Le attività di gioco che sono state implementate dai sistemi artificiali si riferiscono a tre settori principali: i micromondi, le simulazioni e i giochi veri e propri e sono stati sviluppati ognuno avendo in mente diversi tipi di apprendimento e di comportamenti. Infatti, a nostro avviso, il gioco è sinonimo di apprendimento. Per questo motivo, non possiamo parlare si gioco senza parlare anche di apprendimento, con particolare riguardo alle forme di attività particolari che si possono strutturare in tale ambiente per aiutare i soggetti ad imparare non solo in modo più veloce ma anche in modo più duraturo nel tempo. Di seguito saranno descritte alcune fra le caratteristiche più importanti dei micromondo, delle simulazioni e dei giochi veri e propri, proprio per sottolineare l’importanza che tali strumenti possono acquisire nella prassi didattica.
Un ambiente che ha a che fare col gioco è l’idea costruttivista di micromondo (Papert, 1981; Rieber, 1992). Un micromondo è una piccola ma completa versione di un qualche dominio di interesse. I micromondi che si possono trovare naturalmente sono quelli costruiti in natura, come il mondo dei giocattoli del bambino. I micromondi artificiali modellano un sistema o un dominio per l’utente. L’esempio più conosciuto di strumento per la costruzione di micromondi è il LOGO, un linguaggio di programmazione in cui il computer modella appunto una varietà di domini, come la geometria e la fisica, ma anche la storia e la geografia e la meteorologia, l’insegnamento delle lingue. (Papert, 1980, 1993). LOGO è un linguaggio nato verso la fine degli anni '60 presso la Bolt, Beranek e Newman (BBN), una società di informatica di Cambridge (Massachusetts). Ebbe come genitori D.G. Brobow, W. Feurzeig e altri ricercatori. Alla sua crescita e diffusione internazionale nella scuola diede un apporto fondamentale S. Papert., che si dedicò alle descrizione dettagliata delle funzioni, mentre Bobrow si dedicò alla progettazione e alla prima realizzazione (Feurzeig, 1984). S. Papert, studioso di processi della conoscenza, pioniere dell'Intelligenza Artificiale, per lo sviluppo di questo lavoro si ispirò ad alcuni principi della psicologia genetica di J. Piaget. Secondo la visione piagettiana, infatti, "per capire l'apprendimento si deve assumere una prospettiva genetica", dal momento che "ciò che un individuo può assimilare, e come lo assimila, dipende dai modelli di cui dispone" (Papert, 1980). Obiettivo principale del lavoro di Papert era la comprensione di come fosse possibile utilizzare il computer per favorire, nei bambini, lo sviluppo della conoscenza e dell'intelligenza. Papert è riconosciuto internazionalmente come grande pensatore sui modi di cambiare l'apprendimento grazie all'utilizzo del computer. Papert ha svolto ricerca matematica all'Università di Cambridge dal 1954 al '58. Collaborò in seguito con Jean Piaget all'Università di Ginevra dal 1958 al '63. Fu in seguito a questa esperienza che Papert fece suo il modello piagettiano, secondo il quale i bambini sono essi stessi costruttori delle loro strutture intellettuali. Si dedicò in seguito alla comprensione dello studio della matematica e giunse alla considerazione che l'uso di questa è utile per la comprensione del modo in cui i bambini sono in grado di apprendere e pensare. Agli inizi degli anni '60 Papert è entrato al MIT (Massachusetts Institute of Tecnology), dove nel 1964, ha fondato con Marvin Minsky, il Laboratorio di Intelligenza Artificiale (Artificial Intelligence Laboratory). Collaborò con Minsky nella progettazione del perceptron, una famiglia di reti neurali destinate a simulare alcuni comportamenti del cervello biologico, in particolare a classificare degli stimoli sensoriali. L'importanza del giovane americano è legata alla progettazione del più noto linguaggio di programmazione a fini didattici, il LOGO. Il linguaggio Logo è ad alto livello di interattività, e prevede l’impiego di procedure in cui si includono principi euristici. Papert si dedicò alla realizzazione del linguaggio Logo allo scopo di capovolgere il concetto classico di programmazione. Se prima era il computer a dettare le regole, con i suoi rigidi comandi che obbligavano a seguire strade obbligate, il Logo doveva trasformare il computer in un aiutante utile per i bambini. Lo studioso riprende e sviluppa il discorso su tale linguaggio nel libro Mindstorms. Scopo di Papert era quello di programmare sistemi di computer per bambini di due, tre anni, in modo che questi potessero iniziare a costruire oggetti che, attraverso l'utilizzo di alcune variabili dei linguaggi di programmazione, cambiano nel tempo. L'obiettivo non era quello di realizzare una rappresentazione accurata della realtà, ma di fare qualcosa che mostrasse e sviluppasse la qualità dell'immaginazione del bambino. L'idea più originale sviluppata da Papert fu quella del "micromondo". L'autore si era accorto che, mentre nel periodo prescolare tutti gli scolari acquisiscono le competenze linguistiche del proprio ambiente culturale, in un contesto formale non tutti sono in grado di acquisire nuove abilità. Papert, dunque, propose un ambiente scolastico in cui si possono realizzare situazioni di apprendimento, che riproducano l'apprendimento naturale. Il computer diventa, così, lo strumento che permette di realizzare un apprendimento libero da regole rigide imposte dalla scuola. L’obiettivo del programma è quello di costruire mondi reali o fantastici, con cui l'utente può interagire, utilizzando strumenti di facile apprendimento e di facile utilizzo. Logo è stato sviluppato per far sì che siano i bambini a programmare i calcolatori e non i calcolatori a programmare i bambini. Logo permette la creazione di ambienti di apprendimento adatti allo sviluppo delle conoscenze e dell'apprendimento del bambino. Attraverso l'uso di questo linguaggio è possibile creare un mondo in cui il bambino è in grado di imparare ad imparare e in cui può inventare, creare e ricreare la conoscenza. Dunque, il bambino crea attivamente, il proprio apprendimento.
Attraverso l'uso di Logo, i bambini inventano programmi con effetti grafici piacevoli, disegni divertenti, effetti sonori e musicali.
Simbolo grafico di Logo è una tartaruga, definita da Papert come "un animale cibernetico controllato dall'elaboratore". I bambini, giocando con questa ultima, apprendono due tipi di conoscenze. Il primo è di tipo matematico, dal momento che le tartarughe corrispondono ad un piccolo settore della matematica. L'altro tipo di conoscenza è matematico: la conoscenza riguardo l'apprendimento. Logo propone un nuovo tipo di geometria: la geometria della tartaruga. Questa è stata concepita allo scopo di offrire ai bambini la possibilità di trovarvi un senso e affinché questa sia "in sintonia con la loro percezione di ciò che è importante". In più, essa è stata concepita per aiutare i bambini a sviluppare la strategia del trovare senso nelle cose che si apprendono. La strategia educativa di Logo si basa sulla scoperta delle metafore. Gli studenti esplorano un nuovo campo della conoscenza, costruiscono i loro modelli sul computer e allo stesso tempo costruiscono le loro strutture intellettuali. Infatti, i mezzi di comunicazione educativi stimolano gli studenti a presentare qualsiasi idea nel modo più chiaro, a dividere qualsiasi problema in più sotto-programmi comprensibili.
Gli studenti lavorando con Logo sono particolarmente propensi ad aiutare e ad apprendere gli uni dagli altri.
Ad esempio, è stato verificato che gli studenti nella scuola elementare lavorando con Logo apprendono ad ascoltare e ad essere critici in maniera costruttiva, e apprezzare il lavoro degli altri. Logo è un ambiente di programmazione avanzato che, per le sue caratteristiche di semplicità e linearità, può essere utilizzato non solo dagli esperti, ma anche dai neofiti. Logo è stato sviluppato allo scopo di aiutare i bambini nell'apprendimento della matematica. Logo è stato progettato come uno strumento per facilitare l'apprendimento. Le sue attività di programmazione concernono la matematica, il linguaggio, la musica, la robotica, le telecomunicazioni e la scienza. Esso è utilizzato per lo sviluppo di simulazioni, e per creare rappresentazioni multimediali. Le sue principali caratteristiche sono la modularità, l'estensibilità, l'interattività e la flessibilità.
Interattività: Logo è un linguaggio interpretato, dunque può essere usato in modo interattivo. L'interattività di questo approccio fornisce all'utente un immediato feedback delle istruzioni individuali, aiutandolo nella correzione del programma e nel processo di apprendimento.
Modularità ed Estensibilità: il programma Logo è costituito da un insieme di piccole procedure, definite attraverso la scrittura in un editor di testo. Ad esempio la parola "to" è seguita dal nome della procedura, mentre la parola "end" segnala la fine di tale procedura.
Flessibilità: Logo lavora con liste e parole. Una parola in Logo è una stringa di caratteri. Una lista, invece, è una collezione ordinata di parole e liste. Anche i numeri in Logo sono parole.
Il programma è dotato di un'interfaccia grafica, che consente di rappresentare i fenomeni e i processi della realtà. Si tratta di un linguaggio di programmazione semplificato, utilizzato nelle attività di insegnamento/apprendimento.
Gli ambienti Logo sono "oasi artificiali", nelle quali è presente un sapere separato dalla cultura circostante e in un certo senso opposto ai valori espressi da questa.
Oggetto di questo linguaggio è un semplice ambiente grafico: un "micromondo." Gli scopi di questo micromondo sono:
mostrare il ponte che può essere costruito tra la conoscenza scientifica e di quella personale;
fornire un esempio concreto di analisi di un determinato ambiente;
comprendere le variabili che sono presenti nell’ambiente e le loro funzioni;
fornire una conoscenza multidimensionale del problema.
In questo micromondo, una "tartaruga" diventa oggetto grafico sullo schermo del computer e vive una "vita elettronica animata." La tartaruga è un essere dinamico, avente come caratteristiche non solo la posizione, ma anche un orientamento. Infatti, "una tartaruga è in qualche luogo, anch'essa ha una posizione, ma in più guarda in una certa direzione, ha un orientamento." Il bambino, nel mondo di Logo, giocando, impara "a comandare una 'tartaruga virtuale' che muovendosi descrive figure basate su precise relazioni geometriche".
Logo propone un particolare tipo di geometria conosciuta come "geometria della tartaruga" (turtle geometry), basata sul concetto di orientamento locale, a differenza di quella basata sull'orientamento cartesiano.
Sperimentando la geometria della Tartaruga, i bambini affinano il senso che hanno dei loro corpi e dei loro movimenti, nonché la comprensione della geometria formale. Il programma permette di disegnare forme, "creare e importare suoni, creare e importare immagini.
Il Logo è un linguaggio interpretato, quindi lento e inadatto per le applicazioni commerciali, ma stimolante dal punto di vista della didattica. Permette, infatti, la prova passo passo (step by step) dei comandi e delle procedure. Invia messaggi di errore, facilita la correzione e la verifica del programma fino a che il risultato non è soddisfacente.
Il Logo è un linguaggio semplice, ma allo stesso tempo potente. La semplicità unita alla potenza permette differenti approcci alla programmazione, in base alle caratteristiche personali di chi utilizza il linguaggio. Di conseguenza possono verificarsi differenti tipi di sviluppo della stessa procedura. Questo aspetto è molto importante dal punto di vista della didattica, perché offre la possibilità di tracciare percorsi differenziati, rispondendo meglio alle capacità del singolo alunno, ma anche alle sue aspettative e ritmi di apprendimento.
Il Logo è un linguaggio procedurale, che consente la creazione di sottounità di programma, quali le procedure, ognuna delle quali svolge un compito specifico. Il suo carattere procedurale permette uno sviluppo delle conoscenze dei ragazzi, nel momento in cui si trovano di fronte a problemi nuovi non risolvibili con i concetti e i comandi precedentemente conosciuti. "In questo senso Logo è un linguaggio che stimola fortemente le capacità induttive.
Esistono differenti tipi di programmi Logo:
Programmi di tipo chiuso: preparati dall'insegnante per gli allievi che li utilizzano a scatola chiusa.
Programmi di tipo aperto, scritti personalmente dai ragazzi;
Programmi "semiaperti", forniti dall'insegnante, allo scopo di offrire agli alunni spunti e opportunità, per sperimentare ed investigare alcuni particolari concetti matematici. Si tratta, cioè, di programmi che fanno uso di variabili.
Una caratteristica importante di Logo è il fatto di essere considerato un linguaggio funzionale, in quanto derivato dal LISP: una procedura in Logo è interpretabile come una funzione in senso matematico. Ad una prima occhiata, i micromondi possono essere scambiati con le simulazioni. Essi hanno invece due importanti caratteristiche che non possono essere presenti in una simulazione. Come prima cosa, il micromondo fornisce al soggetto che apprende il caso più semplice del dominio, anche se si da al soggetto la possibilità di riformulare l’ambiente per esplorare idee che vanno dal semplice al complesso in modo incrementale. Come seconda cosa, il micromondo deve adeguarsi con lo stato affettivo e cognitivo di chi apprende. Generalmente, i soggetti immediatamente sanno cosa fare con un micromondo, poco o nessun training è necessario per iniziare ad usarlo. In questo senso, allora, è il soggetto che determina se l’ambiente di apprendimento dovrebbe essere considerato un micromondo poiché micromondi efficaci si correlano e sono costruiti sulle tendenze naturali del soggetto ad imparare ed a giocare.
E’ possibile che un ambiente di apprendimento o di gioco sia un micromondo per una persona, ma non per un’altra.
Al contrario, una simulazione è determinata dal contenuto o dal dominio che essa cerca di modellare ed è usualmente giudicata sulla base della sua fedeltà con il dominio che rappresenta (Alessi, 1988). Per esempio, la maggior parte dei simulatori di volo non possono essere considerati micromondi per molte persone, perché è forte il richiamo all’ambiente di riferimento. Nonostante questo, diverse caratteristiche della simulazione sono rilevanti per la progettazione di micromondi. Le due caratteristiche essenziali che contraddistinguono il micromondo (il caso più semplice del dominio, incontrare le esigenze dell’utente), presentano un insieme di complesse assunzioni ed aspettative che un buon progettista di contenuti educativi dovrebbe garantire.
La prima, e la più importante, è che il soggetto si aspetta, nel micromondo, di autoregolare la propria attività di gioco e di apprendimento. Questa modalità di autoregolazione si attiva quando il soggetto è responsabile delle proprie azioni, e come risultato, fa le azioni appropriate per assicurarsi che l’apprendimento si verifichi. Secondo Zimmerman, (1989, 1990), l’apprendimento autoregolato ha tre caratteristiche principali. Per prima cosa, il soggetto trova l’ambiente intrinsecamente motivante, ovvero, essi rilevano che partecipare a quella determinata attività non ha bisogno di ricompense, come succede nel gioco, e non cercano o hanno bisogno di incentivi esterni. (Deci, 1985; Lepper e Malone, 1987; Malone e Lepper, 1987). Il secondo punto, si riferisce al fatto che i soggetti che autoregolano l’apprendimento sono metacognitivamente attivi: essi intrattengono attività di pianificazione, si propongono degli obiettivi e sono capaci di monitorare e valutare il loro operato. Il terzo aspetto sottolinea il fatto che tali soggetti sono attivi dal punto di vista comportamentale in quanto strutturano l’ambiente secondo le loro esigenze e motivazioni in modo tale che l’ambiente stesso risponda alle loro esigenze motivazionali ed al loro personale stile comportamentale. Molti modelli di apprendimento e gioco autoregolato sono stati rivisti (Butler e Winne, 1995; Schunk e Zimmerman, 1994) e sono stati considerate le loro implicazioni per sfruttare tali comportamenti che i soggetti esibiscono per costruire ambienti per l’apprendimento (Kinzie, 1990).
Una simulazione è il tentativo di mimare un ambiente o un sistema reale o immaginario (Alessi e Trollip, 1991; Reigeluth e Schwartz, 1989), di mimare i comportamenti che all’interno di tale sistema sono attivati e di vedere i cambiamenti di tale sistema nel tempo.
Di solito le simulazioni "vivono" nei computer. Tali simulazioni computerizzate forniscono uno strumento per studiare i sistemi del mondo reale per predire i comportamenti in una grande varietà di condizioni. La simulazione potrebbe essere paragonata ad un laboratorio computerizzato.
Una simulazione è uno strumento importante che permette ai soggetti le seguenti attività:
predire il corso e i risultati di alcune azioni;
comprendere perché gli eventi osservati succedono;
identificare le aree di un problema prima di svilupparlo;
esplorare gli effetti delle modifiche;
confermare che tutte le variabili sono conosciute;
valutare le idee ed identificare le inefficienze;
costruire previsioni e stimolare il pensiero creativo;
comunicare la giustezza e la flessibilità dei piani che il soggetto ha in mente.
Di solito la simulazione ha due obiettivi, uno di tipo scientifico ed uno di tipo educativo. Il gioco potrebbe essere un elemento trasversale ai due tipi di obiettivi, ovvero si possono imparare numerosi concetti scientifici e raggiungere finalità educative giocando con le simulazioni.
Di solito, comunque, le simulazioni sono usate quando ci sono motivi validi e profondi che non permettono ai soggetti di fare esperienza direttamente. Tali motivi sono rintracciabili negli alti costi dell’esperienza che si propone, nella inaccessibilità dell’esperienza stessa o nel tempo. Le simulazioni scientifiche forniscono ai ricercatori di studiare un particolare sistema, come per esempio la meteorologia di tutto il mondo. Tali simulazioni aiutano gli scienziati a stabilire e ritoccare le teorie esistenti e a comprendere meglio il sistema. Le simulazioni educative sono progettate per insegnare ai soggetti gli elementi fondamentali di un sistema, osservando i risultati delle azioni o delle decisioni attraverso un processo di feedback generato dalla simulazione che può eseguire il fenomeno o in tempo reale, in tempo accelerato o in un tempo rallentato. Attraverso la simulazione, si possono progettare anche micromondi, che però devono essere costruiti, rappresentando il caso più semplice del sistema. La simulazione dovrebbe essere costruita con le caratteristiche psicopedagogiche del micromondo: ovvero fornire le idee quando il soggetto è pronto per recepirle. In questo senso le simulazioni come micromondi sono sia scientifiche che educative. Il soggetto dovrebbe essere posto nella condizione di operare dei cambi nella simulazione per una migliore comprensione del sistema rappresentato, allo stesso modo in cui gli scienziati cambiano alcune variabili per testare l’ipotesi di partenza. E’ anche necessario che l’interfaccia della simulazione sia progettata per minimizzare il cambiamento altrimenti il soggetto diventerà disorientato e/o frustrato per una non chiara identificazione di come funziona il sistema.
La progettazione di simulazioni come micromondi si avvicina ed ha molti punti di contatto con la ricerca e la teoria dei modelli mentali (Gentner e Stevens, 1983; Mayer, 1989). Tale ricerca suggerisce che i soggetti formano modelli mentali del mondo fisico nel tentativo di capire con successo il mondo e per poter in esso comportarsi appropriatamente. I modelli mentali sono strutture cognitive e dinamiche in quanto cambiano e si evolvono nel tempo, come i processi di equilibrio di Piaget all’interno dei quali gli schemi mentali sono creati e raffinati. Ci sono tre attributi dei modelli mentali rilevanti per la progettazione di simulazioni come micromondi: il sistema che si intende simulare; il modello mentale corrente dell’utente di tale sistema, che è la base delle decisioni che il soggetto sceglie e delle azioni che fa quando confrontato coi i problemi della simulazione e la costruzione del modello concettuale dello stesso. (Carroll e Olson, 1987). I modelli concettuali delle simulazioni, di solito sono artefatti artificiali progettati da insegnanti, scienziati, ingegneri, per aiutare il soggetto a capire il mondo simulato (Gentner e Stevens, 1983; Norman, 1988).
Nel settore educativo, infatti, sebbene sia stato dimostrato l’importanza di far fare ai soggetti esperienze di laboratorio "hands-on", Garcia (1955) ha citato diversi vantaggi che le simulazioni attraverso il computer ( tradotte come attività di gioco) possono apportare rispetto alle stesse attività di laboratorio. Thomas e Hooper (1989) hanno rilevato che l’uso delle simulazioni attraverso il computer e la strutturazione in sequenze temporali di tali lezioni hanno effetti positivi sui processi cognitivi degli studenti. La sequenza in cui l’apprendimento occorre influenza la stabilità delle strutture cognitive (Ausbel, 1968). Nuova conoscenza è resa significativa relazionandola alla conoscenza precedente e tale conoscenza viene in qualche modo ottimizzata, attraverso una attenta temporalizzazione dei contenuti. Secondo Gokhale (1991), la simulazione usata prima dell’istruzione formale costringe i soggetti all’intuizione e gli fornisce uno sfondo sulla natura del problema. Quando la simulazione è usata dopo l’istruzione formale, il programma offre agli studenti l’opportunità di applicare in tale ambiente il materiale appreso. Secondo Pogrow (1994) una prassi educativa basata sullo sviluppo di abilità che sviluppano il pensiero creativo, deve seguire i seguenti principi:
Le simulazioni interattive aiutano gli studenti a crearsi spiegazioni degli eventi e ad arguire la validità di quelle spiegazioni usando sia le loro idee che i concetti tecnici. In aggiunta, le simulazioni che impiegano un vasto numero di media aiuteranno a colmare le differenze fra i vari stili di apprendimento degli studenti e gli stili di insegnamento dei docenti.
E’ stata anche fornita evidenza che le simulazioni aumentano l’abilità degli studenti di risolvere problemi, dando loro l’opportunità di far pratica e di rifinire le loro strategie di livello superiore (Quinn, 1993). Le simulazioni attraverso il computer sono state molto efficaci nello stimolare studenti delle scuole secondarie a risolvere problemi sociali e problemi che riguardano l’ambiente.
6.3 Un programma per realizzare simulazioni: AgentSheets
AgentSheets è stato elaborato presso il gruppo di ricerca Center for LifeLong Learning and Design (L3D), facente parte del Dipartimento di Scienza del Computer e dell'Istituto della Scienza Cognitiva, presso l'Università del Colorado a Boulder, da Alex Repenning (1993). A questo gruppo di ricerca collaborano Ken Anderson, Michael Eisenberg ed altri. Obiettivo del loro lavoro è un'accurata ricerca dei fondamenti teorici utili per la costruzione dei sistemi intelligenti che servono da amplificatori per le capacità umane. Dunque, questo gruppo di ricerca, applica teorie qualitative sul pensiero umano.
Attualmente il loro lavoro di ricerca riguarda:
la combinazione di sistemi innovativi;
la costruzione di una teoria cognitiva.
Questo allo scopo di ottenere:
Gli interessi di ricerca di Repenning riguardano l'educazione e il computer, i nuovi approcci alla programmazione, l'interazione uomo-computer e l'intelligenza artificiale.
Agentsheets permette la creazione di mondi artificiali, con i quali l'utente può interagire. I mondi sono composti dagli agenti (abitanti dei mondi digitali), che presentano una particolare caratteristica: compiere azioni. Affinché, però, queste azioni possano essere compiute è necessario che siano verificate alcune condizioni. Queste ultime insieme alle azioni, costituiscono il comportamento degli agenti. Il programma propone all'utente un nuovo modo di apprendimento attivo, attraverso la simulazione. Il discente, infatti, apprende interagendo direttamente con il programma e non vi è dunque un apprendimento passivo sul testo.
Agentsheets è un ambiente di programmazione visuale che permette la creazione di simulazioni in domini specifici come l'Intelligenza Artificiale, vita artificiale, medicina, ecc.. Esso combina il semplice uso di un sistema di costruzione con la flessibilità dell'ambiente di programmazione visuale (Repenning e Summer, 1995). Il paradigma di costruzione consiste in un largo numero di agenti creati e programmati dall'utente, ed implementati nell'area di lavoro chiamata Worksheets. Essa è formata da una griglia non visibile all'utente, che rende chiara la relazione spaziale degli agenti: l'adiacenza, la posizione relativa e assoluta, la distanza e l'orientamento. Nella griglia, quando l’utente avrà completato di costruire la simulazione, e passando alla modalità view, è possibile visualizzare il fenomeno che si intende simulare.
Infatti, Agentsheets rappresenta un nuovo approccio alla programmazione: programmando gli agenti attraverso un linguaggio visivo, questi si animeranno rendendo l'utente oltre che regista di quello che crea, anche attore e spettatore. Per interagire con un largo numero di entità autonome Agentsheets postula la metafora del "teatro partecipatorio", come uno schema dell'Interazione Uomo-Computer (HCI), che unisce i vantaggi della manipolazione diretta e la delega in uno spettro continuo di controllo e di risoluzione di problemi che di volta in volta sono posti al soggetto che guarda la simulazione (Repenning e Summer, 1994). Nel caso della manipolazione diretta l'utente ha la possibilità di intervenire direttamente sul sistema e operare sull'agente, nel modo seguente:
Nel caso della delega, invece, l'utente non interagisce con l'agente, ma osserva la simulazione da lui stesso programmata.
Le metafore, in Agentsheets:
fungono da mediatori tra i paradigmi di costruzione orientati al problem solving e le applicazioni orientate al dominio;
sono utilizzate per rappresentare le applicazioni semantiche, allo scopo di aiutare le persone a concettualizzare i problemi in termini di nozioni concrete;
possono semplificare l'implementazione delle applicazioni.
Agentsheets è un linguaggio di programmazione visiva che utilizza la tecnica del drug and drop (prendi e trascina). Tale linguaggio stimola un approccio di progettazione iterattivo facilitando la modifica incrementale dell'aspetto e del comportamento dei linguaggi orientati al dominio.
L'interfaccia di Agentsheets è organizzata su diversi livelli. I principali sono:
I micromondi e le simulazioni offrono ai soggetti che imparano ambienti all’interno dei quali eseguire comportamenti ed attività che sono intrinsecamente motivanti. (Kinzie, 1990; Kinzie & Sullivan, 1989). Alcuni psicologi sostengono che gli elementi che sviluppano motivazione all’interno degli ambienti di apprendimento sono le seguenti: sfida, curiosità, fantasia e controllo (Lepper e Malone, 1987; Malone, 1981; Malone e Lepper, 1987). I giochi rappresentano artefatti istruttivi e/o educativi che hanno tutte queste caratteristiche. La fantasia è utilizzata per incoraggiare i soggetti che imparano ad immaginare. Esiste un tipo di fantasia esogena, quando i soggetti sono interessati al contenuto fantastico del gioco, ed una fantasia endogena, quando il contesto presentato dal gioco serve a sviluppare la creatività interna del soggetto e ad applicarla per i contenuti che sta imparando. Quasi la maggior parte dei giochi educativi sviluppano contesti utili per lo sviluppo della fantasia esogena. Al contrario, i giochi che impiegano la fantasia endogena intrecciano i contenuti nel gioco, in modo tale che i soggetti, attratti dalla contesto così ben architettato, siano attratti irresistibilmente anche dai contenuti.
Sviluppare la fantasia endogena è un passo importante verso la costruzione di ambienti altamente motivanti.
La sfida e la curiosità sono interrelati e conformi al concetto di equilibrio di Piaget. Quando il soggetto si confronta con un problema senza una immediata soluzione, lo scolare cercherà una soluzione se essa sembra possibile o probabile e fino a quando non la raggiunge, assumerà che il contesto sviluppato dal gioco è interessante. I soggetti amano le sfide che ritengono né troppo facili né troppo difficili Progettare giochi educativi con tali caratteristiche è un compito estremamente difficile. Molti giochi computerizzati aumentano la dimensione di sfida del gioco aumentando o diminuendo la difficoltà di esecuzione di alcuni compiti, in raccordo con la performance che un giocatore esibisce. I giochi offrono una serie di vantaggi ai costruttori di micromondi, in quanto possiedono quasi tutte le caratteristiche dell’apprendimento motivazionale. Con i software che abbiamo precedentemente presentato (LOGO ed AgentSheets) alcuni giochi possono esser progettati sia da bambini che da insegnanti , con chiari e semplici obiettivi anche se con risultati incerti. La sfida può essere aumentata o diminuita dal soggetto , fino a renderla conforme con le sue capacità. I giochi possono essere progettati anche con strati di complessità, i livelli di difficoltà, che molti giochi commerciali utilizzano. Il feedback può essere fornito con lo scopo di offrire al soggetto la possibilità di valutare velocemente i propri progressi. Tale forma di feedback può essere espresso in molte forme di comunicazione multimediali o multisensoriali quali il testo, le immagini e il suono o il parlato. Il feedback è una componente molto importante nel dare all’utente informazioni sull’andamento delle proprie attività e sui risultati attesi (Norman, 1988, 1993).
6.5 Funzioni cognitive, culturali e sociali del gioco
Il gioco e l’imitazione sono strategie naturali di apprendimento che i bambini attivano in modo istintivo. Gli adulti e soprattutto alcuni insegnanti, di solito sottovalutano la natura benefica del gioco anche in contesti di apprendimento scolastico. Ad ogni modo, giocare con successo richiede un pensiero altamente creativo ed alcune abilità cognitive che riguardano la risoluzione di problemi. Anche il gioco più semplice ha un insieme complesso di proprietà. Se si fornisce un nuovo gioco ai bambini, questi sviluppano rapidamente una comprensione dei concetti e del funzionamento dello stesso. I concetti del gioco hanno uno speciale ruolo di sviluppare la cognizione, non dissimile dalla struttura organizzativa degli schemi delle storie (Bartlett, 1932; Schank, 1990). Infatti, molti giochi computerizzati possono essere descritti come storie interattive (Bielenberg, 1995). Lo schema di una storia fornisce una struttura mentale che contiene un numero di componenti (slot in inglese o caselle), come lo sfondo o la presentazione della storia, l’obiettivo, la complicazione e la risoluzione (Just e Carpenter, 1987). Allo stesso modo, lo schema di un gioco fornisce una struttura mentale simile a tali schemi. La presentazione o lo sfondo della storia potrebbe includere elementi di fantasia che includono il contesto, i giocatori, gli oggetti del gioco, gli obiettivi del gioco, le regole e condizioni e la sfida. Tale struttura fornisce organizzazione ed aspettative all’interno di un complesso intreccio di interazione che il soggetto svolge con l’ambiente computerizzato.
I bambini sono anche esperti progettisti di giochi, attraverso i quali comprendono il mondo e le sue regole. La ricerca suggerisce che le strategie che permettono "l’apprendimento tramite la progettazione" (Perkins, 1986) o "l’apprendimento tramite la costruzione" (Harel e Papert, 1991) sono modi altamente significativi di esplorare gli ambienti. Per cui, alcuni autori sostengono che, piuttosto che progettare materiali di apprendimento basati sui computer, sarebbe meglio fornire ai bambini i più potenti strumenti di progettazione e farli giocare, lavorare ed apprendere con essi (Kafai, 1994). Dato il ruolo naturale che il gioco e l’imitazione svolgono nello sviluppo intellettuale e sociale, l’attività di gioco e quella di progettazione dei giochi può essere considerata un compito altamente rilevante per i bambini. Alcuni ricercatori hanno evidenziato l’importanza di ancorare o situare l’apprendimento in situazioni autentiche (Brown, Collins e Duguid, 1989).Tale tipo di apprendimento in contesti significati produce come risultato un tipo di conoscenza attiva ed utile, al contrario della conoscenza inerte che si ottiene come risultato di un apprendimento decontestualizzato. Per cui, si può dire che i giochi in ambienti educativi, non devono essere pensati come un diversivo, ma come una integrale e sostanziale della prassi educativa.