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Studio ARTIST: l’81% degli alunni con basso rendimento matematico che sono stati sottoposti a intervento precoce migliorano la propria fluidità aritmetica
Gran parte degli alunni con basso rendimento matematico all’inizio della scuola primaria migliora la fluidità aritmetica completando attività progettate per lavorare sul concetto di numero un’ora a settimana. In altre parole, gli alunni aumentano la loro capacità di eseguire operazioni e procedimenti matematici semplici con agilità. Lo dimostra lo studio ARTIST (Response to Automated Intervention Study), recentemente pubblicato dalla rivista accademica SN Social Sciences e realizzato dal team di ricerca e sviluppo di Innovamat. Lo studio valida un programma di intervento precoce che consiste in una prova di livello iniziale, un intervento di sostegno per gli alunni con maggiori difficoltà e una successiva prova finale. Quest’ultima valuta, da un lato, la risposta di ciascun alunno all’intervento e, dall’altro, l’efficacia dello strumento.
Metodologia di studio
Lo studio ARTIST è stato condotto nell’ambito del quadro teorico dell’RTI (Response to Intervention) che consiste, in primo luogo, nell’individuazione degli alunni con basso rendimento e che potrebbero aver bisogno di rinforzo; poi, nell’intervento sul loro apprendimento; e infine, nell’analisi della loro risposta all’intervento. La letteratura scientifica dimostra che questo quadro consente lo sviluppo di strumenti più efficaci nell’identificare e affrontare gli scarsi risultati accademici rispetto a strumenti basati su altri quadri teorici1.
L’obiettivo dello studio ARTIST era verificare se gli strumenti sviluppati da Innovamat fossero in grado di implementare efficacemente il quadro teorico RTI. Per realizzare lo studio, il gruppo di ricerca ha selezionato 13 scuole della Catalogna, di cui 5 all’interno del gruppo di intervento e 8 all’interno del gruppo di controllo. I 418 alunni di primo anno di scuola primaria hanno sostenuto un test di screening universale per identificare chi rientrava nel percentile più basso di fluidità aritmetica. Questo test prevede il completamento di 8 esercizi attraverso i quali si valutano le seguenti abilità cognitive e conoscenze alla base dell’apprendimento della matematica:
Velocità di esecuzione
Fai clic ripetutamente sulla talpa il più velocemente possibile fino allo scadere del tempo.
Velocità di elaborazione visiva
Trova l’immagine tra le opzioni o fai clic su NO, se non è presente.
Conoscenza della cifra
Fai clic ripetutamente sulla cifra più grande il più velocemente possibile fino allo scadere del tempo.
Confronto tra grandezze
Guarda le immagini con i punti per un breve periodo di tempo e indica qual è il colore dei punti che appaiono di più.
Retta numerica
Indica in che posizione si trova il numero sulla retta.
Fluidità aritmetica
Risolvi le operazioni il più velocemente possibile fino allo scadere del tempo.
Memoria di lavoro
Per prima cosa memorizza le immagini. Poi, seleziona la faccia diversa tra le 4 mostrate. Infine, seleziona tutte le immagini che hai visto.
Ragionamento
Selecciona la peça que completa la imatge.
Figura 1. Attività del test di screening universale, attraverso cui si valutano le abilità cognitive e le conoscenze alla base dell’apprendimento della matematica.
Dei 121 alunni che hanno mostrato scarsi risultati in matematica nel test, 48 frequentavano le 5 scuole del gruppo di intervento. L’intervento consisteva nell’offrire a questi alunni una serie di attività al di fuori dell’orario scolastico di matematica per esercitarsi per 15 minuti al giorno, 4 giorni a settimana, per 15 settimane. Al termine del programma di intervento, gli alunni partecipanti allo studio hanno sostenuto nuovamente il test per analizzare i loro progressi.
Le attività di intervento sono state pensate per lavorare sul concetto di numero, un concetto base del linguaggio matematico che, secondo diversi studi, ha un impatto positivo sull’apprendimento di altri contenuti.2 Ciò significa che, durante l’intervento, gli alunni non sono stati allenati a fare addizioni il più velocemente possibile: migliorare il concetto di numero significa migliorare, indirettamente, anche la fluidità aritmetica.
A titolo dimostrativo, di seguito vediamo l’esempio di attività basata su un gioco ispirato a Butterworth e Laurillard (2016)3. Nell’attività, i bambini separano e uniscono una fila di palline per creare degli insiemi con un determinato numero di elementi. L’esercizio consiste nel replicare un numero target specifico. Ogni numero è codificato a colori (2A). Man mano che gli alunni avanzano nell’attività, i numeri arabi che identificano il numero di palline vengono incorporati nel disegno, incoraggiando l’associazione tra il numero e la sua rappresentazione simbolica (2B). Una volta che gli alunni padroneggiano questa associazione, gli indizi colorati vengono rimossi per evitare che la comprensione numerica dipenda da essa (2C). Successivamente scompaiono anche le palline (anche se possono essere recuperate cliccando sulla cifra) e resta solo la rappresentazione simbolica del numero, per procedere verso l’astrazione (2D). Infine, le palline vengono completamente eliminate e diventano una linea numerica (2E-F). Il valore dei numeri target viene progressivamente ampliato, partendo da 2 e fino a 10.
Figura 2. Progressione didattica dell’attività di acquisizione del concetto di numero.
L’intervento precoce migliora la fluidità aritmetica
La ricerca mette a confronto il miglioramento della fluidità aritmetica degli alunni con basso rendimento, a seconda che abbiano partecipato o meno all’intervento di sostegno. I risultati ottenuti mostrano che coloro che hanno preso parte all’intervento non solo migliorano significativamente più degli altri la loro fluidità aritmetica, ma anche che l’81% di questi alunni supera il punteggio che nel test iniziale li aveva identificati come alunni con basso rendimento. Senza alcun intervento, invece, la percentuale di alunni che escono dalla zona di basso rendimento dopo lo stesso periodo di tempo è del 53%.
Figura 3. Percentuale di alunni che escono dalla zona di basso rendimento nel test successivo, a seconda che siano stati sottoposti all’intervento (a destra, in viola) o no (a sinistra, in verde). Le barre di errore indicano l’intervallo di confidenza del 95%. Il valore p = 0,001 deriva da un test del Chi-quadrato sui risultati.
In sintesi, i risultati mostrano che la percentuale di alunni con basso rendimento che hanno partecipato all’intervento e sono migliorati è significativamente più alta della percentuale di alunni che non hanno partecipato all’intervento. Ovviamente, nello stesso periodo, anche gli alunni che non erano stati identificati nel gruppo con basso rendimento hanno migliorato i loro risultati, ma in misura minore.
Figura 4. Confronto delle differenze tra fluidità aritmetica additiva prima e dopo il periodo di intervento: il gruppo «Fluidità media-alta» corrisponde agli alunni delle 13 scuole che hanno ottenuto un punteggio pari o superiore al percentile più basso. I gruppi «Bassa fluidità: controllo» e «Bassa fluidità: intervento» sono quelli rispettivamente delle 8 scuole di controllo e delle 5 di intervento che hanno ottenuto un punteggio inferiore al percentile.
Questo miglioramento è essenziale, poiché sappiamo che le differenze di rendimento tra gli alunni nei primi anni scolastici tendono ad accentuarsi durante il percorso di scolarizzazione.4 Inoltre, la ricerca indica che il senso dei numeri e la fluidità aritmetica, più di altri fattori, predicono il futuro successo degli alunni in ambito matematico. Ecco perché è fondamentale intervenire il prima possibile e aiutare gli alunni con difficoltà in questo aspetto5.
Rendere l’intervento precoce accessibile ai centri educativi
Uno degli obiettivi dello studio è stato anche quello di sviluppare strumenti scalabili che consentano di implementare la RTI nei sistemi educativi che non hanno familiarità con questo quadro teorico o non dispongono delle risorse umane per implementarlo. Per rispondere a questo problema, il team di ricerca e sviluppo di Innovamat ha optato per una soluzione tecnologica che renda queste risorse più accessibili.
Seppur non necessaria per implementare la RTI nelle scuole, la tecnologia consente di portarla nelle aule senza particolari sforzi aggiuntivi economici o umani. Lo studio ARTIST mostra che è possibile implementare con successo il quadro RTI nei sistemi educativi che non dispongono di risorse espressamente dedicate a questo scopo. Attualmente, fino a 43 scuole hanno aderito all’implementazione di questo programma di intervento.
I risultati dello studio mostrano che la ricerca ha un impatto reale sul percorso formativo degli alunni. È fondamentale continuare ad avvicinare la ricerca alla scuola attraverso strumenti scientificamente validati che ci aiutino a migliorare l’apprendimento della matematica.
Riferimenti
1
Fletcher JM, Vaughn S (2009) Response to intervention: preventing and remediating academic difficulties. Child Develop Perspect 3(1):30–37. https://doi.org/10.1111/j.1750-8606.2008.00072.x
Hughes CA, Dexter DD (2011) Response to intervention: a research-based summary. Theory Pract 50(1):4–11. https://doi.org/10.1080/00405841.2011.534909
Gersten R, Haymond K, Newman-Gonchar R, Dimino J, Jayanthi M (2020) Meta-analysis of the impact of reading interventions for students in the primary grades. J Res Educ Eff 13:1–27. https://doi.org/10.1080/19345747.2019.1689591
2
Butterworth, B. (2018). Dyscalculia: From science to education. Routledge.
3
Butterworth B, Laurillard D (2016) Investigating dyscalculia: a science of learning perspective. In: From the laboratory to the classroom. Routledge, pp 184–202. https://doi.org/10.1126/science.1201536
4
Duncan, G. J., Dowsett, C. J., Claessens, A., Magnuson, K., Huston, A. C., Klebanov, P., Pagani, L., Feinstein, L., Engel, M., Brooks-Gunn, J., Sexton, H., Duckworth, K., Japel, C., Cordray, D., Ginsburg, H., Grissmer, D., Lipsey, M., Raver, C., Sameroff, A., … Zill, N. (2006). School Readiness and Later Achievement.
Geary DC (2011) Cognitive predictors of achievement growth in mathematics: a 5-year longitudinal study. Dev Psychol 47(6):1539–1552. https://doi.org/10.1037/a0025510
5
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Jordan et al (2009) Early math matters: kindergarten number competence and later mathematics outcomes. Dev Psychol 45(3):850–867. https://doi.org/10.1037/a0014939
Vasilyeva M, Laski EV, Shen C (2015) Computational fluency and strategy choice predict individual and cross-national differences in complex arithmetic. Dev Psychol 51(10):1489–1500. https://doi.org/10.1037/dev0000045
