Come la realtà aumentata può supportare l’apprendimento

Quando il progetto è stato ideato nel 2021, non c’erano ancora prove concrete che la RA potesse essere utile per la formazione professionale.

La realtà aumentata (RA) ha avuto fin dall’inizio un impatto significativo sul settore industriale. Ha ottimizzato i processi produttivi e ridotto gli errori umani (Masood & Egger, 2019; Palmarini et al., 2018). Tuttavia, questa tecnologia ha avuto un impatto significativo anche nel settore dell’istruzione (Akçayır & Akçayır, 2017; Bacca et al., 2014; Garzón et al., 2019); esistono molte possibilità di impiego della RA (Craig, 2013). Le meta-analisi sostengono l’ipotesi che essa possa favorire l’apprendimento in misura maggiore rispetto ai metodi tradizionali (Bödding et al., 2025; Chang et al., 2022; Garzón & Acevedo, 2019).

In questo articolo ci riferiamo alla RA utilizzata tramite visori, in particolare il dispositivo Microsoft HoloLens 2. Nell’ambito del progetto «Combinazione di RA e video interattivi: tecnologie interattive a sostegno dell’apprendimento procedurale nella formazione professionale di base», sviluppato con il finanziamento della SEFRI, abbiamo cercato di esaminare criticamente l’uso della RA e di verificarne l’efficacia in diversi studi sperimentali.

Il progetto è stato suddiviso in tre fasi.

1. Nell’ambito di uno studio basato su interviste – la prima fase – abbiamo individuato quale categoria professionale potesse trarre il massimo beneficio dall’uso di questa tecnologia (Candido et al., 2023).
2. Nella seconda fase abbiamo esaminato le condizioni per l’efficacia dell’uso della RA in relazione a un’operazione molto semplice: piegare una maglietta con una tecnica specifica. In questo contesto abbiamo anche testato una nuova forma di segnalazione visiva (Candido et al., 2026).
3. Nella terza fase, sulla base degli studi preliminari, abbiamo sviluppato un’applicazione per il supporto della capacità di rappresentazione spaziale (Martín-Gutiérrez et al., 2010, 2015; Piri & Çagıltay, 2023).

La fase preparatoria del progetto – lo studio basato su interviste

Quando il progetto è stato ideato nel 2021, non c’erano ancora prove concrete che la RA potesse essere utile per la formazione professionale. Abbiamo quindi condotto uno studio basato su interviste, al quale hanno partecipato oltre 70 esperti provenienti dal Ticino e dalla Svizzera tedesca, tra cui insegnanti e formatori di corsi interaziendali e di aziende. I risultati sono stati inequivocabili: indipendentemente dal loro ruolo, gli intervistati si sono dimostrati convinti che la RA possa supportare l’apprendimento, in particolare nelle attività in cui è necessario immaginare come un oggetto possa essere rappresentato in tre dimensioni o come appaia dopo una rotazione (Candido et al., 2023). Inoltre, abbiamo identificato due categorie professionali che, più di altre, potrebbero trarre vantaggio dai benefici tecnici della RA: gli installatori di impianti sanitari e di riscaldamento.

La fase di studio sulla progettazione pedagogica dell’applicazione – la trilogia delle magliette

Dopo questo primo passo, abbiamo condotto alcuni esperimenti. Abbiamo così verificato se le conoscenze esistenti sui supporti didattici multimediali potessero essere trasferite anche all’uso della RA e se nuove soluzioni potessero ottimizzarne le particolari potenzialità tecniche. Questi esperimenti si sono svolti nell’ambito di un compito semplice: piegare una maglietta in un modo poco conosciuto. Ciò richiede il rispetto di istruzioni precise e l’esecuzione di movimenti specifici nello spazio.

La RA, che utilizza un visore montato sulla testa, consente di visualizzare le istruzioni direttamente sulla maglietta reale, anziché in un manuale o in un video. In un primo studio parziale (Candido et al., 2025) abbiamo confrontato l’efficacia delle istruzioni fornite tramite RA con quelle fornite tramite video. Nel caso delle istruzioni video, i soggetti guardavano le istruzioni per piegare la maglietta in un filmato che potevano mettere in pausa all’occorrenza per procedere passo dopo passo con la piegatura. In questo caso, la partecipante era costretta a spostare più volte la propria attenzione dalla maglietta al filmato (e viceversa). Al contrario, la RA è in grado di mostrare sulla maglietta reale dove deve essere afferrato il tessuto in seguito. Può guidare i soggetti fino alla fine del processo con animazioni spaziali (Figura 1; per la RA è disponibile anche questo video dimostrativo).

Figura 1. Differenze nella rappresentazione tra video e realtà aumentata (RA).

La RA può quindi essere di grande aiuto nell’esecuzione di un’attività. Ciò può tuttavia portare a un risultato che chi usa Google Maps conosce bene.

La RA può quindi essere di grande aiuto nell’esecuzione di un’attività. Ciò può tuttavia portare a un risultato che chi usa Google Maps conosce bene: si aggira l’ingorgo scegliendo percorsi alternativi e si raggiunge la destinazione in tempo; ma quando si prova a percorrere lo stesso tragitto senza il navigatore, non ci si ricorda quasi più la strada. Nella letteratura scientifica questo fenomeno è definito «dilemma dell’assistenza». Esso descrive quanto sia complesso definire il livello ottimale di supporto fornito dalla tecnologia; se è troppo elevato, l’apprendimento avviene solo in modo superficiale (Koedinger & Aleven, 2007).

Per approfondire questo aspetto, abbiamo introdotto un secondo elemento e abbiamo confrontato le persone che hanno visto solo la sequenza con quelle che disponevano anche di informazioni sugli errori più comuni. Durante lo svolgimento della procedura, la tecnologia (sia con la RA che con il video) ha quindi mostrato che nell’esecuzione di determinati passaggi possono verificarsi degli errori, le cui conseguenze sono state anch’esse illustrate. Alla base di ciò c’è la considerazione che, per ribadire il concetto, sebbene la RA possa offrire un livello di supporto molto elevato, è molto probabile che la persona che sta imparando non impari realmente, ma lasci il successo quasi interamente alla tecnologia. Tuttavia, se viene informata su tutti gli errori che potrebbe commettere e che dovrebbe evitare, la sua «vigilanza» dovrebbe aumentare. In questo modo, la RA potrebbe supportare in modo più efficace l’apprendimento di come piegare una maglietta. In sintesi, il disegno di ricerca prevedeva due fattori: uno relativo alla tecnologia (RA vs video) e uno alla pedagogia (con o senza informazioni sugli errori comuni).

In realtà, però, i nostri risultati hanno evidenziato un effetto inatteso: i risultati d’apprendimento sono risultati complessivamente peggiori quando ad essere impiegata era la realtà aumentata. La causa era un carico cognitivo eccessivo che è risultata essere significativamente più alta. Per un’analisi approfondita delle analisi relative al carico cognitivo estraneo e ai suoi effetti sui risultati d’apprendimento si rimanda al paper già pubblicato (Candido et al., 2025). Ci basti qui riassumere come l’uso della RA – una tecnologia innovativa che quasi tutti i partecipanti utilizzavano per la prima volta – ha distratto fortemente i soggetti, che hanno prestato meno attenzione al processo di apprendimento e, alla fine, hanno ottenuto risultati inferiori rispetto alle persone che hanno utilizzato il video.

Le indicazioni sui possibili errori hanno aumentato la precisione nell’esecuzione del compito (piegare una maglietta), anche nei compiti di transfer proposti.

Il risultato più interessante emerge tuttavia dall’interazione dei due fattori esaminati (Figura 2). Per le persone che hanno imparato a piegare la maglietta tramite video, le indicazioni sui possibili errori sono state poco utili (le due colonne verdi hanno la stessa altezza), poiché in ogni caso era necessaria l’attenzione per apprendere la procedura. Nel caso di RA, invece, l’approccio pedagogico esplicito (l’apprendimento dagli errori) ha influenzato in modo relativamente forte il successo dell’apprendimento. In altre parole: le indicazioni sui possibili errori hanno aumentato la precisione nell’esecuzione del compito (piegare una maglietta), anche nei compiti di transfer proposti (medesimo compito, ma con magliette differenti per misura o ruotate in modo diverso), in particolare nel caso di RA. Ossia: sebbene queste differenze non risultino statisticamente significative, dal punto di vista descrittivo la realtà aumentata appare migliore del video quando vengono fornite indicazioni sugli errori comuni. Il potenziale della RA è dunque evidente, ma per sfruttarlo è necessario adottare il giusto approccio pedagogico.

Figura 2. Interazione tra tecnologia utilizzata e approccio pedagogico.

Il secondo studio parziale (Candido et al., 2026a) ha esaminato se determinati principi della didattica multimediale siano validi anche nella realtà aumentata. I risultati concordano pienamente con la letteratura relativa ad altre tecnologie (Ginns, 2005; Noetel et al., 2022). Ad esempio, l’uso di istruzioni verbali rispetto a quelle scritte riduce significativamente il carico cognitivo e aumenta le prestazioni.

Il terzo studio parziale (Candido et al., 2026b) ha introdotto un nuovo metodo di trasmissione delle informazioni e ha sfruttato una delle funzionalità tecniche offerte da alcuni dispositivi immersivi: il tracciamento delle mani. In questo caso, il sistema rileva la posizione delle mani dei partecipanti e utilizza queste informazioni per fornire istruzioni più precise. Nel nostro caso, i soggetti le cui mani non si trovavano esattamente nel punto giusto sulla maglietta non ricevevano alcuna istruzione su come procedere – e venivano così indotti a prestare maggiore attenzione a dove posizionavano le mani. Questa forma di feedback indiretto si è rivelata molto efficace.

La fase di implementazione – sul campo con gli apprendisti

Dopo aver raccolto informazioni su come progettare in modo efficace un’applicazione RA a supporto dell’apprendimento, ci siamo dedicati alla pratica professionale e abbiamo collaborato colle installatrice di impianti sanitari. Il risultato è stata un’app che affronta le difficoltà che gli apprendisti incontrano quando devono tradurre in spazio reale schizzi bidimensionali in cantiere.

Il funzionamento dell’app è illustrato nella figura 3. Essa offre agli apprendisti la possibilità di utilizzare tubi virtuali, che prelevano dall’area visibile a sinistra, mentre davanti a sé – contrassegnati da titoli colorati in blu – vedono il progetto che è stato loro assegnato dal formatore sotto forma di disegno tecnico. Allo stesso tempo, nelle viste colorate di verde, gli apprendisti possono osservare in tempo reale come le tubazioni da loro posate si riflettono in un disegno bidimensionale. Questo aiuta gli apprendisti a comprendere meglio la relazione tra una rappresentazione bidimensionale e i tubi che posizionano nella scena e a fare un confronto con il compito ricevuto.

Figura 3. Interfaccia utente dell’applicazione.

Il miglioramento delle prestazioni degli apprendisti nel campo del disegno tecnico è stato molto evidente e anche la motivazione è stata molto alta.

Con questa applicazione abbiamo condotto tre raccolte di dati. Nell’ambito di uno studio pilota con un piccolo gruppo di studenti, ne abbiamo testato la facilità d’uso e l’efficacia. Successivamente abbiamo condotto due studi longitudinali, ciascuno della durata di circa un mese e mezzo, in cui le partecipanti hanno utilizzato l’app in quattro sessioni di circa 45 minuti ciascuna. I risultati sono stati molto positivi, motivo per cui abbiamo ampliato il gruppo target (con il supporto del consorzio BeLearn) oltre il quadro formale del primo progetto. Le analisi preliminari di questo lavoro confermano i risultati del primo studio longitudinale: il miglioramento delle prestazioni degli apprendisti nel campo del disegno tecnico è stato molto evidente e anche la motivazione è stata molto alta. Ciò ha indotto le scuole coinvolte – il Centro Professionale Tecnico di Locarno, le scuole professionali di (Gibb) – a continuare a utilizzare l’app anche in futuro.

Bibliografia

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