I trifogli sul banco di Mendel. Un laboratorio di Scienze

Quella che segue è stata l’attività conclusiva del modulo di genetica classica e dell’intero anno scolastico, sul finire della classe seconda. Quasi un’eredità per il triennio che seguirà. Ciò che ci ha affascinato è stata la possibilità di mettere alla prova quanto si apprende sulla genetica (una materia che non presenta, per la scuola superiore, modelli di attività laboratoriale semplici) e di farlo attraverso un percorso in cui l’ereditarietà potesse essere osservata, misurata, discussa e problematizzata a partire da un organismo reale. Proprio come avrebbe fatto Gregor Mendel.

La nostra aspirazione è quella di consegnare alla scuola un modello di esperimento sulla genetica facilmente realizzabile e, al contempo, penetrante ed esaustivo, tanto da porlo sullo stesso piano di esperimenti classici, quanto l’estrazione del DNA dal kiwi nell’introduzione alle biotecnologie o l’osservazione del catafillo di cipolla per la biologia cellulare.

Il contesto di lavoro

L’esperimento ha coinvolto una classe seconda del Liceo Scientifico Malpighi di Bologna. Dopo aver trattato i temi della biologia cellulare, l’ultima parte dell’anno viene tradizionalmente dedicata alla genetica classica: le leggi di Mendel, il suo approccio sperimentale e le apparenti eccezioni a tali leggi. Alla fine di questo percorso, studenti e studentesse possiedono un bagaglio minimo di conoscenze che gli permette, almeno potenzialmente, di indagare il tipo di eredità che caratterizza un dato organismo. 

Questo gruppo di ragazzi, come spesso capita con la biologia cellulare, aveva maturato una buona consuetudine con il laboratorio, benché, soprattutto, di tipo osservativo. A nostro modo di vedere, tuttavia, un aspetto poco valorizzato nella scuola è la prassi della ricerca per come viene attuata all’Università. È una modalità che si apprende in occasione della Laurea triennale, ma che vale la pena, vista l’universalità del metodo, iniziare a costruire già a partire dal liceo, per lo meno come forma mentis.

Obiettivi disciplinari e non solo

Sul piano disciplinare, l’attività mirava a consolidare i concetti di carattere, fenotipo, genotipo, allele, segregazione e assortimento indipendente, collegandoli però a un contesto biologico reale. Inoltre, il percorso consentiva di riprendere e applicare il tema delle apparenti eccezioni alle leggi di Mendel, mostrando che non tutti i caratteri osservabili si distribuiscono in categorie nette.

Sul piano metodologico, l’obiettivo era accompagnare gli studenti e le studentesse nella costruzione di un’indagine: formulare domande, raccogliere dati, controllarne l’affidabilità, organizzarli in tabelle, rappresentarli mediante grafici e discuterne il possibile significato.

Sul piano comunicativo, gli studenti e le studentesse sono stati invitati a confrontare diversi modelli genetici studiati, valutando, per ciascuno, quali elementi potessero essere compatibili o meno con i caratteri fenotipici indagati. In questo modo, il laboratorio ha permesso di spostare l’attenzione dalla ricerca di una risposta unica alla costruzione di ipotesi argomentate. Gli studenti e le studentesse hanno lavorato sui dati come farebbe una piccola comunità scientifica: osservando le distribuzioni, discutendo le possibili spiegazioni, riconoscendo i limiti del campione e distinguendo tra ciò che i dati mostrano e ciò che può essere soltanto ipotizzato. 

Fasi dell’attività

Le fasi dettagliate dell’attività, insieme ai risultati dell’esperimento svolto in classe, sono disponibili nella scheda didattica allegata. I momenti fondamentali sono stati:

La scelta dell’organismo (in questo caso il trifoglio), che è stata fatta in base a criteri pratici e didattici.

Educazione sulle modalità della ricerca, come componente teorica fondamentale per svolgere l’attività correttamente.

Raccolta, analisi ed elaborazione dei dati.

L’intera attività ha centrato l’obiettivo di mettere al lavoro un gruppo di studenti e studentesse secondo una modalità di ricerca rigorosa e approfondita.

Gli studenti sono stati infatti invitati a delineare in modo preciso la domanda sulla realtà e, una volta circoscritto il campo di ricerca, ad approfondire il tema attraverso una ricerca bibliografica. Hanno raccolto dati in numero significativo e li hanno presentati in modo leggibile attraverso grafici. Sono stati invitati, infine, a portare argomenti a favore e contro le diverse possibili spiegazioni genetiche dello spread dell’indice fogliare e della variabilità del disegno sulle foglie. Sono stati, quindi, messi a confronto i modelli studiati, a partire dalle leggi di Mendel, per trovare una spiegazione coerente alle osservazioni compiute.

A questo si aggiunge un ulteriore elemento di consapevolezza maturato durante il percorso: i ragazzi si sono sinceramente interrogati sulla validità del campione analizzato. Hanno, infatti, riconosciuto che il prato della scuola rappresenta un campione molto limitato e non necessariamente rappresentativo. Soprattutto dall’osservazione che il prato viene tagliato con regolarità, è nata una riflessione sulla possibile maturità delle piante e sul diverso stadio di sviluppo delle piante raccolte, aspetti che potrebbero aver influito sulle caratteristiche osservate e, di conseguenza, sull’interpretazione dei dati.

Riflessioni conclusive

Il primo aspetto che colpisce noi insegnanti è l’emergere, in alcuni ragazzi, di qualità che solo in un contesto diverso dalla lezione o dal laboratorio guidato possono manifestarsi. Un ragazzo, in particolare, ci ha colpito per la capacità di risolvere problemi statistici ideando un sistema di integrazione dei dati che, se non è già stato inventato da qualcuno di più titolato, merita certamente di essere approfondito. 

Un’altra ragazza, normalmente ai margini della riflessione in classe anche a causa di un rendimento in Scienze meno solido di altri, si è distinta nettamente per la sua capacità di elaborare il dato informatico e, anche grazie a questa qualità, di emergere come naturale riferimento del suo gruppo di lavoro.

Tutto ciò rende il laboratorio di Scienze qualcosa di più che uno strumento di consolidamento del sapere scientifico. Rende capaci gli studenti e le studentesse di far emergere le proprie attitudini e di cogliere le Scienze come una materia viva, cioè che necessita della vita (delle qualità) di chi la pratica per continuare a camminare.

Un secondo aspetto, gratificante per entrambi gli attori della ricerca, alunni e insegnanti, è stato quello di percepire che il campo di studio fosse “aperto”. Non si è trattato, in altri termini, di un’attività simulata, come spesso è prassi nella scuola, o di semplice osservazione: il risultato non era scritto (poca letteratura in merito) e ogni possibilità andava indagata e messa alla prova per elaborare una spiegazione che nessuno di noi conosceva a priori.

Un ultimo aspetto che rende interessante questa esperienza è il fatto di aver realizzato un contesto nel quale, per certi versi, insegnanti e alunni sono dalla stessa parte. Tale situazione – e quanto descritto al punto precedente – contribuisce a caricare positivamente di responsabilità studenti e studentesse. Tanto che anche il lavoro dato a casa, necessario per allinearsi con i tempi stretti della scuola, è proceduto senza intoppi sostenuto dalla consapevolezza che il risultato finale sarebbe stato merito nostro quanto loro.

Insegnanti e alunni, ancora una volta, si sono scoperti insieme, nel segno della curiosità di apprendere un fatto in più sulla natura.