5
PARTE PRIMA
6
Introduzione alla parte prima
L’intento di questa prima parte è fornire una panoramica relativa alle
tematiche riguardanti la didattica delle scienze nella scuola dell’obbligo. Verranno
mostrate alcune teorie educative e pedagogiche relative all’importanza
dell’insegnamento delle scienze, indicando quali livelli cognitivi, educativi e
sociali della personalità le discipline sono in grado di potenziare ed accrescere, il
loro ruolo nella crescita degli alunni e nello sviluppo della loro dimensione etica,
civile e della personalità globale nel suo complesso.
Successivamente saranno presentati gli aspetti relativi alla didattica delle
scienze, richiamando le metodologie più raccomandate e sostenute da autori,
pedagogisti ed esperti di educazione e sottolineando il ruolo dell’insegnante e del
programma scolastico nel processo di apprendimento degli alunni.
Infine saranno esposte le principali problematiche relative
all’insegnamento delle scienze: attraverso la consapevolezza di esse è infatti
possibile creare con gli alunni conoscenza e scoperta con maggiore attenzione ai
fattori di possibile rischio di insuccesso didattico, in modo da prevenirli e
costruire percorsi educativi chiarificanti, positivi ed accurati.
Le teorie presentate sono emblematiche e rappresentative degli argomenti
chiave della didattica delle scienze nella scuola primaria: il loro obiettivo è fornire
una chiave di lettura che permette di comprendere ed interpretare i contenuti
trattati nella seconda parte, relativi ai programmi di fisica nelle scuole primarie
europee.
7
Perché insegnare scienze?
L’interesse crescente per l’insegnamento delle scienze nei diversi livelli
scolastici ha prodotto una grande quantità di studi, ricerche, teorie e indagini. Le
discipline scientifiche fondano le ragioni della loro esistenza sul fatto che il
progresso umano dipende dalle scoperte scientifiche, che investono tutti i campi
della nostra vita. Per apprezzare e comprendere le opere degli scienziati, i frutti
delle loro scoperte e contribuire al benessere nostro e del nostro pianeta, è
fondamentale costruire una conoscenza scientifica che ci metta in grado di
valutare teorie, notizie e scoperte.
L’insegnamento delle scienze non ha sempre fatto parte dei curriculum
scolastici europei e mondiali, ma, come affermano Schwab e Brandwein
1
, ha
subito in tutto il mondo una spinta propulsiva a partire dagli anni Cinquanta, anni
che vedono gli Stati Uniti e l’U.R.S.S. protagonisti delle più grandi innovazioni
scientifiche e spaziali. Questo ha dato origine a molti dibattiti a livello
internazionale, relativi a quale metodologia didattica fosse la più adatta, quali
ragioni motivassero l’insegnamento delle scienze, come si possa potenziare la
personalità del bambino attraverso l’insegnamento delle scienze e come mettere in
relazione l’apprendimento a scuola con le modalità tipiche della ricerca
scientifica.
Il modo in cui le scienze a scuola sono insegnate dipende da molte
variabili tra cui la formazione degli insegnanti, la strutturazione dei programmi, le
risorse a disposizione, le caratteristiche del gruppo classe.
Gli esiti e gli obiettivi che caratterizzano questo insegnamento sono
molteplici. Saranno presentati suddivisi in tre principali filoni concettuali: il primo
relativo alle teorie che vedono il ruolo dell’insegnamento delle scienze come
fondamentale per lo sviluppo di una coscienza civile e per un approccio
responsabile alla realtà che ci circonda; il secondo, che riguarda la funzione che
l’apprendimento delle scienze ha nello sviluppo cognitivo dei bambini; il terzo
1
Schwab J. Brandwein P., L’insegnamento della scienza come ricerca, Armando, Roma, 1962
8
relativo alle potenzialità di sviluppo e accrescimento educativo della personalità
del bambino collegate alle attività di insegnamento delle scienze.
Tutte le teorie e le speculazioni di pensiero concordano con l’affermare
che l’intento dell’insegnamento delle scienze, come delle altre discipline, è l’atto
maieutico di “tirare fuori”, come direbbe Socrate, dai bambini stessi gli strumenti
per la loro crescita morale ed intellettuale già presenti in loro.
Insegnare scienze per costruire coscienza civile
L’insegnamento delle scienze è un prezioso strumento per approfondire
la conoscenza del nostro pianeta, del suo sviluppo nel tempo e dei mezzi per
preservarlo e proteggerlo, ma può anche essere un modo per comprendere più
profondamente le dinamiche sociali che lo attraversano e il delicato rapporto
tra la società e il progresso.
Giovanna De Sabbata solleva due questioni relative alla didattica delle
scienze, in relazione al rapporto tra scienza e società. Secondo l’autrice è
importante insegnare scienze perché tutto ciò che ci circonda “dall’automobile
al frigorifero
2
” è un prodotto della ricerca scientifica e dello sviluppo
tecnologico. Inoltre, i problemi sociali, economici e politici richiedono la
partecipazione attiva di tutti i cittadini. Alcuni problemi sono identificati
dall’autrice nello sviluppo tecnologico e nella sua possibilità di aumentare i
posti di lavoro e nella soddisfazione della richiesta sociale relativa ad
agricoltura, energia ed edilizia. È inoltre necessario mettere in grado i cittadini
di contribuire al raggiungimento degli obiettivi delle riforme volte a
massimizzare l’occupazione e la produzione. I cittadini hanno il diritto e il
dovere di essere consapevoli dei problemi del loro territorio, per essere
collettivamente in grado di operare sulla realtà circostante. De Sabbata ci parla
di connessione tra l’insegnamento delle scienze e l’educazione democratica di
cui è esponente il pedagogista statunitense John Dewey
3
. L’insegnamento
2
Giovanna De Sabbata in AA.VV. Scienza e ricerca, Stampatori Didattica, Torino, 1977
3
Di Pol R., Fornaca R., Dalla certezza alla complessità, Principato, Milano, 1981
9
scientifico, se avulso da problematiche reali, non contribuisce ad
un’educazione democratica, che fonda le sue basi sul fornire alle generazioni
gli strumenti per realizzarsi individualmente ma anche per partecipare alla vita
collettiva della società in cui vivono ed operare attivamente per il bene di essa.
L’educazione democratica, inoltre, ha come finalità la libertà dell’individuo e
si contrappone, quindi, ai modelli educativi delle dittature il cui proposito è,
invece, appiattire ed uniformare le coscienze e somministrare alle masse
contenuti educativi al servizio del potere.
Secondo l’autrice l’insegnamento scientifico è un mezzo per superare il
conflitto che vede la scienza come entità nelle mani di pochi e spesso usata a
danno di molti. La scienza, ad esempio, può essere al servizio del meccanismo
produttivo delle grandi industrie, il cui obiettivo è massimizzare i profitti e
ridurre i costi. Una divulgazione del sapere scientifico a più ampio raggio
costituisce un sostegno nell’affermazione di condizioni di lavoro più sane e
meno dannose. Con un’adeguata informazione sui rischi per la salute, ad
esempio, gli operai sono in grado di diventare i responsabili e i fautori del
miglioramento della propria qualità della vita e delle condizioni di lavoro in un
rapporto dialettico tra sviluppo sociale e scienza. Quando la scienza è
interpretazione delle lotte dell’uomo è scoperta ed allargamento,
l’appropriazione da parte di tutti del sapere scientifico permette che esso non
sia uno strumento ad uso esclusivo del sistema produttivo, che può portare a
nocività, degradazione della qualità della vita, distruzione dell’ambiente.
L’autrice sostiene inoltre che fare scienze a scuola è utile per superare
la visione rigida delle tecniche e delle scoperte scientifiche e riappropriarsi di
una visione più critica. L’insegnamento delle scienze serve quindi per fornire
gli strumenti per affrontare la realtà con impegno globale. Di educazione
democratica ed insegnamento delle scienze parla anche Franco Blezza
4
che
sostiene che un insegnamento non è mai un fine ma è un mezzo, e nel caso
delle discipline scientifiche l’insegnamento è il modo per maturare anche una
sensibilità antropologica verso le idee più innovative e il mondo. Emiliani
4
Blezza F., Didattica scientifica: studio pedagogico sull'insegnamento delle scienze, Del
Bianco, Udine, 1994
10
Zauli e Betti
5
si collegano a questo concetto aggiungendo che l’insegnamento
delle scienze contribuisce a responsabilizzare e sensibilizzare, formando un
cittadino in grado di partecipare attivamente al progresso morale e materiale
della società, alle sue scelte.
Anche Giordano, Longo e Majorino Bonelli
6
sottolineano l’urgenza
sociale della compentenza in ambito scientifico: la conoscenza scientifica è una
parte insostituibile di un insegnamento scolastico, è ciò che infatti pone in
grado di coordinare e sviluppare le dimensioni cognitive necessarie alla
comprensione di fatti sociali e culturali di ogni tipo. Maria Arcà e Roberto
Argano
7
affermano che l’insegnamento delle scienze è indispensabile per
leggere ed interpretare l’ambiente in cui si vive, comprendere il ruolo della
scienza nel prevedere fatti di importanza sociale e sviluppare una visione
probabilistica degli eventi.
Per concludere, la formazione di una mente in grado di essere aperta
all’inventiva e alla soluzione dei problemi, lo sviluppo di un atteggiamento di
osservazione e scoperta nei confronti del mondo, l’attenzione alla relazione tra
gli eventi, la disponibilità all’apertura verso le opinioni degli altri e il rispetto
consapevole dell’ambiente sono tutti elementi che sanciscono “l’impossibilità
di rinunciare alle scienze a scuola”
8
.
5
Emiliani Zauli F., Betti F., Le scienze nella scuola elementare, La Scuola, Brescia, 1990
6
Giordano E., Longo C., Majorino Bonelli P., Calore e temperatura: fisica e biologia:
un’introduzione allo studio dei fenomeni tecnici nella scuola dell’obbligo, Emme Edizioni,
Torino, 1988
7
Pontecorvo C., Guidoni P. (a cura di); Scienza e scuola di base, Istituto Enciclopedia Italiana,
Roma, 1979
8
Sitia C., L’educazione scientifica nella nuova scuola elementare, Le Monnier, Firenze, 1987
11
Insegnare scienze per sviluppare abilità cognitive
Ogni disciplina insegnata a scuola, per i centri di pensiero che attiva,
per il lavoro di scoperta e apprendimento attivo che sollecita e per le abilità che
chiama in gioco, è fondamentale per lo sviluppo dell’intelligenza e delle abilità
cognitive. Unitamente all’insegnamento non dovrebbe mai mancare
l’educazione alla riflessione critica e consapevole sui contenuti proposti.
Secondo il filosofo Karl Popper
9
, la scienza mette sotto assedio ogni
autore e ogni teoria, allena la mente al criticismo e a non considerare scontata
ed oggettiva ogni teoria incontrata sui libri. Ornella Andreoni
10
individua,
nell’insegnamento delle scienze, alcuni obiettivi relativi allo sviluppo che
contribuiscono a una didattica volta a fornire, oltre ai contenuti, alcune
competenze:
• sviluppo del ragionamento logico e formale;
• acquisizione di metodi di osservazione, misurazione,
classificazione, sperimentazione e verifica;
• sviluppo di comportamenti socializzati;
• acquisizione di abilità di scelta e decisione;
• attivazione di strategie di pensiero, strumenti logici,
capacità di analisi critica della realtà umana e sociale.
Anche Pontecorvo e Guidoni sostengono che insegnare scienze è
indispensabile per attivare e sviluppare numerosi livelli di competenza tra cui:
• un approccio scientifico e critico verso tutto, che consiste
nella facoltà di osservare con occhio attento i fenomeni della realtà che
ci circonda ed essere in grado di porci domande;
9
Popper K., Logica della scoperta scientifica, Einaudi, Torino, 1970
10
Ornella Andreoni in Pontecorvo C., Guidoni P. (a cura di); Scienza e scuola di base, cit. pag.
10
12
• il trasferimento delle modalità proprie dell’analisi
scientifica verso la risoluzione di problemi di ogni tipo;
• un atteggiamento positivo verso la scienza e il metodo
scientifico che consente di superare l’antropocentrismo e
l’egocentrismo;
• l’accrescimento di competenze progettuali;
• il superamento della contrapposizione tra scienza e studi
umanistici: tutto è razionale ed allo stesso tempo in tutto serve
creatività.
Relativamente alla riflessione critica, in un interessante contributo,
Giuseppina Primavera
11
afferma che l’insegnamento delle scienze sviluppa la
capacità del dubbio, dell’umiltà, dell’obiettività, del rigore scientifico e del
senso critico, stimolando l’intelletto, la creatività, le capacità logiche, il
problem solving, la libertà di pensiero e lo spirito di gruppo a patto che si
rendano gli alunni consci che gli scienziati costituiscono una comunità
mondiale collaborativa che elabora leggi accettate universalmente.
Enzo Petrini
12
dichiara che attraverso la pratica scientifica a scuola gli
alunni possono sviluppare abilità cognitive come la classificazione,
l’interpretazione, la capacità di previsione, il ragionamento ipotetico-deduttivo,
la distinzione tra certo, impossibile e probabile. Con l’insegnamento delle
scienze, in particolare a modalità laboratoriale e pratica, il rapporto tra azione e
pensiero si fa sempre più stretto e si acquisiscono tecniche di indagine.
11
Primavera G., Didattica e metodologia delle scienze naturali, Mondadori Bruno Scolastica,
Milano, 1982
12
Sitia C., Catalfamo E.; Sorge A., Blezza F., Petrini E. (gruppo di Pavia diretto da Ferrari M.),
L’educazione scientifica nella nuova scuola elementare, Le Monnier, Firenze, 1987
13
Alberto Munari
13
, citando Jean Piaget, afferma che ogni disciplina
comporta diversi livelli di conoscenza:
• un dominio materiale, costituito dagli oggetti reali o
virtuali della disciplina;
• un dominio concettuale, composto dalle teorie elaborate
a proposito degli oggetti della disciplina;
• un dominio epistemologico, che costituisce l’impianto
teorico aventi di quella determinata disciplina;
• un dominio epistemologico derivato, composto
dall’insieme delle riflessioni epistemologiche a proposito delle teorie.
Munari aggiunge, ai domini elaborati da Piaget, altri due livelli:
• il dominio della legittimazione socio-politica, che riflette
sulle teorie di una specifica scienza in chiave sociale, storica e politica
di una determinata società;
• il dominio relativo al rapporto con il sapere, costituito
dall’insieme delle riflessioni della sociologia e della scienza su quella
determinata disciplina.
Nel caso dell’apprendimento scolastico delle scienze, l’insegnamento
deve collocarsi in tutti i livelli per fare in modo che la disciplina sia
completamente compresa: un insegnamento di questo tipo renderebbe gli
alunni consapevoli, ad esempio, del tortuoso e difficoltoso processo che la
ricerca scientifica ha intrapreso per arrivare a determinati risultati,
accrescendone il valore e l’apprezzamento verso gli stessi. Inoltre,
nell’apprendimento il soggetto è influenzato dal rapporto con il sapere, che nel
caso della scienza può essere di deferenza timorosa ed obbligo di accettazione
13
Alberto Munari in AA.VV. Incontri con le scienze, testi e contesti per la didattica. Atti del
convegno di Verbania, 16-17-18 maggio 2003 Scholè Futuro, Torino, 2004
14
delle leggi oppure di partecipazione ed esplorazione eccessivamente ludica e
ricreativa.
Insegnare scienze per l’educazione e l’evoluzione della
personalità
L’insegnamento delle scienze non è automaticamente una pratica
educativa, ma lo diventa se, al centro delle sue intenzioni e delle sue attività,
mette la persona “nella totalità delle sue dimensioni”
14
. Al centro della scienza,
infatti, c’è l’uomo e il suo rapporto con il mondo, l’uomo e il suo desiderio di
ricerca di significati. La realtà che ci circonda è in continua evoluzione, cresce
la complessità delle azioni e delle possibilità umane; lo sviluppo delle scienze è
solo uno degli aspetti che ha ampliato gli orizzonti comunicativi, lavorativi e
relazionali dell’uomo: urge sempre di più l’esigenza di una formazione
permanente, che duri tutta la vita, che permetta, molto più che in passato, di
possedere una flessibilità e un’elasticità di competenze da applicare in tutti i
campi della realtà che ci circonda. Essa richiede comprensione, rispetto ed uno
sguardo aperto ed innovativo.
Fare scienza significa lasciar parlare la realtà, lasciare che si sveli in
tutte le sue sfaccettature e ricercare tutti gli strumenti per leggerla, interpretarla
ed apprezzarla. Per fare questo l’uomo utilizza la ragione e la creatività
insieme: creatività nell’insegnamento delle scienze significa apertura ad un
atteggiamento di meraviglia e di scoperta, stupore ed osservazione da più punti
di vista, desiderio di elaborazione e comprensione. Nella scuola non mancano
questi tipi di approcci, tuttavia è necessario contenerli ed incanalarli, evitare
l’espressività vaga e senza regole in quanto tutti gli stimoli, se non convogliati
all’interno di un apprendimento caratterizzato da motivazione ed autenticità,
restano aridi e sterili, perdendo le opportunità di arricchimento e crescita.
Educare in questo modo significa “educare a scoprire la bellezza”, non intesa
come spettacolarizzazione ma come strumento di scoperta perché, come
14
Silvana Mosca in AA.VV. La cultura scientifica nella scuola, Marietti, Milano, 2006
15
sostiene Gargantini, un matematico trova bella un’equazione, un chimico è
entusiasmato dalla struttura di una particella e un biologo è affascinato dalla
capacità di autoorganizzazione di un essere vivente
15
, pertanto la bellezza, nel
dominio della scienza, corrisponde allo splendore del vero.
Educare alla bellezza e alla ricerca della verità nella realtà circostante,
in ambito scientifico, significa inserire l’insegnamento in un quadro più ampio
di storia umana, di percorsi che hanno portato alla creazione di determinate
teorie. Prese singolarmente, senza contestualizzazione, le leggi scientifiche non
ci fanno comprendere il reale cammino spazio-temporale delle scoperte e dei
fenomeni
16
. La bellezza di essi si può fare apprezzare ai bambini attraverso gli
occhi delle grandi personalità degli scienziati che le hanno prodotte: come i
bambini stessi, gli scienziati sono persone che, “inciampate” in un problema di
vita reale, lo hanno sviscerato creando ipotesi e congetture, hanno esplorato
l’esito delle loro teorie e sono giunti ad una conoscenza che hanno condiviso
con la loro comunità.
Indipendentemente dalla disciplina insegnata, l’arricchimento delle
dimensioni sociali, cognitive ed educative degli alunni dovrebbe essere sempre
l’obiettivo maggiore dell’attività didattica. Le scienze riescono a mettere chi le
studia in contatto con il proprio ambiente fisico, e in grado di coglierne le
delicate relazioni tra i suoi elementi e i suoi attori. Permettono, inoltre, di
capirne l’importanza e il valore, indagando per ricercare strategie per la sua
conservazione e salvaguardia. La crescente cultura della complessità, della
velocità della comunicazione e del progresso richiede sempre di più un tipo di
apprendimento situato, cioè in linea con il contesto in cui si vive, in grado di
fornire gli strumenti per comprendere la realtà e i suoi cambiamenti continui.
15
Mario Gargantini in AA.VV. La cultura scientifica nella scuola, cit. pag. 14
16
Bocchi G., Cerruti M., Educazione e globalizzazione, Cortina, Milano, 2004
16
Il pianeta Terra oggi deve il suo progresso grazie al movimento di
quattro motori: la scienza, la tecnica, l’industria e il profitto
17
: le conoscenze
trasmesse attraverso gli insegnamenti non sono sufficienti, occorre, più che
fornire conoscenze, fornire gli strumenti per apprenderle e padroneggiarle,
utilizzare più metodologie e più approcci in modo da costruire una molteplicità
di competenze, spendibili in più campi e in più dimensioni di esperienza.
17
Bocchi G., Cerruti M., Educazione e globalizzazione, cit. pag. 15
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