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Insegnare la scienza facendo scienza

 

1. L’insegnamento scientifico in Italia

Di anno in anno, le indagini internazionali vanno fornendo dati poco lusinghieri sulle competenze degli studenti italiani, in particolare su quelle riguardanti le scienze e le tecnologie. È perciò facile prevedere che in questo campo decisivo della vita moderna i nostri ragazzi, i cittadini italiani del futuro, non potranno misurarsi ad armi pari con gli altri cittadini del mondo. A risentirne sarà la società italiana nel complesso. Ma ciò non sembra interessare molto l’opinione pubblica del nostro Paese, per una sorta di diffidenza verso questi strumenti di comparazione internazionale. Si risponde che non può esser vero che la patria di tanti scrittori, scienziati e filosofi, quella che è una delle nazioni più industrializzate del mondo, possa collocarsi, tra le altre, in una posizione così poco dignitosa. Si sospetta, insomma, che ci sia qualcosa di deformante nelle procedure di indagine messe in atto: l’impostazione, i metodi di rilevazione o qualche altro marchingegno statistico.

Invece non è così: le competenze scientifiche e tecnologiche degli studenti italiani stanno davvero scadendo di qualità. Il peggioramento, con le ovvie eccezioni, procede quasi parallelamente al crescere della vita scolastica di ogni singolo ragazzo, passando dalla scuola elementare alle superiori. I risultati delle indagini relative alla scuola elementare infatti sono accettabili, anzi sopra la media internazionale, ma nel corso della scuola secondaria di I grado si abbassano notevolmente per trovarli a livelli nettamente sotto la me­dia internazionale a conclusione di questa e, quel che è peggio, agli ul­timi posti tra i Paesi industrializzati. La posizione italiana non cambia quando si esaminano i risultati della scuola secondaria superiore in genere. Fanno eccezione i licei, i cui alunni rispondono meglio ai test rispetto ai loro coetanei che frequentano le altre scuole.

All’interno di questo quadro globale della realtà nazionale, troviamo situazioni molto differenziate, dovute sia alla posizione geografi­ca sia alla diversità tra indirizzi nella scuola secondaria. Nel Nord-Ovest (Piemonte, Lombardia, Liguria) e nel Nord-Est (Trentino Alto Adige, Veneto, Friuli Venezia Giulia, Emilia Romagna) i test forniscono risultati alti e raggiungono il livello delle nazioni migliori. Il Centro (Toscana, Umbria, Marche e Lazio) presenta risultati intermedi, in genere vicini alla media nazionale. Il Sud (Molise, Campania, Puglia, Abruzzo) e il Sud Isole (Basili­cata, Calabria, Sicilia, Sardegna) ottengono in genere risultati più bassi della media.

Secondo alcuni esperti, i dati positivi della scuola elementare sono da mettere in relazione ad un insegnamento sostanzialmente «esperienziale», cioè ricco di esperienze concrete, anche con cose semplici, piuttosto che nozionistico. Mentre la superiorità mostrata dai licei rispetto alle altre scuole non dipenderebbe dalle nozioni specifiche che ivi si insegnano, ma dalla maggiore abitudine dei loro alunni a ragionare sui testi con i quali sono formulate le domande. Un ulteriore vantaggio per i liceali verrebbe dal supporto delle loro famiglie, mediamente più colte.

Scorrendo la graduatoria pubblicata dall’indagine Program for International Student Assessment (PISA) eseguita dall’OCSE nel 2006, si evince che a livello internazionale, nelle scienze, le scuole migliori sono la finlandese, la canadese e la giapponese. La scuola italiana si trova al di sotto della media internazionale e precede solo la portoghese, la greca, la turca e la messicana.

Per l’Italia si può dire, inoltre, che la scuola meridionale sta a quella del Nord come quella del Nord sta alla finlandese. Ad ogni modo, l’indagine non dimostra che gli insegnanti meridionali sono meno bravi di quelli settentrionali.

2. La questione scolastica meridionale

Perché l’Italia si trova così in basso? Perché tanta differenza tra la scuola meridionale e quella del Nord?

Nel rispondere alla prima domanda gli esperti puntano il dito contro l’immagine della scienza che la stessa scuola italiana produce. Un’immagine poco accattivante, «nozionistica» e «statica», dicono alcuni, come la può produrre una materia arida e dogmatica, qualcosa da imparare a memoria. Ben altra immagine avrebbe, se fosse insegnata in modo vivace, alimentando creatività e curiosità in chi l’apprende, cioè se fosse potenziata la sua vera essenza. Ne è responsabile il sistema scolastico italiano, spiegano gli esperti, perché è poco il tempo assegnato allo studio delle scienze, perché è troppo legato al libro di testo, che risulta essere la risorsa principale dell’educazione scientifica, e infine perché lascia che le teorie scientifiche passino come verità «a priori» e non per quel che sono, cioè costruzioni umane, continuamente messe alla prova dei fatti.

I ragazzi dell’area Sud Isole, oltre che dei problemi tipici delle regioni in cui vivono, soffrono anche della disaffezione alla scuola. L’incidenza delle risposte omesse o non raggiunte nei questionari, di gran lunga superiore alla media nazionale, è la prova di un chiaro disimpegno nel compito assegnato nonché della scarsa considerazione dell’indagine, come se la comparazione delle loro competenze con quelle dei loro coetanei del Nord e degli altri Paesi non li riguardasse.

C’è una tendenza ad attribuire le responsabilità di tale stato di cose alla carenza di laboratori, specialmente da parte degli insegnanti. Tuttavia si può facilmente verificare che questa è più una scusa che la verità, perché spesso i laboratori ci sono e sono proprio i docenti a non saperli o a non volerli adoperare. Sono ormai poche, infatti, le scuole italiane che non abbiano avuto finanziamenti per il laboratorio scientifico. Se si visita una scuola, per lo più si vedono oggetti collocati alla rinfusa e pezzi appartenuti a varie apparecchiature scientifiche, i resti delle quali giacciono a parte, smembrati e vandalizzati, per terra o in scaffali che li contengono a malapena, oppure strumenti scientifici moderni collocati in bell’ordine nelle vetrinette, ma mai toccati, neppure per eseguire il più banale degli esperimenti. Insomma, le attrezzature ci sono, ma o non funzionano più o nessuno le fa funzionare!

Varie sono le spiegazioni di questo stato di cose. La più obiettiva è che il laboratorio esige un lavoro di preparazione delle esperienze delicato e faticoso, ma poco retribuito, perciò si tende ad evitarlo. Probabilmente, se questa attività così speciale fosse stata per il passato ben incentivata economicamente avrebbe convinto i docenti di materie scientifiche a impegnarsi di più. Ad ogni modo, dove la tradizione didattica si è affermata per la passione di qualche insegnante, la questione retributiva è ritenuta del tutto secondaria.

La storia della didattica delle scienze in Italia - e nel Meridione in particolar modo - rivela, tuttavia, che il problema del laboratorio è l’altra faccia di una consuetudine antica: la preferenza degli insegnanti italiani per l’approccio teorico piuttosto che per quello empirico. In altri termini, essi si concentrano più volentieri su attività destinate a risolvere matematicamente astratti problemi di fisica che all’esplorazione diretta dei fatti della natura. D’altra parte, in Italia non è mai stato obbligatorio «insegnare scienza facendo scienza», anzi «fare esperimenti» a volte è stato considerato addirittura superfluo, rispetto alla certezza derivata dal calcolo.

Comunque, come si fa a non tener conto del dato che gli insegnanti di materie scientifiche escono dall’Università senza una formazione adeguata su come avvalersi di apparecchiature didattiche?

3. Il problema degli insegnanti

Il vero problema perciò sono gli insegnanti e solo dopo vengono i laboratori. Bisogna convenire con quanto è contenuto nel Rapporto McKinsey2007: «La qualità di un sistema educativo non può elevarsi al di sopra della qualità dei suoi docenti» e che, scritto senza la negazione, equivale a dire: «la qualità di una scuola è sostanzialmente quella dei suoi docenti». Sono gli insegnanti, dunque, che danno valore alle attrezzature che lo Stato ha fornito alla loro scuola.

Si intuisce subito, si direbbe fin dall’ingresso nel suo atrio, che le apparecchiature in dotazione in quella scuola sono adoperate e curate: nell’«aria che vi si respira» c’è già la qualità del contesto. E se il contesto è buono, non è difficile verificare che l’insegnamento scientifico che vi si svolge è più intenso, anche a livello teorico, e sono più alti i livelli di competenza raggiunti dagli alunni rilevabili mediante test obbiettivi.

Non è un caso che il quadro di riferimento (il framework secondo il linguaggio degli esperti), sul quale si fonda l’indagine internazionale OCSE-PISA abbia come primo elemento proprio il contesto. Senza il contesto, che dà concretezza alle questioni, non ha senso porre domande. Il contesto delle conoscenze scientifiche in una scuola non può essere che quello del laboratorio. Ma lo è anche, per continuità, il resto delle aule e l’insieme dei luoghi dove prosegue la vita di tutti i giorni, considerata la forte dipendenza che questa ha dalla scienza. La continuità tra scuola e vita dovrebbe essere ovvia, tuttavia non lo è nelle considerazioni didattiche prevalenti. Gli argomenti trattati sui banchi, purtroppo, non trovano a volte neppure un aggancio con i fatti quotidiani. Ma su questo non ci soffermiamo, per brevità. Si potrebbe aggiungere soltanto che l’attenzione al contesto, esperienziale o sperimentale che sia, influenza anche gli atteggiamenti dei giovani verso la scienza e la tecnologia. Lo studente assumerà più facilmente un comportamento di consapevolezza, ricca e produttiva, se l’ha visto testimoniato dai suoi professori o di ignoranza, colpevole e grave, se è accaduto il contrario.

Naturalmente, nella scuola dell’autonomia, il ruolo di stimolo e di controllo sui processi di apprendimento scientifico esercitato dal Dirigente Scolastico non è meno importante di quello dei docenti di materie scientifiche. Gli scarsi risultati nelle indagini internazionali dovrebbero essere ricondotti alla responsabilità del Dirigente Scolastico specialmente quando ha rinunciato al controllo diretto, delegandolo a qualche suo collaboratore, il compito di vigilanza sulle attività scientifiche, empiriche e teoriche, degli alunni che frequentano la sua scuola.

D’altro canto, però, anche le famiglie e le istituzioni locali, devono rendersi conto della necessità di prestare attenzione, con occhio interessato, a ciò che di scientifico si compie nella scuola. Una sana pressione dell’opinione pubblica è il giusto correttivo di una autonomia didattica non correttamente intesa. La scuola, insomma, va osservata, curata e stimolata da tutte le sue componenti attive.

L’iniziativa presa dall’ANIMI nei riguardi delle scuole calabresi coglie proprio l’attualità di questo problema e offre un valido contributo per tentare una soluzione.

4. Un’ipotesi d’intervento

Il progetto d’intervento dell’ANIMI dovrebbe adottare le seguenti linee guida.

Viene scelta una scuola superiore calabrese alla quale viene proposto un piano di intervento, necessariamente pluriennale. È preferibile che la scuola possegga già i locali destinati a laboratorio scientifico e che abbia già delle attrezzature funzionanti, affinché l’intervento esterno non cada del tutto nel deserto. Il piano riguarderà:

  1. il ripristino funzionale delle apparecchiature scientifiche che ne hanno bisogno;
  2. la dotazione di alcune nuove apparecchiature;
  3. la dotazione di materiali e di schemi progettuali per la produzione autonoma di prototipi di exhibit interattivi o di apparecchiature «con le cose di tutti i giorni»;
  4. la formazione degli insegnanti e tecnici sull’uso didattico delle apparecchiature e dei materiali che utilizzeranno;
  5. la formazione degli insegnanti e del Dirigente Scolastico sull’indagine OCSE-PISA.

Ripristino funzionale di apparecchiature della scuola prescelta. Sarà valutata l’obsolescenza delle apparecchiature e la possibilità di sostituire o integrare componenti mancanti.

Dotazione di alcune nuove apparecchiature scientifiche

Le apparecchiature scientifiche saranno scelte tra quelle di cui la scuola è carente. In linea di massima si provvederà a fornire attrezzature che consentono esperienze quantitative e nello stesso tempo qualitative di largo impatto percettivo. Ad esempio, per quel che riguarda la fisica: un ondoscopio; una rotaia a cuscino d’aria; un banco ottico; una stazione meteorologica; una bilancia a bracci uguali; una macchina elettrostatica; ecc.

Produzione autonoma di prototipi o di apparecchiature «con le cose di tutti i giorni»

Sarà costituito un deposito di materiali necessari a produrre in proprio prototipi di exhibit interattivi o strumenti dimostrativi. Il fine è anche quello di imparare a risparmiare sui costi. I materiali saranno di tre tipi: 1) Materiali di base: legno, rame, plexiglas ecc, nei formati di mercato; 2) Materiali di facile reperibilità cioè «le cose di tutti i giorni»: barattoli di vetro, cannucce, scotch, lampadine, fili elettrici, batterie, palloncini, candele, ecc.; 3) Materiali particolari da reperire in negozi specializzati: magneti, filtri di polarizzazione, sapone liquido per bolle, led, prismi e lenti, ecc. .

Formazione degli insegnanti e tecnici sull’uso didattico delle apparecchiature che utilizzeranno

Gli insegnanti della scuola saranno seguiti da un piccolo gruppo di esperti nel processo di confidenza con il nuovo materiale e con il modo di presentarlo agli alunni.

Formazione degli insegnanti e del Dirigente Scolastico sull’indagine OCSE-PISA

Poiché l’obiettivo è quello di familiarizzare la scuola con il «framework» internazionale fornito dagli esperti dell’indagine OCSE-PISA, il personale della scuola prescelta riceverà il sostegno necessario per aggiornarsi sulle problematiche dell’indagine.

Per il lancio dell’iniziativa, sarà preferibile organizzare un evento di grande impatto sociale, che susciti soprattutto l’interesse degli insegnanti locali, mediante il quale sia focalizzata l’attenzione sulle due modalità dell’apprendimento scientifico: il formale e l’informale. Per evidenziare le caratteristiche dell’apprendimento informale, sarà utile tener conto delle esperienze internazionali più importanti, ad esempio quelle legate al modello pedagogico dell’Exploratorium di San Francisco.

Una di queste è la Mostra interattiva “Le ruote quadrate”, una collezione di cinquanta exhibit scientifici ispirati al famoso museo californiano, ma realizzati con qualità e con costi davvero bassi da insegnanti ed artigiani meridionali. La collezione è stata condotta in esposizione in tutta l’Italia, come su un Carro di Tespi, e ha ricevuto l’apprezzamento non solo da scienziati e docenti italiani, ma anche da esperti stranieri che sono venuti appositamente ad osservarli. Ciò è una riprova del fatto che, laddove si creano le sinergie opportune, i meridionali riescono a reggere il confronto con tutte le realtà del mondo.

Pietro Cerreta, ottobre 2010

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