5. L’apprendimento delle conoscenze scientifiche
5.8 Le credenze epistemologiche e i mutamenti di credenze: gl
La via all‟approccio del cambio concettuale nell‟apprendimento è stata aperta da Tomas Kuhn41 grazie al suo lavoro condotto nel campo della filosofia e storia della scienza riguardo alle teorie scientifiche e allo spostamento delle teorie stesse. La visione di Kuhn riguardo alla scienza è che essa proceda in due fasi: la fase di scienza normale che opera attraverso un set di credenze condivise, le assunzioni e le pratiche sono in accordo con il paradigma in vigore. Le scoperte nel tempo della scienza normale trovano accomodamento nel paradigma esistente e spesso anche le anomalie vengono lette alla luce dello stesso paradigma. Quando però le anomalie si accumulano la scienza si imbatte in un periodo di crisi che conduce a un capovolgimento rivoluzionario di paradigma che corrisponde a un cambiamento ontologico; la primaria visione di Khun aveva assegnato ai differenti paradigmi un valore di incommensurabilità42. La nozione di incommensurabilità estesa
41 T. Khun, La struttura delle rivoluzioni scientifiche. Come mutano le idee nella scienza [1962], Einaudi,
Torino, 1969. In quest'opera, Kuhn sostiene che il progredire della conoscenza scientifica non avviene in modo graduale, attraverso l‟accumulo progressivo di scoperte e teorie, ma attraverso rivoluzioni scientifiche che segnano il passaggio da un paradigma all'altro
42 durante la fase di scienza normale, secondo Khun si presentano anomalie, cioè problemi che sono
irrisolvibili sulla base dei presupposti teorici del paradigma costituito, ma il riconoscimento di una anomalie non è di per sé sufficiente a mandare in crisi un paradigma quanto lo è invece il loro accumularsi. Questo determina inizialmente un atteggiamento tipico della comunità scientifica: la negazione o la ricerca di aggiustamenti del paradigma in vigore tali da far rientrare in esso le anomalie, successivamente quando le anomalie accumulate sono numerose, subentra un periodo di crisi e l‟entrata nella fase di scienza
rivoluzionaria o straordinaria in cui si assiste all‟elaborazione di nuove concezioni e procedure sperimentali che portano, infine, ad una rivoluzione di pensiero scientifico caratterizzata dalla edificazione di un nuovo paradigma dominante che si sostituisce al precedente. Un paradigma non viene mai abbandonato fino a quanto un altro ben strutturato non è disponibile. L‟adozione di un nuovo paradigma determina la costituzione di una comunità scientifica differente da quella che costruiva la conoscenza secondo i costrutti teorici del vecchio paradigma e tra questa e la nuova viene a interrompersi la comunicazione in quanto i costrutti teorici dei due paradigmi sono incommensurabili. Si tratta di incommensurabilità dal punto di vista linguistico, infatti si costituiscono due linguaggi differenti e anche se le due comunità usano gli stessi termini i significati
concettuali loro attribuiti sono diversi (incommensurabilità). Il passaggio di un paradigma ad un altro è quindi un cambiamento di prospettiva, di ottica che non ammette la coesistenza dei due paradigmi, è paragonabile a quanto è sostenuto dalla psicologia della Gestalt: certe immagini possono essere viste in modo duplice e una caratteristica di questi passaggi è l'incommensurabilità delle due immagini alternative, nel senso che, quando si vede una, non si vede l'altra e viceversa, non esiste una fase intermedia in cui le due visioni sono
globalmente a tutti i paradigmi da parte di Kuhn è stata da egli stesso modificata e cambiata con una incommensurabilità locale che si riferisce ad un parziale cambiamento e significato dei concetti. Questa visione viene caldeggiata dal lavoro di P. Thagard (Rivoluzioni concettuali, 1999). S. Carey supportò la nozione di incommensurabilità locale nel cambio concettuale nello sviluppo cognitivo (Carey, 1991, Carey e Spenke, 1994). La conoscenza scientifica lievita appena si passa dall‟uno all‟altro paradigma, ma non è più possibile concepire i risultati delle rivoluzioni scientifiche come cumulativi progressioni lineari.
Kuhn afferma che i concetti sono inclusi nella struttura teorica, il paradigma, con cui essi acquistano il loro significati. Quando si verifica uno spostamento di paradigma, si verifica un cambiamento concettuale cosicché il significato dei concetti inclusi nel paradigma cambia. I concetti scientifici nel nuovo paradigma anche quando mantengono il nome che avevano nel vecchio paradigma sono marcatamente differenti da quelli vecchi e la differenza risiede nel fatto che essi sono incorporati in una nuova teoria e sono differentemente interconnessi con altri fenomeni e applicati a fenomeni differenti.
Le idee di Kuhn relative al cambiamento concettuale, come dicevo, sono state assunte dalla Carey in psicologia dello sviluppo e da Posner in scienze dell‟educazione ed entrambi hanno richiamato l‟attenzione sugli aspetti razionali del cambiamento delle teorie. Carey concentrata maggiormente nella descrizione di come la struttura della conoscenza dei bambini cambia spontaneamente nel corso dello sviluppo e Posner sulle difficoltà che gli studenti incontrano di fronte all‟apprendimento di nuovi concetti scientifici.43Le implicazioni di questi studi e
l‟insegnamento risiedono proprio su questi nessi. L‟approccio al cambio concettuale può essere descritto in due modi:
1. l‟approccio classico che divenne il paradigma che guidò la ricerca e le pratiche di istruzione per molti anni. In accordo con questo, gli
43 Stella Vosniadou, Conceptual Change Reserch,in International Handbook of Research on Conceptual
studenti sono considerati come gli “scienziati” e quindi portatori di teorie sul mondo naturale che hanno bisogno di essere sottoposte a un radicale cambio concettuale, hanno cioè bisogno di rimpiazzare le loro concezioni con nuove concezioni scientifiche attraverso l‟istruzione. Combinando le idee di Khun con quelle di Piaget di accomodamento e assimilazione, Posner e al. (1982) derivarono una teoria dell‟istruzione in accordo con la quale ci sono quattro fondamentali condizioni che hanno bisogno di compiersi prima che il cambio concettuale si possa attivare nell‟apprendimento delle scienze: insoddisfazione delle teorie in possesso, intelligibilità delle nuove teorie, plausibilità delle nuove teorie, comprensioni fruttuose se si abbraccia la nuova teoria. In accordo con questo paradigma gli studenti al pari degli scienziati, durante il processo di apprendimento in scienze, attraversano un processo razionale di cambiamento molto simile ad uno spostamento gestaltico che accade in un breve periodo di tempo; tale spostamento è radicale comportando, quindi, rapida e improvvisa ristrutturazione (Vosniadou, 2007).
2. L‟approccio secondo il quale i processi e i meccanismi di mutamento concettuale siano lenti e conservativi e anche quando sono radicali, essi sono lo stadio finale di un processo lento e graduale e non uno spostamento gestaltico radicale e improvviso (Vosniadou, 2003). Inoltre, vi sono cambiamenti concettuali che avvengono spontaneamente nel corso dello sviluppo (Carey, 1994), un esempio è fornito dalle concezioni astronomiche; altri cambiamenti concettuali sono invece indotti dall‟istruzione, un esempio di questi è fornito dall‟insegnamento dell‟ottica geometrica (Guesne, 1985)44, per cui solo la conoscenza e la
comprensione della luce, dei processi di assorbimento differenziale e di riflessione, possono permettere di costruire concezioni fisiche
accreditate del fenomeno della visione45. Il cambiamento
concettuale spontaneo avviene con l‟aumento dell‟esperienza dei bambini nell‟ambiente fisico e socioculturale (Nussbaum, 1979, 1985; Varda Bar, 1989; Vosniadou e Breve 1992, 1994; Vosniadou e Skopeliti, 2005) cioè senza che sia impartita istruzione sistematica a riguardo. Questo tipo di cambiamento avviene rapidamente e nella maggior parte dei bambini che crescono nelle società altamente tecnologiche.
Aderendo al secondo approccio, la maggior parte dei ricercatori oggi concordano che ci sono differenze tra studenti e scienziati e che alcune di queste differenze sono collegate a mancanza di conoscenza metaconcettule, difficoltà a controllare sistematicamente le ipotesi, mancanza di conoscenza dei modelli e teorie scientifiche e mancanza di comprensione epistemologica
( Kuhn, Amsel e Loughlin, 1988); cioè gli studenti non sono consapevoli delle credenze e presupposti che imbrigliano il loro apprendimento e ragionamento e non sono a conoscenza della natura ipotetica delle loro credenze e quindi del fatto che le loro credenze sono ipotesi che possono essere falsificate e testate (ibidem, 1988). Non capiscono che altre persone possono avere credenze diverse e non sono capaci di esaminare punti di vista differenti. Una importante differenza tra scienziati e studenti è quindi legata alle “credenze epistemiche” che sono le credenze individuali che ognuno di noi possiede sulla natura della conoscenza e il processo di conoscere (ibidem, 1988). Le ricerche hanno evidenziato che contrariamente agli scienziati gli studenti possiedono epistemologie assolutiste, oggettiviste e non costruttiviste che non contribuiscono all‟apprendimento e al cambio concettuale (Stathopoulou e Vosniadou, 2006, 2007; Mason e Gava, 2007). Lo sviluppo negli
45 il processo di visione non è solo un atto fisico, ma è fisiologico, legato non solo all‟interazione luce-
oggetto-luce-occhi ma è un processo “evocativo” che implica il legame tra visione ed “esperienze”. N.R
Hanson, Patterns of Discovery. An Inquiry into Conceptual Foundations of Science, I modelli della scoperta
studenti di epistemologia personale, conoscenza metaconcettuale e apprendimento intenzionale sono aspetti importanti di un approccio di istruzione per il rafforzamento del cambio concettuale (Miyale, 2008)46.
Fattori motivazionali ed affettivi possono influenzare positivamente il cambio concettuale ( Sinatra e Mason)47. Considerando il meccanismo del mutamento concettuale proposto dal secondo approccio, allora uno studente che è portatore di una data teoria nel processo istruttivo inizierà una lenta e progressiva revisione della medesima per renderla via via compatibile con la teorie presentata. Vosniadou (2007)48 afferma che chi apprende usa meccanismi inconsci che producono mutamenti concettuali a lungo termine solo se essi operano su una conoscenza di base che abbia una struttura teorica e sia esposto a nuove informazioni che provengono dall‟osservazione e dalla cultura stessa. In questo caso gli allievi lo fanno combinando uno dopo l‟altro le credenze e i presupposti della teoria iniziale che sono dissonanti con il punto di vista che viene insegnato.
Vosniadou propende per l‟idea che i meccanismi di arricchimento della teoria sono responsabili anche della formazione di misconcetti che altro non sono che modelli sintetici rivelanti i tentativi degli studenti di sintetizzare due pezzi di informazione incompatibili, uno proveniente dai concetti scientifici presentati dall‟informazione e uno che viene dalla loro conoscenza precedente. Dal momento in cui la Carey ha fornito evidenze sperimentali riguardo l‟esistenza dei cambiamenti concettuali radicali si è fatta strada l‟idea che il cambio concettuale richieda la ri-assegnazione di un concetto ad una categoria ontologica differente, oppure la creazione di categorie nuove (vedi il concetto di Terra che si riassegna alla categoria degli oggetti astronomici togliendolo da quella degli oggetti fisici (Vosniadou e Skopeliti, 2005).
46 N. Miyake, Conceptual Change through collaboration, International Handbook of research on Conceptual
Change, 2008, Ed by Stella Vosniadou, 2008.
47 Citato in International Handbook of research on Conceptual Change”, Ed by Stella Vosniadou, 2008. 48 S. Vosniadou. The cognitive- situative divide and the problem of conceptual change. Educational