Project Laboratory

Università della Calabria

Dipartimento di ingegneria meccanica, energetica e gestionale

Appunti del corso di Project Laboratory

Piofrancesco Barone
Prof. Mario Amelio
Ingegneria Energetica
A.A. 2020/2021

Ottobre Pagina 17
Ottobre 2020 (prof. Amelio)
Mercoledì 7 ottobre 2020 08:30
Prof. Mario Amelio
Office: Cube 44C, 5th floor
Email: mario.amelio@unical.it
Ph.D. Silvio Barbarelli
Office: Cube 44C, 2nd floor
Email: silvio.barbarelli@unical.it

Project laboratory: the didactic project

The awareness of a radical change in the social and communicative dynamics of the professional environment that today welcomes "new" graduates, pushes the question from day to day whether the degree courses offered by "modern" universities are capable of transmitting not only science and technique, but also awareness and knowledge of a real world, in which equally real choices will be made.

It is therefore from this perspective that one wonders whether it is true to say that universities really prepare young people for the world of work. The new class of professionals has to deal with evident social changes; we need people who have the ability to make decisions, to assess risks, we need innovators and creative leaders.

Initially, it was thought that similar results could be obtained through a total review of the curricula, but soon the awareness of having to look further arose. The idea of Project Teaching has been known since the late 1960s: learning wants to be something strictly connected to the social context in which it develops; the student can define his own personality, a strong professional identity, a lively professional ethics.

We therefore need a review of teaching aimed at re-evaluating its quality and effectiveness, a philosophical change (perhaps if you want to dare) of teaching centered on four fundamental objectives:

• Understanding the relationships between society and technology.
• Development of a scientific aptitude for critical reflection.
• Development of a sense of responsibility and independence.
• Acquisition of professional skills and techniques.

It is evident that these objectives highlight a potential rather than a result, a process rather than a product. Faced with all this, the educational content becomes less important than in the past, as the focal axis shifts to the training method, towards the students and the learning process.

All this does not detract from the role of the teacher, who, from being the guardian of arcane and stratified knowledge, becomes a catalyst of the training process, a stimulus for students' curiosity and above all a guarantor of the success of the educational project, while being able to continue to express preferences and beliefs within the course.

Returning to the history of this change, it can be said that the idea was born in the medical field, at McMaster University in Canada, at the end of the Sixties to awaken the criticisms that, at that time, medical training had moved away from clinical practice. It was then that we first heard about PBL (Problem Based Learning), that is a method defined as "the most important methodological innovation since the institutionalization of professional teaching"; a method that collected in itself the contents of all the methods, which had previously moved on the same field (Case Based Learning, Learning by Doing, Learning by Discovery or Student Centered Learning) summarizing operationally the principles.

In the case of McMaster University, the PBL made it possible to bridge the gap that had been created between education and practice, through an approach based on real medical cases. This approach encompassed many different disciplines and knowledge, thus in stark contrast to an approach that saw the different disciplines fragmenting into many different courses. The PBL proved to be the perfect integration between educational practice and professional practice.

Therefore, rather than dividing into specialized disciplines, a PBL program has its own thematic structure and defines a theoretical body of an educational form that contains the best characteristics of traditional teachings and that allows them to be applied in a complete program, in a single and large theoretical framework.

To be more practical: a practical problem serves as a starting point for the development of a PBL problem; the students, gathered in small groups, initially discussing the problem, activate the previous knowledge and thus link the learning process to the already existing skills, thus stimulating the formation of a structure of thought that is substantial in a professional environment.

Since the PBL is a multifaceted method in itself, as it is susceptible to numerous operational variants, a subdivision into categories of what until now has been presented as a general method was considered useful.

The parameter through which the different didactic approaches differ is of fundamental importance: the degree of control (awareness) by the students:

• AP (Assignment Project): The assignment of the project is characterized by considerable planning and almost absolute control by the supervisors. The problem, the subject, and the methods are all pre-established.
• SP (Subject Project): The theme of the project is chosen a priori by the teachers. Instead, students have free choice in identifying the possible problems offered by the topic. Another possibility is that the problems are given and the students can choose which methods to face and solve them.
• PP (Problem Project): The problem is the starting point and it will determine the choice of appropriate materials, methods, and means. The problem is however chosen from a shortlist defined by teachers.

It is easy to understand that the role of teachers changes drastically in this type of approach, especially in the latter: as students begin to own their own project, the teacher gradually loses control over their work; the groups decide independently. The teacher must limit his control work to verifying the achievement of the objectives that the groups themselves have decided to achieve, just as happens in the world of work.

In addition to control, the design of a stimulating learning environment and the facilitation of this self-directed learning process remain the fundamental tasks that a teacher has within a PBL program. This demonstrates that the role of the teacher is by no means diminished by this approach, on the contrary it is re-evaluated as it elevates him to the "demiurge" of a process of meeting between the parties, disciplines and ideas, a process that can be based on foundation solid enough to support what the working groups will build on it.

One of the risks to which this methodological can lead, if particular attention is not paid to it, is the possibility that students concentrate their energies and efforts too much on the results of their projects: in fact, this is one of the problems of greater depth in real practice, but can become less productive in the educational field. In this the PBL is certainly helpful compared to another widely used approach, which takes the name of Practice Based Problem: in the PBL the problems are abstract with respect to the practical reality, detached from the pragmatic utility that instead the market requires to the products that it welcomes; the problem is therefore useful as a generic problem, as an opportunity for discussion and comparison, a training ground for ideas and possible solutions. The concept of gymnasium is re-evaluated, the Socratic idea of teaching-learning, in which the teacher limits himself to setting fire to the fuse that will then ignite the logical debate among the students.

The abstraction of the problem helps the working groups to remain focused on this high comparison, without falling into the trap of the result, which, despite being an aspect of great importance, leads to a decrease in productivity in educational terms: after all, research often poses scholars and researchers faced with problems completely abstract from reality, but at the same time problems to be solved and faced practically, tangible; it is the problem in itself that generates a push towards those who have to measure themselves.

PBL is therefore a true didactic philosophy of the postmodern era and has had extraordinary success in the training of professionals, as an increasing number of institutions have decided to embrace this didactic approach. In fact, following the McMaster case, the medical faculties of Maastricht (Holland) and Newcastle (Australia) also adopted the PBL and each of them then developed it into new nuclei, exporting it to new disciplines. Today the PBL is applied worldwide to a large variety of disciplines ranging from medicine to architecture, engineering to economics and law.

It has gradually developed and diversified into a taxonomic organization of different and complementary, but always problem-based approaches. Therefore there is no specific and universal format, it varies from case to case: in some cases the traditional lesson of the course is completely eliminated, while in others it is still used to approach the problem and to stimulate the attention of students.

However, contrary to the apparent differences and diversifications of the different approaches, they all share some basic principles both from a didactic point of view and in relation to their professional orientation. From the application of these principles, it was possible to define some characteristics shared by all types of PBL:

Didactic principles

• Students responsible for their own learning.
• Active acquisition of knowledge and techniques.
• Cooperation rather than competition.

Professional guidelines

• Holistic orientation to professional practice.
• Integration of techniques related to different professional and scientific fields.
• Integration of knowledge, techniques and ways of thinking.

One last thing about how to introduce this methodology must be said about the dimensions of the impact that the new must have with the old: even if history has told of cases in which the adoption and application of the PBL was radical (a due to emergencies relating to the survival of entire faculties or due to the very small size of the faculties themselves), there have been cases in which the introduction started from small experiments, which saw the introduction into the classic program of didactic moments managed according to the PBL modes.

The benefits of this integration develop in two main directions: the first is the one we have talked about so far, that is the thematic structuring of the work programs and the holistic approach to the problem, the other is linked to the possibility of probing a small sample of reactions of students and teachers to evaluate possible future expansions of this discourse.

Laboratorio di macchine: Il progetto didattico

La consapevolezza di un radicale cambiamento nelle dinamiche sociali e comunicative dell’ambiente professionale che oggi accoglie i “nuovi” laureati, spinge di giorno in giorno a chiedersi se i corsi di studio offerti dalle “moderne” Università siano in grado di trasmettere non solo scienza e tecnica, ma anche coscienza e conoscenza di un mondo reale nel quale si andranno a fare scelte altrettanto reali.

È dunque in quest’ottica che ci si chiede se è legittimo affermare che le Università preparino realmente i giovani al mondo del lavoro. La nuova classe di professionisti deve fare i conti con evidenti cambiamenti sociali; occorrono figure che abbiano la capacità di prendere decisioni, di valutare rischi, servono degli innovatori creativi e dei leaders.

Inizialmente si è pensato che simili risultati fossero conseguibili attraverso una revisione totale dei programmi di studio, ma ben presto si è fatta avanti la consapevolezza che bisognava guardare più lontano. Fin dalla fine degli anni ’60 è nota l’idea del Project Teaching (insegnamento per progetti): l’apprendimento vuole essere qualcosa di strettamente connesso al contesto sociale in cui si sviluppa; lo studente può definire una propria personalità, una identità professionale forte, un’etica professionale viva.

Occorre dunque una revisione dell’insegnamento tesa a rivalutarne la qualità e l’efficacia, una revisione (volendo forse osare) filosofica dell’insegnamento imperniata su quattro fondamentali obbiettivi:

• Intuito nella lettura delle relazioni tra società e tecnologia.
• Sviluppo di un’attitudine scientifica alla riflessione critica.
• Sviluppo del senso di responsabilità e di indipendenza.
• Acquisizione di competenze e tecniche professionali.

È evidente che tali obbiettivi mettono in luce un potenziale piuttosto che un risultato, un processo più che un prodotto. Di fronte a tutto questo i contenuti educativi diventano meno importanti rispetto al passato, in quanto l’asse focale si sposta sul metodo formativo, sugli studenti e sul processo d’apprendimento.

Tutto questo non va assolutamente a sminuire il ruolo dell’insegnante, che, da custode di arcani e stratificati saperi, diventa catalizzatore del processo formativo, pungolo per la curiosità degli allievi e soprattutto garante della riuscita del progetto didattico, pur potendo continuare ad esprimere le proprie preferenze e le proprie convinzioni nell’ambito del corso.

Tornando alla storia di questo cambiamento, si può affermare che la concretizzazione di quanto sinora si è detto e sentito è nata, in ambito medico, alla McMaster University in Canada, alla fine degli anni ’60 per risvegliare il criticismo che quel tipo di educazione medica aveva rimosso dalla pratica clinica di allora. Fu allora che si sentì parlare per la prima volta di PBL (Problem Based Learning) e cioè di un metodo definito come “la più importante innovazione metodologica dall’istituzionalizzazione degli insegnamenti professionali”; un metodo che raccoglieva in sé i contenuti di tutti i metodi, che in precedenza si erano mossi su sullo stesso terreno (Case Based Learning, il Learning by Doing, il Learning by Discovery o lo Student Centred Learning) sintetizzandone operativamente i principi.

Nel Caso della McMaster University, il PBL rese possibile colmare il “gap” che si era venuto a creare tra educazione e pratica per mezzo di un approccio che si basava su casi medici reali. Un approccio, questo, che racchiudeva in sé molte discipline e diverse conoscenze, dunque in netto contrasto con un’impostazione che vedeva le diverse discipline frammentarsi in tanti corsi diversi. PBL risultò essere l’integrazione perfetta tra pratica educativa e pratica professionale.

Dunque, piuttosto che dividersi in discipline specialistiche, un programma PBL ha una sua struttura tematica e definisce un corpo teorico di una forma educativa che racchiude le migliori caratteristiche degli insegnamenti tradizionali e che consente di applicarli in un programma compiuto, in un’unica e grande intelaiatura teorica.

Per essere più pratici: un problema pratico funge da punto di partenza per lo sviluppo di un problema PBL; gli studenti, riuniti in piccoli gruppi, discutendo inizialmente del problema, attivano le precedenti conoscenze e così agganciano il processo d’apprendimento alle competenze già esistenti stimolando così la formazione di una struttura di pensiero che è sostanziale in un ambito professionale.

Essendo il PBL un metodo poliedrico di per sé, in quanto suscettibile di numerose varianti operative, si è ritenuta utile una suddivisione in categorie di ciò che fino ad ora è stato presentato come un metodo generale; il parametro attraverso il quale si differenziano i diversi approcci didattici è di fondamentale importanza: il grado di controllo (consapevolezza) da parte degli studenti:

• AP (Assignement Project): L’assegnazione del progetto è caratterizzata da una considerevole pianificazione e da un controllo quasi assoluto da parte dei supervisori. Il problema, la materia e i metodi sono scelti tutti a priori.
• SP (Subject Project): Il tema del progetto è scelto a priori dagli insegnanti. Gli studenti hanno invece libera scelta nell’individuazione dei possibili problemi offerti dal tema. Altra possibilità è che i problemi saranno dati e gli studenti potranno scegliere con quali metodi affrontarli e risolverli.
• PP (Problem Project): Il problema è il punto di partenza ed esso determinerà la scelta di materie, metodi e mezzi opportuni. Il problema è comunque scelto in una rosa definita dagli insegnanti.

È facilmente intuibile che il ruolo degli insegnanti cambia drasticamente in un approccio di questo tipo, soprattutto nell’ultimo: man mano che gli studenti iniziano a possedere il proprio progetto, il docente perde gradualmente il controllo sul loro lavoro; i gruppi decidono autonomamente. L’insegnante deve limitare la sua opera di controllo alla verifica del conseguimento degli obiettivi che i gruppi stessi hanno deciso di raggiungere, proprio come avviene nel mondo del lavoro.

Oltre al controllo, la progettazione di un ambiente di apprendimento stimolante e la facilitazione di questo processo d’apprendimento auto-diretto restano comunque le mansioni fondamentali che un insegnante ha nell’ambito di un programma PBL. Questo a dimostrazione che il ruolo del docente non è affatto sminuito da questo approccio, al contrario viene rivalutato in quanto lo eleva a “demiurgo” di un processo d’incontro fra le parti, le discipline e le idee, un processo che possa poggiare su fondamenta abbastanza solide da reggere ciò che i gruppi di lavoro andranno a costruirci sopra.

Uno dei rischi verso i quali questo approccio metodologico può condurre, se non vi si pone particolare attenzione, è la possibilità che gli studenti concentrino troppo le proprie energie ed i propri sforzi sui risultati dei loro progetti: in effetti questo è uno dei problemi di maggior spessore nella pratica.