Didattica laboratoriale & scienze della Terra

Premessa: molti dei contenuti della lezione qui riportati sono citazioni tratte da

1. Corsi di formazione tenuti da C. Fiorentini (CIDI) (v. Articoli)

2. Portale delle scuole trentine (v. sito web vivoscuola.it)

3. Altri testi (v. Bibliografia)

I contenuti delle slides sono stati riportati interamente in questa pagina web, cercando di fornire i passaggi logici da una slide alla successiva (forse).

La questione metodologica

“Un secondo focus di attenzione del curricolo deve essere dedicato al mantenimento della motivazione all’apprendimento che va gradualmente affievolendosi con il crescere dell’età. Genitori e insegnanti sanno molto bene che i bambini sono curiosi e amano le scienze. Un curricolo innovativo deve dare più spazio all’educazione a farsi domande e a formularle piuttosto che a imparare, magari in modo acritico, risposte stereotipate.

In tal senso un ruolo straordinario può giocare l’attività di laboratorio, che i Piani di studio provinciali indicano come un requisito fondamentale per un curricolo di scienze efficace, in grado di sviluppare le abilità e le competenze attese”.

Non basta "fare laboratorio", se le esperienze sono lontane dalla possibilità di essere comprese in profondità dai ragazzi.

Noi ci illudiamo spesso che certi esperimenti siano semplici ed autoevidenti. Ricordiamoci invece che "gli esperimenti sono carichi di teoria" [1].

Per quanto riguarda una critica allo "sperimentalismo ingenuo", per il quale basta fare gli esperimenti per acquisire conoscenza e sviluppare competenza, si veda R. Driver, "L’allievo come scienziato?", Zanichelli, Bologna, p. 85:

"La concezione empiristica della scienza afferma che le idee e le teorie scientifiche si ottengono per un processo di induzione. Chi conduce delle indagini, si tratti di alunni o di scienziati esperti, dovrebbe procedere attraverso una sequenza di processi organizzati gerarchicamente, a partire dall'osservazione di "fatti". Sulla base di tali fatti si possono fare delle generalizzazioni e indurre delle ipotesi o delle teorie. Tuttavia l'attuale filosofia della scienza sostiene che questa concezione è erronea in quanto le ipotesi o le teorie non si collegano in nessun modo deduttivo con i dati cosiddetti "oggettivi", ma sono delle costruzioni, dei prodotti dell'immaginazione umana. Il loro collegamento con il mondo concreto si realizza attraverso il processo della verifica e dell'eventuale confutazione"

"Le osservazioni e gli esperimenti che si propongono sono poi importanti nel processo di concentualizzazione solo se sono “inserite in processi di conoscenza”, se non sono, cioè, attività atomiche ma connesse ad altre esperienze. Il significato risiede sempre nel collegare una certa esperienza ad altre esperienze. 

L’attività di insegnamento-apprendimento va quindi progettata non per segmenti didattici di poche ore, perché in questo caso anche con le esperienze più adeguate non si possono né costruire conoscenze significative, né sviluppare competenze di tipo osservativo-logico-linguistico. L’attività va invece progettata per segmenti che possono esser chiamati nei più svariati modi a seconda della pedagogia di riferimento (noi preferiamo il termine pedagogicamente meno impegnativo, percorso) mediamente di 15 ore. Da cui ne consegue che in ogni anno scolastico possono essere effettuati 3 o 4 percorsi, e che complessivamente i percorsi della scuola elementare dovrebbero esser compresi tra 15 e 20, e quelli della scuola media circa 15." [1]

“In un contesto laboratoriale, attraverso esperienze adeguate all’età, l’alunno è attivo, esplora, osserva, manipola, si pone domande, formula ipotesi, raccoglie dati, sviluppa ragionamenti, ecc. , matura atteggiamenti e sensibilità (la curiosità, l’abitudine a farsi domande, la cooperatività, un atteggiamento critico rispetto a informazioni e affermazioni, il rispetto per l’ambiente, l’attenzione verso problematiche legate alla sostenibilità e a temi etici, ecc).

In tale prospettiva l’idea di laboratorio assume una connotazione molto più ampia, che fa riferimento sia ad uno spazio fisico adeguatamente attrezzato sia a contesti non formali”. [2]

Didattica laboratoriale

Ma la didattica laboratoriale è un’idea pedagogica teorica oppure è effettivamente praticabile?

Praticabile, cioè, in un contesto ben diverso da quello finlandese...

“In tutte le scuole si fanno esperienze. Non basta insistere sulla necessità dell’esperienza, e neppure sull’attività nell’esperienza.

Tutto dipende dalla qualità dell’esperienza che si ha.

Ne consegue che il problema centrale di un’educazione basata sull’esperienza è quello di scegliere il tipo di esperienze presenti che vivranno fecondamente e creativamente nelle esperienze che seguiranno.”

(J. Dewey) 

Ricordiamo

il 10% di ciò che leggiamo

il 20% di ciò che sentiamo 

il 30% di ciò che vediamo

il 50% di ciò che vediamo e sentiamo

il 70% di ciò che diciamo

il 90% di ciò che facciamo

Università di Laval (Canada)

Esperienze collaudate: CIDI Firenze

• Un modello elaborato nell’arco di 10 anni, a partire da una riflessione sui contributi dei grandi della psicopedagogia del Novecento: Dewey, Piaget, Vygotskij, Bruner. 

• Questo modello è anche praticabile, è anche una risposta alle obiezioni connesse alle varie difficoltà presenti nelle scuole.

Una proposta realizzabile: curricolo verticale e didattica laboratoriale in cinque fasi [1].

Schema generale

• 1. Osservazione diretta e sperimentazione E' il momento della motivazione che si basa sulla curiosità e sul piacere di osservare dal vivo. 

  2. Lavoro individuale, momento in cui si traduce l'osservazione in rappresentazione tramite verbalizzazione scritta, disegno, tabelle. E' il momento dell'impegno attivo in cui ogni ragazzo è coinvolto in prima persona anche con tentativi non sempre adeguati. 

  3. Discussione collettiva E' il momento del confronto in cui, attraverso l'interazione tra gli alunni e con l'insegnante, ci si prepara alla correzione e alla ristrutturazione delle concezioni individuali. 

  4. Affinamento della concettualizzazione E' il momento in cui si corregge e si modifica il lavoro per giungere, attraverso la correzione del proprio pensiero, alla costruzione del sapere. 

  5. Produzione condivisa Partendo dai prodotti degli alunni, l'insegnante guida alla sintesi collettiva. E' il momento della concettualizzazione: espressione ordinata, logica, corretta e significativa di ciò che si è appreso.

(discussione sulle varie fasi) 

Le Scienze della Terra 

La geologia è una scienza "storica", come la cosmologia, l'archeologia o la storia, quello che cambia è l'ordine di grandezza del tempo esplorato. Non è possibile riprodurre in laboratorio i processi geologici che avvengono in milioni di anni, ma sappiamo che quei processi sottostanno alle stesse leggi fisiche che possiamo studiare in laboratorio.

Quando si affrontano argomenti di scienze della Terra nella "didattica laboratoriale", si incontra un primo grosso problema: c’è una enorme differenza di scala tra il sistema che intendiamo studiare (la Terra, appunto) e l’aula o il laboratorio in cui ci si trova.

Le soluzioni possibili sono solo tre:

1. portare i materiali della Terra nella classe;

2. andare sul terreno (o, come seconda opzione, usare foto e video);

3. costruire dei modelli.

Perché l'apprendimento sia significativo, è opportuno utilizzare tutte e tre le modalità, avendo ben chiari i loro punti di forza e di debolezza. 

Il successivo problema da considerare è quello della diversa scala dei tempi: decine di minuti in laboratorio, ai quali possono corrispondere milioni di anni nella realtà.

La consapevolezza della scala dei tempi geologici è uno di quegli obiettivi "a lungo termine" che occorre costruire in un percorso che parte dalla scuola primaria (con gli aspetti qualitativi delle trasformazioni dei vari materiali, con l'osservazione delle variazioni che riguardano l'atmosfera, i cicli giorno-notte, stagionali ecc..), si consolida nella scuola media (quando si introducono le modificazioni del paesaggio ed i cambiamenti globali alla scala planetaria), ma che probabilmente non si conclude nemmeno con quanto è possibile fare in una scuola superiore. Dopotutto, se provate a chiedere ad un adulto di un paese europeo da quali animali dovesse difendersi un uomo 'primitivo', c'è una buona probabilità che vi parli dei dinosauri (più del 20 percento! Dati della Commissione Europea 2005...).

Ragionare in termini di tempo per ricostruire una storia implica ragionare in termini di causa-effetto, attivando diversi meccanismi mentali importanti.

1) la sequenza (Se A precede B, A può aver causato o influenzato B  ma NON VICEVERSA);

2) la coesistenza (si possono avere più casi:  A è la causa di B,  B è la causa di A , C è la causa di A e B; non c'è alcuna relazione causale)

3) la velocità dei fenomeni  (un effetto X che si presenta in un breve intervallo di tempo  suggerisce una relazione di causalità più di un effetto X in un lungo intervallo)

4) la ciclicità dei fenomeni (effetti astronomici, giorno/notte, maree, variazioni annuali, glaciazioni;  altri sistemi oscillanti).

Si riportano nel riquadro seguente i punti essenziali che l’American Geological Institute consigliò nel 1990 di porre alla base dell’insegnamento delle Scienze della Terra, dalla scuola dell'infanzia ai livelli scolastici più elevati (secondaria di 2° grado).

Terra nello spazio: 

la Terra è un membro unico del sistema solare, anche se non possiamo escludere che ne esistano repliche in altre Galassie dell’Universo.

Terra nel tempo: 

la terra ha un’età di almeno 4,5 miliardi di anni.

Organizzazione del pianeta Terra: 

la Terra è un pianeta complesso in cui interagiscono cinque sistemi: terra solida aria, acqua, ghiaccio, vita.

Evoluzione del pianeta Terra:

i sistemi terrestri hanno subito nel tempo una continua evoluzione.

Ciclicità dei processi:

 i sistemi terrestri interagiscono ripetutamente nel tempo.

Tempi di svolgimento dei processi, tempi di evoluzione: 

i mutamenti nei sistemi terrestri avvengono in periodi che vanno dai microsecondi ai milioni di anni.

Scala dei fenomeni terrestri: 

la scala dei fenomeni nei sistemi terrestri varia da subatomica ad astronomica.

Risorse del pianeta terra: 

i sistemi terrestri contengono una varietà di risorse rinnovabili e non rinnovabili che sostengono la vita.