16. Didattica delle scienze della Terra: usare i dati

Perché utilizzare dei dati reali

Nel capitolo 2 del libro "Earth Science Puzzles - Making meaning from data" si trovano le motivazioni all'uso di dati  e problemi reali nella didattica delle scienze della Terra. Si tratta  di far sviluppare il pensiero critico sui problemi, in particolare su quattro aspetti:

1) Ragionamento relativo allo spazio tridimensionale

2) Ragionamento relativo al tempo

3) Ragionamento quantitativo

4) Ragionamento basato su concetti

Per quanto riguarda l'argomento scelto, uno degli argomenti fondanti delle scienze della Terra, si è rilevato come molti misconcetti o idee ingenue o veri e propri errori concettuali nei ragazzi siano legati alla estrema semplificazione con cui certi aspetti della tettonica delle placche sono presentati a scuola.

E' quindi opportuno riflettere (cosa che non facciamo in questo contesto) sull'opportunità o meno di presentare una teoria così complessa, ed eventualmente come, a livello di scuola media...

Quello che viene presentato qui è un percorso da affrontare a livello di quinta liceo (nelle linee guida ministeriali in quinta è previsto l'argomento "modelli tettonici globali")

Il metodo jigsaw

L'approccio didattico usato si basa su quello che si chiama "tecnica jigsaw" (puzzle). Introdotta per la prima volta da Aronson (The jigsaw classroom, Beverly Hills 1978, informazioni qui), è costituita da una serie di fasi successive e consequenziali che nel loro insieme formano un ciclo di ricerca.

Dal punto di vista della scelta metodologica, in realtà, non si tratta solo di una “tecnica”: alla base c’è un’idea di partecipazione attiva degli studenti, di collaborazione tra pari, di responsabilità di ciascuno per quanto riguarda l’apprendimento di tutti gli altri, che rendono questa tecnica efficace solo in un contesto di “costruzione della conoscenza”.

L'argomento principale (nel nostro caso la tettonica delle placche) viene suddiviso in 4 o 5 segmenti. Gli allievi si dividono in gruppi, ciascuno dei quali si occupa di un singolo segmento, diventando quindi un esperto di quel particolare aspetto. A questo punto, i gruppi vengono sciolti e si formano gruppi in cui siano presenti esperti di tutti i diversi segmenti. All'interno di questi nuovi gruppi, ciascun "esperto" ha il compito di spiegare ai compagni la parte di materiale che conosce e verificarne l’apprendimento da parte dei compagni. Al termine ciascun allievo viene valutato sulla conoscenza e sulla comprensione di tutto il materiale. 

Il processo può essere abbastanza lungo (e d'altra parte l'argomento deve essere sufficientemente generale e ampio). Per motivi di tempo, abbiamo applicato questo metodo a lezione per un totale di 3 ore, comprensive di lavori di gruppo e presentazione dei risultati.

Le attività svolte sono proposte dal prof. Dale S. Sawyer, professore di Scienze della Terra alla Rice University in Houston, Texas. Il materiale è disponibile in rete sul sito Discovery Plate Boundaries

Fase 1: gli specialisti

Ci si divide in quattro gruppi di "specialisti". Sulla base dei dati a disposizione, gli specialisti devono osservare le caratteristiche delle mappe loro assegnate, tenendo conto delle variazioni e caratteristiche relative al loro campo di specializzazione. 

A differenza di quello che vedremo in laboratorio informatico, in cui i dati saranno caricati su Google Earth e visualizzati tridimensionalmente, in questo lavoro il materiale è rappresentato da carte tematiche. Questo ha lo scopo di focalizzare l'attenzione sull'osservazione e sulla classificazione.

• 1. Osservare e parlare con gli altri membri del gruppo di cosa si vede sulla mappa assegnata. Concentrarsi sull'intero pianeta, non sulle specifiche placche (anche se si conoscono). Si parla liberamente, qualcuno potrebbe prendere nota di quanto viene detto.

  2. In un secondo momento, si focalizza l'attenzione sui margini di placca. L'obiettivo è descrivere e classificare i margini delle placche basandosi solo sui propri dati. Si scrive la descrizione dei diversi tipi di margine, in modo tale che siano riconoscibili da qualcuno che vede la mappa per la prima volta, e in modo tale che possa trovare esempi sulla mappa di quei diversi tipi di margine basandosi sulla descrizione. 

  3. Infine, sulla propria mappa individuale, si colorano con colori diversi i diversi tipi di margine

a) gruppo dei "vulcanologi"

Materiale a disposizione

• • Carta delle eruzioni vulcaniche  http://plateboundary.rice.edu/volcano.11.17.pdf

  • Una carta ciascuno dei margini di placca http://plateboundary.rice.edu/plate.11.17.pdf

b) gruppo dei "sismologi"

Materiale a disposizione

• • Carta dei dati sismici http://plateboundary.rice.edu/quakes.11.17.pdf

  • Una carta ciascuno dei margini di placca http://plateboundary.rice.edu/plate.11.17.pdf

c) gruppo dei "geocronologi"

Materiale a disposizione

• • Carta dell'età dei fondali oceanici  http://plateboundary.rice.edu/age.11.17.pdf

  • Una carta ciascuno dei margini di placca http://plateboundary.rice.edu/plate.11.17.pdf

d) gruppo dei "geodeti"

Materiale a disposizione

• • Carta altimetrica e batimetrica http://plateboundary.rice.edu/DPB_map_gifs/topo.grad.75percent.gif

  • Una carta ciascuno dei margini di placca http://plateboundary.rice.edu/plate.11.17.pdf

Fase 2: l'analisi

Si lavora ancora in gruppo, ma stavolta i gruppi sono formati da 1 vulcanologo, 1 sismologo, 1 geocronologo e 1 geodeta.

Ciascun gruppo lavora su una singola placca. In particolare, abbiamo lavorato su:

Placca Pacifica

Placca del Sud America

Placca Euro-Asiatica

Materiale a disposizione in ciascun gruppo:

Le carte relative ai margini di placca di ciascuna "specializzazione" 

Obiettivo di ciascun gruppo è caratterizzare i bordi di una singola placca tettonica utilizzando tutte le competenze presenti nel gruppo e tutti i dati raccolti

Fase 3: la sintesi

Nell'ultima fase ciascun gruppo presenta agli altri le proprie scelte e le caratteristiche dei margini di placca che ha analizzato