E NELLE ASPETTATIVE DEGLI INSEGNANT
N. CONCEZIONE CONSEGNA TIPO DOMANDA SISTEMA DI RIFERIMENTO
1 TERRA Disegna la Terra come pensi che sia. Poi aggiungi 10 persone alla Terra.
DIS fattuale esterno 2 CICLO
DÌ-NOTTE
Come mai di notte non vediamo il Sole nel cielo? Disegna dove si trova il Sole durante la notte. Spiega il tuo disegno.
DIS inferenziale esterno
3 TERRA Piove su tutta la Terra.
Disegna la Terra con le nuvole e la pioggia.
DIS inferenzial e
esterno 4 TERRA Sulla Terra, la gravità permette alle persone di
SM fattuale esterno 5 CICLO
DÌ-NOTTE
Disegna il Sole al mattino, a mezzogiorno e al pomeriggi
DIS fattuale terrestre
6 STAGIONI Dove sorge il Sole? SM fattuale terrestre
7 STAGIONI Dove tramonta il Sole? SM fattuale terrestre 8 CICLO
DÌ-NOTTE
Disegna il Sole e la Terra nello spazio, quando da noi è giorno/è notte. Indica sulla Terra il luogo dove abitiamo noi.
DIS fattuale esterno
9 STAGIONI Il giorno e la notte hanno la stessa durata? SM fattuale terrestre 10 CICLO
DÌ-NOTTE
Disegna l ombra ad ogni albero DIS inferenziale terrestre 11 CICLO
DÌ-NOTTE
Osserva l ombra nei disegni.
Metti una X solo sull ombra che ti sembra giusta.
SMI fattuale terrestre 12 CICLO
DÌ-NOTTE
Il Sole si muove, oppure no? SM fattuale esterno 13 TERRA Secondo te, che forma ha la Terra?
Metti una X sul disegno che pensi sia giusto.
SMI fattuale esterno 14 CICLO
DÌ-NOTTE
La Terra si muove, oppure no? SM fattuale esterno 15 TERRA Dove va a finire la palla se un gigante gli dà un calcio?
Metti una X sul disegno che pensi sia giusto.
SMI inferenziale esterno 16 CICLO
DÌ-NOTTE
Perché da noi diventa notte?
Metti una X sul disegno che pensi sia giusto.
SMI inferenziale esterno 17 STAGIONI Disegna il Sole a mezzogiorno ed il suo percorso nel cielo
in inverno/in estate
DIS fattuale esterno 18 STAGIONI In alcuni periodi fa più freddo. Come mai? SM inferenziale esterno 19 STAGIONI In alcuni periodi è più caldo. Come mai? SM inferenziale esterno 20 STAGIONI Disegna il Sole e la Terra come pensi che siano nello
spazio, quando da noi è estate/ è inverno. Indica sulla Terra il luogo dove siamo noi.
DIS fattuale esterno
21 TERRA Perché sulla Terra un sasso cade verso il basso? SM inferenziale terrestre 22 STAGIONI In inverno dove abitiamo noi fa freddo, perché SMI inferenziale esterno
103 Un ulteriore distinzione riguarda il sistema di riferimento usato: alcuni item invitano l individuo a rispondere sulla base di ciò che è possibile osservare e verificare dalla superficie terrestre, quindi sulla base di esperienze effettuate; altri richiedono una risposta maggiormente fondata sulle nozioni scientifiche apprese, in quanto il Sole e la Terra sono visti dallo spazio, da un punto vi vista a noi non familiare.
Per ciascuna concezione indagata la prova prevede pertanto item a risposta
aperta, item a scelta multipla, item che richiedono la comprensione ed altri che sollecitano la produzione di un breve testo critto o un disegno: una simile differenziazione può pertanto consentire l indagine di concezioni complesse come quelle indagate, distinguendovi le conoscenze culturalmente trasmesse da quei saperi che scaturiscono da osservazioni ed esperienza personale.
Nella prova l ordine degli item prevede per ciascuna concezione, che siano presentati per primi quelli che richiedono l esecuzione di disegni e poi quelli a scelta multipla di immagini e frasi, proprio per non influenzare la libera espressione delle concezioni individuali fornendo precocemente la nozione scientifica (Quadro sinottico 2).
Un gruppo di 6 item, variamente disposti nella prova, valuta il grado di comprensione circa la forma e la gravità della Terra. Vi sono due item costituiti da domande aperte, una delle quali è di tipo fattuale (item 1: Disegna la Terra come pensi che sia. Poi aggiungi 10
persone al disegno) e l altra è di tipo inferenziale (item 3: Piove su tutta la Terra. Disegna la Terra con le nuvole e la pioggia). Altri due item sono a scelta multipla di immagini,
uno dei quali è di tipo fattuale (item 13: Secondo te, che forma ha la Terra?) e l altro è di tipo inferenziale (item 15: Dove va a finire la palla se un gigante gli dà un calcio?). Sono inoltre presenti nella prova due item a scelta multipla di frasi tesi ad indagare il concetti di gravità: anche in questo caso uno dei due item è di tipo fattuale (item 4: Sulla Terra, la
gravità permette alle persone di ), mentre l altro è di tipo inferenziale (item 21: Perché sulla Terra un sasso cade verso il basso?). Il sistema di riferimento adottato per indagare
le concezioni infantili di Terra è stato sempre esterno alla Terra, perché solo così si riesce a cogliere le idee infantili circa la sua forma e la forza di gravità. Le consegne invitano infatti il soggetto a rappresentare sempre la Terra e, contrariamente a quanto emerso in Lanciano (1996), nel presente studio nessuno degli individui osservati ha mai mostrato di interpretare tale termine nel senso di terreno, suolo, né tantomeno nazione, patria, ecc.
Un secondo gruppo di 8 item mira ad individuare le concezioni individuali relative al ciclo dì-notte, non considerando soltanto le idee infantili circa i moti attribuiti al Sole e alla Terra come causa del dì e della notte, ma tenendo anche conto di alcuni aspetti di tale ciclo solitamente poco considerati, quelli cioè legati al percorso osservabile del Sole sull orizzonte e alla relazione tra la luce del Sole e le ombre degli oggetti sulla Terra.
La presenza di item riconducibili a sistemi di riferimento diversi consente di rilevare se i soggetti abbiano elaborato in un unico modello (caratterizzato indifferentemente dalla rotazione della Terra o la rivoluzione del Sole), lo spostamento diurno osservabile del Sole sull orizzonte e la sua temporanea sparizione durante la notte. In relazione al sistema di
riferimento adottato è pertanto possibile distinguere tra item fondati su ciò che è possibile osservare dal singolo, da un punto di vista geocentrico, ed item basati sul un punto di vista tipico del sapere culturalmente mediato e trasmesso, ossia quello esterno alla Terra.
Vi sono due item a risposta aperta fondati su da una prospettiva geocentrica, uno dei quali è costituito da una domanda di tipo fattuale (item 5: Disegna il Sole al mattino, al
mezzogiorno e al pomeriggio), e l altro da una domanda di tipo inferenziale (item 10: Disegna l ombra ad ogni albero). Analogamente, anche i due item costruiti a partire da
una prospettiva esterna sono di tipo fattuale (item 8: Disegna il Sole e la Terra come pensi
che siano nello spazio quando da noi è giorno/è notte) e inferenziale (item 2: Come mai di notte non vediamo il Sole nel cielo? Disegna dove si trova il Sole durante la notte).
Nella prova vi sono inoltre quattro item a scelta multipla di frasi, due di tipo fattuale (item14: La Terra si muove oppure no?; item 12: Il Sole si muove oppure no?) , entrambi basati su una prospettiva esterna alla Terra, e due di tipo inferenziale (item 11: Metti una X
sull ombra che ti sembra giusta; item 16: Perché da noi diventa notte?), fondate
rispettivamente su un sistema di riferimento terrestre ed esterno alla Terra. Un terzo gruppo di 8 item mira a valutare le concezioni circa il fenomeno
dell alternanza delle stagioni: analogamente a quanto osservato per gli item dedicati al ciclo dì-notte, non si è tenuto conto soltanto delle idee infantili circa le possibili cause di tale fenomeno da un punto di vista esterno alla Terra, ma anche di aspetti poco studiati in letteratura con i bambini, e cioè la variazione del percorso osservabile del Sole durante l anno ed i cambiamenti legati alla temperatura e alle ore di illuminazione e di buio. La ragione della presenza di item basati su sistemi di riferimento diversi consente di rilevare se i soggetti siano in possesso di queste concezioni e se abbiano elaborato in un unico modello le variazioni annuali del percorso del Sole, le variazioni termiche stagionale e quelle relative alla durata del dì e della notte.
Oltre alla distinzione tra domande fattuali e generative, anche in questo caso gli item sono stati distinti in relazione al sistema di riferimento sul quale si basano le domande in essi contenute: da un lato vi sono quattro item di tipo fattuale, costruiti a partire da un sistema di riferimento terrestre (item 17: Disegna il Sole a mezzogiorno ed il suo percorso
nel cielo in estate/in inverno; item 6: Dove sorge il Sole?; item 7: Dove tramonta il Sole?
item 20: Disegna il Sole e la Terra come pensi che siano nello spazio quando da noi è
estate/ è inverno), dall altro vi sono altri quattro item che adottano un punto di vista
esterno alla Terra (item 9: Il giorno e la notte hanno sempre la stessa durata?; item 18: In
alcuni periodi fa più freddo. Come mai?; item 19: : In alcuni periodi fa più caldo. Come mai?; item 22: In inverno, dove abitiamo noi fa freddo perché .).
3.2.3 Procedura
Per valutare le concezioni relative alla Terra, al ciclo dì-notte e alle stagioni presenti nei bambini, si è proceduto ad effettuare una somministrazione collettiva delle prove, che ha avuto luogo negli ambienti scolastici in orario antimeridiano.
La semplicità di somministrazione rende lo strumento fruibile anche dagli stessi insegnanti che potrebbero utilizzarlo con i loro studenti.
La prova è stata somministrata collettivamente in classe ai bambini delle classi III, IV e V; nel caso dei bambini di I e di II classe la somministrazione è avvenuta suddividendo il gruppo in due parti per meglio seguire lo svolgersi della prova ed eventualmente supportare i bambini che avessero difficoltà di lettura. Il supporto offerto ad alcuni dei bambini di II che presentavano difficoltà nella lettura e con tutti i bambini di prima, era quello di leggere loro gli item, per evitare che i risultati della prova potessero essere inficiati da scarse abilità di lettura da parte dei soggetti esaminati.
Per evitare che i bambini si copiassero tra loro compromettendo i risultati della somministrazione, sono state realizzate due diverse versioni dello strumento.
Prima della somministrazione veniva comunicato ai bambini che avrebbero compilato una serie di schede anonime che servivano alla dottoranda per capire quali fossero le idee sulla Terra ed il Sole che i bambini come loro potevano avere: per questo veniva sottolineato più volte che lo scopo della ricerca era proprio di sapere quello che ognuno di loro pensava e che ognuno poteva scrivere e disegnare liberamente le proprie idee.
La compilazione della prova ha richiesto un minimo di 40 minuti nel caso dei bambini più grandi (classi V), ed un massimo di 70 minuti nel caso di quelli più piccoli (classi I).
3.2.4 Codifica
Gli item che sollecitavano l esecuzione di un disegno o la scelta tra immagini sono stati codificati utilizzando cinque schemi di codifica: uno per la forma e la gravità della Terra, tre per il ciclo dì-notte e due per le stagioni. Tali schemi sono stati costruiti sulla base della letteratura citata o creati ad hoc sulla base delle risposte fornite dai bambini in studi precedenti tesi a mettere a punto lo strumento (Perucchini e Ronchi, 2006; 2007; 2008°; 2008b).
Gli item a scelta multipla di frasi sono stati codificati in maniera dicotomica, attribuendo valore 1 ad ogni risposta corretta e 0 ad ogni risposta errata. Da un punto di vista qualitativo, si è comunque tenuto conto delle risposte contenenti misconcezioni fornite dai bambini di età diverse.
La codifica è avvenuta in maniera indipendente per ciascun item mediante l assegnanzione di un punteggio in relazione al livello concettuale espresso, lungo scale ordinali che vanno da visioni intuitive alla visione scientifica.
a. La forma e la gravità della Terra
Lo schema di codifica utilizzato per valutare la comprensione relativa alla forma e alla gravità della Terra (Tabella 8) è stato costruito a partire da quello inizialmente creato da
Nussbaum e Novak (1976), successivamente ampliato da Mayer (1983), Baxter (1989), Vosniadou e Brewer (1992; 1994), e Lanciano (1996).
Lo schema adottato per la Terra è stato utilizzato per i seguenti item: item 1 (Disegna la
Terra come pensi che sia. Poi aggiungi 10 persone alla Terra); item 3 (Piove su tutta la Terra. Disegna la Terra con le nuvole e la pioggia); item 13 (Secondo te, che forma ha la Terra? Metti una X sul disegno che pensi sia giusto) ed item 15 (Dove va a finire la palla se un gigante gli dà un calcio? Metti una X sul disegno che pensi sia giusto).
Tale schema è costituito da 8 livelli concettuali (Tabella 8):
- il livello 1 indica una concezione intuitiva di Terra, piatta e geograficamente limitata alla porzione di essa percepibile dall individuo attraverso i sensi;
- il livello 2 mostra una terra ancora sostanzialmente piatta, al quale è stata comunque attribuita una certa rotondità ai bordi dal disegno, rappresentandola come un disco. Questo livello, seondo Vosniadou e Brewer (1992), rappresenta il primo tentativo dell individuo di far confluire in un unico modello mentale due visioni tra loro contrastanti: quella della terra così come gli appare alla vista (piatta) e quella della terra così come viene definita dalla scienza (sferica);
- il livello 3 è stato assegnato quando nei disegni esaminati comparivano due Terre: una, piatta, dove erano poste le persone, le nuvole e la pioggia; l altra ,sferica, nello spazio;
- al livello 4 la Terra è raffigurata come una sfera cava, all interno della quale si trovano le persone e le nuvole con la pioggia che cade;
- al livello 5 la Terra viene rappresentata come una sfera solida e dotata di volume, anche se essa è abitata solo nella sua parte alta (rispetto all orientamento del foglio);
- al livello 6 le persone, le nuvole e la pioggia vengono disegnate su tutta la sfera ed orientate secondo coordinate spaziali nord-sud assolute: in altri termini, rispetto al foglio, tutte le teste degli omini sono orientate verso l alto del foglio e tutti i loro piedi verso il basso. Mayer (1983) ha definito tale nozione di Terra come geograficamente sferica, nel senso che come in un mappamondo la sua forma è sferica ma le cose cadono sempre dall alto verso il basso (p. 157) ;
- il livello 7 è stato attribuito a quei disegni nei quali le persone, le nuvole e la pioggia sono orientate secondo direzioni nord-sud discordanti. In questi disegni gli omini che si trovano nell emisfero settentrionale sono orientati correttamente, mentre quelli posti nell emisfero meridionale vengono orientati secondo direzioni diverse e a volte contraddittorie;
- il livello 8 rappresenta l acquisizione della nozione scientifica di terra come corpo celeste, nel quale le concezioni relative alla forma e alla gravità si integrano in un unica rappresentazione di pianeta fisicamente sferico, riprendendo l interpretazione fornita da Mayer (1983), con le persone (e la pioggia) orientate verso il centro della sfera.
Tabella 2: Lo schema di codifica utilizzato per la codifica dei disegni e degli item a scelta multipla relativi alla forma e gravità della Terra.
LIVELLO DESCRIZIONE DISEGNO / SCELTA MULTIPLA DI IMMAGINI 1 Terra piatta
2 Terra a forma di disco piatto
3
Terra doppia.
Le persone vivono/piove su quella piatta, quella sferica è nello spazio
4 Terra sferica. Le persone vivono/piove solo dentro la sfera (sfera cava)
5 Terra sferica. Le persone vivono/piove solo sulla parte alta della sfera
6
Terra sferica.
Le persone vivono/piove su tutta la sfera secondo coordinate spaziali nord-sud assolute
7
Terra sferica.
Le persone vivono/piove su tutta la sfera secondo coordinate spaziali nord-sud discordanti o incoerenti
8
Terra sferica.
Le persone/la pioggia sono su tutta la sfera e sono orientate secondo la forza di gravità
b. Il ciclo dì-notte
Lo schema utilizzato per codificare gli item relativi alla comprensione del ciclo dì-notte (Tabella 9) scaturisce da quelli messi a punto da Baxter (1989), Vosniadou e Brewer (1994) e Lanciano (1996), è costituito da 10 livelli ed è stato utilizzato per la codifica dei seguenti item: l item 2 (Come mai di notte non vediamo il Sole nel cielo? Disegna dove si
trova il Sole durante la notte. Spiega il tuo disegno), l item 8 (Disegna il Sole e la Terra nello spazio, quando da noi è giorno/è notte. Indica sulla Terra il luogo dove abitiamo noi)
e l item 16 (Perché da noi diventa notte? Metti una X sul disegno che pensi sia giusto). Tale schema (Tabella 9) è costituito da 10 livelli:
- al livello 1 vi sono quei disegni che rappresentano concezioni animistiche o precausali. In alcuni casi si tratta di disegni che raffigurano il Sole con gli occhi chiusi, o mentre sbadiglia, o ancora che di notte va a dormire . In altri casi i bambini semplicemente raffigurano nel cielo la Luna, puntualizzando una sorta di alternanza o sostituzione dei due astri non accompagnata da una spiegazione causale su come avvenga una simile sostituzione nel cielo.
- al livello 2, che corrisponde alla categoria 1 di Vosniadou e Brewer (1994), vi sono quei disegni nei quali il Sole di notte non illumina perché occultato dalle nubi o dalla Luna, che impedisce al Sole di brillare, provocando il calare del buio sulla Terra;
- al livello 3 al Sole viene attribuito un movimento di tipo verticale (o obliquo) rispetto al terreno: di notte si allontana dalla Terra (va o torna nello spazio, tra i pianeti) e di giorno ritorna, avvicinandosi nuovamente ad essa. In alcuni casi tale movimento è rappresentato in alternanza con quello della Luna, e l attribuzione dello stesso movimento ai due corpi celesti, operazione cognitivamente più economica dell attribuire a ciascuno di essi un moto differente, rappresenta secondo Vosniadou e Brewer (1994) una delle prove a favore del fatto che si tratti di modelli mentali simili a teorie;
- il livello 4 è rappresentato da quei disegni che raffigurano un paesaggio con il Sole che si sposta verso il basso del cielo, fino a nascondendosi, durante la notte, dietro alle montagne o nel mare;
- al livello 5 vi sono i disegni nei quali il Sole di notte si trova sotto la Terra, rappresentata come un pianeta sferico. Disegni di questo tipo mostrano una visione del ciclo dì-notte in termini di uno spostamento lineare verticale del Sole dall alto (durante il giorno) al basso della Terra (durante la notte);
- nei disegni appartenenti al livello 6, il movimento attribuito al Sole assume la forma e la continuità di una linea circolare chiusa: il Sole e la Luna girano attorno alla Terra e si trovano agli antipodi, così quando da noi è notte e c è la Luna, esattamente dall altra parte del mondo è giorno e c è il Sole;
- al livello 7 il Sole di notte è andato ad illuminare un altra parte del mondo (non verso il basso). La Luna non compare nei disegni. La causa del ciclo dì-notte è
pertanto individuata nel moto di rivoluzione del Sole attorno alla Terra, percepita ancora come immobile;
- dal livello 8 in poi i disegni rappresentano l avvenuto contatto con il modello copernicano veicolato dall istruzione scolastica: anche se a questo livello l individuo ha compreso che il ciclo dì-notte è dovuto al movimento della Terra e non a quello del Sole, i modi in cui rappresenta tale movimento sono tutt altro che scontati. Ad esempio, nei disegni appartenenti a questo livello è il moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole ad essere ritenuto la causa del ciclo dì-notte; - al livello 9, nei disegni appare invece una Terra in rotazione sul proprio asse, e, alle estremità opposte il Sole e la Luna: a questo livello la causa del ciclo dì-notte viene individuata nella rotazione della Terra, che mostra alternativamente una faccia al Sole e l altra alla Luna, entrambi rappresentati come immobili;
- al livello 10 appartengono invece quei disegni nei quali è raffigurata la visione scientifica accreditata di una Terra in rotazione sul proprio asse e di un Sole fisso che ne illumina solo una parte.
Tabella 3: Lo schema di codifica utilizzato per la codifica dei disegni e degli item a scelta multipla di immagini relativi al ciclo dì-notte basati su un sistema di riferimento esterno alla Terra.