6. L’insegnamento delle scienze a scuola e i modelli d
6.6 Il laboratorio nell’insegnamento delle scienze
L‟importanza del laboratorio come mezzo unico per apprendere e insegnare le scienze era stato visto già nel 1969 da Ramsey e Howe, poi da Bates(1978) Blosser(1980) Tobin(1990), Hodson (1993), Tamir 1994 e Hofstein e Lunetta(2004)56. La letteratura che conferma questa importanza è molto ampia e non basta lo spazio di questa tesi per riportarla. Mi sono limitata a menzionare alcune citazioni che mi sono state fondamentali per l‟inquadramento del ruolo che il laboratorio riveste nella didattica delle discipline scientifiche in relazione alle diverse concezioni che nel tempo lo hanno accompagnato e da cui ho preso lo spunto per renderlo concreto in questa ricerca. La concezione di laboratorio di scienze è cambiata nel tempo; infatti, mentre negli anni 70-80 si raccomandava l‟uso del laboratorio perché gli studenti amavano praticarlo e questo fatto era riconosciuto importante per migliorare l‟interesse nel campo scientifico, già all‟inizio degli anni 90, con Hodson57 nel „93 e Lazarowitz58 e Tamir59 nel 1994, vi è stato lo spostamento dal
dominio affettivo, al dominio cognitivo con speciale attenzione al cambio concettuale. Gli autori citati con le loro ricerche sostengono che il laboratorio di scienze è il solo posto nella scuola dove certi tipi di abilità e competenze possono essere sviluppate.
Molti aspetti relativi al laboratorio sono stati oggetto di numerosi studi (Hofstein e Lunetta, 1982; Hodson, 1993; Lazarowitz e Tamir, 1994; Thompson e Soyibo, 2002; Kipnis e Hofstein, 2005)60, un aspetto ad
esempio è la modalità con cui il laboratorio veniva praticato e il ruolo delle attività sperimentali; un altro aspetto ha riguardato il numero delle attività proposte e gli obiettivi che ci si prefiggeva di raggiungere.
56Gli autori menzionati citati da V.Lunetta,A.Hofstein, M.P,Clough, Learning and Teacher in the Scool Science Laboratory: an Analysis of Recherch, Theory, and Praticce, in Handboock of Research on Science Education, Ed S.
K.Abell, N. G. Lederman, Lowrence Erlbaum Association, 2007. 57 ibidem
58Ibidem 59 ibidem 60 ibidem
Per quanto riguarda le procedure sperimentali ricerche di Leach e Paulsen (1999)61 mettono in evidenza che esse appaiono troppo spesso
in forme stereotipate, mentre Haigh e Forret (2005)62 sulla stessa
problematica confermano i risultati e rilevano che l‟istruzione primaria appare più aperta rispetto alla secondaria ad attività di investigazione, riconoscendo un ruolo importante al test di ipotesi.
Da ricerche di Johsua e Dupin63 (1993) e di Windschitl (2002) si
evidenzia che nell‟istruzione secondaria, gli esperimenti sono usati principalmente per illustrare concetti, verificare leggi, attivare un procedimento induttivista: esperimento, osservazioni, misurazioni e conclusioni. In questo modo l‟alunno, sulla base di conclusioni già note in anticipo, svolge esperimenti, fa osservazioni e misurazioni in risonanza con le conclusioni note.
Tiberghien et al.( 2001) in una ricerca basata sull‟analisi di schede di laboratorio per attività pratiche in sette paesi europei per diverse discipline (fisica, chimica, biologia) conferma i dati precedenti mettendo in evidenza che solo quelle di biologia riconoscono un po‟ di spazio all‟organizzazione di una ricerca per trattare una questione.
Niedderer, Hucke e Fischer.et al. (2002)64 documentano da numerose
ricerche in diversi Paesi le difficoltà degli studenti di «collegare» le esperienze e la teoria, l‟organizzazione delle attività sperimentali penalizza la riflessione teorica e la riflessione sull‟esperienza mentre favorisce manipolazioni e misurazioni.
Degni di nota sono gli studi condotti da Tibergien (2001) e Sere (2002) a lungo termine in molte nazioni europee, i risultati hanno messo in evidenza che gli oggetti e gli obiettivi tipicamente articolati per l‟attività di laboratorio(capire teorie, concetti, leggi, condurre esperimenti, apprendere processi e applicare conoscenze a nuove situazioni) erano troppo numerosi perché gli insegnanti riuscissero ad ottenere un
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64 Gli autori menzionati citati da V.Lunetta,A.Hofstein, M.P,Clough, Learning and Teacher in the Scool Science Laboratory: an Analysis
of Recherch, Theory, and Praticce, in Handboock of Research on Science Education, Ed S. K.Abell, N. G. Lederman, Lowrence
successo individuale nelle sessioni di laboratorio, e hanno suggerito perciò lo sviluppo curricolare di un laboratorio in cui gli insegnanti di scienze dovrebbero fare delle scelte specifiche riguardo ai percorsi di attività e alla progettazione all‟inizio del corso.
Sempre in questi anni con i lavori di Duschl (1990, 2000) Matthews (1994) e Bybee(2000) vengono evidenziati i principali obiettivi dell‟apprendimento in laboratorio di scienze:
promuovere lo sviluppo della conoscenza scientifica degli studenti, le capacità di PS (problem solving) e i modi di pensare includendo:
Conoscenze concettuali
Conoscenze di come la scienza e gli scienziati lavorano
Abilità pratiche e di problem solving incluse le capacità argomentative da dati(conoscenza procedurale)
Interesse e motivazione
Comprensione dei metodi per ragionare e progettare in campo scientifico includendo anche la comprensione della natura della scienza
Tutti questi risultati secondo Hodson (2001) possono essere raggiunti quando sono chiari agli studenti gli obiettivi che l‟insegnante si prefigge con l‟attività di laboratorio.
Già Tamir e Lunetta nel 1981 avevano visto che molto spesso gli studenti in laboratorio lavoravano come semplici tecnici seguendo delle ricette prestabilite, non era richiesto di descrivere o spiegare le loro proprie ipotesi, metodi e natura della loro investigazione. Per molti studenti l‟attività di laboratorio significava utilizzare e manipolare degli strumenti, ma non manipolare idee (Eylon e Linn, 1988)65. Perciò sulla
scia degli studi condotti sulle modalità di apprendimento, autori come Erickson (1979)66 e Osborne e Freyberg (1985)67 enfatizzano
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l‟importanza di sfruttare l‟attività di laboratorio per creare dei conflitti concettuali con osservazioni contrarie a quelle attese dagli studenti. La teoria costruttivista, infatti, ritiene che chi apprende usa le idee e i costrutti già presenti nella propria mente per dare un senso alle esperienze; l‟apprendimento è un processo attivo, interpretativo e interattivo (Bransford e altri, 2000).
L‟obiettivo delle attività di laboratorio è rendere gli studenti consapevoli delle loro concezioni e delle loro assunzioni e di come queste differiscono da quelle dei pari e da quelle della scienza accreditata.
Reiser e altri (2001),68 Kannari e Millar (2004), Osborne e altri (2004) hanno visto la necessità di trovare dei metodi per favorire negli studenti l‟articolazione delle loro idee, la spiegazione delle idee, le ragioni che adducono mentre leggono i dati che ottengono e il miglioramento della qualità delle loro argomentazioni anche attraverso lo sviluppo e lo studio di software specifico progettati a supporto dell‟indagine degli studenti. Un apprendimento significativo in laboratorio può essere raggiunto se agli studenti viene dato tempo sufficiente e opportunità per interagire, riflettere, spiegare e modificare le loro concezioni (Barron ed altri, 1998)69.
La sfida è di aiutare lo studente a prendere controllo del proprio apprendimento, di aiutarlo alla ricerca della comprensione, dandogli tutte le opportunità che lo incoraggino a fare domande, suggerire ipotesi, strutturare progetti sia di tipo pratico che ragionati (J.L. Polman, Designing projet-based science, 1999)70.
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68 Gli autori menzionati citati da V.Lunetta,A.Hofstein, M.P,Clough, Learning and Teacher in the Scool Science Laboratory: an Analysis of Recherch, Theory, and Praticce, in Handboock of Research on Science
Education, Ed S. K.Abell, N. G. Lederman, Lowrence Erlbaum Association, 2007.
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