Domani, nel laboratorio di tecnologie didattiche di Scienze della Formazione Primaria, ci scateneremo con gli improbabili robot di Maria Grazia Fiore e altre sue trovate. Per eventuali curiosi: 15:15-18:00, via Laura 48, aula 209.
(English version further down)
Mi ritrovo qui a parlare di LibreLogo nelle discipline STE(A)M con una cinquantina di insegnanti di vari ordini di scuole di paesi diversi: Serbia, Svezia, Lituania, Spagna, Olanda, Germania, Austria, Belgio, Croazia, Estonia, Repubblica Ceca, Bulgaria, Italia. LibreLogo non per un’informatica da comprimere fra altre discipline in curricula già stipati ma come supporto e integrazione all’interno di discipline scientifiche che già sono largamente computazionali. Si tratta di come insegnare le “vecchie” discipline, oggi assai mutate e non di inventare altre “nuove” discipline. LibreLogo per un pensiero computazionale che non è altro che pensiero matematico, se non scientifico tout court. LibreLogo per una scuola realmente democratica perché realmente accessibile a tutti.
Con l’occasione, distribuisco una versione aggiornata di vari frammenti di codice. L’intero pacchetto è distribuito con la Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License. I singoli frammenti software sono rilasciati sotto la GNU General Public License pubblicata dalla Free Software Foundation, versione 3.
Sono divisi nelle seguenti categorie:
I codici sono riuniti nel file Codice-LOGO.zip.
I’m finding myself here talking about LibreLogo in STE(A)M disciplines, with some fifty teachers from various schools in different countries: Serbia, Sweden, Lithuania, Spain, Holland, Germany, Austria, Belgium, Croatia, Estonia, Czech Republic, Bulgaria, Italy. LibreLogo not as computer science to be compressed among other disciplines in curricula that are already crammed but as a support and integration for scientific disciplines that are already largely computational. It is about teaching “old” disciplines, taking into account how they have changed so far, not about inventing other “new” disciplines. LibreLogo for a computational thought that is nothing more than mathematical thought, if not scientific thought tout court. LibreLogo for a truly democratic school because it is truly accessible to all.
I’m distributing a new version of many LibreLogo code snippets. This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License. Single software snippets are released under the terms of the GNU General Public License published by Free Software Foundation, in version 3.
They are organized into the following categories:
The codes are grouped in the Codice-LOGO.zip file.
This is an English commented version of #LibreLogo program for calculating Halley’s orbit. It is the end point of the last chapter of my LibreLogo MOOC: Starting to go ‘round and ‘round… to the Halley comet (to access lessons 1-10 just make a free login).
In that chapter I show how the simple code explored by this girl for drawing her first circle and the code for calculating the orbit of a celestial body basically share the same logical structure.
The aim was to show how such a simple and free (truly free, being true Free Software) tool can be used to achieve a huge educational vertical dimension, starting around 8 up to graduation time.
Versione commentata in italiano del programma #LibreLogo per il calcolo dell’orbita di Halley. È il punto finale dell’ultimo capitolo del mio MOOC su LibreLogo: Dal girotondo… alla cometa di Halley (per accedere alle lezioni 1-10 basta fare un login gratuito).
In quel capitolo mostro come il semplice codice esplorato da questa bambina per disegnare il suo primo cerchio e il codice per calcolare l’orbita di un corpo celeste condividano sostanzialmente la stessa struttura logica.
L’obiettivo era quello di mostrare come uno strumento così semplice e libero (veramente libero, essendo vero Free Software) possa essere impiegato per realizzare un’estesissima dimensione verticale, iniziando intorno a 8 anni per finire con la maturità.
(Disponibile anche nel capitolo 11 del Piccolo Manuale di LibreLogo – sorry, English version not available yet)
Voglio dedicarmi un attimo ai lavori dei miei studenti, che ogni volta mi sorprendono. Un toccasana in questi tempi di barbarie. Ilaria Batazzi si è inventata questa rappresentazione di Giove e le sue lune principali, fatta tutta con LibreLogo. Il suo diario, 18 pagine di esperimenti e considerazioni intelligenti. Chi vuole può esplorarlo perché Ilaria ci ha dato il permesso.
Ma se invece di far scrivere i diari di sperimentazioni libere avessi preordinato un percorso standard con domandine finali per tre miseri crediti, magari a quiz, questi lavori non avrebbero visto la luce e io dei miei studenti non saprei quasi nulla…
Foreword: This post is a technical report of a research project in progress. I’m writing it in part for me, in order to set ideas while I am distracted by a number of projects, but also and mainly for giving a first acknowledgement to the students who have collaborated up to now: Martina Fini (Massa), Fabiola Izzo (Lucca), Marianna Fazzino (Grosseto) and Silvia Ercoli (Florence). Thus, first of all, a big thank you to Martina, Fabiola, Marianna and Silvia, because without their fundamental contribution this work would not be possible.
I have been working with Logo and Scratch for three years with my Primary Education students, about 250 students a year. I have also had the good luck to work in some third and fourth grade primary classes. I then came up with some ideas, summarized in a position paper entitled A step Back into the Future (PDF), which led me to formulate the following research question:
In a work aimed at reinforcing the learning of a specific mathematical concept, is there a difference between the two languages, Logo and Scratch?
There is scientific literature about this: the question of whether you learn more with Logo or Scratch is ambiguous. There is some evidence that the practice of Logo improves the deep understanding of concepts while Scratch works better to quickly assimilate specific constructs. Moreover, it seems that girls and boys who had an experience with Logo are more likely to be willing to tackle more complex challenges, while those who have worked with Scratch feel they have had just fun. Again, in summary, Logo is perceived as a cognitive work, Scratch as a kind of video game.
In this brief anticipation we need only two references: the work of Richard Noss (Children’s learning of geometrical concept through Logo, Journal for reasearch in mathematics education, 18(5): 343-362, 1987) and that of Colleen M. Lewis (How programming environment shapes perception, learning and goals: Logo vs. Scratch – SIGCSE’10, 2010, Milwaukee, Wisconsin, USA). From the first one we took the experimental design to study the effect of Logo on learning the concept of angle. From the second one, a comparison between Logo and Scratch, but referred to more general aspects of learning, including personal perception.
Trying to answer the research question by means of a controlled statistical study, the problem of sample size arises, which is the Achilles heel of all studies of this kind. Hence the idea of increasing the sample through a series of experimental studies carried out by the students during their internships, whose results are then reported in their final theses. Thanks to the collaboration of the students we have been able to reach a sample of 90 children, so far.
All the students apply the same experimental design. In short, the class is divided into two equal groups: the first one explores the concept of angle with Logo, whereas the second one does the same with Scratch. At the middle of the course the roles are exchanged and the same things are done again with the other language. During the whole experience, three tests are performed: one at the beginning, one between the first and second phases and one at the end. For the purposes of the specific research question, the data of the first and the second tests are used. The test consists of 13 different questions. What is measured is the number of correct answers, for each child and for each question. The results are evaluated with a Student test for paired data.
In this short report we are interested in the following three comparisons:
The influence of Logo appears to be statistically significant at a level close to 1 per thousand. This means that the probability that this difference is due to chance (hypothesis H0) is less than 1.5 per thousand. On the contrary, the result obtained with Scratch does not reveal any improvement, rather a slight worsening, which, however, is not statistically significant (p=0.64). This result is in agreement to the empirical observation deriving from the experience of several dozen students who have worked with their children with both systems, according to which the interface of Scratch is extremely attractive and powerful but creates a context that distracts too much the children. On the other hand, the paradigm proposed by Logo is that of a blank sheet of paper: not buttons to press and pre-packaged blocks to browse but instructions to write.
The third plot shows the difference in the pre-test competencies between the two groups. It seems that the group which was entering the Scratch-first path had somewhat better competencies. However this difference is not statistically significant, as it should be.
The claim we are making here, that Logo is better in supporting the knowledge of angle, appears to be confirmed with a pretty good statistical significance. This means that the probability of getting false positives is low. However a good test should not only have a good significance but also a high power, that is a high probability of catching true positives. The test power is influenced by the sampling size, by the effect size and by the required significativity. We can act on the sampling size but we need to increase it by a factor of about 5, probably.
Further work to be done…
Premessa: questo post è un report tecnico di un lavoro di ricerca in fieri. Lo scrivo per fissare le idee in un periodo nel quale sono distratto da una quantità di progetti e soprattutto per dare un primo riconoscimento agli studenti che hanno collaborato sino ad ora: Martina Fini (Massa), Fabiola Izzo (Lucca), Marianna Fazzino (Grosseto) e Silvia Ercoli (Firenze). Quindi prima di tutto un grosso grazie a Martina, Fabiola, Marianna e Silvia perché senza il loro fondamentale contributo questo lavoro non sarebbe possibile.
Sono tre anni che lavoro con Logo e Scratch con i miei studenti di Formazione Primaria, circa 250 studenti l’anno. Ho avuto anche la fortuna di lavorare in alcune classi di terza e quarta primaria. Mi sono quindi fatto delle idee, sintetizzate (per ora in inglese) in un position paper intitolato A step Back into the Future (PDF), che mi hanno condotto a formulare la seguente domanda di ricerca:
In un lavoro mirato al rinforzo dell’apprendimento di uno specifico concetto matematico c’è una differenza fra i due linguaggi, Logo e Scratch?
C’è letteratura scientifica a riguardo: la questione se si impari di più con Logo o Scratch è ambigua. Tendenzialmente pare che la pratica di Logo migliori la comprensione profonda dei concetti mentre Scratch funzioni meglio per assimilare velocemente costrutti specifici, oppure che i ragazzi che hanno fatto un’esperienza con Logo siano alla fine vogliosi di cimentarsi in sfide più complesse mentre quelli che hanno lavorato con Scratch hanno la sensazione di essersi divertiti. Ancora, in sintesi, Logo viene percepito come un lavoro cognitivo, Scratch come una sorta di videogioco.
In questa breve anticipazione ci bastano due riferimenti: il lavoro di Richard Noss (Children’s learning of geometrical concept through Logo, Journal for reasearch in mathematics education, 18(5): 343-362, 1987) e quello di Colleen M. Lewis (How programming environment shapes perception, learning and goals: Logo vs. Scratch – SIGCSE’10, 2010, Milwaukee, Wisconsin, USA). Dal primo abbiamo tratto il disegno sperimentale ideato per studiare l’effetto di un lavoro con Logo sull’apprendimento del concetto di angolo. Dal secondo alcuni elementi di confronto fra Logo e Scratch, ma riferiti ad aspetti più generali dell’apprendimento fra cui anche la percezione personale.
Volendo provare a rispondere alla domanda di ricerca attraverso uno studio statistico controllato, si pone il problema della dimensione del campione che è il tallone di Achille di tutti gli studi di questo genere. Da qui l’idea di coinvolgere gli studenti. L’idea è quella di cumulare il campione attraverso una serie di studi sperimentali realizzati dagli studenti durante i tirocini per le loro tesi. Fino ad ora hanno aderito le quattro studentesse citate nella premessa: Martina, Fabiola, Marianna e Silvia. Grazie alla loro collaborazione abbiamo potuto raggiungere un campione di 90 bambini, per ora.
Una descrizione dettagliata del disegno sperimentale può essere ricavata da una qualsiasi delle tesi disponibili in questa raccolta. Manca ancora quella di Silvia perché si deve laureare nella prossima sessione. In breve, il disegno richiede i seguenti passi. La classe viene divisa in due gruppi uguali: il primo parte con un percorso di studio del concetto di angolo con Logo, parallelamente il secondo usa Scratch. A metà del percorso si scambiano i ruoli e vengono rifatte le stesse cose con l’altro linguaggio. Nel corso dell’intera esperienza vengono eseguiti tre test: uno all’inizio, uno fra la prima e la seconda fase e uno finale. Ai fini della domanda di ricerca specifica si impiegano i dati del secondo test, proposto al termine del primo ciclo. Il test è composto da 13 domande diverse. Ciò che si misura è il numero di risposte corrette, per ogni bambino e per ogni quesito. I risultati vengono valutati con un test di student per dati accoppiati, conseguentemente a argomentazioni e test che assicurano la distribuzione normale dei dati.
In questo breve report sono tre i confronti che ci interessano:
Il risultato netto che otteniamo è l’influenza di Logo, statisticamente significativa ad un livello prossimo all’1 per mille. Questo significa che la probabilità che tale differenza sia dovuta al caso (ipotesi H0) è inferiore al 1.5 per mille. Contrariamente, il risultato ottenuto con Scratch non rivela alcun miglioramento, anzi piuttosto un lieve peggioramento, che comunque non risulta statisticamente significativo (p=0.64). Questo risultato è in armonia con l’osservazione empirica derivante dall’esperienza di svariate decine di studenti che hanno lavorato con i propri bambini con ambedue i sistemi, secondo la quale l’interfaccia di Scratch è sì estremamente attraente e potente ma crea un contesto che distrae troppo i ragazzi, i quali fanno maggior fatica a concentrarsi. Diversamente, il paradigma proposta da Logo è quello del foglio bianco: non bottoni da premere e blocchi preconfezionati da scegliere ma istruzioni da scrivere.
Il terzo confronto lo mostriamo perché ci ha colpito la differenza di prestazioni a priori apparente fra il gruppo Logo-first e quello Scratch-first. Vale a dire che sulla valutazione delle conoscenze pregresse è risultato migliore il secondo. La differenza tuttavia non è risultata statisticamente significativa (p=0.23) e quindi la possiamo attribuire alla casualità della scelta del campione.
Quest’ultimo rilievo ci consente di mettere in luce che, se i presenti risultati sono soddisfacenti dal punto di vista della significatività statistica, che misura la probabilità di incorrere in falsi positivi, risultata bassa, non lo sono tuttavia ancora per quanto concerne la potenza del test, ovvero della probabilità di ottenere veri positivi, che dovrebbe essere alta. La potenza di un test è determinata dalla dimensione del campione, dalla dimensione dell’effetto misurato e dalla significativa richiesta. Il parametro che ci possiamo giocare è la dimensione del campione. Prime stime dicono che lo dovremmo aumentare di circa cinque volte. Forza ragazzi!
P.S. Mi servirebbe anche la versione inglese ma sono messo malissimo con il tempo, per ora. Vedi mai che qualcuno…
Parteciperà anche la Prof.ssa Martha Kaschny Borges, docente di Tecnologie educative presso l’Universidade do Estado de Santa Catarina (Brasile)
Può sembrare strano ma descrivere cosa succederà in questo seminario per me non è facile. Ma come? Ma se nella locandina c’è scritto “a quattro mani”? Vero, ma prevedere cosa venga fuori dalla personalità debordante di Maria Grazia e dalla sua smisurata esperienza è obiettivamente difficile. Diciamo che io sarò un satellite.
So tuttavia cosa le ho chiesto: mostrare dal vero alcune delle esperienze fatte nelle sue classi intorno alla “robotica povera”, ovvero la robotica con poco o nulla, come in “Poco o nulla – Ricette di cucina popolare toscana” (LEF, anni 80). Poi come condirà il tutto Maria Grazia vai a sapere, certamente arricchirà il contesto…
Potete avere un anticipo andando a frugare in questo suo post dove le ho chiesto di riunire i suoi blog, curiosando in quelli su robotica e dintorni.
Cercheremo di demolire (in modo figurativo) il setting mortifero dell’aula. Piazzeremo una sorta di banco da mercato (quelli dove si comprano i golfini, che spero di trovare…) fra la cattedra e la prima fila di banchi per lavorarci sopra. La cattedra potrà essere utilizzata a mo’ di loggione, in modo da tirare fuori dai banchi fissi quanta più gente possibile. Avremo materiale povero ma in una certa abbondanza in modo che chi vorrà potrà replicare subito ciò che ci mostrerà Maria Grazia.
Se siamo troppi per vedere bene tenterò di proiettare sullo schermo le azioni con una webcam. Cercheremo anche di registrare e di fare una ripresa live. Qualcosa cercherò di fare io, qualcosa Barbara.
Se la situazione è sotto controllo? Nemmeno per idea ma ce la caveremo…
Ecco, già dimenticavo… mi rendo conto che potrebbe essere interessante leggere questa riflessione di Maria Grazia in merito alle possibilità di inserire tali “metodologie didattiche attive” nel contesto scolastico quale esso è, Auspicabilmente il seminario sfocierà in questo tipo di riflessione.
Conclude Maria Grazia:
“E quindi ritengo che continuare a “sperimentare”, ricominciando ogni anno senza che il sistema tenga memoria di ciò che si è fatto e senza il supporto di una reale “comunità di pratica”, sia un investimento che il singolo docente non si possa più permettere.
Per ora, queste sono le mie conclusioni. Un po’ amare ma non è negando la realtà che ci si salva da essa.”
Possiamo rilanciare con iniziative come questa? Possiamo ripartire da qui? Ovvero da questi luoghi pieni di studenti meravigliosi? Se non da qui da dove sennò?
Here you have the recording of the live event of tonight, about exploration, wonder, aesthetic pleasure, mixing of logical reasoning and art.
With this the Learning Event “Coding with LibreLogo: A step back into the future” is done. Good experience. We’ll talk about further in a next post.
For now, thanks to all the participants and the excellent eTwinning organisation!
Today, Wednesday 26, at 19:00 live event about the Turtle simulating a turtle, growing fractals, growing plants. We will also add the pendulum example I just added to the virtual physics lab, following the suggestion Athina gave us in the last live event…
We will also spend some words about the possibility of creating a LibreLogo community, for exchanging ideas, examples, problems and, eventually, give back suggestions for further development of LibreLogo to the community of developers. Possibly a project? Is there anybody willing to participate in such an initiative?
We proposed to the eTwinning staff the creation of a group for this. They told us to explore the already existing Coding at schools group. This could be also a good idea. We’d love to hear what you think about that. You may comment here, in the discussion space, in the LearningLab mail, by regular email 
..
Just to remember that this evening we have a live event at 20:00. The room will be open from 19:30.
It will be a kind of “vertical” talk. In the first part we’ll discuss the concept of syntonic learning by focusing on the REPEAT [ FORWARD 1 RIGHT 1 ] Papert’s circle. This part concerns primary education. However, in doing this, we will realize the local nature of the process, and how this feature represents what in math are known as differential equations.
In the second part we will see how some typical physics problems faced in secondary education can be solved and better understood by formulating them in a programming language, Logo in our case.
We think the pace is dense enough, we do not add other for now 😉
Andreas Formiconi 