INDIRE ha implementato per la prima volta Bifocal Modeling nel corso della ricerca pilota che ha utilizzato le serre idroponiche a scuola. La metodologia è stata adattata al sistema scolastico italiano partendo dal framework americano ideato presso il Transformative Learning Technologies Lab, Columbia University Teacher College, New York, USA.
Bifocal Modeling è una metodologia per l'apprendimento delle scienze che collega la sperimentazione fisica con la modellazione analogica e digitale. I due punti focali da cui deriva il nome “bifocal” sono l’osservazione e la modellizzazione. Le unità didattiche applicate in Italia sono state sviluppate in collaborazione con il team Fablearn del Columbia University Teacher College, in particolare con il prof. Paulo Blikstein e i ricercatori Tamar Fuhrmann e Livia Macedo nell’ambito di un accordo di ricerca pluriennale che lega i due enti. La ricerca mira a verificare se l’applicazione di questa metodologia porta al miglioramento dello studio dei fenomeni scientifici attraverso l’uso di un dispositivo, in questo caso la serra idroponica. Se le ipotesi fossero confermate nel tempo, come i primi studi indicano, questa metodologia potrebbe essere considerata uno strumento per una revisione dell'insegnamento del metodo scientifico in classe. 

La metodologia Bifocal Modeling è un metodo innovativo di apprendimento delle materie scientifiche, nel quale gli studenti sono chiamati a studiare un fenomeno fisico attraverso due punti di vista: l’esperimento e il modello. In questo metodo gli studenti progettano un esperimento, osservano un fenomeno scientifico, raccolgono dati e definiscono un modello della realtà, che poi confrontano con i risultati dell’esperimento e viceversa.  Il  Metodo Bifocal è funzionale ad un approccio di insegnamento e apprendimento delle scienze nuovo, che fonde didattica teorica, apprendimento di capacità di modellizzazione, capacità di progettazione, osservazione dell’esperimento e pensiero computazionale. Gli studenti sono infatti chiamati a progettare, osservare e confrontare l'esperimento reale con il modello (in forma cartacea o digitale, fatto con Excel, Scratch, NetLogo etc) individuando anche i reciproci limiti scientifici.

Le ricerche in classe, iniziate in america nel 2012 e condotte anche in italia, grazie a INDIRE, dal 2017, hanno evidenziato che grazie all’introduzione della metodologia Bifocal sono state approfondite le conoscenze disciplinari nelle classe coinvolte. Inoltre l’applicazione di metodologie che si basano sul confronto e su cicli di miglioramento, è stato verificato dalle ricerche INDIRE nell’ambito dei progetti Maker@Scuola, migliorano l’approccio all’errore e l’efficacia nel raggiungimento del risultato voluto.

Pubblicazioni di riferimento:

• Paulo Blikstein, Tamar Fuhrmann, Daniel Greene, and Shima Salehi. 2012.
  Bifocal modeling: mixing real and virtual labs for advanced science learning.
  In Proceedings of the 11th International Conference on Interaction Design and Children (IDC ’12).
  ACM, New York, NY, USA, 296-299.
  
  
• Fuhrmann, T., Greene, D., Salehi, S., & Blikstein, P. (2012).
  Bifocal Biology: the link between real and virtual experiments.
  Proceedings of the Constructionism 2012 Conference, Athens, Greece.
  
  
• Salehi, S., Fuhrmann, T., Greene, D., & Blikstein, P. (2013).
  The Effect of Bifocal Modeling on Students’ Assessment of Credibility.
  American Educational Research Association. Review.
  
  
• Tamar Fuhrmann, Shima Salehi, and Paulo Blikstein. 2013.
  Meta-modeling knowledge: Comparing model construction and model interaction in bifocal modeling.
  In Proceedings of the 12th International Conference on Interaction Design and Children (IDC ’13).
  ACM, New York, NY, USA.
  
  
• Furhmann, T., Salehi, S. & Blikstein, P. (2014).
  A Tale of Two Worlds: Using Bifocal Modeling to Find and Resolve “Discrepant Events” Between Physical Experiments and Virtual Models in Biology.
  Proceedings of the International Conference of the Learning Sciences (ICLS 2014), Madison, WI.