Sono note le difficoltà che molti alunni incontrano nell'imparare la matematica. Spesso capire o non capire la matematica è uno dei fattori chiave per la riuscita o il fallimento scolastico.
Nell'Istituto Tecnologie Didattiche si studiano ambienti di apprendimento innovativi basati sulle tecnologie dell'informazione e della comunicazione con l'obiettivo di migliorare la qualità dell'apprendimento (sia dal punto di vista delle competenze acquisite che da quello dei livelli motivazionali) in vari ambiti disciplinari, e, in particolare, nella matematica. E' un tipo di ricerca applicata che richiede il concorso di competenze disciplinari differenti: matematica, scienze dell'educazione, scienze cognitive, informatica. I risultati si hanno su più piani: indagine teorica e definizione di modelli e metodi; realizzazione di sistemi software innovativi; verifica sperimentale e modelli per il trasferimento.
In questo contesto l'Istituto Tecnologie Didattiche sta completando la trealizzazione di ARILAB-2, un sistema multi-ambiente: orientato allo sviluppo di capacità di soluzione di problemi aritmetici. La ricerca è finanziata dalla Comunità Europea nell'ambito del Quinto Programma Quadro (progetto ITALES).
ARI-LAB-2 è stato ideato per aiutare l'insegnante nella progettazione di situazioni di apprendimento che tengano conto delle caratteristiche individuali degli studenti. Con ARILAB-2 lo studente può costruire la soluzione di un problema aritmetico, interagendo con un insieme strutturato e interconnesso di ambienti di natura diversa. Ad esempio, per risolvere un problema di compra-vendita, può accedere ad un'ambiente in cui può generare Euro, muoverli sullo schermo per rappresentare un dato ammontare, cambiarli con monete di valore equivalente, ecc. Per imparare a calcolare il valore delle monete, lo studente può accedere ad un sintetizzatore vocale che gli consente la validazione dell'attività di conta. Il valore numerico si può poi rappresentare in modi diversi: sull'abaco, sulla retta, ecc. mettendo a confronto le diverse rappresentazioni per meglio arrivare ad una loro concettualizzazione. Altri ambienti riguardano le frazioni e le operazioni di tipo simbolico.
Il sistema è strutturato in modo tale da supportare anche forme di apprendimento collaborativo: mentre risolve un problema, lo studente può comunicare con altri studenti o con l'insegnante, inviando messaggi o soluzioni. Può anche accedere ad esempi di problemi risolti o analizzare i processi risolutivi realizzati dai compagni per risolvere lo stesso problema. Il paradigma di riferimento è quello socio-costruttivo in cui si mette in luce come l'apprendimento può realizzarsi efficacemente in attività in cui l'accesso alla conoscenza può essere mediato dall'uso di strumenti che rendono operativi i concetti astratti e dall'interazione sociale che mette a confronto differenti punti di vista e approcci.
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