FE/5 – Scienza in Gioco: le STEAM diventano palestra di funzioni esecutive nella scuola dell’infanzia

FE/5 Scienza in gioco: 20 settimane di ricerca neuro-educativa sulle STEAM alla scuola dell’infanzia

Nella scuola dell’infanzia si parla sempre più frequentemente di STEAM. Tuttavia, alcune domande rimangono spesso aperte: che cosa sviluppano realmente i percorsi STEAM nei bambini piccoli? Sono attività legate esclusivamente all’ambito scientifico? Oppure possono rappresentare qualcosa di molto più profondo sul piano dello sviluppo cognitivo, emotivo e neuro-educativo? Per rispondere a queste domande nasce FE/5 – Scienza in Gioco, un progetto di ricerca sviluppato presso Scuola Europa di Milano, in collaborazione con l’Università LUMSA, basato su una visione pedagogica orientata a neuroscienze educative, ambienti di apprendimento intenzionali e sviluppo delle funzioni esecutive nella prima età evolutiva. Il contesto del progetto è spiegato dettagliatamente in questo articolo.

Coordinato dall’Equipe Pedagogica della scuola dell’infanzia, composta dalle dottoresse Chiara Porati, Marta Rini e Anna Scarafile, sostenute dalla coordinatrice delle attività didattiche Alessandra Baldini, il progetto ha per obiettivo non semplicemente “fare STEAM” nella scuola dell’infanzia, ma osservare se ambienti progettati intenzionalmente possano agire come contesti di attivazione delle funzioni esecutive, considerate oggi dalla letteratura scientifica tra i più importanti predittori di apprendimento, autoregolazione e adattamento scolastico. Queste funzioni rappresentano, infatti, quell’insieme di processi cognitivi che consentono di dirigere il comportamento infantile verso uno scopo preciso e sono coinvolte attivamente quando un bambino o una bambina:

• mantiene una consegna;
• regola un impulso;
• gestisce la frustrazione;
• modifica una strategia;
• pianifica un’azione;
• coopera con i pari;
• affronta un problema.

La letteratura neuroscientifica le identifica, ad oggi, come uno dei principali indicatori dello sviluppo cognitivo precoce e del susseguente successo scolastico (Diamond, 2013; Miyake et al., 2000). Tra le principali componenti avvantaggiate troviamo:

• Working Memory (memoria di lavoro);
• Inhibitory Control (controllo inibitorio e autoregolazione);
• Cognitive Flexibility (flessibilità cognitiva);
• Planning e Problem Solving.

E se queste competenze sono così centrali per l’apprendimento, allora alla domanda educativa “quali ambienti possono realmente promuoverle nella scuola dell’infanzia?”, rispondiamo con il progetto FE/5.

Il progetto FE/5 – Scienza in Gioco nel dettaglio

Lo studio ha coinvolto 21 bambini e bambine dell’ultimo anno della scuola dell’infanzia. I partecipanti sono stati suddivisi casualmente, con apposita estrazione, in due gruppi osservativi, rispettivamente di 11 e 10 partecipanti, al fine di consentire una lettura comparativa dell’evoluzione dei processi osservati. Il percorso si è sviluppato su 20 settimane longitudinali di osservazione. La progettazione dei setting è stata affidata alle competenti docenti Tiziana Pace e Francesca Lombardi, che hanno realizzato ambienti intenzionali, dinamici e cognitivamente sfidanti, pensati non come semplici attività laboratoriali ma come veri e propri ecosistemi neuro-educativi. Gli ambienti proposti includevano:

• coding unplugged;
• griglie logiche;
• pattern;
• flashcard;
• classificazioni;
• matching;
• problem solving aperto;
• organizzazione spaziale;
• attività cooperative;
• formulazione di ipotesi;
• manipolazione multimodale di materiali.

Le attività non avevano la finalità di produrre un elaborato finale; ma quello di identificare l’evolversi del processo cognitivo in atto. In altre parole, ciò che interessava osservare non era “cosa costruisce il bambino”, ma come pensa, organizza, regola e trasforma la propria azione durante l’esperienza, utilizzandouna scheda psicometrica sperimentale appositamente realizzata dall’equipe pedagogica, che fosse in grado di esprimere le diverse funzioni esecutive indagate. Questo “prototipo strumentale” ha permesso di osservare indicatori riconducibili alle principali dimensioni esecutive attraverso tre rilevazioni temporali:

• W1 – fase iniziale
• W10 – fase intermedia
• W19 – fase finale

Sono stati, così, monitorati aspetti quali:

• orientamento nello spazio;
• iniziativa autonoma;
• regolazione emotiva;
• continuità attentiva;
• gestione della frustrazione;
• cooperazione;
• flessibilità nell’uso dei materiali;
• progettazione spontanea;
• mantenimento del compito;
• capacità di trovare soluzioni.

L’osservazione è stata effettuata su un arco temporale longitudinale dall’équipe pedagogica, consentendo di identificare non solo performance puntuali ma anche traiettorie evolutive.

Che cosa si è osservato: il punto di partenza

Nelle prime settimane entrambi i gruppi hanno mostrato caratteristiche tipiche dell’età prescolare. Sono emerse:

Il gruppo 1 è partito da una situazione leggermente più strutturata. Si è osservata curiosità esplorativa, primi tentativi cooperativi e iniziali forme di orientamento verso i materiali.

Il gruppo 2, invece, ha presentato una maggiore dipendenza dalla mediazione adulta, con forte ricerca di conferma, minore continuità operativa e maggiore fragilità attentiva.

I punteggi iniziali evidenziano, infatti, la differenza di baseline:

• gruppo 1: 14–19 punti;
• gruppo 2: 8–9 punti.

I risultati dopo 20 settimane

Dopo circa cinque mesi di lavoro il quadro osservativo è cambiato in modo significativo. I punteggi finali hanno evidenziato una crescita marcata in entrambi i gruppi:

• gruppo 1: 14–19 → 43–44 → 46–52;
• gruppo 2: 8–9 → 35–37 → 50–56.

I cambiamenti più evidenti riguardano differenti dimensioni delle funzioni esecutive.

Working Memory

I bambini e le bambine hanno mostrato maggiore capacità di:

• mantenere consegne;
• gestire criteri di classificazione;
• sostenere sequenze operative;
• mantenere obiettivi cognitivi nel tempo.

Le attività di coding, pattern, organizzazione spaziale e matching sembrano aver favorito un progressivo rafforzamento della memoria operativa.

Inibizione e autoregolazione

Nel corso delle settimane diminuisce la necessità di conferma adulta. I bambini e le bambine mostrano progressivamente maggiore capacità di:

• attendere;
• tollerare l’errore;
• gestire l’incertezza;
• regolare frustrazione ed eccitazione.

Le consegne aperte, inizialmente destabilizzanti per molti bambini, diventano progressivamente spazi di attivazione autonoma.

Flessibilità cognitiva

Uno degli aspetti più interessanti riguarda la crescita della cognitive flexibility.Aumentano:

• cambi di strategia;
• revisione di ipotesi;
• adattamento alle richieste;
• utilizzo flessibile dei materiali.

I bambini e le bambine mostrano maggiore capacità di modificare il proprio piano d’azione in funzione del problema.

Planning e Problem Solving

Progressivamente compaiono:

• organizzazione autonoma del materiale;
• progettualità spontanea;
• costruzione di sequenze;
• ricerca autonoma di soluzioni;
• cooperazione funzionale.

Particolarmente interessante è il dato relativo al gruppo inizialmente più fragile. Il gruppo 2, pur partendo da livelli significativamente inferiori, mostra uno dei guadagni evolutivi più consistenti dell’intero percorso. Perché questi risultati sono importanti? I dati osservati sembrano suggerire che ambienti STEAM progettati intenzionalmente possano agire come contesti di potenziamento delle funzioni esecutive nella scuola dell’infanzia. Questo dato ha importanti implicazioni pedagogiche. Troppo spesso STEAM viene interpretato come insieme di attività legate esclusivamente alle discipline scientifiche. Il progetto FE/5 propone invece una lettura diversa: STEAM non come contenuto ma architettura pedagogica neuro-educativa. Un ambiente nel quale:

• il corpo esplora;
• il materiale provoca pensiero;
• il problema attiva pianificazione;
• l’errore diventa informazione;
• la cooperazione costruisce regolazione.

In questa prospettiva, coding, pattern, classificazioni e problem solving non rappresentano obiettivi disciplinari isolati, ma diventano strumenti di allenamento cognitivo precoce e una prospettiva per la scuola dell’infanzia. La letteratura neuroscientifica mostra da anni come le funzioni esecutive siano altamente plastiche nella prima infanzia (Diamond & Lee, 2011) e questo significa che la qualità degli ambienti educativi conta profondamente.

FE/5 – Scienza in Gioco suggerisce, quindi, una possibile direzione: progettare ambienti cognitivamente ricchi, embodied, manipolativi, cooperativi e intenzionalmente sfidanti può rappresentare una strada concreta per sostenere lo sviluppo del pensiero complesso fin dai primi anni di vita.

Perché, forse, nella scuola dell’infanzia le funzioni esecutive non si insegnano con una scheda ma si costruiscono dentro ambienti che chiedono ai bambini di osservare, provare, sbagliare, riorganizzare, collaborare, immaginare e trovare soluzioni. Ed è proprio qui che lo STEAM mostra il suo potenziale più profondo.