4.1. Una fisica interessante e rilevante: attitudini verso la scienza e strumenti testuali Una delle questioni centrali nel dibattito sull’educazione scientifica – lo si è chiaramente evinto dalle analisi del primo capitolo – è quella dell’interesse per la scienza, da più parti visto in preoccupante calo nelle nuove generazioni di studenti.1
Abbiamo già evidenziato alcune difficoltà, legate in particolare all’interpretazione dei dati empirici sul rapporto degli studenti con le scienze ! le evidenze su interesse/disinteresse e attitudini negative, nel caso italiano, non sono così chiare ! e alle conseguenti proposte pedagogiche elaborate. In particolare, è opportuno rilevare ancora i problemi per le innovazioni che, nel progettare nuovi curricoli di scienze, nuovi materiali e metodi didattici, vogliono anteporre le motivazioni dello studio e l’interesse degli studenti alle ragioni strettamente disciplinari. Si è citato il “vecchio” approccio STS, lo stesso corso per GCSE “XXI Century Science” e anche parte degli approcci storico-filosofici all’educazione scientifica: tutte prospettive che in qualche modo partono anche dal problema di come stimolare interessi e fornire spunti per avvicinare gli studenti al pensiero e alla ricerca scientifici. Molte di queste innovazioni curricolari hanno attirato le critiche di studiosi più “tradizionalisti”, spesso scettici verso le nuove ricerche pedagogiche, tutte in qualche modo imparentate con filosofie diffuse quali l’attivismo e il costruttivismo, tra gli orientamenti teorici ed educativi più innovativi che sono finiti spesso sotto accusa in Italia ma anche nei paesi anglofoni di origine.2
Ammessa la rilevanza di queste critiche, al centro dei problemi pedagogici e culturali che riguardano lo stato dell’educazione scolastica e dell’insegnamento
1 L’attitudine verso il sapere scientifico è stata considerata uno degli elementi che compongono il quadro attuale
di crisi delle vocazioni scientifiche e, nel caso italiano, della cultura scientifica tout court; sono stati elaborati, di conseguenza, strumenti e proposte per intervenire sull’interesse verso la scienza e per sostenere le motivazioni, soggettive e oggettive, per lo studio delle materie scientifiche.
2 L’attivismo può essere messo in relazione soprattutto con la prospettiva della “scienza come ricerca” citata nel
capitolo primo e quindi con una visione più partecipativa, investigativa e anche pratica della didattica delle scienze, la cui degenerazione produce sicuramente una scienza con contenuti più poveri e una didattica meno ancorata a un rigido paradigma disciplinare. Il costruttivismo ha guidato una parte consistente della ricerca didattica nelle scienze e diversi approcci tra cui quello HPS. Le critiche radicali rivolte a un orientamento del genere, a parte quelle sugli esiti più relativisti e quelle interne alla stessa ricerca didattica, riguardano l’anteporre le ragioni cognitive del discente a quelle intrinseche al contenuto disciplinare e lo strutturare quindi la didattica sulla base di attività incentrate sul soggetto e sui suoi criteri di rilevanza e senso, piuttosto che sull’ordine logico e pedagogico “naturale” del contenuto disciplinare. In Italia, oltre il già citato Lucio Russo, una posizione di critica radicale, più o meno implicita, delle nuove tendenze pedagogiche è stata assunta da Giorgio Israel (2008).
delle scienze, il legame tra interesse, apprendimento e conoscenza scientifica, alla luce delle diverse innovazioni che si sono prospettate, rimane certamente importante anche dal punto di vista dei manuali di scienze.
Il secondo problema ! connesso a quello attitudinale ! riguarda lo sviluppo di una scuola di massa, a cui corrisponde la necessità di ridiscutere le finalità generali dell’educazione scientifica. Diversi documenti internazionali, i due analizzati soprattutto, individuano in una revisione delle finalità pedagogiche della scienza il primo punto su cui politici, ricercatori, insegnanti e ! aggiungiamo ! autori dei materiali didattici devono basare nuove pratiche e nuove proposte educative. Il passaggio dalla formazione di un’élite, o meglio, di un corpo di studenti più ristretto e omogeneo, a quella di una popolazione più ampia ha avuto implicazioni profonde per l’educazione scientifica. Per esempio, nel caso della scienza insegnata nei licei italiani ! in particolare nello Scientifico, per cui il dato citato nel paragrafo 1.4.3. indica una popolazione di studenti di gran lunga superiore alla futura classe di professionisti e impiegati nel settore tecno-scientifico ! non si può pensare solamente a una preparazione pre-specialistica rivolta agli studenti che continueranno gli studi scientifici. Questo vale a maggior ragione per la fisica, la quale, proprio come alcuni progetti innovativi passati e presenti suggeriscono, deve mirare a un’educazione scientifica più trasversale, che sia rilevante per tutti i contesti di studio, lavoro e vita che accompagnano una popolazione di studenti differenziata, dalle prospettive universitarie e lavorative divergenti.
Nonostante da decenni la scuola abbia assistito a questo cambiamento quantitativo con delle implicazioni qualitative e pedagogiche di ampia portata, quanto affermano i report internazionali vale per il caso italiano e in particolare per i testi: le fondamenta pedagogiche dell’insegnamento della fisica rimangono fortemente legate all’ideale vocazionale originario delle classi di scienze; in Italia questo è testimoniato e aggravato da certi tratti conservativi del sistema di istruzione secondaria. Esaminando, però, alcune evoluzioni della manualistica più recente, proprio in relazione alle grandi questioni dell’educazione scientifica contemporanea, si colgono alcuni segni di ripensamento della basi del curricolo di fisica. Un problema che anche i testi scolastici hanno dovuto affrontare e a cui tuttora cercano di dare risposta è infatti quello di una formazione scientifica allargata, ideale maggiormente recepito, comunque, dagli insegnanti e dai nuovi statuti culturali e pedagogici elaborati per le scuole secondarie, ma che non si può dire sia del tutto comparabile con la ricerca di nuove forme di scientific literacy che ha guidato diversi progetti innovativi nei paesi anglofoni e in campo internazionale.
Le ultime modifiche testuali citate, ad esempio nel caso degli Amaldi, che riguardano gli strumenti di supporto all’apprendimento e gli approfondimenti per arricchire lo studio della fisica, hanno affrontato, in certa misura, un primo risvolto di questo complesso nodo di finalità e “usi” dell’educazione scientifica: l’ampliamento delle possibilità di apprendimento e degli strumenti dispiegati per far apprezzare il senso e l’efficacia delle conoscenze fisiche. E’ innegabile, ad esempio, che il nuovo ruolo delle immagini e dell’apprendimento visivo intendano intervenire sui mezzi di apprendimento, o comunque fornire un sostegno al tradizionale approccio sviluppato dalle spiegazioni manualistiche. Anche il nuovo tipo di riferimenti alle tecnologie, alle questioni sociali e culturali più ampie, entro una nuova concezione di rilevanza per gli studenti delle tradizionali tematiche trattate, rappresenta una risposta a una classe più ampia ed eterogenea di attitudini, interessi e possibilità future legate alla scienza.
Un confronto dei materiali testuali per la fisica con un primo costrutto elaborato dalle ricerche sull’educazione scientifica, quello di “attitudini verso le scienze”, va compiuto tenendo presente la distinzione fatta tra interesse soggettivo e oggettivo verso le scienze e, in questo caso particolare, verso la fisica.
Dal punto di vista terminologico, distingueremo il vero e proprio interesse soggettivo, concepito banalmente come curiosità, come disposizione a conoscere e affrontare un tema scientifico, e la rilevanza, concepita come interesse motivato da elementi oggettivi di importanza che non si traducono immediatamente in fattori soggettivi, ma che consistono in criteri di “utilità” in senso lato, di vicinanza a contesti immediatamente relazionabili al soggetto. In questa seconda categoria rientrano gli strumenti proposti da molte strategie pedagogico-didattiche per l’attuale scenario di insegnamento delle scienze, che in parte vedremo all’opera nei manuali di fisica.
I riferimenti alla vita quotidiana e alle tecnologie, in particolare, rappresentano la risposta principale dei testi. Un primo esempio visto è legato a come l’accento sulle applicazioni tecniche è cambiato e come, ad esempio nel caso dell’energia nucleare, il testo di Amaldi abbia esplicitamente rivolto la discussione a questioni di rilevanza sociale e politica, senza limitarsi a illustrare il solo funzionamento tecnico relativo alle tecnologie esaminate. Questo è il quadro entro cui vanno compresi il ruolo delle tecnologie e l’uso di esemplificazioni e approfondimenti di varia natura nei testi degli ultimi trent’anni.
L’idea di “attitudini verso le scienze” presenta, in realtà, una maggiore complessità concettuale e metodologica. Innanzitutto, questa nozione proviene da un ambito non ristretto a quello scolastico, ma concerne il più generale atteggiamento pubblico verso le scienze e la
ricerca scientifica. Questa declinazione del public understanding of science al livello educativo comprende quindi l’atteggiamento e l’opinione degli studenti sia verso la ricerca e gli scienziati, sia verso la scienza insegnata a scuola: come sono percepite le sue caratteristiche, la sua utilità e la sua rilevanza.
Sul piano educativo, si possono evidenziare due aspetti che compongono l’attitudine verso lo studio delle scienze: uno culturale, di interesse verso il sapere scientifico; uno vocazionale, di propensione a intraprendere una carriera scientifica. Sono due componenti spesso correlate, ma non necessariamente coincidenti, che riassumono i diversi elementi che la ricerca ha sintetizzato con il concetto di “attitudine verso le scienze”: atteggiamento positivo verso la ricerca e gli scienziati, interesse per le conoscenze e le attività scientifiche, adozione di una prospettiva e di un modo di pensare scientifici, coinvolgimento positivo in attività di apprendimento delle scienze, propensione a intraprendere gli studi terziari e una carriera nel campo delle scienze.3
Le rilevazioni e le conoscenze empiriche sui problemi attitudinali, insieme ai dati sulle carriere e sulle vocazioni scientifiche, per quanto accresciute e affinate a partire dagli anni Novanta, non dimostrano inequivocabilmente la natura e la portata del problema; parte delle affermazioni fatte su questo stato problematico dell’educazione scientifica fanno parte, dunque, di ciò che abbiamo chiamato una “retorica” della crisi dell’insegnamento delle discipline scientifiche. Ammesso ciò, tuttavia, bisogna prendere atto che i testi di fisica esaminati esibiscono comunque l’evoluzione di alcune caratteristiche che è possibile mettere in relazione a questo primo nucleo di problemi dell’educazione scientifica scolastica.
Apparentemente, sembrerebbe un problema tipico delle materie scientifiche il dover fornire motivazione e stimoli all’apprendimento di quelle che in prima istanza risultano nozioni e questioni ostiche, prive di rilevanza immediata e senso, che comportano una serie di ostacoli, non solo epistemologici, nel processo di “comunicazione” didattica.
Da una parte, ciò non è del tutto esatto: esistono diversi temi scientifici e caratteristiche della scienza che la rendono uno di quegli ambiti disciplinari più inclini a suscitare curiosità, interesse e meraviglia: i vettori emotivi dell’apprendimento. Dall’altra, si sa che questi temi
3 Una sintesi importante, che racchiude le diverse sfaccettature dell’attitudine degli studenti verso le scienze, è
stata fornita dalle rilevazioni PISA del 2006, i cui dati abbiamo riportato nella prima parte della ricerca. La rilevazione inerente all’atteggiamento verso la scienza compiuta da PISA è suddivisa in tre blocchi principali: valore personale, concetto di sé, divertimento. In breve, questi riassumono atteggiamenti e motivazioni che riguardano rispettivamente: utilità e rilevanza delle materie scientifiche studiate a scuola; facilità o difficoltà e riuscita delle/nelle materie scolastiche; divertimento e interesse nello studiare le scienze e propensione a letture/attività scientifiche.
sono quelli di una scienza più spettacolarizzata e declinata a fini divulgativi, spesso lontani dalle esigenze delle didattiche delle discipline scientifiche a livello scolastico.
Sicuramente, a livello potenziale, le tematiche sollevate dalla scienza sono più propense a stimolare curiosità e interesse riguardo ad ambiti della realtà affascinanti e in molti casi rilevanti sia per la vita quotidiana, che per gli interessi sociali e “filosofici” di chi apprende. Perciò, non solo ! come si è visto ! i dati su una presunta crisi dell’attitudine degli studenti verso le scienze, in Italia, non sono di univoca lettura, ma è anche vero che il legame con il “mondo”, con i problemi e gli oggetti del quotidiano è addirittura più immediato per le materie scientifiche, rispetto ad altri saperi che compongono il canone dei licei.
Ovviamente, diversi sono i casi a seconda della tematica, della disciplina e dell’approccio connesso a un certo indirizzo o grado scolastico. Nel caso della fisica, sono facilmente individuabili due caratteristiche della disciplina. La prima è quella problematica: un metodo rigoroso, un linguaggio altamente formale e astratto, concetti e domini spesso distanti dall’intuizione, dalla percezione, dalle concezioni più spontanee e di senso comune; le ricerche epistemologiche e didattiche hanno chiaramente individuato e studiato questi aspetti, anche nei concreti contesti di apprendimento/insegnamento. L’altra caratteristica, il punto di forza della fisica, è costituita dal fascino che scoperte e teorie presentano, fascino che dal punto di vista filosofico potremmo definire oggettivo, ma che è tutt’altro che evidente al livello didattico e scolastico; la fisica può toccare ambiti che vanno dai più complessi, dai più distanti dalla percezione e dall’esperienza immediata, a quelli a queste più vicini, come i fenomeni comuni (suono, luce, elettricità, gravità, ecc.) e le tecnologie. E’ quindi abbastanza scontato dire che l’ostacolo attitudinale principale della fisica si situi a livello metodologico e, per così dire, “espressivo” e non sul piano strettamente contenutistico.
Per quanto riguarda l’aspetto motivazionale e comunicativo, i testi di fisica hanno preso seriamente in considerazione la necessità di esplicitare la rilevanza della disciplina, la sua utilità e profondità che la rende non solo interessante, ma anche meritevole di studio. Questa esigenza didattica è stata affrontata dai testi indipendentemente dalla responsabilità che, anche in questo caso, ricade in prima e ultima istanza sull’insegnante e sul suo approccio pedagogico.
Il piano su cui è situata la risposta dei testi ai problemi inerenti all’atteggiamento verso la scienza e alla percezione della disciplina da parte degli studenti, è stato quello comunicativo e stilistico, in primis, e contenutistico per quel che riguarda l’esplicitazione della natura e della portata della fisica. Non c’è stato, nella maggior parte dei casi, una risposta globale basata
sull’approccio al metodo e alla struttura principale della disciplina, i veri ostacoli – epistemologico e motivazionale – alla comprensione della fisica. Questo era stato, invece, l’approccio dei due progetti innovativi americani, più volte chiamati in causa, entrambi rispondenti anche al problema motivazionale sollevato dallo studio scolastico delle discipline scientifiche e all’altro fattore che ha “aggravato” tale problema, ovvero quello di una classe di studenti più ampia e con orientamenti accademici e vocazionali divergenti.
Sia il PSSC che il PPC hanno affrontato, in modi diversi, la questione del metodo e della natura della fisica, integrandola con le tematiche affrontate e con le strategie didattiche utilizzate per dotare la fisica di un senso che, a livello pedagogico, necessita di essere ulteriormente esplicitato ed elaborato. La maggior parte dei testi di fisica adottati in Italia a livello liceale, invece, relega fittiziamente la trattazione del metodo in una serie di capitoli iniziali e autonomi; sono separate, inoltre, la spiegazione dei concetti e delle teorie ! che costituisce lo sviluppo testuale principale ! dalle risorse e dagli apparati che approfondiscono la natura della fisica, i suoi vari risvolti pratici o interdisciplinari e gli elementi atti a stimolare la curiosità e l’interesse degli studenti. Descriveremo meglio queste caratteristiche nel corso questo capitolo.
Se nel caso dei testi degli Amaldi si trova una chiara affermazione sul problema dei mezzi espressivi utilizzati e dell’accordo tra questi e le esigenze ! le attitudini ! di una vasta classe differenziata di studenti, l’evoluzione degli apparati didattici, dello stile grafico e didattico utilizzato ha coinvolto, tuttavia, l’evoluzione di tutti i testi scolastici. In questo cambiamento generale, i problemi, distinti ma legati, dell’interesse e della rilevanza hanno trovato zone di sovrapposizione: spesso le strategie utilizzate per sostenere l’interesse e “l’attenzione” degli studenti coincidono con quelle che incorporano l’idea di una scienza rilevante che presenta una serie di ricadute tecnologiche, sociali e culturali di vasta portata. Nonostante questo, si cercherà, ai fini dell’analisi dei materiali testuali, di tenere separati questi due aspetti del cambiamento e del “linguaggio” dei manuali di fisica.
4.1.1. Motivazioni soggettive e attrattori emotivi
Soprattutto negli anni Novanta, diventano evidenti alcuni cambiamenti stilistici, editoriali e pedagogici dei testi. Si possono estendere le osservazioni fatte da Ugo Amaldi per la serie di manuali della sua famiglia, affermando che per tutti i testi scolastici di fisica l’aspetto più palese è stato l’uso del colore, prima, la sofisticazione e la crescita di diversi tipi di apparati didattici, come esercizi, riassunti e schede di approfondimento, poi. La varietà e il tipo di
immagini sono altri elementi pedagogici che assumono nuove caratteristiche a partire dagli anni Ottanta e soprattutto per i testi di nuova generazione, vale a dire i manuali scritti dagli anni Novanta in poi, che incominceranno a includere sistematicamente integrazioni con
software e risorse multimediali. Un cambiamento del contenuto delle immagini è strettamente
legato al crescente peso di esempi con situazioni e oggetti quotidiani e al diverso ruolo delle tecnologie; in quel contesto cercheremo di descriverlo meglio. Limitandosi agli aspetti strettamente estetici e funzionali alla componente motivazionale, che come detto è comunque in relazione con l’idea di una fisica “rilevante” per lo studente, si possono individuare alcune strategie principali utilizzate dai testi qui presi in esame.
Per quanto riguarda il ruolo delle schede di lettura e approfondimento, sempre più presenti e di vario tipo, questo è visto dagli autori come funzionale anche alla motivazione allo studio, al fornire cioè spunti e stimoli per “avvicinare” alla disciplina. Due caratteristiche rendono però la funzione pedagogica di questi apparati meno incisiva sul piano motivazionale. Da una parte, sono apparati fortemente separati dal testo principale, che non seguono quindi l’andamento della trattazione o non sempre vi si affiancano in modo del tutto pertinente; dall’altra, sono strumenti puramente testuali, nel senso di solo testo scritto, che non mobilitano nuove risorse cognitive per l’apprendimento, se non quelle tradizionali della lingua a fianco del ragionamento fisico e dello sviluppo formale. Gli attuali manuali di fisica, invece, si servono non solo delle nuove tecnologie e delle risorse multimediali per differenziare i canali di studio e apprendimento, ma anche di un insieme di didascalie, immagini, esempi e corollari a fianco del testo principale che interrompono la monotonia della trattazione centrale e la arricchiscono con elementi nuovi, spesso legati a fatti curiosi e interessanti legati ai concetti fisici in esame. Questa sofisticazione grafico-espressiva e il ruolo delle immagini sono alcuni dei segni più evidenti che distanziano i vecchi manuali di fisica da quelli di una scuola unanimemente riconosciuta come scuola di massa e non come complesso di rigidi canali di formazione disciplinare e di selezione sociale.
La diversificazione e proliferazione di didascalie e immagini aggiuntive (foto e disegni), oltre quelle direttamente impiegate nella spiegazione dei concetti, è un indicatore, inoltre, della crescente complessità della produzione editoriale di una manuale scolastico. Più in generale, la crescita e la maggior cura dei diversi apparati didattici nei manuali di nuova generazione ha richiesto il coinvolgimento di molte più persone, oltre alle firme del testo, rispetto a quanto accadeva negli anni Ottanta: ideazione e controllo degli esercizi, schede di lettura, ricerca di immagini, disegni, integrazioni multimediali, sono tutti nuovi elementi che compongono i testi e che hanno richiesto la costituzione di gruppi di lavoro nella stesura dei nuovi manuali.
Sebbene l’impianto e le scelte principali rimangano infondo le stesse volute dall’autore, è indubbio, come già notato per gli Amaldi degli anni Novanta, che il prodotto testuale diventa sempre più un’opera collettiva e legata a diversi meccanismi di mediazione editoriale, facendo sì che lo stesso rapporto testo-autore, che veniva letto prima in maniera diretta, divenga più mediato e complesso come la struttura del testo stesso.
Si deve ribadire che l’utilizzo di nuove risorse atte a sostenere e stimolare la motivazione degli studenti a seguire e comprendere la trattazione fisica va di pari passo con la diversificazione dei mezzi di apprendimento, o delle risorse fornite, per lo studio dei concetti e delle teorie fisiche. Il problema è in qualche modo intrecciato, come si coglie ancora dalla parole di Amaldi riportate: sostenere una fisica più interessante, “colorata” e rilevante, va di pari passo con ! è funzionale a ! il rivolgersi a una popolazione di studenti più ampia e differenziata; da qui il ruolo di note e definizioni a margine, di immagini aggiuntive con didascalie e di cosiddetti “attrattori emotivi” che affiancano un testo unico accompagnato da immagini puramente illustrative o di natura astratta funzionale alla spiegazione di concetti. Sempre più, è facile constatare, elementi estetici, catalizzatori di curiosità e fascino, ciò che chiameremo qui “attrattori emotivi”, hanno arricchito il modo di presentazione dei temi e