Implementing Flipped Classroom in a Biomathematics Course Through Design-Based Research

Nella moderna formazione medica, l'obiettivo si è spostato dal semplice memorizzare fatti al padroneggiare un insieme di abilità pratiche che permettano a un futuro medico di risolvere problemi complessi. Questo approccio, noto come educazione basata sulle competenze, richiede agli studenti non solo di comprendere i concetti biologici, ma anche di saper utilizzare gli strumenti digitali che li analizzano. Poiché l'intellaccia artificiale e i software avanzati stanno diventando uno standard nell'assistenza sanitaria, gli educatori affrontano una nuova sfida: come insegnare queste abilità tecniche senza sovraccaricare gli studenti o perdere l'elemento umano della collaborazione. Un metodo promettente per questo è la "classe capovolta" (flipped classroom), un modello di insegnamento che inverte l'ordine tradizionale dell'apprendimento. Invece di ascoltare una lezione in classe e fare i compiti da soli in un secondo momento, gli studenti studiano il materiale di base autonomamente prima della lezione, liberando il tempo faccia a faccia per la risoluzione attiva di problemi, la discussione e il lavoro di squadra. La domanda che i ricercatori pongono è se questo cambiamento aiuti gli studenti a padroneggiare davvero nuove tecnologie difficili e, allo stesso tempo, migliori il modo in cui lavorano insieme.

Un team di educatori dell'Università di Pécs, in Ungheria, si è posto l'obiettivo di testare questa idea in un corso elettivo specializzato chiamato Biocalculus 2. Il corso era progettato per studenti di medicina, farmacia e biotecnologia che avevano bisogno di imparare come applicare la matematica ai dati biologici del mondo reale utilizzando due programmi specifici: Excel e MATLAB. I ricercatori volevano vedere se spostare il corso verso un modello di classe capovolta, combinato con un metodo di test rigoroso chiamato Ricerca Basata sul Design (Design-Based Research), avrebbe cambiato il modo in cui gli studenti percepivano le proprie capacità di lavorare in team. La Ricerca Basata sul Design è una strategia in cui gli insegnanti e i ricercatori costruiscono un piano di lezione, lo provano, osservano cosa accade e poi migliorano immediatamente il piano per il ciclo successivo, ripetendo questo ciclo per perfezionare il metodo di insegnamento.

Lo studio si è sviluppato in due fasi distinte. La prima fase, una prova pilota, ha rivelato che, sebbene l'idea di capovolgere la classe fosse valida, l'esecuzione era difettosa. Agli studenti venivano assegnati compiti opzionali da completare prima della lezione, ma poiché non erano obbligatori, la maggior parte non li svolgeva. Di conseguenza, gli insegnanti passavano un tempo prezioso in classe per riinsegnare le basi che avrebbero dovuto essere apprese a casa, e lo spirito collaborativo del corso ne risentiva. Riconoscendo questo, il team ha riprogettato il corso per una seconda fase, più strutturata. In questa versione perfezionata, la preparazione pre-classe è stata resa obbligatoria. Gli studenti erano tenuti a completare moduli specifici da un corso di formazione online di MATLAB prima di arrivare all'università. Inoltre, compilavano brevi sondaggi dopo ogni sessione per comunicare agli insegnanti come si sentivano e cosa avevano imparato. Il tempo in classe era quindi dedicato interamente a coppie di studenti che lavoravano insieme per risolvere problemi complessi del mondo reale utilizzando il software studiato.

I risultati di questa seconda fase hanno offerto un quadro sorprendente e in parte contraddittorio. In superficie, il successo accademico era innegabile. Gli studenti sono stati eccezionalmente bravi nei loro esami finali, con il gruppo ungherese che raggiungeva una media di quasi l'89 percento e il gruppo straniero che superava il 90 percento. Avevano chiaramente appreso il materiale e sapevano applicare il software per risolvere problemi difficili. Tuttavia, quando i ricercatori hanno chiesto agli studenti di valutare le proprie capacità di lavoro di squadra — come la capacità di comunicare, essere flessibili, tollerare gli altri e risolvere problemi insieme — i risultati hanno raccontato una storia diversa. Alla fine del semestre, gli studenti si sono valutati più bassamente in undici di tredici di questi attributi personali rispetto a come si erano valutati all'inizio. Solo due aree, la comunicazione e la capacità di accettare le critiche, hanno mostrato un lieve miglioramento.

Questo calo dell'autostima non significava che gli studenti fossero diventati dei collaboratori peggiori. Al contrario, i ricercatori suggeriscono che gli standard interni degli studenti su cosa significhi essere un buon membro di un team fossero semplicemente diventati molto più elevati. All'inizio del corso, gli studenti probabilmente giudicavano il proprio lavoro di squadra basandosi sulle loro precedenti esperienze, più passive, in classi tradizionali. Man mano che erano costretti a confrontarsi con software complessi e sconosciuti e a fare affidamento l'uno sull'altro per avere successo, incontravano un livello di difficoltà molto più alto. Questa esperienza intensa ha fatto loro realizzare quanto ancora avessero da imparare e quanto potesse essere difficile la vera collaborazione. Hanno iniziato a giudicare se stessi rispetto a uno standard più severo e realistico, piuttosto che rispetto al loro vecchio standard più facile. I ricercatori hanno notato che, sebbene le autovalutazioni degli studenti fossero diminuite, le loro prestazioni effettive rimanevano elevate, e hanno osservato che le coppie di studenti lavoravano effettivamente insieme in modo più stretto e convergevano verso modi comuni di risolvere i problemi.

Lo studio evidenzia una realtà complessa nell'educazione moderna: apprendere una nuova abilità difficile in un ambiente collaborativo può far sentire gli studenti meno sicuri delle proprie abilità sociali, anche mentre diventano più competenti. Gli alti punteggi degli esami hanno dimostrato che il modello della classe capovolta funzionava per l'insegnamento del contenuto tecnico, ma il cambiamento nella percezione di sé degli studenti suggerisce che il percorso emotivo e sociale dell'apprendimento è importante quanto il voto finale. I ricercatori hanno concluso che, sebbene il metodo fosse stato di successo, il processo di adattamento a un modo di apprendere così impegnativo porta gli studenti a ricalibrare le proprie aspettative, rendendo più rigorosi i propri standard interni per ciò che costituisce un lavoro di squadra efficace. Questa intuizione aiuta gli educatori a comprendere che un calo temporaneo della fiducia in se stessi potrebbe non essere un segno di fallimento, ma piuttosto un segno che gli studenti si stanno impegnando profondamente con il materiale e stanno crescendo come apprendisti più critici e autoconsapevoli.