Marco Neviani propone un’attività didattica ispirata a un testo di André Giordan, utile per incuriosire gli studenti e insegnare loro ad avere un’attitudine sperimentale.
Esperienze di insegnamentoNella scuola secondaria di primo grado capita di svolgere attività con piccoli gruppi di studenti e studentesse, tipicamente per l'ampliamento dell'offerta formativao per l'attività alternativa a IRC. Queste ore sono tempo prezioso, ma spesso mal si prestano a sviluppare contenuti specifici, per evidenti ragioni di motivazione delle ragazze e ragazzi, nonché di fatica di programmazione da parte del docente. Come può un insegnante di scienze far fruttare queste occasioni, spesso percepite come una scocciatura? A tal proposito può essere un punto di partenza confrontarsi con un’esperienza personale, illuminata dalla lettura di Una didattica per le scienze naturali di André Giordan (1).
L'educazione scientifica nella scuola primaria e secondaria ha il preciso mandato della alfabetizzazione scientifica, o scientific literacy, vivendo in una società fortemente caratterizzata dalla scienza, e tra le competenze richieste in uscita dalla scuola c'è quella in "scienze, tecnologia e ingegneria" (2). Per essere cittadini oggi è necessario comprendere le relazioni tra scienza, tecnologia e società, in particolar modo per le questioni più ampie e dibattute (3). Infatti, se per utilizzare detergenti per la casa, ad esempio, è sufficiente seguire le istruzioni in etichetta (non è cioè richiesta competenza in chimica), orientarsi nel dibattito sulla sicurezza di un vaccino richiede una competenza più sviluppata.
Il docente di scienze può sfruttare anche tempi al di fuori dell'orario canonico per sviluppare la scientific literacy, avvalendosi della naturale inclinazione dei ragazzi e ragazze di questa età al gioco e alla sperimentazione spontanea. L'unico limite è la fantasia del docente, che può però lasciarsi suggestionare dall'osservazione diretta dei propri ragazzi. Nel mio caso, mi sono ritrovato con un gruppo di due studenti (Adam e Thomas) per un'ora a settimana di "Alternativa". Entrambi non andavano benissimo a scuola, complici anche un DSA e un ostacolo dovuto alla lingua italiana, ma avevano una vocazione per la costruzione di aeroplani di carta, così abbiamo dedicato tutto il secondo quadrimestre agli aeroplanini.
Alla domanda "Come si fa a costruire l'aeroplano più veloce di tutti?" Adam e Thomas non solo hanno spiegato la miglior tecnica di costruzione, ma hanno anche raccontato del percorso che li ha portati da tecniche rudimentali ("gli aeroplani da bambini, quelli che si fanno alle elementari") a una tecnica più sofisticata e preferita dai loro coetanei. Quello che hanno raccontato ovviamente non era stato studiato sui libri: era conoscenza acquisita sul campo, che si è esplicitata grazie alla domanda-stimolo.
Questo racconto, se visto dalla giusta angolazione, lascia trasparire alcuni elementi fondamentali della scienza: l'attitudine sperimentale (era implicito che ciascuno di loro avesse costruito tantissimi aeroplani negli anni), la progressione della tecnica (da rudimentale a sofisticata) e il riconoscimento della comunità. Quello che manca certamente è una sistematizzazione della pratica sperimentale, un’impalcatura concettuale che giustifichi la tecnica e un metodo di analisi critica. I ragazzi e le ragazze, a questa età, tendono a manipolare il mondo fisico per vedere quello che succede, senza porsi precisi interrogativi volti a falsificare o verificare un'ipotesi.
Secondo André Giordan, gli obiettivi di apprendimento all’inizio della scuola secondaria devono essere orientati verso la risoluzione di queste lacune, guidando una sperimentazione su un argomento interessante per chi apprende. È da notare infatti che il tema degli aeroplanini, per sopraggiunti limiti di età, non è più di interesse e di competenza del docente: Thomas e Adam si sono quindi trovati in una posizione meno subordinata, discutendo del tema.
Successivamente è stato necessario individuare i parametri da tenere presenti per costruire l'aeroplanino più veloce. Incalzati con domande sulle dimensioni e sullo spessore della carta, Adam e Thomas si sono resi conto che davano per scontate molte informazioni: avevano difficoltà a comunicare ciò che conoscevano a qualcuno che non condivideva la loro esperienza (il docente), e questo metteva in discussione il loro status di esperti. Come fare a porsi in modo più credibile? Come poter affermare con certezza che il loro era davvero il modo migliore di costruire un aeroplanino?
Il fatto che per dimostrarlo fosse necessario affidarsi a una sperimentazione era chiaro a tutti fin da subito, ma l'organizzazione dell'esperimento ha generato domande tipiche dei problemi dello scienziato:
La definizione delle variabili sperimentali è stata particolarmente stimolante: un ragazzo ha espresso chiaramente la dipendenza della forma finale dell'aeroplano dalle proporzioni del foglio, e di conseguenza è stato possibile esplicitare che servivano fogli con le proporzioni standard (A5, A4, A3). La misura della velocità ha posto più problemi parlandone in astratto, ma non appena la questione è diventata pratica, nessuno ha avuto problemi a capire che erano necessari un traguardo, un metro e un cronometro.
Le espressioni dei ragazzi erano spaventate quando si sono resi conto che, volendo mettere alla prova diversi spessori di carta, diverse dimensioni, diverse tecniche costruttive, e volendo ripetere le misure più volte per minimizzare l'errore, il numero di lanci da compiere era davvero elevato. Le lezioni dedicate a costruire e lanciare aeroplanini sono state tante, perché il nostro progetto di ricerca prevedeva tre esperimenti per mettere alla prova tre variabili.
Mettiamo alla prova 2 forme diverse, che chiamiamo forma A (aereo da bambini) e forma B (aereo da ragazzi). Noi ci aspettiamo che la forma B sia la più veloce. Costruiamo 2 aerei forma A e due aerei forma B. Per ogni aereo facciamo 3 lanci. Calcoliamo la velocità media per ogni aereo.
Mettiamo alla prova 3 dimensioni di carta: A3, A4, A5. Costruiamo 3 aerei per tipo.Per ogni aereo facciamo 3 lanci.Calcoliamo la velocità media.
Mettiamo alla prova 3 spessori diversi: foglio da stampante, F1, F2. Costruiamo 2 aerei per tipo. Per ogni aereo facciamo 3 lanci. Calcoliamo la velocità media
I dati sono stati inseriti in un foglio elettronico e sono state impostate formule di calcolo automatico delle medie. È stato emozionante notare come i ragazzi facessero considerazioni critiche sui risultati delle misure, valutando "a occhio" la precisione di una ripetizione o diversi valori medi per casi diversi.
Infine, Thomas e Adam hanno preparato una presentazione multimediale per raccontare l'esperimento e i risultati alla restante parte della classe che seguiva IRC. L'elaborazione della presentazione non è stato un passaggio scontato, perché nonostante gli studenti stessi avessero condotto l'esperimento, avevano bisogno del sostegno del docente per chiarire il significato delle condizioni sperimentali e del risultato della misura. Questo mette in evidenza come la sola esecuzione di una procedura sperimentale definita dal docente sia un'esperienza profondamente diversa dalla conduzione di un esperimento da capo a fondo. La classe ha fatto domande serie e competenti, proprio come a una conferenza scientifica.
Questa attività ha avuto il pregio di essere coinvolgente per i due studenti e il docente; tuttavia è necessario che tale approccio sia utilizzato sistematicamente perché si possa costruire un atteggiamento scientifico solido e adeguato all'età. Il metodo scientifico non è un elenco che si impara studiando il primo capitolo del libro di scienze, ma un atteggiamento critico che richiede anni di istruzione di qualità per essere sviluppato. Per citare le Indicazioni Nazionali: "L'osservazione dei fatti e lo spirito di ricerca dovrebbero caratterizzare anche un efficace insegnamento delle scienze e dovrebbero essere attuati attraverso un coinvolgimento diretto degli alunni incoraggiandoli [...] a progettare esperimenti" (4).
Un'attività scientifica sugli aeroplanini di carta ha dato più motivazione agli studenti, ed è laboratoriale e multidisciplinare: prevede infatti conoscenze e abilità matematiche, fisiche, informatiche, comunicative e anche sportive. Si pone chiaramente nell'ottica di sviluppare le competenze, seppur avendo il limite della disponibilità oraria (un'ora a settimana).
Per scoprire la ricetta perfetta per l'aeroplano più veloce, bisogna fare in classe lo stesso esperimento! Ed è importante specificare che, in un intero quadrimestre, solo una volta Adam ha ceduto alla tentazione di lanciare l'aeroplano fuori dalla finestra.
1. André Giordan, Una didattica per le scienze naturali, Editore Armando Armando 1981 (titolo originale Une pédagogie pour les sciences expérimentales, Editions du Centurion 1978).
2. Raccomandazione del Consiglio Europeo del 22 maggio 2018 relativa alle competenze chiave per l’apprendimento permanente.
3. Alex H. Johnstone, Why Is Science Difficult to Learn? Things Are Seldom What They Seem, in Computer Assisted Learning 1991, 7 (2), 75–83.
4. Indicazioni nazionali per il curricolo della scuola dell'infanzia e del primo ciclo d'istruzione (D.M. 254/2012).
