Lo stress e la preoccupazione influenzano positivamente l’apprendimento o il rendimento matematico? I risultati dei test PISA 2022 hanno messo in allerta il mondo dell’educazione riguardo al rendimento matematico degli studenti che terminano la scuola dell’obbligo. La preoccupazione è stata tale che c’è chi ha sostenuto l’idea di un ritorno a un apprendimento più meccanico e che sarebbe opportuno che gli studenti si stressassero di più per imparare meglio la matematica.
Come abbiamo visto in occasione dell’evento “La scuola, il riflesso della società del futuro”, organizzato dal Cercle d’Economia e da Innovamat (in spagnolo), riprodurre le conoscenze acquisite non è sufficiente: gli studenti devono saperle applicare in contesti non familiari. Andreas Schleicher, direttore del dipartimento Education and Skills dell’OCSE e ideatore e coordinatore dei test PISA, ne è profondamente convinto e noi, dopo un’attenta analisi dei problemi a risposta aperta dei test PISA 2022, siamo giunti alla stessa conclusione.
Nel corso di questo importante evento, Andreas Schleicher ha sottolineato che l’atteggiamento che assumono gli studenti nei confronti della matematica è un fattore che ne influenza l’apprendimento. In occasione dei test PISA 2022 si sono volute raccogliere le informazioni relative all’ansia matematica in un questionario che gli studenti hanno compilato insieme al test di matematica. Qual è la relazione tra il rendimento matematico e l’atteggiamento degli studenti verso questa materia?
Proviamo a rispondere a questa domanda analizzando i risultati ottenuti in Spagna e nei Paesi OCSE nei test PISA 2022!
1. Test PISA 2022: relazione tra ansia e rendimento matematico
Oltre ai quesiti matematici, gli studenti che hanno partecipato ai test PISA hanno risposto a domande che hanno a che fare con il loro atteggiamento nei confronti della matematica. È stato chiesto loro, ad esempio, in che misura fossero d’accordo con le seguenti affermazioni: “Spesso mi preoccupa avere difficoltà a lezione di matematica” o “Mi sento nervoso quando devo risolvere problemi di matematica”, affermazioni legate a un certo grado di ansia o stress nei confronti della matematica.
Il team di ricerca di Innovamat ha analizzato la risposta a queste domande per studiare la relazione tra ansia e rendimento. L’ansia matematica è la reazione emotiva caratterizzata da sentimenti di paura, tensione e apprensione in situazioni che prevedono lo svolgimento di un’attività matematica. In questo articolo, mettiamo in relazione il rendimento matematico con i risultati ottenuti dagli studenti nei test di matematica, in questo caso nei test PISA.
Di seguito, mostriamo i risultati degli studenti nei test di competenze matematiche in base al loro grado di “preoccupazione” e “nervosismo”. Le barre blu indicano i casi in cui gli studenti sono d’accordo con le affermazioni, si sentono cioè preoccupati o nervosi nei confronti della matematica. Le barre verdi indicano, invece, i casi in cui gli studenti sono in disaccordo con le affermazioni.
Grafico 1: Punteggio medio in matematica nei test PISA 2022 nei Paesi OCSE e in Spagna, in base alla risposta alla domanda: “Spesso mi preoccupa avere difficoltà a lezione di matematica”.
Grafico 2: Punteggio medio in matematica nei test PISA 2022 nei Paesi OCSE e in Spagna, in base alla risposta alla domanda: “Mi sento nervoso quando devo risolvere problemi di matematica”.
I dati mostrano che gli studenti con maggiore preoccupazione o nervosismo nei confronti della matematica sono anche quelli che ottengono, in media, i risultati peggiori nei test PISA di matematica. Questa differenza è statisticamente significativa sia per la Spagna che per la media OCSE (p < 0,01, in tutti i casi). Pertanto, possiamo affermare che gli studenti con maggiore ansia matematica sono anche, in generale, quelli con i risultati più bassi nei test PISA.
Si tratta di un fenomeno ben noto nella letteratura scientifica. In questo articolo pubblicato nel 2015, ad esempio, la professoressa Dilara Bakan mostra una relazione simile tra atteggiamento e rendimento matematico in altri Paesi, utilizzando i dati dei test PISA 2012. In Inghilterra, Hong Kong, Paesi Bassi, Grecia, Turchia e Stati Uniti, una maggiore autoefficacia o fiducia nella matematica è correlata a risultati migliori. Al contrario, una maggiore ansia per la matematica predice risultati peggiori, soprattutto inquei Paesi che hanno ottenuto risultati complessivamente scarsi (Grecia, Stati Uniti e Turchia).
2. Test PISA 2022: ansia matematica e differenze di genere
I risultati dei test PISA 2022 mostrano grandi differenze di genere in termini di ansia. Dalle risposte al questionario sull’ansia matematica emerge che le ragazze hanno livelli di ansia molto più alti dei ragazzi. Questo è vero sia in Spagna che nella media dei Paesi OCSE e, in entrambi i casi, il risultato è statisticamente significativo (p < 0,01, in tutti i casi). Abbiamo riscontrato anche che gli studenti spagnoli generalmente mostrano livelli di ansia più elevati rispetto alla media OCSE.
Grafico 3: Livello medio di ansia nelle domande dei test PISA 2022 in base al genere degli studenti. L’indice di ansia matematica è stato calcolato utilizzando le risposte degli studenti a sei domande sull’ansia matematica. I valori positivi indicano che gli studenti hanno risposto di avere una maggiore ansia nei confronti della matematica rispetto alla media degli studenti dei Paesi OCSE.
3. Ansia e rendimento matematico nella scuola primaria
A questo punto dell’articolo, vi starete chiedendo… A che età gli studenti iniziano ad avere ansia matematica e come questa influenza il rendimento?
Per l’anno scolastico 2022-2023, il team di ricerca Innovamat si è posto esattamente la stessa domanda e per rispondere, ha somministrato un test sulla motivazione e sull’ansia matematica a 291 studenti del terzo anno di scuola primaria di alcune scuole catalane. Inoltre, al termine dell’anno scolastico, gli stessi studenti hanno sostenuto delle prove sui contenuti e sulle procedure matematiche: i test ConMat, ideati da Innovamat.
Misurazione dell'ansia e della motivazione matematica
Misurazione del rendimento matematico
In questo caso, il rendimento matematico è stato misurato con i ConMat, i test di valutazione di riferimento ideati da Innovamat. Come altri test di riferimento, ad esempio i TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study), i ConMat classificano le domande in due diversi domini cognitivi: contenuti e processi.
In termini di contenuti, i ConMat fanno una distinzione tra concetti (fatti, vocabolario, ecc.) e procedure (operazioni, visualizzazione di costruzioni, uso di strumenti di misura, lettura di grafici, ecc.) Nel caso dei processi, le domande sono organizzate in quattro dimensioni: risoluzione di problemi, ragionamento e prova, collegamenti e comunicazione e rappresentazione.
Relazione tra ansia matematica, motivazione e rendimento
In linea con la nostra ipotesi, abbiamo riscontrato che una maggiore motivazione generale è correlata a un migliore rendimento matematico.
Grafico 4: Rendimento matematico nei test ConMat (asse y) in funzione del livello di motivazione matematica (asse x). Ogni punto rappresenta il risultato di uno studente. La linea retta blu e l’area grigia rappresentano un modello lineare con un intervallo di confidenza del 95%. Il valore R in alto a sinistra rappresenta l’indice di correlazione di Pearson, ossia il coefficiente di correlazione tra motivazione e percentuale di successo nei test ConMat. Un valore p < 0,05 indica che la correlazione tra questi due fattori è significativa.
Al contrario, una maggiore ansia matematica è associata a risultati più bassi.
Grafico 5: Rendimento matematico nei test ConMat (asse y) in funzione del livello di ansia matematica (asse x). Ogni punto rappresenta il risultato di uno studente. La linea retta blu e l’area grigia rappresentano un modello lineare con un intervallo di confidenza del 95%. Il valore R in alto a destra rappresenta l’indice di correlazione di Pearson, ossia il coefficiente di correlazione tra motivazione e percentuale di successo nei test ConMat. Un valore p < 0,05 indica che la correlazione tra questi due fattori è significativa.
4. Ansia matematica, motivazione e differenze di genere
Nello stesso studio abbiamo anche indagato se i ragazzi e le ragazze avessero livelli diversi di ansia. Già al terzo anno di scuola primaria, all’età di 7 o 8 anni, le alunne femmine hanno riportato livelli di ansia più elevati rispetto agli alunni maschi.
Grafico 6: Diagramma a scatola e baffi che mostra il livello di ansia degli studenti del 3º anno di scuola primaria in base al sesso (maschi o femmine). Il pannello di sinistra mostra l’ansia degli studenti nei confronti dei test di matematica, mentre il pannello di destra mostra l’ansia degli studenti in generale nei confronti di un’attività legata alla matematica. I valori più alti sono associati a un maggior grado di ansia. La linea nera all’interno del riquadro rappresenta la mediana delle risposte (secondo quartile o 50-esimo percentile), mentre la scatola indica il primo quartile (25-esimo percentile) e il terzo quartile (75-esimo percentile). I baffi in basso mostrano gli studenti al di sotto del primo quartile, mentre i baffi in alto mostrano quelli al di sopra del terzo quartile. Osservando il grafico, notiamo che le ragazze non solo mostrano più ansia in generale, ma anche che lo scarto interquartile (Q3-Q1) è più alto. In altre parole, c’è una maggiore dispersione nelle loro risposte, e in particolare vediamo ragazze con valori di ansia molto elevati (il Q3 delle ragazze ha un valore più alto del Q3 dei ragazzi).
L'ansia matematica del personale docente e la sua influenza in base al genere
Le ricerche dimostrano che l’ansia matematica non è un fenomeno esclusivo degli studenti. Anche gli insegnanti soffrono di ansia matematica e questo può avere conseguenze sugli studenti. Uno studio scientifico dell’Università di Chicago pubblicato nel 2010, guidato da Sian Beilock e Susan Levine, dimostra che l’ansia matematica delle docenti donne ha un’influenza negativa sul rendimento matematico delle ragazze, ma non su quello dei ragazzi. Gli autori spiegano che nella scuola primaria, dove la maggior parte degli insegnanti è di sesso femminile, l’ansia matematica può trasmettere la sensazione che le donne non siano brave in matematica, il che può demotivare le studentesse e portarle a ottenere risultati più bassi.
Si tratta di un risultato che ci preoccupa particolarmente e che solleva la questione di come invertire l’effetto. A tal proposito, il nostro team di ricerca sta conducendo uno studio che valuta l’effetto di un intervento che abbiamo progettato per promuovere la mentalità di crescita. L’obiettivo è ridurre l’ansia matematica lavorando sulla mentalità di crescita e sul superamento di alcuni stereotipi legati alla matematica e al genere che gli studenti potrebbero aver già fatto propri. Questo studio si ispira alle ricerche di diversi ricercatori, tra cui Carol Dweck e Jo Boaler dell’Università di Stanford, che hanno dimostrato che la mentalità di crescita è correlata al rendimento matematico degli adolescenti. Inoltre, Andreas Schleicher in occasione dell’evento organizzato dal Cercle d’Economia e da Innovamat (in spagnolo) ha affermato che gli studenti con una mentalità di crescita, cioè quelli che credono di poter imparare ciò che ancora non sanno se si impegnano, sono quelli che generalmente ottengono migliori risultati accademici.
5. Conclusione
I dati analizzati in questo articolo dimostrano che la preoccupazione, l’ansia o lo stress non sono fattori che favoriscono un buon rendimento matematico. La motivazione, invece, è un elemento che può aiutare gli studenti a raggiungere risultati migliori. Uno degli obiettivi del team Innovamat è fornire agli insegnanti risorse e strumenti creati a partire dall’analisi delle evidenze scientifiche, per motivare gli studenti e aiutarli a capire che la matematica è appassionante e può essere appresa da chiunque.
