1976 Nussbaum e Novak USA 52 bambini di II classe, suddivisi in gruppo sperimentale e di controllo forma Terra caduta dei corpi Intervista clinica semi-strutturata e materiali (globo) Listruzione non ha un effetto significativo sulle prestazioni dei bambini. Individuazione di 5 nozioni
1979 Nussbaum USA 240 bambini da 9 a 14 anni forma Terra caduta dei corpi questionario a scelta multipla Disegno Scelta tra modelli di terra
Presenza di un trend di sviluppo nelle 5 nozioni.
1979 Mali e Howe Nepal 250 bambini di 8, 10 e 12 anni forma Terra caduta dei corpi Intervista clinica semi-strutturata (Nussbaum e Novak, 1976) e materiali (globo) Identificate le 5 nozioni, ipotizzano una
progressione con l età e l influenza di abilità cognitive generali.
1989 Baxter Inghilterra bambini di 9-16 anni forma-gravità della Terra ciclo dì-notte cambiamenti di Sole e Luna stagioni intervista individuale e poi uno strumento a scelta multipla
Sottolinea che i bambini possono costruire nozioni intermedie prima di raggiungere la complessa visione copernicana. Ipotizza un parallelismo tra sviluppo concettuale e storia della scienza
f. Un approccio cognitivista allo studio dei modelli mentali infantili
L idea che i bambini costruiscano le loro spiegazioni a partire dai fenomeni osservati, scaturita anche da ricerche sulle concezioni alternative condotte in altri campi della scienza, oltre a quello astronomico, dà origine al movimento costruttivista, o delle concezioni alternative (ACM, cioè Alternative Conceptions Movement) (Gilbert e Swift, 1985). L assioma fondamentale di tale movimento è che nei bambini, i quadri concettuali
alternativi al sapere scientifico sono analoghi alle teorie scientifiche, nel senso che possono essere cambiate solo se vengono sfidate e falliscono alla luce di nuove evidenze empiriche (Baxter, 1991).
In questo clima culturale, che risentiva del superamento di una visione monolitica dello sviluppo cognitivo grazie anche suggestioni derivanti dall ipotesi di mente modulare elaborata da Fodor (1983) e dal modello della ristrutturazione concettuale proposta da Carey (1985), Vosniadou e Brewer (1992) effettuano i loro studi tesi ad indagare lo sviluppo delle concezioni circa la forma della Terra in bambini da 6 ad 11 anni, al fine di comprendere la natura delle credenze infantili e di come queste cambino nel corso della scuola primaria dopo l esposizione dei bambini all informazione scientifica circa la sfericità della Terra. Il metodo da essi utilizzato, su un campione di 60 soggetti, è quello dell intervista individuale, nel corso della quale vengono poste ai bambini due tipi di domande: domande di tipo fattuale, alle quali il bambino risponde utilizzando le informazioni ricevute dall adulto ( egli cioè conosce, ma non usa la conoscenza); e domande di tipo generativo, sulle quali non ha verosimilmente ricevuto alcuna informazione e alle quali rispondere creando ed utilizzando un modello mentale. Nel corso dell intervista ai bambini viene anche chiesto di effettuare dei disegni.
Secondo gli autori, capire il modello mentale che l individuo utilizza per rispondere ad una domanda o ad un problema fornisce utili informazioni sul contenuto e sulla struttura della conoscenza sottostante. I risultati dello studio mostrano come, dietro all apparente incoerenza nell uso del modello sferico (culturalmente desiderato) di Terra, vi sia l uso massiccio di un piccolo numero di modelli mentali alternativi di Terra, legati a presupposizioni che i bambini si formano a partire dalla loro esperienza. Gli autori definiscono alcuni di questi modelli iniziali (Terra rettangolare e a disco), in quanto costruiti dal bambino prima di essere esposto all informazione scientifica; altri sono denominati modelli sintetici (sfera cava e sfera piatta) e derivano dal tentativo da parte del bambino, di risolvere l incongruenza tra il modello iniziale posseduto e quello culturalmente accettato.
Secondo Vosniadou & Brewer, i bambini arriverebbero a comprendere il modello scientifico di Terra solo reinterpretando, in un diverso contesto di spiegazione, le presupposizioni (di carattere ontologico ed epistemologico) che hanno dato origine ai loro modelli mentali iniziali. Non è chiaro, proseguono gli autori, se i modelli identificati rappresentano altrettante teorie conservate nella memoria a lungo termine, o se essi sono costruiti al momento, sotto l'influenza delle domande: in ogni caso le concezioni espresse rientrano stabilmente nelle categorie da essi individuate.
In un lavoro successivo, Vosnadou & Brewer (1994) intendono verificare se la cornice teorica sviluppata per spiegare lo sviluppo della concezione infantile di Terra, sia anche in grado di spiegare lo sviluppo dei modelli mentali relativi al ciclo dì-notte. I modelli mentali relativi al ciclo dì-notte, secondo gli autori sarebbero sottoposti ad una gerarchia di vincoli, in quanto non riguarderebbero un singolo concetto, ma una serie di concetti tra loro interagenti.
Utilizzando il medesimo metodo del precedente studio sugli stessi bambini, indagano in un primo momento i modelli mentali relativi ad alcuni concetti specifici (Sole, Luna e stelle) presenti nei bambini), e poi il modello mentale generale sul ciclo dì-notte da essi posseduto.
Dallo studio emergono alcuni modelli mentali ben definiti, utilizzati in modo coerente: vi sarebbero cioè modelli mentali iniziali, riconducibili all osservazione e all esperienza quotidiana; modelli sintetici, che esprimono il tentativo di riconciliare tale esperienza con la spiegazione scientifica del ciclo; modelli scientifici, infine, che riflettono il punto di vista del sapere accreditato. Gli autori evidenziano come le presupposizioni che danno origine a determinati modelli mentali di Terra, vincolino indirettamente i modelli mentali infantili del ciclo dì-notte, e, analogamente a quanto aveva osservato Baxter (1989), come esista un apprezzabile somiglianza tra i modelli mentali infantili e le spiegazioni rintracciabili nella storia dell'astronomia.
Qualche anno più tardi, un gruppo di studiosi del quale fanno parte gli stessi autori (Samarapungavan, Vosniadou & Brewer, 1996) conduce una ricerca tesa ad individuare i modelli cosmologici presenti in bambini indiani. Basandosi sui risultati ottenuti da studi preceenti, gli autori ipotizzavano che i modelli cosmologici che i bambini si costruiscono siano influenzati da due ordini di vincoli: il primo dei quali è rappresentato dalle assunzioni implicite sulle quali sono costruiti i modelli mentali iniziali, cioè che la Terra è piatta ed è sostenuta da qualcosa; il secondo ordine di vincoli deriva dalle specifiche
Figura 7: Spiegazioni infantili del ciclo giorno-notte: a) e b) sono compatibili con l idea che la Terra sia piatta. La spiegazione c) richiede il modello di Terra come sfera e mostra come esso non sia sufficiente ad assicurare la comprensione del ciclo giorno-notte. La spiegazione d) è congruente con il modello della sfera cava ( da Berti, 2002 p.30)1
proprietà attribuite agli oggetti cosmologici. Ad esempio, le rappresentazioni relative alla forma della Terra ed alla localizzazione del Sole e della Luna vincolano, secondo gli autori, il tipo di meccanismo che viene generato per spiegare il ciclo dì-notte. Essi ipotizzano che in culture dove sia il modello cosmologico tradizionale che quello scientifico sono accessibili ai bambini, elementi dei modelli tradizionali possono essere incorporati nella cosmologia infantile, se sono in grado di fornire un modo sociologicamente più semplice di soddisfare i vincoli di primo ordine.
La cosmologia dei bambini indiani include vari vincoli del primo ordine, tra i quali alcuni sulla forma della Terra, ed altri relativi alla posizione e al movimento attribuiti agli oggetti nella cosmologia. Comunque molti bambini indiani prendono in prestito dalla cosmologia tradizionale l idea che la Terra sia sostenuta dall acqua (da un oceano): questa soluzione al vincolo del sostegno circa la forma della Terra non è stata individuata tra le concezioni cosmologiche iniziali dei bambini americani del primo studio (Vosniadou e Brewer, 1992).
Gli autori, mediante un intervista individuale condotta su un campione di bambini indiani della stessa età di quelli americani dello studio di Vosniadou e Brewer (1992) individuano nei bambini indiani la stessa progressione evolutiva nei modelli mentali di Terra, costituita da modelli mentali iniziali, sintetici e scientifici, che avevano registrato tra i bambini americani nel precedente studio citato.
Dall esame dei risultati del loro studio è emerso che, sebbene la proporzione tra i modelli scientifici presenti nel campione osservato sia virtualmente identica nel gruppo di bambini indiani e in quello di bambini americani, sono state osservate alcune differenze tra i modelli mentali alternativi sulla forma della terra rilevati tra i bambini dei due gruppi. Pertanto gli autori hanno ipotizzato che i modelli mentali iniziali, legati alle assunzioni implicite di piattezza e supporto, siano universali tra le culture, in quanto basati su aspetti percettivi ed esperienziali, mentre i modelli sintetici, scaturiti dalle proprietà attribuite ai corpi ed ai fenomeni celesti da ciascun popolo, siano cultura-specifici: se tra gli americani prevaleva il modello di Terra doppia, tra i bambini indiani è maggiormente diffuso il modello di Terra a disco.
Dagli studi di questa sezione, riportati sinteticamente nel Quadro Sinottico 2, emerge l attenzione ai meccanismi con i quali i bambini costruiscono le loro idee sul mondo fisico ed ai possibili vincoli di ordine sensoriale o culturale che sono alla base della formazione di concezioni in contrasto con il sapere scientifico.
Emerge altresì una visione di sviluppo concettuale in termini di ristrutturazione cognitiva in un determinato dominio di conoscenza che dà luogo ad un arricchimento o ad una sostituzione delle teorie possedute dall individuo in fase iniziale. Nell ultimo studio (Samarapungavan, Vosniadou e Brewer, 1996) è evidente la riflessione degli autori sul ruolo della cultura di appartenenza nell influenzare la concettualizzazione dell individuo.
Quadro Sinottico 2: Alcuni studi riconducibili all approccio dei modelli mentali.
ANNO AUTORI PAESE CAMPIONE CONCEZIONI
INDAGATE