Samsul Maarif, Zulherman Zulherman

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo

Nella classe moderna, gli educatori si concentrano sempre più su competenze che vanno oltre la semplice memorizzazione di fatti. Vogliono che gli studenti imparino a pensare in modo critico, a risolvere problemi complessi, a lavorare efficacemente in gruppo e a proporre idee nuove e pratiche. Nel campo della biologia, dove gli studenti devono collegare processi microscopici a grandi sistemi ambientali, queste abilità sono essenziali. I ricercatori chiamano queste capacità "competenze di pensiero di ordine superiore". Tuttavia, misurarle è complicato. Spesso, le scuole e gli studi combinano queste diverse abilità in un unico punteggio, come se fossero tutte la stessa cosa. Questo approccio può nascondere il fatto che uno studente possa essere eccellente nel lavorare con gli altri ma avere difficoltà a risolvere problemi specifici, o viceversa. Comprendere come queste abilità si relazionano effettivamente tra loro negli studenti reali è cruciale per progettare lezioni e valutazioni migliori.

Un team di ricercatori della Universitas Muhammadiyah Prof Dr Hamka in Indonesia ha recentemente indagato come queste competenze si sovrappongano tra gli studenti universitari di biologia. Erano particolarmente interessati a una specifica capacità che hanno chiamato "innovazione pratica", ovvero la capacità di prendere la conoscenza biologica e trasformarla in una soluzione o un miglioramento applicabile. Per comprendere questo, hanno osservato come gli studenti valutassero le proprie abilità in quattro aree: pensiero critico, risoluzione dei problemi (problem solving), lavoro di squadra e innovazione pratica. Lo studio ha coinvolto 100 studenti di biologia che hanno completato un questionario dettagliato composto da 113 domande sulle loro esperienze con i concetti biologici, gli esperimenti di laboratorio e i progetti di gruppo. I ricercatori volevano vedere se gli studenti che si sentivano sicuri in un'area si sentissero sicuri anche nelle altre, e se questi sentimenti di fiducia si muovessero effettivamente insieme come un unico pacchetto o come tratti distinti.

I ricercatori hanno iniziato controllando attentamente come gli studenti rispondevano alle domande. Hanno notato che alcune delle domande sul problem solving erano formulate negativamente, descrivendo cattive abitudini come perdere la pazienza o evitare compiti difficili. Per garantire che i punteggi avessero senso, il team ha invertito la punteggiatura per queste domande specifiche, in modo che un numero più alto significasse sempre migliori capacità di problem solving. Questo piccolo aggiustamento si è rivelato molto importante. Prima di questa correzione, i dati suggerivano che il problem solving fosse fortemente legato all'innovazione pratica. Dopo la correzione, quel forte legame si è indebolito a un livello moderato. Gli studenti che si sono valutati alti nell'innovazione pratica erano effettivamente gli stessi che si sono valutati alti nel lavoro di squadra e nel pensiero critico, ma le loro autovalutazioni sulle capacità di problem solving non seguivano lo stesso schema.

Quando i ricercatori hanno analizzato i numeri, hanno scoperto che il lavoro di squadra era la competenza in cui gli studenti si sentivano più sicuri, seguito da vicino dall'innovazione pratica e dal pensiero critico. Il problem solving era valutato più basso rispetto agli altri. Gli studenti che si sentivano bravi a lavorare in team erano anche quelli che si sentivano capaci di proporre soluzioni biologiche innovative. Allo stesso modo, coloro che si sentivano bravi nel pensiero critico si sentivano anche forti nell'innovazione pratica. Queste due abilità, lavoro di squadra e pensiero critico, erano così strettamente legate all'innovazione pratica che spiegavano l'85% della variazione nel modo in cui gli studenti valutavano le proprie capacità innovative. Tuttavia, una volta che i ricercatori hanno tenuto conto del lavoro di squadra e del pensiero critico, l'autovalutazione del problem solving degli studenti ha aggiunto solo un valore unico trascurabile all'insieme. Era come se la capacità di innovare fosse già ampiamente descritta da quanto bene uno studente sentisse di poter pensare criticamente e lavorare con gli altri.

Lo studio ha anche rivelato che il modo in cui le domande venivano scritte contava immensamente. L'insieme di domande sul problem solving era meno coerente rispetto agli altri. Anche dopo aver corretto la direzione della punteggiatura, le risposte a queste domande non si aggregavano con la stessa compattezza delle risposte sul lavoro di squadra o sul pensiero critico. Ciò suggerisce che le domande sul problem solving potrebbero misurare un mix di cose diverse, forse combinando strategie razionali con reazioni emotive come la frustrazione o l'evitamento. Per questo motivo, i ricercatori hanno concluso che è fuorviante raggruppare tutte queste abilità in un unico grande punteggio di "pensiero di ordine superiore". Al contrario, hanno sostenuto che gli educatori e i ricercatori dovrebbero esaminare ogni competenza separatamente.

Questa ricerca evidenzia una lezione chiave su come misuriamo le abilità degli studenti. Lo studio non ha dimostrato che il lavoro di squadra causi l'innovazione, né ha dimostrato che questi studenti siano effettivamente più bravi a risolvere problemi del mondo reale rispetto ad altri. Ha solo mostrato come questi studenti percepivano le proprie abilità e come queste percezioni fossero collegate. I risultati suggeriscono che quando gli studenti sentono di essere bravi a collaborare e a pensare in modo critico, tendono anche a sentirsi capaci di creare innovazioni pratiche. Ma i loro sentimenti riguardo alle capacità di problem solving sembrano essere una storia a parte, una più complessa e meno uniforme. I ricercatori hanno sottolineato che gli studi futuri devono guardare alle prestazioni reali, non solo ai sentimenti auto-riportati, e che dobbiamo stare attenti a non trattare diverse abilità come se fossero identiche solo perché spesso appaiono insieme. Mantenendo queste abilità distinte, gli educatori possono comprendere meglio dove gli studenti hanno bisogno di aiuto e come promuovere le abilità specifiche richieste per il futuro della scienza.

Sintesi Tecnica: Innovazione Pratica Auto-Riferita e le sue Associazioni con il Pensiero Critico, la Risoluzione dei Problemi e il Lavoro di Squadra tra Studenti di Biologia Indonesiani

Problematica
Le abilità di pensiero di ordine superiore (HOTS) e le competenze collaborative vengono spesso aggregate in punteggi compositi singoli nelle valutazioni educative. Questa pratica rischia di oscurare modelli di misurazione e associazioni distinte tra domini specifici come il pensiero critico, la risoluzione dei problemi, il lavoro di squadra e l'innovazione pratica. Inoltre, la ricerca sulla valutazione spesso riporta l'affidabilità senza esaminare rigorosamente la polarità della punteggiatura (direzionalità) o la coerenza strutturale degli item. Nel contesto dell'educazione biologica, dove gli studenti devono navigare tra sistemi complessi e ragionamenti basati sull'evidenza, è necessario distinguere se i punteggi auto-riferiti in questi domini rappresentino un singolo tratto latente o competenze distinte e concorrentemente correlate. Esiste una lacuna specifica nella comprensione delle relazioni empiriche dell' "innovazione pratica" con altri domini HOTS all'interno di uno strumento di auto-valutazione unificato e contestualizzato alla biologia, in particolare quando si tiene conto di potenziali artefatti di punteggio.

Metodologia
Questo studio ha impiegato un'analisi secondaria esplorativa e trasversale di 100 studenti di biologia provenienti da varie istituzioni pubbliche e private in Indonesia. La fonte dei dati era un questionario strutturato online composto da 113 item di tipo Likert (scala 1–5) contestualizzati alla biologia (es. esperimenti di laboratorio, conseguenze ecologiche, dati biologici). Lo strumento comprendeva quattro domini:

Pensiero Critico: 40 item (CT1–CT40)
Risoluzione dei Problemi: 21 item (PSS1–PSS21)
Lavoro di Squadra: 26 item (TS1–TS26)
Innovazione Pratica: 26 item (PIS1–PIS26)

Procedure Analitiche Chiave:

Sensibilità della Punteggiatura: Un passaggio metodologico critico ha riguardato la inversione del punteggio (reverse-scoring) degli item PSS14–PSS21. Questi item descrivevano risposte emotive e di evitamento maladattive (es. rabbia, ritiro). Sono stati invertiti a livello di rispondente ( $6 - \text{risposta}$ ) per garantire che valori più alti indicassero costantemente una risoluzione dei problemi più efficace.
Diagnostica Descrittiva e di Affidabilità: Lo studio ha calcolato i punteggi medi degli item, le deviazioni standard e gli intervalli di confidenza. La coerenza interna è stata valutata utilizzando l'alfa di Cronbach e l'omega di McDonald a un fattore, insieme alle correlazioni medie inter-item e alle correlazioni item-rest corrette.
Modellazione Associativa: Le correlazioni di Pearson e Spearman sono state calcolate tra le medie dei quattro domini. È stato costruito un modello di regressione lineare multipla con l'Innovazione Pratica come variabile dipendente e il Pensiero Critico, la Risoluzione dei Problemi e il Lavoro di Squadra come predittori simultanei.
Controlli di Robustezza: L'analisi di regressione ha utilizzato errori standard robusti all'eteroschedasticità HC3 per gestire potenziali problemi di varianza in un campione di dimensioni modeste ( $N=100$ ). La diagnostica del modello ha incluso l'ispezione dei residui, il test di Breusch–Pagan e il test Ramsey RESET. Sono state eseguite analisi di sensibilità escludendo cinque rispondenti che avevano fornito risposte uniformi in tutti gli item.

Risultati Chiave

Distribuzioni dei Punteggi: Il Lavoro di Squadra presentava il punteggio medio più alto ( $M=3.898$ ), seguito dall'Innovazione Pratica ( $M=3.811$ ), dal Pensiero Critico ( $M=3.799$ ) e dalla Risoluzione dei Problemi ( $M=3.495$ ).
Coerenza Interna: Il Pensiero Critico, il Lavoro di Squadra e l'Innovazione Pratica hanno dimostrato una coerenza interna molto elevata ( $\alpha$ e $\omega$ compresi tra .967 e .973). Al contrario, la scala della Risoluzione dei Problemi ha mostrato una coerenza inferiore e meno coerente dopo l'inversione del punteggio ( $\alpha = .815$ , $\omega = .727$ ), con correlazioni medie inter-item scese a .190.
Impatto della Direzione del Punteggio: L'inversione del punteggio degli item della Risoluzione dei Problemi ha alterato materialmente i risultati. Con il punteggio grezzo, la Risoluzione dei Problemi correla fortemente con l'Innovazione Pratica ( $r = .614$ ) e presenta un coefficiente di regressione positivo significativo ( $\beta = .128, p = .014$ ). Dopo l'inversione del punteggio, la correlazione si è indebolita ( $r = .468$ ) e il coefficiente di regressione unico è diventato non significativo e negativo ( $\beta = -.048, p = .269$ ).
Associazioni con l'Innovazione Pratica:
- Correlazioni zero-order: L'Innovazione Pratica è fortemente correlata con il Lavoro di Squadra ( $r = .879$ ) e con il Pensiero Critico ( $r = .863$ ), e moderatamente con la Risoluzione dei Problemi ( $r = .468$ ).
- Modello di Regressione: Nel modello a tre predittori robusto all'HC3, il Lavoro di Squadra ( $\beta = .550, p < .001$ ) e il Pensiero Critico ( $\beta = .450, p < .001$ ) hanno mantenuto associazioni positive significative con l'Innovazione Pratica. La Risoluzione dei Problemi non ha mantenuto un'associazione unica ( $\beta = -.048, p = .269$ ).
- Fit del Modello: Il modello completo spiega l'85.0% della varianza dell'Innovazione Pratica ( $R^2 = .850$ ).

Contributi Chiave

Rigore Metodologico nella Punteggiatura: Lo studio dimostra che la direzione del punteggio (polarità) non è un dettaglio tecnico minore, ma un fattore sostanziale che può invertire o annullare le conclusioni statistiche. Il mancato inserimento dell'inversione del punteggio per gli item maladattivi avrebbe portato alla conclusione errata che la risoluzione dei problemi sia un predittore unico dell'innovazione pratica.
Reporting a Livello di Costrutto: L'analisi sostiene di non aggregare questi domini in un unico punteggio totale "HOTS". I domini esibiscono diverse proprietà psicometriche (es. l'eterogeneità della scala della risoluzione dei problemi) e schemi di associazione distinti, suggerendo che debbano essere riportati separatamente.
Differenziazione delle Competenze: I risultati chiariscono che, sebbene l'innovazione pratica auto-riferita co-occorra fortemente con il lavoro di squadra e il pensiero critico in questo campione, essa non condivide un'associazione lineare unica con la specifica scala di risoluzione dei problemi una volta corretta la direzionalità.
Trasparenza nell'Analisi Secondaria: L'articolo fornisce un audit trasparente di un dataset archiviato, riportando esplicitamente le diagnostiche a livello di item, le analisi di sensibilità riguardanti le regole di punteggio e i limiti dei dati auto-riferiti.

Significatività e Rivendicazioni
Il documento posiziona il proprio contributo come diagnostico e relazionale piuttosto che come una rivendicazione di validazione dello strumento o di meccanismo causale.

Natura dei Risultati: I risultati descrivono associazioni concomitanti tra punteggi auto-riferiti all'interno di un campione volontario specifico. Gli autori dichiarano esplicitamente che questi risultati non dimostrano un'influenza causale, una competenza provata o una struttura latente di ordine superiore validata.
Implicazione Educativa: Lo studio suggerisce che le pratiche di valutazione dovrebbero evitare di collassare competenze eterogenee in un unico punteggio. Al contrario, il reporting a livello di costrutto è preferibile per preservare informazioni su punti di forza specifici (es. lavoro di squadra) e debolezze (es. la coerenza strutturale degli item di risoluzione dei problemi).
Limitazioni Riconosciute: Gli autori notano che il design trasversale, la dimensione modesta del campione, la mancanza di test di invarianza della misura e l'uso di dati auto-riferiti (che possono essere influenzati da una varianza del metodo condivisa) limitano la generalizzabilità dei risultati. L'alto valore di $R^2$ è attribuito alla misurazione concomitante di percezioni correlate piuttosto che al potere esplicativo.
Direzioni Future: Il lavoro richiama la necessità di ricerche future per validare la struttura fattoriale in campioni più ampi, stabilire l'invarianza della misura e collegare i punteggi auto-riferiti a criteri di prestazione autentici (es. reale progettazione sperimentale o prodotti di innovazione) anziché fare affidamento esclusivamente sulla percezione di sé.

Sintesi Tecnica: Innovazione Pratica Auto-Riferita e le sue Associazioni con il Pensiero Critico, la Risoluzione dei Problemi e il Lavoro di Squadra tra Studenti di Biologia Indonesiani

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