Chi si interessa di pedagogia avrà sentito parlare di Jean Piaget. Psicologo svizzero e grande studioso dello sviluppo cognitivo nei primi anni di vita, Piaget ha definito le fasi dello sviluppo dell’apprendimento:

· stadio senso-motorio (0-2 anni),

· stadio pre-operatorio (2-7 anni),

· stadio delle operazioni concrete (7-11 anni),

· stadio delle operazioni formali (12-15 anni).

Ciascuno stadio è necessario per lo sviluppo successivo, ma le fasce di età possono cambiare leggermente da individuo a individuo. In particolare lo stadio delle operazioni formali è quello che porta ad apprendere attraverso la logica, sfruttando il pensiero ipotetico e deduttivo. Durante le scuole medie, quindi, i ragazzi acquisiscono la capacità di astrazione.

Secondo gli studi di Piaget, però, non tutti raggiungono lo stadio delle operazioni formali. Vari test sugli adulti hanno messo in evidenza che molte persone non riescono a pensare in modo astratto, ma riescono soltanto a compiere operazioni legate a ciò che stanno vedendo o manipolando.

Questa incapacità ha delle ripercussioni nello studio delle scienze. Un articolo di J. Dudley Herron del 1975 spiega che l’incapacità di astrarre è alla base delle difficoltà di comprensione della chimica. Per evitare sforzi inutili, occorre capire se gli studenti che si hanno di fronte hanno acquisito la capacità di astrarre oppure no. Se l’hanno acquisita si potrà fare un certo tipo di percorso, altrimenti occorrerà farne un altro.

Ciò non significa che gli studenti che non hanno raggiunto il quarto stadio di Piaget non possano imparare bene la chimica. Attraverso l’uso dei modelli si può aiutare gli studenti che non riescono a immaginarsi il mondo degli atomi a visualizzarli e poco per volta si può costruire lo stadio delle operazioni formali in modo che riescano a immaginarsi i modelli senza doverli vedere. Herron suggerisce di usare approcci diversi per coinvolgere gli studenti che hanno più difficoltà, un’idea che oggi sembra rivoluzionaria, ma che invece è stata proposta quasi cinquant’anni fa.

A partire dagli studi di Piaget ed Herron, nel 1993 A. H. Johnstone scrive un articolo in cui spiega che la chimica agisce su 3 livelli:

· macroscopico, ovvero il mondo che osserviamo e con cui abbiamo a che fare;

· submicroscopico, ovvero il livello atomico;

· simbolico, ovvero la traduzione in linguaggio matematico dei fenomeni che accadono.

Gli studenti che non hanno raggiunto lo stadio delle operazioni formali hanno difficoltà nell’immaginare e interpretare il livello submiscroscopico.

Un aspetto che Johnstone invita a non sottovalutare è questo:

[…] the internal mental networks that a student develops for himself or herself rather than upon external teaching networks. In this is the implicit idea that every student constructs his own knowledge in his own way. Knowledge cannot be passed intact from the head of the teacher to the head of the student.

In pratica, ogni studente segue un proprio percorso nell’apprendimento, che dipende dalle sue abitudini, dallo stadio di apprendimento che ha raggiunto e dall’interesse per la materia. Johnstone dice anche che lo studente è come un guidatore che si trova sottoposto a mille stimoli (le altre auto, i cartelli, il paesaggio, la musica ecc) e deve decidere a quale dare più importanza. Così a scuola gli studenti sono bombardati da tantissime informazioni, ma trattengono nella loro mente solo quelle che per interesse personale o per capacità dell’insegnante li hanno colpiti di più. Ancora una volta, quindi, occorre capire quale genere di studenti si ha di fronte per poter definire gli strumenti migliori per fare breccia nelle loro menti.