Scienze naturali: indicazioni metodologiche e didattiche
Approccio basato sull'indagine
La didattica laboratoriale costituisce il perno centrale e irrinunciabile attorno cui sviluppare le attività in qualsiasi contesto didattico. Questa è intesa come approccio che promuove situazioni ricche e stimolanti fondate sull’apprendimento esperienziale e apprendimento attivo.
Nelle scienze naturali questa forma didattica si coniuga con un approccio didattico basato sull’indagine, al cui centro vi è un problema, una domanda, un fenomeno o un progetto di natura scientifica o tecnica che viene esplorato attraverso un processo di ricerca sperimentale o basato su delle fonti di informazione. Gli esiti di queste indagini vengono raccolti, analizzati e valutati per affrontare il quesito iniziale e interpretare i fenomeni soggiacenti, costruendo delle concettualizzazioni condivise. Allo stesso modo, le allieve e gli allievi sono chiamati a comunicare le proprie scoperte, a riflettere sulle strategie messe in atto per risolvere i problemi affrontati e a proporre delle generalizzazioni e stabilire dei transfer di conoscenze e abilità in situazioni nuove. Attraverso un’adeguata mediazione del docente, ciascuna di queste fasi è assunta dall’allievo, il quale non si limita a manipolare ed eseguire delle azioni ma è posto in una condizione di autentica tensione cognitiva.
I momenti a effettivi ridotti, formalmente inseriti nella griglia oraria, sono spazi privilegiati dove promuovere attività sperimentali, ossia che implicano delle manipolazioni con dispositivi e materiali di laboratorio e strumenti di misura in classe e all’aperto.
Situazioni di apprendimento
Qui di seguito sono elencate alcune situazioni di apprendimento a cui il docente può ispirarsi per realizzare delle attività didattiche variate e significative nell’ambito delle scienze naturali:
- Approfondire “grandi interrogativi”, riflettere su situazioni e fenomeni complessi e d’interesse globale, sviluppare idee e prospettive; immaginare scenari; attivarsi e partecipare ad iniziative in ambito disciplinare ed interdisciplinare.
- Approfondire questioni, fenomeni e situazioni concernenti la natura e la tecnica con un approccio interrogativo, esplorativo, osservativo e comparativo.
- Svolgere indagini, esplorazioni e raccolte di dati all’aperto, nei dintorni della scuola e nell’ambito di uscite, sia per lo studio di ambienti naturali che installazioni tecniche (ad es.: depuratore, centrale termica, serra, bioreattore, alambicco ecc.).
- Osservare, confrontare, registrare la fenologia di alcuni esseri viventi e i dati meteorologici per un tempo prolungato.
- Incontrare esperti appartenenti a differenti rami del sapere scientifico e tecnico per farsi un’idea della loro attività e dell’impatto di queste ultime nella vita di tutti i giorni e nel contesto culturale.
Il ruolo strutturante degli ambiti di competenza: applicazioni in classe
Sviluppare una cultura scientifica non significa semplicemente apprendere concetti e fatti di pertinenza scientifica, ma anche e soprattutto saperli integrare in una struttura cognitiva vieppiù complessa e articolata che ne metta in risalto le relazioni e ne evidenzi gli snodi concettuali profondi. A questo scopo, l’utilizzo esplicito, continuato e ricorrente degli ambiti di competenza, definiti come idee chiave, diviene necessario. Queste idee chiave contribuiscono a costruire un linguaggio comune e famigliare che verrà, in una fase di alfabetizzazione, introdotto dal docente. In seguito, le idee chiave potranno essere utilizzate con progressiva autonomia dalle allieve e dagli allievi quali strumenti per organizzare le conoscenze apprese e modellizzare i fenomeni studiati in modo da coglierne i referenti concettuali più rilevanti. In tal senso, è auspicabile che le idee chiave non siano introdotte a priori fuori contesto, ma esplicitate in corso d’opera in relazione a situazioni concrete, attraverso delle espressioni che ne permettano la piena comprensione all’allievo, eventualmente mediante metafore. Il docente dovrà prevedere dei momenti durante il percorso formativo in cui allieve e allievi possano esplicitamente mappare, organizzare e relazionare le proprie conoscenze attorno alle idee chiave.
Aspetti quantitativi
È auspicabile che nell’affrontare le situazioni di apprendimento vengano effettuate, sulla base di un opportuno quadro concettuale, misure sperimentali e che esse vengano valutate criticamente secondo i criteri di validità, attendibilità e accuratezza. Questo permetterà di individuare regolarità di comportamento e consolidare modelli interpretativi sia descrittivi che predittivi. In tale contesto l’utilizzo degli strumenti di misura acquistano particolare importanza e permettono numerose sinergie con l’ambito di competenza Grandezze e misure dell’area matematica.
Ruolo delle tecnologie
Promuovere un utilizzo attivo e consapevole delle tecnologie, specie quelle digitali, rappresenta un’opportunità di apprendimento e crescita personale per le allieve e gli allievi, oltre ad avere dei risvolti utili in ambito prettamente scientifico. L’utilizzo di simulazioni e modelli digitali potrà completare le corrispondenti esperienze laboratoriali, andando ad arricchire la comprensione di fatti scientifici e fenomeni da parte delle allieve e degli allievi. In linea generale, la possibilità di integrare l’utilizzo di questo genere di strumenti nella didattica d’aula farà da supporto nella descrizione delle interazioni tipiche di un sistema complesso, nell’accesso a misurazioni online, nelle simulazioni, nell’allestimento di banche dati, nella preparazione di testi, presentazioni e video, nella registrazione e successiva elaborazione di dati sperimentali, nella ricerca e nella diffusione di informazioni, nella promozione del lavoro collaborativo.