Oltre i libri di testo: l’evoluzione della didattica attraverso la realtà aumentata

C’era una volta il libro di testo. Pagine sofferte e consumate da studenti e insegnanti e principale mezzo per apprendere.

Dopo l’espansione online, in cui una parte di contenuto digitale integra quella testuale, accessibile tramite codice QR, CD Rom, app, è arrivato il metaverso, ben oltre la navigazione web e lo strumento audiovisivo.

Con il metaverso, luogo virtuale, composto da “meta” (oltre) e “verso” – che ingloba realtà aumentata e assistita, siamo entrati in una nuova epoca tecnologica.

Oggi, la realtà aumentata offre a tutti gli ambiti didattici nuove opportunità per educare una nuova generazione di studenti ad “essere nel proprio tempo” senza inficiare sui risultati scolatici e sull’apprendimento. Vediamo come.

Una scuola più che digitale: ibrida e in continua evoluzione

La digitalizzazione del comparto scuola ha reso necessari alcuni interventi strutturali, soprattutto con l’attuazione della Scuola digitale.

Con lo sviluppo di supporti e canali multimediali, concentrati soprattutto negli ultimi 10 anni, anche le attività didattiche si sono trasformate e sono in continua e rapida evoluzione.

L’obiettivo è parlare un linguaggio inclusivo e vicino agli studenti e alla realtà sempre più ibrida in cui siamo immersi, l’onlife* coniato dal filosofo del web Luciano Floridi*.

Uno dei modi migliori, in termini di efficacia e coinvolgimento, è l’uso di tecnologie innovative come RA* e AR*.

Restare al passo delle nuove sfide tecnologiche è un’occasione imperdibile per istituti scolastici, docenti e dirigenti; chi riesce in quest’impresa sarà in grado di allineare educazione e formazione alla storia di questi ultimi anni, trasmettendo alle nuove generazioni competenze e abilità adatte ad affrontare gli interrogativi di oggi e di domani, sempre più prossimi.

La realtà aumentata in ambito educativo

La realtà aumentata è tra le tecnologie in massima espansione, applicate all’ambito didattico e il suo approccio sta ridefinendo i metodi d’insegnamento e apprendimento.

Come funziona?

L’integrazione tra elementi digitali nel mondo reale, offre un’esperienza educativa coinvolgente e interattiva che va ben oltre i limiti dei libri di testo tradizionali.

Efficacia nello studio

Secondo il recente documento scientifico, The impact of augmented reality on student attitudes, motivation, and learning achievements—a meta-analysis (2016–2023), effettuato su 1509 studenti, ha mostrato che la maggior parte di essi, ha sperimentato:

• Una maggiore efficacia nello studio;
• Un atteggiamento più positivo nei confronti degli strumenti di didattica potenziata con Realtà assistita e aumentata;
• Risultati di apprendimento significativamente più alti rispetto a quelli che non utilizzavano le tecnologie AR.

Vantaggi della Realtà Assistita in Ambito Educativo

1.      Coinvolgimento Attivo degli Studenti

La RA si basa su un coinvolgimento attivo, in cui nozioni astratte sono trasformate in esperienze tangibili.

Ad esempio, l’utilizzo di app RA per l’apprendimento scientifico permette agli studenti di esplorare il sistema solare come se fossero al suo interno, rendendo concetti astronomici complessi più accessibili e interessanti.

Lo dimostra lo studio Using simulations to teach young students science concepts: An Experiential Learning theoretical analysis*, dove si considera l’efficacia delle simulazioni per la comprensione dei concetti scientifici da parte di giovani studenti.

La ricerca conclude che le simulazioni, possibili tramite tablet e altri strumenti tecnologici disponibili, possono essere efficaci per spiegare i concetti scientifici ai giovani studenti e utili per lo sviluppo di solide basi d’apprendimento.

Un’efficacia consolidata dalla guida degli insegnanti che devono però lavorare a stretto contatto con gli studenti.

La RA utilizza per le simulazioni scientifiche sia apposite app sia comunissimi tablet, dando un’opportunità unica per la comprensione dei concetti più semplici e di quelli più ardui.

Leggi il nostro approfondimento sulle applicazioni di Realtà assistita per la didattica

1.      Personalizzazione dell’Apprendimento

Come rilevato da uno studio dell’Università di Harvard la Realtà aumentata consente la personalizzazione dell’apprendimento, adattandosi ai diversi stili cognitivi degli studenti.

Attraverso la visualizzazione di contenuti in modo interattivo e personalizzato, si può migliorare l’efficacia dell’istruzione.

In particolare, lo studio verte sull’educazione del carattere; è, inoltre, focalizzato sull’attuazione dei valori morali, dell’etica e dell’educazione alla cittadinanza, ambito in cui le TIC (tecnologie dell’informazione e della comunicazione) più avanzate, come la RA hanno offerto agli studenti diversi vantaggi rispetto alle metodologie tradizionali.

L’esperienza di apprendimento coinvolgente della RA ha offerto agli studenti molto di più rispetto al classico sistema basato sulla visione di materiale audiovisivo.

Mediante la piattaforma Vuforia, creata per sviluppare la realtà aumentata e realtà mista*, è stato possibile testare il sistema AR nel mondo reale con diverse applicazioni con lo scopo di aiutare gli insegnanti a rafforzare il carattere degli studenti.

3.      Sperimentazione in sicurezza

La RA offre un ambiente sicuro per esplorare situazioni complesse o pericolose.

Ad esempio, nella formazione medica, gli studenti possono praticare procedure chirurgiche complesse senza rischi per i pazienti, migliorando così le loro abilità e la sicurezza delle future pratiche mediche.

Lo scopo è limitare al minimo il fattore umano di errore e gestire al meglio le situazioni critiche.

Un esempio pratico descritto sul sito medicinamoderna.tv* è l’uso di una VSI, tecnologia mista tra aumentata e virtuale in chirurgia ortopedica.

Documenti e dati caricati sul PC del paziente, come referti, RMN, TAC sono visualizzati in ambulatorio durante la vista coniugando dato clinico e diagnostico.

L’intervento chirurgico è pianificato direttamente durante la visita. La sovrapposizione della TAC al corpo del paziente garantisce sicurezza estrema ai gesti chirurgici, ad esempio durante le operazioni di ginocchio e anca.

Un’altra dimostrazione pratica è fornita da Sapis, Centro studi della Federazione nazionale degli Ordini dei tecnici sanitari di radiologia medica e delle professioni sanitarie tecniche, della riabilitazione e della prevenzione (FNO TSRM e PSTRP) che ha avviato un protocollo d’intesa per la formazione di nuove tecnologie immersive abilitanti di Extended Reality o realtà estesa (XR).

Tra gli obiettivi principali, la riduzione dei rischi e la progettazione di attività di formazione ricerca migliorando processi e dinamiche e offrire prestazioni migliori alzando l’asticella del SSN in termini di qualità.

Leggi anche il nostro approfondimento Realtà assistita e apprendimento inclusivo: nuove opportunità per le scuole

Un ulteriore conclusione a cui giungono gli studiosi (Azuma, 1997), è che l’AR, più che sostituire la realtà non fa altro che integrarla con strumenti e tecnologie che danno valore aggiunto all’apprendimento.

Se la realtà virtuale isola dall’ambiente tramite un’immersione totale, di fatto sostituendo la realtà con un’altra creata ad hoc, l’AR si basa sulla combinazione di contenuti virtuali e reali.

Gli strumenti usati sono la tridimensionalità e l’interazione in tempo reale con gli elementi virtuali.

Le tecnologie utilizzate nell’AR

Le principali tecnologie per un utilizzo fluido dell’AR sono pc e display portatili.

Bastano quindi Smartphone e tablet; nel caso si scelgano i computer, si possono associare monitor, proiettore o piccoli visori come degli occhiali intelligenti.

L’AR che utilizza proiettori offre più libertà di movimento in spazi ristretti come aule di piccole dimensioni; spesso le soluzioni migliori prevedono l’uso di smartphone e tablet dotati di schermi di dimensioni ridotte e che si adattano alle mani degli studenti.

È importante scegliere il display giusto, che consenta un’appropriata progettazione didattica.

In questi casi, è possibile chiedere una consulenza specifica a degli esperti, per valutare quali tecnologie scegliere in base all’offerta formativa o al progetto.

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Per la gestione dei contenuti vengono in aiuto gli strumenti di authoring, interfacce che permettono di creare esperienze di apprendimento in 3D utilizzabili anche dai meno esperti, ad esempio insegnanti che non hanno molta dimestichezza con i linguaggi di programmazione.

Tramite questi strumenti è possibile selezionare e caricare informazioni virtuali utili alla lezione e all’approfondimento nell’ambiente reale.

Tutte le ricerche convergono sugli esiti positivi e l’efficacia degli ambienti d’apprendimento interattivi.

Le tecnologie AR possono aumentare l’apprendimento collaborativo facilitando l’acquisizione delle competenze, mettendo al centro metodi d’insegnamento innovativi.

Riguardo gli esiti dell’apprendimento, sono numerose le ricerche che registrano un impatto positivo (Chen & Tsai, 2012; Gavish et al., 2015; Huang, Chen & Chu, 2016;Ibanez et al., 2014; Kamaraine et al., 2013; Ke & Hsu, 2015; Lin et al., 2013; Liou, Bhagat & Chang, 2016; Sommerauer & Müller, 2014).

Secondo gli studiosi, i motivi principali del buon impatto sul successo scolastico di queste tecniche risiede nel fatto che l’AR offre:

“una migliore comprensione, richiamo, concentrazione, interazione e ambienti di apprendimento più attraenti rispetto agli ambienti di apprendimento tradizionali.”*

Inoltre, gli insegnanti hanno l’opportunità, tramite questi strumenti, di trasmettere più velocemente e rapidamente i “concetti” ai loro studenti che abbiano interagito con i materiali di apprendimento supportati da AR prima delle loro lezioni.”

Altri vantaggi dell’approccio didattico tramite realtà aumentata, emersi negli studi, sono:

• Maggiore semplicità per gli insegnanti nel realizzare esperienze di apprendimento più correlate ai contesti reali;
• Possibilità di fornire ai dicenti maggiore assistenza durante la didattica laboratoriale;
• Più centralità degli studenti, in base alle opinioni degli insegnanti, che considerano l’AR uno strumento innovativo in grado di convogliare le pratiche d’insegnamento e apprendimento verso lo studente.

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Applicazioni Pratiche della Realtà Assistita

1.Settore Scientifico e Matematico

Nel campo scientifico, la RA permette agli studenti di esplorare molecole a livello atomico o di osservare e manipolare strutture biologiche nel dettaglio.

In matematica, strumenti di geometria interattiva possono essere sovrapposti al mondo reale per rendere concetti astratti più tangibili.

Per sottolineare l’importanza e l’attualità di questi strumenti, sul sito di Scuola Futura è possibile trovare percorsi formativi rivolti a studenti e insegnanti come il seguente: Insegnare le scienze con la didattica digitale e la realtà aumentata – L’esplorazione del mondo reale attraverso la realtà virtuale

Ne abbiamo parlato in maniera più approfondita in questo articolo.

2. Storia e Cultura

Anche la storia diventa una materia attrattiva e coinvolgente grazie alla realtà aumentata.

Attraverso l’uso della RA, gli studenti possono rivivere momenti storici o visitare luoghi lontani senza lasciare le aule.

Questo metodo offre un’immersione più profonda nella storia e nelle culture del mondo, migliorando la comprensione e l’empatia.

Un esempio? Un recente bando del comune di Bari ha attivato un progetto centrato proprio sulla storia e realtà aumentata e mista, che ha coinvolto 150 studenti tra gli 8 e i 14.

Il progetto ha riscosso un grande successo: gli studenti, anche i più piccoli, non solo hanno imparato facilmente ad usare queste tecnologie, ma hanno anche studiato gli eventi storici immergendosi in maniera divertente e coinvolgente. 

3.      Formazione Professionale

Nel contesto della formazione professionale, la RA offre simulazioni realistiche per preparare gli studenti ad affrontare situazioni reali nel loro campo.

Ad esempio, gli ingegneri possono progettare e visualizzare strutture complesse in un ambiente virtuale, consentendo la correzione di errori senza costi reali.

Lo studio Augmented Reality in Professional Training, ha evidenziato come l’AR può facilitare un’esperienza di apprendimento condivisa in gruppi grazie alla maggiore visibilità dei contenuti virtuali.

Ma non solo. Medici alle prime armi possono avere a disposizione un autentico ambiente chirurgico potenziato dall’AR in cui migliorare le proprie capacità neurochirurgiche attraverso la pratica e in sicurezza.

In più, l’AR può fornire una varietà di segnali visivi sotto forma digitale di simboli, testo, animazioni o oggetti 3D, noti per facilitare l’apprendimento procedurale nella formazione professionale.

Legenda:

*ONLIFE: è un neologismo coniato dal filosofo Luciano Floridi nel 2014 formato dalle parole online e life.

“L’attuale e costante condizione di connessione a Internet (online) anche nella vita (life), ridefinisce un confine sempre più labile tra la sfera analogica della realtà in presenza e quella digitale della realtà mediata dalle tecnologie (Floridi, 2017). Non solo siamo sempre connessi: ma sempre reperibili anywhere, in qualunque luogo, e anytime, in qualsiasi momento.

Questo significa che mentre stiamo lavorando alla produzione di un materiale didattico ci arrivano una mail, un messaggio WhatsApp e una notifica Instagram; Siri, Alexa e Google Home improvvisamente ci consigliano in base al tempo atmosferico e il Calendar ci avvisa di una riunione che inizierà a breve.

Questo trasforma la nostra vita, a tutti i livelli. Si pensi al tempo lavorativo: non ha oggi un confine definito e confinato nelle mura e negli orari di ufficio, siamo raggiungibili in ogni momento della giornata e della settimana: uno spazio pubblico come quello lavorativo, raggiunge uno spazio privato, ben lo abbiamo sperimentato e vissuto in questi mesi di lockdown.

I nostri ragazzi, di tutte le età, che incontriamo in classe non sono esenti dal concetto di onlife, ma ne sono immersi e lo vivono. Proviamo a fare un esempio. Si pensi a un bambino della primaria che guarda un video su YouTube “per bambini”, a casa sfoglia la gallery dei genitori sullo smartphone e guarda i suoi programmi preferiti su Disney Plus.

Decisamente una giornata onlife”. (Da Onlife L’ibridazione della società)*

RA: Realtà Aumentata

AR: realtà assistita

VR: realtà Virtuale