Trasformazioni

Parlare di trasformazioni a scuola rappresenta un filo conduttore che può essere seguito nel corso degli anni, un percorso lungo e articolato, che offre una quantità di occasioni per ampliare l'argomento, per cogliere collegamenti, per generalizzare un concetto e metterlo in relazione ad altri.

I giorni passano, l'uno uguale all'altro e tutti diversi...; si fanno sempre le stesse cose e mai le stesse...; succedono sempre le stesse cose e mai le stesse⁽¹⁾. Viviamo totalmente immersi in un flusso di eventi e costruiamo l'idea di un tempo che passa proprio sulla base dei cambiamenti di cui riusciamo ad accorgerci (se nulla cambiasse, se noi stessi non crescessimo e ci trasformassimo ogni giorno come potremmo sapere che il tempo sta passando?).
Non ci si può bagnare due volte nell'acqua dello stesso fiume, diceva un filosofo dell'antica Grecia, ammaliato dall'idea di un presente sempre impercettibilmente diverso dall'immediato passato. Così ogni situazione, ogni gesto sono sempre nuovi: poiché il presente non ancora vissuto è sempre altro rispetto al passato e si svolge in un altro tempo e in un altro spazio (non torna la primavera, ne viene un'altra, non torna la sera, ne viene un'altra..., non si fa lo stesso esperimento, se ne fa un altro).
Non notiamo cambiamenti e trasformazioni che sfuggono alla nostra sensibilità percettiva (cosa succede al livello delle cellule del corpo?) e non facciamo caso a quelli di cui potremmo accorgerci ma che giudichiamo irrilevanti. La percezione e l'esperienza si intrecciano continuamente nella nostra comprensione del mondo.
Sono tuttora inesplorati i meccanismi di memoria e le capacità di confronto che ci fanno riconoscere oggetti ed eventi noti: ricordiamo forme che non cambiano nel tempo e riconosciamo processi di trasformazione (per esempio, una crescita o una metamorfosi); li confrontiamo con altri, notiamo le differenze. Anche se gli oggetti si trasformano e le differenze non sono troppo radicali, sappiamo riconoscerne le identità nonostante i cambiamenti. Questa considerazione sembra molto astratta ma, per esempio, una delle difficoltà dei bambini a concettualizzare la trasformazione dell'acqua in ghiaccio o in vapore dipende proprio dal fatto che l'acqua trasformata non ha più le caratteristiche dell'acqua liquida. L'identità della sostanza nei suoi cambiamenti di stato, quindi, deve essere supportata dalla logica e non dalla evidenza percettiva.

SCHEMATIZZAZIONI E CONFRONTI: LA RICERCA DI CAUSE

La capacità di schematizzare, cioè di definire a grandi linee gli eventi senza curarci dei dettagli ci impedisce di perderci nell'analisi delle miriadi di minuscoli cambiamenti. Al tempo stesso, strategie di pensiero di tipo causale portano a mettere relazioni stabili tra fatti diversi, a cercare in un cambiamento la causa o l'effetto di un altro cambiamento, ripercorrendo col pensiero la catena di eventi che potrebbero congiungerli. Pensando che ogni evento dipenda da altri, prodotto da una molteplicità di cause reciprocamente interconnesse..., costruiamo idee di correlazione e di dipendenza tra fenomeni, pur sapendo che, in particolari condizioni, cause piccolissime possono produrre effetti smisurati e cause smisurate possono provocare cambiamenti piccolissimi.
Nello schematizzare le trasformazioni, di solito, si individua una situazione iniziale, se ne osservano i cambiamenti, si definisce una situazione finale e si avviano confronti sistematici che si rivelano più o meno efficaci a seconda della sensibilità, dell'esperienza, dell'attenzione di chi studia il fenomeno. Sono i risultati dei confronti, talvolta trascurabili e talvolta rilevanti, a dare informazioni sulla dinamica dei processi, a capire cosa avviene col passare del tempo, a stimolare la ricerca di cause e, di conseguenza, i processi di interpretazione.
Ogni confronto, poi, sottintende un modo particolare di guardare il fenomeno: si può notare il cambiamento progressivo, o si può valutare il cambiamento complessivo, guardando le differenze tra l'inizio e la fine. La scelta è quella tra una analisi differenziale e una analisi integrale, che portano a vedere cose molto diverse privilegiando l'una un giudizio sincronico che coglie differenze istantanee, l'altra un giudizio diacronico che informa su come sono complessivamente andate le cose.
In ogni caso, per individuare le cause delle trasformazioni e quelle su cui agire per modificarle, è fondamentale definire le variabili caratteristiche, i modi in cui cambiano, le loro eventuali correlazioni e attribuire loro una specifica rilevanza nella descrizione o nella interpretazione del processo. Dal punto di vista cognitivo, riconoscere una relazione stabile tra le variabili, in una particolare trasformazione, è come riconoscere la permanenza in un particolare oggetto: l'invarianza nelle relazioni tra variabili diventa la caratteristica specifica di quella trasformazione, ne garantisce l'identità e permette di riconoscerla ogni volta. Anche in questo tipo di indagine si può privilegiare una strategia interpretativa di tipo globale o una di tipo analitico: si può valutare il cambiamento complessivo del sistema o analizzare singolarmente quello delle singole variabili, di ciascun cambiamento si può fare una analisi integrale o differenziale..., applicando il già noto schema cognitivo.

LINGUAGGIO

L'esperienza del cambiamento (nei modi di essere e di funzionare delle differenti strutture) rappresenta per noi lo stimolo ad ogni forma di pensiero: se al mondo niente cambiasse, cosa ci sarebbe da capire?
Sulla base dell'esperienza concreta, bisogna però costruire pensiero astratto che interpreti le trasformazioni e i cambiamenti, trovando le parole e le forme adatte a rappresentarli a generalizzarli, a renderli oggettivamente disponibili agli altri.
Nella struttura del linguaggio i nomi degli oggetti o dei fenomeni implicano la possibilità di riconoscerne schematicamente la stabilità o la riproducibilità; se intervengono cambiamenti evidenti bisogna trovare altri nomi (L'acqua si trasforma in ghiaccio, l'embrione diventa pulcino, i bambini cresciuti si chiamano adolescenti...).
I nomi rispecchiano nostra capacità di individuare invarianze nei fatti e nei fenomeni; i verbi invece, come racconta la grammatica, indicano di solito azioni, trasformazioni e cambiamenti. Gli aggettivi indicano le qualità degli oggetti o degli eventi, gli avverbi le modalità con cui avvengono azioni e trasformazioni, e così via. Sono sempre confronti schematici che permettono di attribuire un nome ad oggetto simile ad altri già noti (anche questo è un seme!), e sapere il nome di un oggetto sconosciuto aiuta a riconoscere in esso le caratteristiche di tutti gli altri che chiamiamo con quel nome (è un seme, quindi...).
Oltre che agli oggetti permanenti (come direbbe Piaget), la complessità della struttura linguistica permette di dare nomi ai funzionamenti, ai movimenti, ai fenomeni, riconoscendoli nel loro svolgersi dinamico ma riconoscendo in loro una forma stabile nello spazio e nel tempo. Interpretiamo, dunque, i processi di trasformazione sia guardandoli nella loro globalità, sia analizzandoli nei processi che li compongono, ed è la stabilità delle relazioni tra i loro elementi (sia pure dinamici) che ci permette di riconoscerli e di averne memoria. Confronti e processi di schematizzazione ne mettono in evidenza la struttura comune, ne mostrano "l'invarianza" al di là delle inevitabili differenze.
Le regolarità individuate nelle trasformazioni e nei cambiamenti permettono di trovarne le regole, di descriverne gli andamenti nel tempo: possiamo descriverle come graduali, istantanee, a salti..., ad "equilibri punteggiati", come per esempio fanno le più recenti teorie che descrivono l'evoluzione biologica.

LE TRASFORMAZIONI DELLA MATERIA: UN SALTO DI SCALA

Nei passaggi di stato, molte proprietà di uno stesso materiale cambiano quando questo si trova allo stato liquido o allo stato solido. Se andassimo a guardare le singole molecole troveremmo, ovviamente, che le loro proprietà sono diverse rispetto a quelle che siamo abituati a riscontrare a livello macroscopico nel materiale che esse compongono. Per fortuna, non sono molti i bambini che si domandano se un atomo di ferro ha le stesse proprietà del ferro, ma il problema merita di essere affrontato.
Il ragionamento sembra paradossale, ma ogni interpretazione sistemica⁽²⁾ postula che una struttura complessa deve avere proprietà diverse da quelle delle sue componenti. Scendendo al livello molecolare, infatti, dobbiamo capire che, in condizioni definite, cambiando lo stato di aggregazione tra le molecole, la materia può assumere forme diverse. I cambiamenti di stato, per esempio, sono trasformazioni di tipo fisico in cui le molecole non cambiano la loro natura ma soltanto si aggregano in modi diversi a seconda delle condizioni al contorno, con la possibilità, almeno teorica, di ricomporsi nella struttura di partenza.
Avvengono però cambiamenti ben più complessi e radicali quando a trasformarsi è la composizione stessa delle molecole. Nelle trasformazioni chimiche, infatti, le reazioni con altri tipi molecolari, favorite per esempio da alte temperature come nelle combustioni, modificano le forme e le strutture di aggregazione degli atomi, che si dispongono a formare molecole del tutto nuove, con altre caratteristiche chimiche, formando, di conseguenza, nuove sostanze. In ogni trasformazione viene sempre messa in gioco dell'energia, fornita dall'ambiente o liberata nell'ambiente, che può rompere le strutture molecolari e permettere nuove aggregazioni, accumularsi in nuove forme, trasformarsi in calore, disperdersi nell'ambiente.
A seconda della energia a disposizione e delle concentrazioni relative delle sostanze presenti, anche le trasformazioni chimiche possono essere reversibili.
Per esempio, in condizioni di equilibrio chimico, si verifica un flusso di trasformazione dei reagenti nei prodotti della reazione equilibrato (appunto) da un flusso di trasformazione dei prodotti della reazione nei corrispondenti reagenti.

L'INTERVENTO DIDATTICO

Dopo questa introduzione generale ai modi di guardare le dinamiche di trasformazione, spostiamo lo sguardo su una situazione di classe, per esplorare le idee dei bambini. Parlare di trasformazioni a scuola rappresenta un filo conduttore che può essere seguito nel corso degli anni, in un percorso lungo e articolato e che offre una quantità di occasioni per ampliare l'argomento, per cogliere collegamenti, per generalizzare un concetto e collegarlo ad altri.
È interessante vedere come i bambini sviluppino particolari capacità di percezione, per accorgersi sempre meglio di quello che succede, per notare differenze minuscole, per individuare i ritmi e le regolarità in processi diversi. Insieme si cercano le generalizzazioni facendo i conti con i tanti significati della parola trasformazione, imparando ad accettare che a volte i fenomeni si svolgono in maniera imprevedibile.
Siamo in una seconda elementare, dove in diverse situazioni, dalla cucina alla biologia alla storia, sono state utilizzate le parole trasformare e trasformazioni. Ora i bambini tentano di spiegarne il significato.
Ilaria: Trasformare è prendere una cosa e farla diventare diversa da prima.
Maria: Ci sono cose che diventano diverse da sole, per esempio i pulcini.
Paola: Stamattina, con l'altra maestra, abbiamo parlato di ricette che c'entrano con le trasformazioni.
Laura: Quando compri la pasta è dura, poi la metti nell'acqua bollente, diventa molle e perciò fa una trasformazione, si dice cuocere... Quando sei piccolo, se passa un po' di tempo diventi più grande: è una trasformazione.
Laura: Quando fai la torta, la farina si trasforma in torta.
Giulia: La spiga si trasforma in farina.
Radu: Se hai un foglio bianco e ci scrivi sopra tante parole non è più come prima.
L'insegnante: Proviamo a cercare tante parole di trasformazione.

Il gioco è coinvolgente, dopo qualche esitazione i bambini elencano molte parole e quasi subito si accorgono che i verbi, che indicano sia una azione sia il suo contrario, rientrano quasi tutti nella famiglia delle trasformazioni. Sul quaderno vengono trascritte le parole, su cui poi con calma si potrà lavorare. L'elenco non è sicuramente completo, ma è sempre possibile aggiungere nuovi termini.

L'esperienza a disposizione è ricchissima: ora l'intervento didattico deve saper guidare i bambini a guardare i cambiamenti in maniera consapevole, utilizzando le strategie diverse o complementari che abbiamo analizzato. Le potenzialità ed i limiti di ciascuna possono essere messi in rilievo nel confronto tra le rappresentazioni, non solo linguistiche, che i bambini danno di uno stesso fenomeno. Imparando a lavorare e a discutere insieme, infatti, si possono scegliere i modi più efficaci per interpretare il cambiamento, e dalla semplice sequenza temporale di fasi che si succedono nel tempo si può giungere a modellizzare aspetti di consequenzialità causale, di contemporaneità, di correlazione tra le variabili e tra i loro cambiamenti.
Sono valide, anche in campo cognitivo, le strategie di sempre: schematizzare e confrontare interpretazioni, definire un proprio sistema di pensiero e analizzare nel tempo la variazione di singoli aspetti..., guardare le idee che cambiano nel tempo e quelle che rimangono invariate..., elaborare opinioni personali a partire da uno schema comune... Anche la costruzione di conoscenza, del resto, è una trasformazione che richiede tempi lunghi e non arriva mai a compimento e se, come specie umana, disponiamo di sistemi di percezione e di interpretazione che funzionano in modo abbastanza uguale per tutti, sono poi le caratteristiche personali di elaborazione e di valutazione che rendono il pensiero di ciascuno diverso da quello di chiunque altro.

Maria Arcà
Responsabile di un progetto di ricerca sulla didattica della scienza, presso il CNR. Si è occupata di problemi cognitivi ed epistemologici, proponendo contenuti e metodologie adatti alla costruzione di conoscenza scientifica significativa fin dalla scuola dell'infanzia.

Note
(1) M. Arcà, P. Guidoni (1986), Guardare per sistemi guardare per variabili, Emme edizioni, Petrini Junior SpA - Torino
(2) Si definisce "sistema" un intero formato da parti disposte e correlate secondo un ordine definito, gerarchizzate tra loro, coordinate in una organizzazione complessiva, legate da relazioni che possono variare nel tempo.