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STEM analysis of a module on Artificial Intelligence for high school students designed within the I SEE Erasmus+ Project
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Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Second quantum revolution: The progressive design of an approach to value its cultural and conceptual scope
Full text linkQuantum information science and technology is a growing field. Programs like
Quantum Flagship in the EU and the National Quantum Initiative Act in the U.S. have called for science
education and science education research to provide efforts and competencies for preparing the workforce
and the next generations of quantum experts and promoting quantum literacy. The second quantum
revolution is similar to the Newtonian one in that it has the potential to question worldviews in our society.
We present our approach to design a teaching module for secondary school students that aims to value the
cultural scope of the second quantum revolution. The model of educational reconstruction was used as a
theoretical reference to reconstruct content for educational and cultural purposes. Renn’s elaborated
historical analysis of knowledge evolution provided the criteria for characterizing the cultural scope in
content reconstruction. The module has been iteratively refined following a design-based approach
involving back-and-forth dynamics between educational hypotheses and empirical results. The process
started in 2018, and the module was refined through 5 rounds of implementation in extracurricular courses
with secondary school students (for almost 130 students). The main finding underscores the importance of
finding a balance between a process of simplification or elementarization of the content and its enrichment
to foster learners to develop a deep understanding of quantum technologies, their conceptual intricacies,
and their cultural scope
Appropriazione e identità in ambito STEM: riflessioni per un approccio ecologico
Full text linkLo scopo della tesi è contribuire alla comprensione e allo sviluppo delle potenzialità del nesso tra la partecipazione ad attività didattiche nelle discipline STEM, in particolare
nella fisica, e la formazione dell’identità. Risulta evidente come la difficoltà nel creare modi personali di apprendere rischi di generare forme di conoscenza non significativa e un’idea di scienza distante e non rilevante per la propria formazione (Schreiner and Sjøberg, 2007). Oltre alla perdita del suo grande valore culturale, ciò determina anche l’impossibilità di orientarsi in una società sempre più centrata sul sapere scientifico (Benasayag, 2020), di immaginare scenari futuri e di partecipare, come cittadini attivi, alla loro realizzazione (Levrini et al., 2020). Da queste considerazioni è stato sviluppato lo studio sull’appropriazione di Levrini e colleghe (Levrini et al., 2015), in cui sono stati individuati alcuni design principle per percorsi didattici che potessero rispondere all’esigenza di un apprendimento inclusivo e significativo. Risuonando con l’analisi effettuata, ho provato a sviluppare nuclei tematici
che, non inglobati dai principi di costruzione, potessero suggerire eventuali affinamenti e ulteriori pratiche nell’ideazione di attività didattiche. Per far ciò ho analizzato anche studi legati all’antropologia dell’educazione e alla pedagogia. I nuclei individuati racchiudono una molteplicità di costrutti emergenti in diverse aree disciplinari.
Il percorso introdotto è stato presentato e discusso con studenti di laurea magistrale in fisica dell’Università di Bologna con lo scopo di verificare se e quanto studenti di fisica si sentissero vicini ad un simile approccio e provare a renderlo operativo. L’esito dello studio è stato positivo: gli studeti hanno risuonato oltre la aspettative con il percorso e sono emerse riflessioni e proposte didattiche, che hanno mostrato come i nuclei tematici possano in certi casi integrare i principi di costruzione dell’appropriazione
Epistemologie degli studenti e seconda rivoluzione quantistica: da un’indagine empirica alla progettazione di una attività didattica
Full text linkQuesta tesi ha due obiettivi: indagare il potenziale di un corso incentrato sulle tecnologie quantistiche per lo sviluppo di epistemologie degli studenti utili per l’apprendimento della fisica quantistica; proporre un’attività didattica che valorizzi diverse prospettive (concettuale, sperimentale, epistemologica) per introdurre alla seconda rivoluzione quantistica.
Il primo obiettivo è stato realizzato progettando un questionario somministrato nel corso “Introduzione alla Scienza e Tecnologia Quantistica”, svoltosi nell’anno accademico 2022/2023, e nella sua analisi. Il questionario è stato progettato con l’intento di indagare con precisione quali e come le epistemologie degli studenti sono state guidate in modo significativo verso una visione più esperta e adeguata della fisica quantistica, e quali aspetti del corso sono stati considerati utili e quali invece un ostacolo. Dopo un’analisi della letteratura, il questionario è stato strutturato per indagare le epistemologie su tre dimensioni: il ruolo della matematica, della visualizzazione e dell’intuizione nello studio e nell’apprendimento della meccanica quantistica. I risultati del questionario hanno mostrato come l’utilizzo di diverse prospettive nel corso sia stato proficuo per l’affinamento delle epistemologie individuate.
Per il secondo obiettivo, sulla base dei risultati ottenuti è stata progettata una attività per scuola secondaria incentrata sulla prima e seconda rivoluzione quantistica e articolata nelle prospettive del corso, ovvero quella concettuale, sperimentale e epistemologica/storica. Il fulcro dell’attività è l’esperimento di scelta ritardata di Wheeler. All’inizio dell’attività vengono introdotti alcuni concetti quantistici fondamentali, come gli stati di sovrapposizione, il principio di complementarietà e il processo di misura. Dopo aver mostrato l’esperimento si introduce la seconda rivoluzione quantistica tramite i circuiti quantistici, come possibile metodo di implementazione dell’esperimento
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
The second quantum revolution: designing a teaching-learning activity on the quantum manifesto to futurize science education
Full text linkQuesta tesi è la conclusione di un lavoro all’interno di I SEE (Inclusive STEM Education to Enhance the capacity to aspire and imagine future careers), un progetto europeo Erasmus+ coordinato dall’Università di Bologna e che coinvolge altri sei partner (http://iseeproject.eu). Il mio lavoro ha portato allo sviluppo di un’attività didattica intitolata “Applicazioni e implicazioni dei computer quantistici nella società” che è parte di un modulo I SEE sui computer quantistici.
Progetto e attività mirano a contribuite a due dibattiti nella ricerca sull’educazione scientifica: quello sulla didattica STEM e sulla sua posizione in contesti di ricerca, istituzionali e didattici; quello sulla percezione del futuro da parte dei giovani in questo mondo in accelerazione.
Il primo capitolo riguarda lo stato dell’arte del dibattito sulla didattica STEM, da un punto di vista sia di ricerca che istituzionale, come modo di affrontare temi chiave che riguardano il rapporto problematico tra scienza e società.
Nel secondo capitolo, viene presentato il progetto I SEE e collocato all’interno della ricerca nella didattica STEM. È fornita una descrizione di come tale progetto contribuisce a promuovere lo sviluppo delle cosiddette future-scaffolding skills e a disegnare un approccio STEM integrato, con una descrizione dei moduli finlandese e italiano sulle tecnologie quantistiche.
Il terzo capitolo include la descrizione dell’attività che ho contribuito a sviluppare. Essa è stata costruita per raggiungere diversi obiettivi tra cui guidare gli studenti di scuola secondaria a familiarizzare con la terminologia, le prospettive e i contenuti di documenti istituzionali come il Quantum Manifesto, e rendersi conto delle tante dimensioni coinvolte, riconoscendo dove e come le tecnologie quantistiche potranno essere d’impatto nella vita del singolo.
Infine, si discutono i risultati dell’implementazione dell’attività avvenuta a Bologna nel febbraio 2019 con 25 studenti di scuola secondaria
Quantum computers for high school: design of activities for an I SEE teaching module
Full text linkThe thesis is situated within the I SEE project (Inclusive STEM Education to Enhance the capacity to aspire and imagine future careers), a triennial ERASMUS+ project involving six partners, started in 2016 and coordinated by the University's Department of Physics and Astronomy of the University of Bologna (https://iseeproject.eu/). The main goal of I SEE is the design of teaching approaches and modules on advanced interdisciplinary topics such as climate change, artificial intelligence and quantum computers for secondary school. The modules aim to: i) improve students' ability to imagine the future and to aspire to STEM careers; ii) develop transversal skills that allow students to play an active and conscious role in a global, fragile and constantly changing world. The work of this thesis started from the analysis of an I SEE module on quantum computers realized by the Finnish partners of the project and consists in a revision and integration of their activities in order to solve some problems they encountered during the implementation. This revision aimed to build a better connection between quantum computers and future and to search for a global approach to lead students to understand the physics behind these new technologies without getting trapped in the technical details. In particular, the work I have developed for the present thesis concerns the choice of teleportation as an emblematic case of the quantum protocol and sets as objectives: i) the comparison between the teleportation experiment and the circuit that realizes it, highlighting how the experiment can be reread in terms of logic gates and quantum circuits; ii) the educational transposition and the design of the teaching activity within the module
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