2.1. Premessa: il curricolo di fisica e alcune dinamiche di cambiamento
Per avere un’immagine più precisa e dettagliata dell’insegnamento delle scienze in Italia, di cui già si sono individuate alcune specificità a livello di sistema educativo, dell’impatto dei problemi visti e di queste specificità, di seguito si analizzeranno nel loro sviluppo alcune caratteristiche dell’insegnamento della fisica a livello di scuola secondaria di secondo grado. Le ragioni che sostengono questa scelta e che collocano la fisica in posizione privilegiata e di particolare importanza per conoscere le dinamiche e i problemi dell’educazione scientifica scolastica sono diverse.
Una ragione è di tipo culturale. Il cambiamento dell’educazione scientifica in Italia deve affrontare la storia di un intero paradigma, o “canone”, vale a dire della mappa delle discipline, delle “cose” insegnate e dei valori e significati a queste attribuiti. Per un’educazione secondaria che è sempre stata fortemente basata su un canone umanistico, dove ad esempio le lingue antiche e l’approccio storico alla cultura sono stati dominanti, la fisica, con il suo carattere matematico, sistematico e empirico appare come il candidato principale per indagare una parte fondamentale, ma in ombra, del canone della vecchia e nuova educazione scolastica. La fisica rappresenta il pilastro delle scienze all’interno del canone culturale e dei saperi scolastici, il fondamento di un paradigma culturale moderno, in rapporto complementare o talvolta più dialettico e antagonistico con le tradizionali risposte a “che cosa insegnare” e a “come formare le menti”. Inoltre, lo stato e la storia del suo insegnamento ci permettono di descrivere meglio alcune dinamiche dell’insegnamento scientifico e dell’innovazione didattica nella scuola: la ricerca in questo campo ha subìto un’accelerazione straordinaria nel tempo, i progetti di innovazione didattica e ricerca educativa che l’hanno riguardata sono stati all’avanguardia e con larga diffusione internazionale, i legami con le altre discipline accademiche e scolastiche sono particolarmente ricchi e affascinanti dal punto di vista filosofico e quindi, secondo la nostra prospettiva, pedagogico.
Un’altra ragione di tipo pedagogico, e forse più sostanziale, infatti, riguarda il ruolo della scuola secondaria di secondo grado. La scienza scolastica tra i 14 e i 19 anni si situa a metà strada tra un’educazione generale e le competenze disciplinari specifiche che serviranno
anche per “fondare” gli studi specialistici universitari o una qualche professione. La fisica è l’unica disciplina scientifica ! analogamente alla matematica, la quale però faceva parte, almeno idealmente, anche di un canone “classico” dell’educazione ! che viene insegnata separatamente e per più anni. Le altre discipline scientifiche tradizionali come la biologia e la chimica sono spesso previste come “insegnamento integrato” e sebbene vengano insegnate singolarmente, ciò avviene per meno tempo e limitatamente ad alcune scuole. La fisica appare molto di più come un fondamento delle conoscenze e delle competenze scientifiche di base, sia disciplinari che trasversali a più discipline; potrebbe rappresentare, è stato detto, la base di un nuovo canone e di quel carattere formativo e disinteressato che è stato attribuito ai saperi fondamentali del canone “classico” tradizionale.1
Specialmente il liceo scientifico prevede la fisica e le discipline scientifiche come principali materie di studio, ma è proprio il confronto di questo tipo di scuola con altri licei (ad esempio il Classico) o altri tipi di scuole superiori (gli istituti tecnici) a rivelare i problemi e l’articolazione dell’educazione scientifica nel sistema italiano.
Un’ultima motivazione può essere addotta per sostenere l’analisi particolareggiata del curricolo di fisica della scuola secondaria e dei licei (scientifico in primis). Questa riguarda la ricerca universitaria degli ultimi decenni; da una parte il fiorire di studi educativi e pedagogici: in merito all’educazione scientifica, l’intreccio tra discipline scientifiche e pedagogia ha finora raggiunto il suo livello più alto negli studi di didattica della fisica, in Italia così come nel panorama internazionale. Negli studi sull’apprendimento/insegnamento delle teorie e delle conoscenze di fisica, maggiore e più fecondo è stato l’intreccio interdisciplinare tra fisica, psicologia, pedagogia e ricerca educativa in generale, andando a delineare un settore di studi con una sua propria fisionomia specifica.2
Non solo la ricerca educativa in fisica si è sviluppata considerevolmente; in questo campo si è anche avuto un naturale incontro con un altro settore che ha visto numerosi sviluppi negli ul- timi decenni, vale a dire gli studi sulla scienza, studi storici e filosofici innanzitutto, ma non solo. La fisica è stata sempre la disciplina principale di riferimento per filosofi e storici della scienza. Oggi, forse, questa situazione è cambiata, ma rimane il fatto che gli studi fondaziona- li e storici sulla fisica hanno, parimenti, raggiunto standard accademici e qualitativi significa-
1 Per una “filosofia del canone” si veda V. Fano, «Platone, Nietzsche, Gramsci e Einstein sul canone nella
Scuola», Il castoro per la Scuola [http://web.tiscali.it/scuolaescrittura/ProgettoScuola/rivista/].
2 Alcune importanti riviste accademiche e disciplinari testimoniano la qualità e la ricchezza di questo campo di
studi: l’American Journal of Physics, che pubblica anche articoli di rilievo didattico ed educativo, la connessa pubblicazione di The Physics Teacher e altri ancora; in Italia, il Giornale di fisica e la Fisica nella scuola, quest’ultima vero e proprio punto di incontro tra insegnanti, ricercatori, mondo della scienza e mondo della scuo- la.
tivi e, come anche la ricerca in Science Education ha mostrato, l’intreccio tra questi studi, la fisica e la didattica della scienze presenta alcune interessanti potenzialità culturali e di ricerca. Da un certo punto di vista, la storia dell’educazione scientifica nella scuola secondaria e dei programmi di insegnamento di fisica mostra tratti di quel conservatorismo che spesso viene imputato alla scuola e in particolare a quella superiore, che in Italia è stata la più immune a profondi cambiamenti legislativi e strutturali. D’altra parte, la storia delle pratiche di insegnamento, dei libri di testo e della fisica stessa, in Italia, è stata attraversata da cambiamenti che è erroneo sottovalutare.
Alcuni mutamenti sostanziali hanno attraversato, inoltre, il sistema formativo italiano: il rapporto tra scuola secondaria e formazione universitaria, le iscrizioni e il peso relativo dei vari indirizzi di scuola superiore, il tipo e la varietà delle risorse didattiche utilizzate per l’insegnamento. In particolare, tre processi di cambiamento strutturale dell’istruzione andranno tenuti presente per l’analisi del curricolo di fisica.
1) Nonostante il quadro di riferimento dei licei non sia cambiato in maniera stabile fino al 2010, diversi tentativi e progetti di riforma hanno avanzato proposte e programmi innovativi e, dagli anni Settanta, vi sono state numerose sperimentazioni, a tal punto che indirizzi e programmi sperimentali, spesso rivolti all’insegnamento delle scienze, sono stati la norma più che l’eccezione. Questi programmi sono stati tutti aboliti e la nuova riforma attuata nel 2010 ha uniformato i vari indirizzi liceali cercando di mantenere alcune acquisizioni di quei curricoli sperimentali. Si esamineranno, nelle prossime pagine, alcuni di questi curricoli. 2) La situazione è cambiata anche rispetto al profilo formativo dei ricercatori italiani: il liceo classico, fondato su un’educazione scientifica povera, è risultato essere, nonostante tutto, una strada educativa di successo, premessa alla formazione di più generazioni di fisici e scienziati. Oggi, il panorama dei percorsi formativi e di specializzazione è meno netto e più articolato; il liceo scientifico, in particolare, è concepito come la scuola capace di formare le basi per potenziali scienziati e ricercatori. La differenza tra questo e il Classico si è rafforzata nel tempo, non come molti vorrebbero in merito al peso relativo di discipline scientifiche e umanistiche: da una parte – si vedrà nell’analisi dei quadri orari – si è cercato di differenziare maggiormente il canone dei due licei sulla base dei saperi principali e del peso relativo di quelli scientifici, dall’altra – secondo alcuni – lo Scientifico non è ancora una scuola moderna il cui canone abbia operato una sintesi innovativa tra discipline classiche-umanistiche e i saperi scientifici in tutta la loro complessità metodologica e culturale, in poche parole, tra la tradizione e il mondo contemporaneo. Un cambiamento nel ruolo dei due tipi di licei si evince anche dal peso dei rispettivi iscritti, con un’inversione del peso relativo che, è ipotizzabile,
risale al periodo tra gli anni Settanta e Ottanta.3
La solidità dell’educazione liceale italiana, unita alla presenza di scuole di fisica e di una tradizione di ricerca che hanno eccelso nonostante le difficoltà, hanno reso la storia della fisica e dei fisici italiani una storia di successi e di conquiste scientifiche. Il sistema di formazione secondaria italiana è stato spesso ritenuto “eccellente” e alla base dei successi accademici del paese, alla luce di comparazioni non sistematiche e basate essenzialmente su esperienze dirette. Diverse sono le immagini e i risultati forniti dalle valutazioni internazionali sull’apprendimento e sui curricoli di scienze, anche se le conoscenze, sia comparate che nazionali, sui saperi e sulle attitudini scientifiche alla fine del ciclo scolastico sono deboli e lacunose a confronto con i dati sulla scuola dell’obbligo. Una delle poche fonti comparative al riguardo è fornita da TIMSS Advanced del 20084, che si è concentrata sugli studenti alla fine
del ciclo scolastico in indirizzi di tipo scientifico. Sebbene questa rilevazione abbia coperto solo il 3,8% della popolazione italiana stimata entro questi percorsi formativi, e la comparazione sia ristretta a poche nazioni, il dato che emerge vede l’Italia in una posizione inferiore per diversi aspetti. Tra questi, risalta l’ultima posizione nei risultati dei test di apprendimento su un insieme di temi di fisica; rispetto a una media fissata a 500 punti, l’Italia ha conseguito un punteggio di 422, presentando insieme l’età media più alta per gli studenti (18,9) e il maggior numero di anni di istruzione scolastica (tredici rispetto ai dodici della maggior parte delle altre nazioni) (Mullis et al., 2009: 353). Il confronto con le precedenti indagini TIMSS del 2007 per le scienze (per la quarta elementare e la terza media) evidenzia che l’Italia, da un risultato positivo, sopra la media, per la scuola elementare, ha ottenuto una valutazione più negativa per l’ottavo grado (lievemente sotto la media), fino al punteggio largamente inferiore agli altri paesi per il tredicesimo anno di scolarizzazione, dato che, tra l’altro, rappresenta solo una piccola parte della relativa popolazione studentesca, escludendo, ad esempio, le scuole professionali.
3) Un ultimo punto riguarda la didattica. Ovviamente, nell’arco degli ultimi decenni anche i materiali didattici per la fisica sono andati cambiando, nonostante la concezione didattica e i contenuti siano stati ben più stabili. Tramite l’analisi qualitativa di alcuni manuali esemplari,
3 Marazzini (2002: 195) riporta alcuni dati sulle iscrizioni scolastiche fino all’inizio degli anni Sessanta.
Nell’anno scolastico 1953/54, il liceo classico aveva 97.026 iscritti, contro i 33.285 del liceo scientifico; per l’anno scolastico 1961/62 il dato è, rispettivamente, di 121.575 e 57.444. Negli ultimi due decenni l’inversione ha assunto una proporzione consistente: nell’anno scolastico 1997/98, 238.870 studenti sono iscritti al liceo clas- sico, 493.769 a quello Scientifico; nel 2007/08 gli iscritti sono, rispettivamente, 295.037 e 619.273 (MIUR, 2009: 75).
4 Mullis et al. (2009), Garden et al. (2006). La ricerca ha coinvolto solo un numero ristretto di paesi: Armenia,
cercheremo di individuare alcuni di questi sviluppi e la loro portata. Nonostante l’alternarsi e tramontare di sperimentazioni e innovazioni curricolari, nel quadro di un certo immobilismo, i testi hanno mantenuto gran parte delle loro caratteristiche contenutistiche e didattiche, almeno fino alle soglie degli anni Novanta. Nello stesso tempo, sono emersi diversi cambiamenti relativi ad altri aspetti non strettamente disciplinari, legati alle dinamiche che negli ultimi decenni hanno coinvolto le tecnologie didattiche, le case editoriali, le finalità stesse dell’educazione scientifica. Quest’ultime, infatti, erano destinate a evolvere in una scuola sempre più massificata e meno destinata a formare rigidamente classi sociali e professionali specifiche.
Gli strumenti della didattica, inoltre, sono un campo in cui i più recenti sviluppi tecnologici e globali del sapere hanno incominciato da poco ad avere un impatto di grande portata. Il Web e gli strumenti multimediali, al centro di numerose ricerche e dibattiti pedagogici, sono ormai elementi imprescindibili per chi si occupa di materiali didattici, innovazione pedagogica e, quindi, per gli autori di testi scolastici. Nonostante queste discontinuità, potenzialmente rivoluzionarie, il testo e le pratiche didattiche più tradizionali sopravvivono e convivono ancora con le nuove tecnologie e i nuovi processi formativi da queste delineati. Il manuale, in particolare, rappresenta ancora uno strumento fondamentale per la didattica scolastica e per l’insegnamento scientifico, così come una preziosa testimonianza delle concezioni disciplinari, epistemologiche e pedagogiche degli autori, degli esperti disciplinari e di chi si occupa di didattica nelle scuole. Esaminare i cambiamenti dei testi, per così dire, fino alla soglia dell’entrata delle nuove tecnologie nella scuola, può essere importante per capire i caratteri stabili e quelli mutevoli dell’insegnamento “programmato”, insieme ai problemi che la didattica testuale ha dovuto affrontare e a cui i cambiamenti tecnologici non possono comunque fornire una risposta automatica e immediata.
Inserire questi processi e mutamenti inerenti alla formazione e all’insegnamento scientifici in Italia, nel quadro della ricerca internazionale e di alcune sue proposte in campo di educazione scientifica è il fine a cui mira la seguente analisi del curricolo di fisica.
2.2. Il curricolo “intended”: la negoziazione del sapere da insegnare
Ispirandosi al modello concettuale elaborato per le indagini internazionali TIMSS5
sui curricoli di scienze e sulle performance degli studenti, modello che servirà a inquadrare anche l’analisi dei testi, un primo livello di definizione dell’insegnamento della fisica nella scuola
5 In particolare: Gilbert et al. (2002); Schmidt et al. (1996, 2002); si veda inoltre “Il contesto TIMSS” a cura
secondaria va rintracciato nelle linee guida nazionali, nei quadri orari e nei programmi per la disciplina insegnata: il curricolo così come viene intenzionalmente programmato e virtualmente insegnato, definito a livello nazionale, in maniera teorica e secondo un insieme di direttive e obiettivi didattici.
Alcuni elementi ricorrenti su cui si concentrerà lo studio dei programmi, prima, e dei testi, poi, sono stati scelti anche in virtù delle questioni discusse nelle prima parte di questa ricerca, in rapporto alle dinamiche più generali citate sopra che hanno coinvolto il sistema educativo italiano e la formazione scientifica che in questo è prescritta e sviluppata in maniera articola- ta. Evidenzieremo nei programmi alcuni temi e linee evolutive che serviranno in seguito an- che allo studio del curricolo di fisica dal punto di vista dei testi.
Dalle principali caratteristiche dei programmi e dei testi si può ottenere un’immagine sui rapporti dell’insegnamento, a livello di curricolo “scritto”, con la ricerca storico-filosofica, pedagogica e scientifica. Solo dopo aver tracciato un quadro generale di evoluzione del curricolo di fisica, liceale in primis, si potranno affrontare le relazioni di questo con i problemi e le dinamiche evidenziate dai report discussi.
Lo studio dei programmi, prima, e dei manuali, in seguito, evidenzierà come, e in che misura, alcuni di quei problemi e delle proposte innovative elaborate dagli specialisti abbiano avuto un impatto sul curricolo di fisica della scuola superiore. In particolare, è necessario compren- dere lo spazio e il ruolo delle diverse finalità assegnate all’educazione scientifica e del proget- to di un rinnovamento pedagogico incentrato su una “scienza per tutti”, il quale – come visto – può avere implicazioni per tutte le componenti dell’insegnamento.
Alcune domande hanno guidato l’esame dei materiali curricolari di questo capitolo e dei due successivi:
- Con quali tempi e per via di quali fattori il curricolo di fisica è cambiato?
- Quali sono le finalità pedagogiche assegnate alla fisica da programmi e autori di ma- nuali? Come sono cambiate queste negli ultimi decenni?
- Che impatto hanno avuto i problemi dell’istruzione scientifica, discussi nel primo ca- pitolo sul cambiamento del curricolo di fisica “programmato” nei licei italiani?
- Quali sono i vincoli e le opportunità, sul piano disciplinare e contenutistico, per un progetto di una nuova educazione scientifica, riconducibile in parte al nuovo concetto di alfabetizzazione scientifica basata su rinnovati presupposti pedagogici e culturali? Alcuni indici più specifici di cambiamento ed evoluzione dei testi e dei programmi saranno rappresentati tramite elementi caratteristici del curricolo di fisica italiano, individuati nei
seguenti temi che hanno guidato inizialmente l’analisi dei materiali curricolari:
- l’aggiornamento e l’inclusione della fisica del Novecento, come segno principale del cambiamento dei programmi e dei testi;
- i rapporti interdisciplinari con la storia e la filosofia della scienza, tematizzati dalla ricerca didattica e pedagogica, così come utilizzati in concreto da testi e definiti nei programmi di fisica.
Questi due elementi sono stati utilizzati come segni principali del cambiamento del curricolo programmato, ma non esaminati, quindi, nelle reali pratiche d’insegnamento.
Le relazioni interdisciplinari, le risorse usate dai testi, l’ammodernamento dei programmi e le variazioni epistemologiche e didattiche del curricolo ! tra teorie, esperimenti e tecnologie fisiche ! forniscono, a nostro parere, degli elementi su cui valutare il cambiamento globale del curricolo di fisica e mostrano come alcuni dei problemi che i documenti analizzati affermano essere cruciali per l’educazione scientifica contemporanea possano essere indagati anche attraverso lo studio dei materiali curricolari.
I riferimenti interdisciplinari e le strategie di contestualizzazione storico-filosofica della fisica costituiranno il principale indizio per capire quanto quella che abbiamo definito “finalità culturale” della scienza è concretamente rappresentata nel curricolo. Come emerso dal documento UNESCO e dalle altre ricerche citate, inoltre, una scienza rilevante per l’alfabetizzazione scientifica deve basarsi sulla comprensione della sua natura storica e culturale.
La fisica contemporanea e l’aggiornamento del curricolo, invece, è stato un nodo fondamentale per il cambiamento del curricolo. In questa parte della fisica si concretizzano le relazioni più importanti degli studi filosofici e storici con la fisica. L’inclusione, la declinazione e l’articolazione dei temi di fisica del Novecento rappresentano l’idea e la pratica di un curricolo più aggiornato, più “interessante” e “rilevante” da certi punti di vista, proprio perché calato in un contesto temporalmente più vicino, tecnologicamente più rilevante (si pensi all’energia nucleare, ai laser, alle attuali strutture sperimentali dei grandi laboratori scientifici) o culturalmente e filosoficamente più significativo, perché simbolo delle rivoluzioni scientifiche, del sapere scientifico novecentesco e di una visione della natura e della conoscenza che è parte dell’attuale cultura scientifica e, parimenti, umanistica. L’inclusione di alcuni temi scientifici contemporanei nel curricolo è strettamente connessa all’esigenza di fornire un insegnamento incentrato sulle idee portanti che costituiscono il sapere scientifico, proprio come espresso dai progetti inglesi e dal rapporto Nuffield.
D’altra parte – punto fondamentale questo – questa filosofia educativa si scontra con una prospettiva più tradizionalista dell’educazione scientifica. Secondo questa, la preparazione fornita dal curricolo di fisica deve essere rivolta al metodo e ai fondamenti propedeutici della disciplina, dunque a quella fisica classica che matematicamente e sperimentalmente meglio si adatta alla disciplina scolasticamente declinata e che storicamente ha rappresentato la formazione di base, premessa agli studi e alle professioni scientifiche.
Molte voci hanno criticato, non a caso, la tendenza esasperata all’attualità e alla fisica più affascinante che pedagogicamente comporta, è innegabile, una serie di rischi tra cui quello di presentare una disciplina più rilevante e affascinante ma che poco incide, per la complessità teorica e sperimentale, sulle reali competenze scientifiche degli studenti: un altro versante su cui il pericolo delle de-concettualizzazione si manifesta. I pareri critici sull’eccessivo ammodernamento dei programmi sostengono anche che, guardando alla storia dell’educazione scientifica in Italia nei decenni passati, un curricolo “tradizionale”, basilare e meno ambizioso dal punto di vista concettuale (dei temi e delle teorie più avanzate), ha saputo fornire le basi di una salda educazione scientifica.6
Rimane da chiedersi se, dal punto di vista sia storico che pedagogico, non siano drasticamente cambiate le condizioni sociali e gli obiettivi dell’educazione scientifica scolastica a tal punto da richiedere un profondo ripensamento di quella prospettiva.
Permangono però alcuni punti di criticità nell’aggiornamento dei programmi che coinvolgono gli aspetti epistemologici e problematici dell’insegnamento delle teorie fisiche del Novecento. Tramite la fisica novecentesca e gli altri aspetti del curricolo citati, crediamo, si può studiare come parte dell’educazione scientifica scolastica si è sviluppata tra problemi attuali, pratiche tradizionali consolidate, necessità di innovare al contempo mantenendo degli equilibri disciplinari e pedagogici irrinunciabili, di fronte alle condizioni storiche della disciplina e della formazione in continuo, e talvolta radicale, mutamento.
Nuovamente, da questa analisi del caso italiano emergeranno spunti critici per comprendere come inserire i problemi di uno specifico sistema scolastico nazionale nel quadro comparato e