Percorsi didattici di scienze tra il fare ed il pensare

All'interno della Collection Crayon, uscirà il cofanetto "Sciences" contenente cinque percorsi didattici di scienze per la scuola elementare.
Si tratta di materiali, sperimentati in classe, che aiutano l'insegnante ad organizzare attività di ricerca con gli alunni, avvicinandoli agli oggetti e ai ragionamenti propri delle scienze.

Nel corso del prossimo anno sarà disponibile per gli insegnanti della scuola elementare un cofanetto contenente cinque percorsi didattici di scienze e il relativo quaderno dell'insegnante. Con la pubblicazione di questi materiali all'interno della Collection crayon si concludono due progetti promossi dalla Sovraintendenza agli studi a partire dal 1997, coordinati dall'Ispettore Tecnico Piero Floris, e precisamente il progetto Materiali didattici e autonomia progettuale nella scuola elementare e parte del progetto FASS (Formazione attraverso la sperimentazione di strumenti). Nel quadro di tali progetti, hanno già visto la luce numerose séquences didactiques per l'insegnamento linguistico e cinque percorsi per l'insegnamento della storia contemporanea.
I percorsi didattici di scienze sono anch’essi rivolti agli alunni della scuola elementare. A quelli più giovani del primo ciclo sono dedicati i primi due: Quelques propriétés de l'eau e Dov'è l'aria che respiriamo?
Gli alunni più esperti del secondo ciclo si confronteranno invece con tre altri percorsi: La germination des graines, Expliquer un phénomène naturel : le vent e Découvrir comment les paysages alpins se transforment.
La metodologia e le indicazioni didattiche sono illustrate nel Cahier du maître. I materiali del cofanetto Sciences appartengono alla stessa linea progettuale delle séquences di lingua della Collection crayon.
In primo luogo condividono con esse l'idea di séquence, cioè di progetto didattico nel quale vengono esplicitamente individuati gli obiettivi conoscitivi perseguiti e le attività didattiche che li rendono realizzabili, viene indicato il punto di partenza e il punto di arrivo del percorso di apprendimento degli alunni.

STRUTTURA DEI PERCORSI

La loro struttura prevede alcune fasi di lavoro che ricorrono in tutti e cinque i percorsi e che rispondono a precise esigenze didattiche:

1. Il progetto
2. Le attività di apprendimento
3. La realizzazione del progetto

Il progetto e la sua realizzazione

Nella prima fase del percorso le attività proposte vogliono, da una parte, avvicinare l'alunno alla tematica trattata, permettendogli di esplicitare le proprie conoscenze nel settore, dall'altra, pongono le basi per stabilire una sorta di "contratto didattico" tra lui e l'insegnante, nel quale i ruoli di entrambi si definiscono in vista di un "oggetto" da realizzare. Esso sarà un oggetto socialmente riconoscibile e verrà sinteticamente chiamato "progetto".
Nello specifico dei percorsi i prodotti realizzati nella fase di elaborazione del progetto sono, un testo enciclopedico, una "voce" di un glossario, un testo esplicativo per una rivista scientifica, una visita guidata ad una valle alpina e una lezione di scienze. Essi rappresentano per l'alunno l'occasione per sintetizzare le conoscenze acquisite, possono essere ripresi negli anni successivi e costituire materia di studio o punto di partenza per un approfondimento ulteriore. I prodotti offrono inoltre delle opportunità di scambio e comunicazione tra gli alunni costituendo un forte elemento di stimolo che li induce a compiere un nuovo sforzo per padroneggiare bene i concetti e per essere chiari e convincenti nell'esposizione.

Le attività di apprendimento

Tra la prima e la terza fase del percorso si inseriscono le attività di apprendimento, cioè quelle attività volte a permettere all'alunno di acquisire gli strumenti concettuali per realizzare il progetto. Esse sono raggruppate in "moduli", ognuno dei quali ha un obiettivo conoscitivo specifico. Per esempio L'eau est-elle transparente? oppure L'eau se mélange-t-elle avec d'autres liquides?
In ogni percorso le attività proposte nei moduli sono varie e prevedono:
• l'osservazione;
• la schematizzazione;
• la sperimentazione personale;
• la verbalizzazione e la sintesi delle conoscenze.

Non essendo possibile approfondire qui le caratteristiche di ogni tipo di attività, se ne sottolinea solo la centralità di una di esse, la sperimentazione personale. Si è voluto riservare al contatto diretto con le materie in oggetto, l'acqua, l'aria, le piante, eccetera, un ampio spazio, sicuri del fatto che ciò avrebbe entusiasmato gli alunni da una parte, ma allo stesso tempo avrebbe suscitato nell'insegnante mille interrogativi, dubbi e stimoli allo studio e all'approfondimento. Questi percorsi sono in effetti ben lontani dall'offrire un pacchetto "apri ed esegui le istruzioni", come forse ad una prima lettura qualcuno può pensare.
Una delle difficoltà incontrate nel redigere i percorsi è stata proprio quella di scegliere un insieme di conoscenze isolandole da altre con le quali invece sono in stretto legame, di definire un settore di studio in modo netto, sapendo che si trattava di cesure forzate.
Un esempio: gli alunni lavorano in un percorso sui liquidi che si mescolano o non si mescolano con l'acqua, ma non studiano le ragioni di tale proprietà, si limitano a sperimentare comportamenti diversi dei liquidi e a stabilire dei criteri per attribuire la proprietà ad un liquido in particolare. La scelta è stata fatta tenendo conto degli obiettivi conoscitivi centrali, in questo caso compiere delle osservazioni sistematiche e ripetibili, per cui si è ritenuto che ampliare il campo di ricerca avrebbe portato fuori rotta, diciamo così, il lavoro. L'insegnante, quando realizza questa parte del percorso, percepisce l'enorme ampiezza della tematica ed è forse tentato di aprire parentesi, proporre ampliamenti, arricchire le attività. Un buon suggerimento potrebbe essere questo: rimandare ad un successivo momento lo sviluppo dei nuovi aspetti della tematica che si vogliono approfondire e limitarsi alla trattazione delle tematiche indicate nel percorso.

La verbalizzazione delle azioni, delle scoperte, delle ipotesi

Un'altra caratteristica dei percorsi di scienze, che costituisce una peculiarità da un lato, ma anche una difficoltà per gli alunni dall'altro, è lo spazio che viene riservato alla verbalizzazione dell'agire e alla scrittura di idee, ipotesi o conclusioni. Queste attività vengono riconosciute da chi si occupa di didattica delle scienze, come strumenti essenziali nella formazione dei concetti in ambito scientifico. Esse richiedono però un impegno non indifferente da parte di tutti, insegnanti e alunni, tanto che talvolta viene il dubbio: si perde forse di immediatezza, di continuità nel lavoro? La scelta di riservare uno spazio significativo alla verbalizzazione e alla scrittura risponde comunque alla necessità di creare situazioni di apprendimento stabili, forti, che facciano da perno per altre attività meno strutturate e più "leggere" da svolgere nel corso degli anni. Certo, soprattutto con gli alunni che non padroneggiano ancora la letto-scrittura, talvolta si ha l'impressione di non poter definire i confini tra insegnamento scientifico e insegnamento linguistico. Le considerazioni pro e contro questo fatto sono numerose, ma le lasciamo per un successivo momento di riflessione.

La sperimentazione dei percorsi

I percorsi di scienze sono stati sperimentati nelle classi di alcuni volenterosi insegnanti e da me personalmente. Grazie al prezioso apporto critico di tanti colleghi e alle suggestioni degli esperti che hanno collaborato costantemente, in particolare la professoressa Susanna Occhipinti e il professor Franco Bonfant, insegnanti di scienze rispettivamente nella scuola superiore e nella scuola media, è stato possibile modificare la versione primitiva dei percorsi, arricchirla di nuove parti o ridurla in altre; ovviamente, ulteriori approfondimenti e revisioni sarebbero i benvenuti, ma attualmente è opportuno concludere il lavoro e fare in modo che i percorsi vengano sfruttati per quel che offrono, sperando che siano fonte di riflessione tra i colleghi, così come sono stati occasione di crescita professionale per chi li ha curati.

I PERCORSI IN BREVE

L'osservazione: da libera a sistematica

Nel primo, Quelques propriétés de l'eau, gli alunni operano nel settore della fisica dell'acqua alla ricerca delle sue proprietà caratteristiche. Gli alunni passano da un'osservazione libera e poco strutturata ad una situazione in cui essi stessi predispongono le condizioni per realizzare un'osservazione sistematica, controllata e ripetibile. È questo un apprendimento che va opportunamente promosso e organizzato in ambito scolastico, perché gli alunni difficilmente sentono l'esigenza di organizzare una situazione di osservazione che rispetti dei criteri di scientificità che d’altra parte non conoscono. Il percorso propone due attività di osservazione nelle quali gli alunni imparano a costruire delle situazioni di sperimentazione significative dal punto di vista scientifico. Il percorso si conclude con la scrittura di un capitolo di un libretto di tipo enciclopedico appositamente predisposto; esso conterrà le conclusioni alle quali la classe è giunta nel corso del lavoro. Ciò dà modo agli alunni di riunire le conoscenze acquisite in un oggetto, il libro, che si presta a scambi cartacei, e non, e ad ampliamenti di ogni tipo.

Scoprire le caratteristiche dell'esperimento scientifico

Il secondo percorso, Dov'è l'aria che respiriamo? ha per oggetto di studio una materia particolarmente interessante per dei giovani alunni: l'aria. Impalpabile, invisibile, i bambini ne riconoscono alcuni effetti, ma non la possono circoscrivere o afferrare. La sua "astrattezza" rende difficile la scoperta delle sue proprietà (il concetto di proprietà ritorna ed è logico, visto che è centrale in tutte le discipline scientifiche) e li obbliga quindi ad organizzare delle dimostrazioni sperimentali convincenti. Gli alunni sono quindi chiamati ad operare sulle caratteristiche dell'esperimento scientifico ed a scoprirne le sue fasi principali. Le fasi del lavoro vengono volutamente semplificate e schematizzate per offrire agli alunni un punto di riferimento strutturale stabile. Si potrebbe giustamente obiettare che nella realtà "vera" la ricerca non funziona in modo lineare, ma vi sono piuttosto passaggi a zig zag o salti improvvisi dalla fine verso l'inizio.
La scelta della linearità qui è dettata sia dell'esigenza di non appesantire troppo il lavoro degli alunni sia dalla seguente riflessione: al termine di un percorso esplorativo, anche irregolare, confuso, pieno di accidenti, il soggetto può ricostruire i passaggi del proprio lavoro ritrovando il problema conoscitivo iniziale, le ipotesi che hanno guidato le sperimentazioni, le verifiche sperimentali effettuate e le conclusioni alle quali è giunto. Per gli alunni è difficile e non spontaneo tener conto delle fasi ordinate di una procedura, per questo il lavoro proposto in questo percorso può essere interessante rispetto agli apprendimenti metodologici.

Le mille variabili in gioco nel mondo della biologia

Il terzo percorso, La germination des graines, è relativo al mondo della biologia. Gli alunni esplorano la germinazione dei semi quale prima fase di sviluppo della pianta. Ricercano i fattori che determinano tale processo e sperimentano la complessità dell'esperimento in campo biologico, dove è particolarmente arduo individuare e controllare le mille variabili che entrano in gioco continuamente. Nello svolgimento del percorso non si pretende un rigore che sarebbe eccessivo richiedere in una situazione scolastica, però gli alunni toccano con mano la complessità e la ricchezza dei problemi che la germinazione di un seme sollecita. Si provi a pensare come può essere difficile immaginare delle situazioni in cui isolare il fattore aria o calore!
Le tematiche che qui vengono affrontate quali il concetto di fattore di sviluppo, le condizioni favorevoli o sfavorevoli per la crescita, la funzione delle parti, possono poi diventare oggetto di apprendimento in successivi percorsi. Il percorso si conclude con la produzione di un testo, la "voce" di un glossario in cui vengono presentate le fasi della germinazione.

Mettere in relazione delle conoscenze e spiegare un fenomeno

Il quarto percorso, Expliquer un phénomène naturel : le vent, destinato agli alunni più grandi, tratta ancora dell'aria, ma in un quadro diverso, più complesso rispetto a quello illustrato in precedenza. Qui si tratta di scoprire alcune proprietà dell'aria al fine di spiegare il fenomeno della formazione del vento. Precisiamo che di questo fenomeno si considerano solo alcuni aspetti, quelli relativi al movimento convettivo delle masse d'aria e non si tiene conto né degli effetti della rotazione terrestre, né del fattore umidità. Gli alunni sono comunque chiamati a mettere in relazione conoscenze diverse e a rappresentare la circolazione dell'aria tenendo conto di alcune sue proprietà. Al termine del percorso gli alunni scrivono, è questo il prodotto del progetto, opportunamente guidati, un testo esplicativo, nel caso specifico un articolo per un ipotetico giornale di diffusione scientifica destinato a dei ragazzi. La difficoltà, e quindi l'interesse del lavoro, sta nel mettere in relazione dei fenomeni naturali e lo studio delle proprietà della materia. La relazione di causa ed effetto viene qui esplorata a più riprese.

Strumenti concettuali per osservare

Infine l'ultimo percorso, Découvrir comment les paysages alpins se transforment, affronta tematiche che nella scuola superiore vengono inserite nella disciplina "Scienze della Terra".
Gli alunni imparano ad osservare il paesaggio alpino e a scoprire come agiscono alcuni elementi naturali nel modificarne incessantemente le forme. Gli alunni costruiscono alcune situazioni di osservazione, sperimentano l'azione dell'acqua principalmente, ma anche del ghiaccio e del vento, esplorano una valle laterale della nostra regione e vi ricercano le tracce dell'azione degli elementi naturali.
Le attività di esplorazione e di ricerca trovano una conclusione nella visita finale alla valle studiata (l'oggetto del progetto): gli alunni diventano delle guide per altri compagni, francofoni se possibile che, grazie alle loro indicazioni e spiegazioni, imparano a conoscere il paesaggio alpino.
In questo percorso didattico si mettono in atto delle azioni volte ad acquisire quelle competenze osservative di cui si parla sempre, ma che è tanto difficile costruire. Si individuano oggetti di osservazione e si sollecitano gli alunni a formulare delle ipotesi che spieghino il fenomeno osservato, per esempio, un ammasso di rocce lungo un pendio. Gli alunni utilizzano le conoscenze che progressivamente acquisiscono per formulare delle spiegazioni e per ricercare nuove situazioni di osservazione. Si abitua l'occhio a vedere il particolare e ad inserirlo in un quadro più ampio.

ATTIVITA' IN L1 o L2?

Nei percorsi abbiamo privilegiato l'uso della lingua francese con l'intenzione di facilitare il lavoro linguistico degli insegnanti che sovente incontrano difficoltà nel progettare attività didattiche complesse in L2. Quante volte, infatti, noi insegnanti ci chiediamo se la scelta di affrontare gli apprendimenti in lingua francese pregiudichi o meno gli apprendimenti.
Sarebbe veramente interessante realizzare delle ricerche approfondite per supportare con dati certi il dibattito che talvolta si infiamma tra noi insegnanti circa la relazione tra apprendimenti disciplinari e uso della lingua. Per quanto riguarda l'esperienza realizzata intorno ai percorsi di scienze, si può dire che molto dipende dall'atteggiamento assunto dall'insegnante. Quando egli utilizza senza difficoltà il francese e accetta che gli alunni si esprimano anche in italiano, l'uso della lingua meno familiare non costituisce un problema significativo, purché le fasi cruciali del lavoro vengano elaborate e verbalizzate in lingua francese. Quando invece prevale la pur legittima preoccupazione di non essere capiti e l'insegnante passa con eccessiva frequenza da una lingua all'altra, si crea facilmente una situazione poco proficua. In effetti è opportuno ricordare che le difficoltà nelle attività di scienze sono principalmente concettuali e non lessicali. Il lessico viene appreso nel corso delle attività, non prima come fosse un elenco di parole senza nesso.
Nei percorsi si è voluto inoltre mettere il più possibile l'alunno nella condizione di svolgere da solo anche il compito più difficile: scrivere autonomamente in lingua francese. A tal fine si è utilizzato un lessico ben delimitato per ogni campo di studio e si sono proposte, di volta in volta, attività di comprensione e di studio che forniscono agli alunni tutti gli elementi necessari per svolgere il compito.

Come è stata effettuata la scelta delle tematiche?

Si è tenuto conto delle indicazioni dei Programmi dell''85, i quali, occorre ricordarlo, attribuiscono una grande valenza educativa all'insegnamento delle scienze. Dice il documento ministeriale: L'educazione scientifica si propone come obiettivi fondamentali: ...lo sviluppo di atteggiamenti di base nei confronti del mondo, come la tendenza a porre proprie domande,... l'intraprendenza inventiva, soprattutto per quanto riguarda la formulazione di ipotesi e spiegazioni, ... l'acquisizione di abilità cognitive generali quali, per esempio, la capacità di analisi delle situazioni e dei loro elementi costitutivi, ... la crescente padronanza di tecniche di indagine, da quelle di tipo osservativo, sino all'impiego in situazioni pratiche del procedimento sperimentale; ...lo sviluppo sempre più stretto e articolato tra il "fare" ed il "pensare".
Si è considerato inoltre che nelle nostre scuole non vi sono generalmente spazi specifici destinati alla sperimentazione scientifica, né grande varietà di materiali. È opportuno quindi che i materiali siano semplici e le attività realizzabili da tutti. D'altra parte materiali complessi e sofisticati non sono sempre indispensabili, il materiale semplice è, a questo stadio dell'insegnamento, sufficiente per compiere attività interessanti.
I temi scelti riguardano più settori: la fisica, la biologia, le Scienze della Terra, e cercano di individuare quelle conoscenze di base che permettono l'alfabetizzazione in campo scientifico. Infine, si è voluto considerare ogni percorso come uno stimolo per sviluppi e ampliamenti successivi. L'insieme dei percorsi proposti può costituire un’utile trama per la costruzione di un curricolo di scienze pluriennale.

Anna Bus
Insegnante elementare dell'Istituzione scolastica "Aosta 4".
Ha seguito la formazione di lingua presso le Service des Langues di Ginevra
diretto dal Prof. Auguste Pasquier.