Le cose essenziali da sapere sull’inquiry in classe

Science is a way of thinking much more than it is a body of knowledge.

Carl Sagan (1986)

Ho già scritto di questo in altre occasioni e forse rischio di essere ripetitiva, ma prima di iniziare a condividere con voi idee pratiche per fare IBSE in classe, forse è bene riassumere ciò che è essenziale sapere sull’inquiry prima di cominciare.

IBSE, è l’acronimo di Inquiry-Based Science Education, ossia educazione scientifica basata sull’investigazione. L’IBSE non è un singolo metodo pedagogico, ma piuttosto un approccio all’insegnamento e all’apprendimento delle Scienze che ha caratteristiche chiave che possono essere implementate in vari modi e che derivano dall’analisi delle modalità di apprendimento degli studenti, dalla natura della ricerca scientifica e da una attenta riflessione sui contenuti fondamentali da imparare.

“L’inquiry è un’attività multiforme che comporta fare osservazioni; porre domande; esaminare manuali e altre fonti di informazione per acquisire quello che è già noto; pianificare investigazioni; rivedere quello che già si conosce alla luce di evidenze sperimentali; usare strumenti per raccogliere, analizzare e interpretare dati; proporre risposte, spiegazioni e previsioni e comunicare risultati. L’inquiry richiede l’individuazione di ipotesi, l’uso del pensiero logico e critico e di considerare spiegazioni alternative” (NRC, 1996) .

Secondo il National Research Council americano quando gli studenti lavorano con un approccio basato sull’investigazione (NRC, 2000) dovrebbero:

1. essere coinvolti attivamente da domande significative dal punto di vista scientifico;
2. dare grande importanza alle evidenze attraverso cui sviluppare e valutare le spiegazioni che affrontano le domande scientifiche;
3. sviluppare e formulare spiegazioni a partire dalle evidenze (dirette e indirette);
4. valutare tali spiegazioni alla luce delle spiegazioni alternative (confronto tra pari e confronto con le conoscenze scientifiche);
5. comunicare e giustificare le spiegazioni da loro proposte.

L’IBSE attraverso il coinvolgimento attivo nell’identificazione di evidenze rilevanti, il ragionare in modo critico e logico su di esse e il riflettere sulla loro interpretazione promuove negli studenti “la capacità di utilizzare conoscenze scientifiche, di identificare domande e di trarre conclusioni basate su prove, per capire e per aiutare a prendere decisioni circa il mondo della natura e i cambiamenti ad esso apportati dall’attività umana” (PISA- literacy scientifica).

 Non tutte le attività inquiry sono create allo stesso modo.

Le differenze consistono nella quantità di informazioni (per esempio domande guidate, procedure, risultati attesi) fornite agli studenti.

Gli esperti (Bell, Smetana e Binns 2005; Herron, 1971 e Schwab, 1962) sostengono, infatti, che ci si debba avvicinare all’inquiry attraverso un percorso progressivo che parta dalla trasformazione delle attività che tradizionalmente si fanno nella pratica didattica quotidiana.

Sono quindi stati identificati quattro possibili livelli di inquiry: confermativo, strutturato, guidato e aperto.

Nelle attività di inquiry confermativo gli studenti svolgono indagini su fatti e fenomeni noti, di cui sanno prevedere i risultati, rispondendo ad una domanda proposta dall’insegnante, corredata dal procedimento da seguire. Per esempio, dopo che l’insegnante ha spiegato i fattori da cui dipende la velocità delle reazioni chimiche, gli studenti confermano la relazione tra la temperatura e la velocità attraverso un’attività di laboratorio. Gli studenti seguiranno le indicazioni dell’insegnante per realizzare l’esperimento ma registreranno i loro dati e analizzeranno i loro risultati costruendo un grafico.

Nell’inquiry strutturato gli studenti svolgono indagini per rispondere ad una domanda proposta dall’insegnante, corredata dal procedimento da seguire. Per esempio, agli studenti viene data una procedura per determinare la relazione tra il punto di congelamento e l’aggiunta di soluti al solvente prima che l’insegnante spieghi le proprietà colligative.

Gli studenti raccoglieranno e analizzeranno dati mettendo a confronto il punto di congelamento di un solvente puto con il punto di congelamento di soluzioni a varie concentrazioni.

Nell’inquiry guidato gli studenti svolgono indagini per rispondere ad una domanda proposta dall’insegnante, individuando il procedimento da seguire, ad esempio, gli studenti sviluppano un metodo per testare la reattività di diversi metalli in soluzioni saline differenti.

Poiché questo tipo di inquiry è molto più complesso di quello strutturato, ha maggiore successo quando gli studenti hanno avuto numerose opportunità di praticare diversi modi di pianificare esperimenti e registrare dati.

Solo perché gli studenti stanno progettando da soli le procedure questo non significa, però, che il ruolo dell’insegnante sia passivo. Al contrario, gli studenti necessitano di una guida per controllare che le loro investigazioni abbiano senso.

Nell’ inquiry aperto gli studenti svolgono indagini scegliendo la domanda di ricerca e il procedimento da seguire. Questo livello richiede il più alto livello di ragionamento scientifico e la richiesta cognitiva più elevata. Solo se gli studenti hanno già ampia esperienza dei primi tre livelli di inquiry saranno in grado di condurre inquiry di tipo aperto.

Per cui, è appropriato far condurre investigazioni aperte solo quando gli studenti hanno già dimostrato in precedenza che sono in grado di progettare e condurre le proprie investigazioni con successo quando vengono loro fornite le domande.

I livelli di inquiry dovrebbero essere visti come un continuum in cui idealmente gli studenti progrediscono gradualmente dai livelli più bassi a quelli più alti nel corso dell’anno.

Ciò che si vuole ottenere è lo sviluppo delle abilità necessarie per condurre investigazioni aperte, ma non ci si può aspettare di cominciare da lì.

Gli studenti (e gli insegnanti) hanno, infatti, bisogno di far pratica per raggiungere livelli sempre più aperti e complessi. Attraverso una progressione graduale verso i livelli più alti di inquiry e con un sostegno adeguato da parte dell’insegnante, gli studenti avranno maggiore successo e diverranno sempre più motivati.

Il learning cycle delle 5E

Il learning cycle è un modello di insegnamento basato sull’inquiry che deriva dalle idee costruttiviste e dallo sviluppo della teoria di Jean Piaget ed è attribuito a Rodger Bybee del Biologica Science Curriculum Study (BSCS) e che può essere utile agli insegnanti per progettare materiali e strategie di insegnamento delle scienze.

Tra i vari learning cycle sviluppati nel corso degli anni c’è il modello delle 5 E:

1. ENGAGE: le attività previste nella prima fase del learning cycle hanno l’intento di creare interesse, generare curiosità e domande nella mente degli studenti, scoprire che cosa sanno già e far emergere eventuali conoscenze errate.Durante questa fase, agli studenti non vengono date definizioni formali su ciò che stanno esplorando, né viene detto loro a quali conclusioni arriveranno.

2. EXPLORE: questa fase fornisce agli studenti la possibilità di familiarizzare con il modello oggetto di studio attraverso esperienze, spesso concrete, in cui possono utilizzare le loro preconoscenze per generare nuove idee, esplorare domande e progettare e/o svolgere investigazioni.

3. EXPLAIN: in questa fase gli studenti vengono aiutati a focalizzare l’attenzione su particolari aspetti delle esperienze fatte attraverso la spiegazione dei concetti, l’introduzione del lessico scientifico appropriato e la discussione delle eventuali convinzioni errate emerse.

4. ELABORATE: questa fase fornisce agli studenti la possibilità di approfondire e rinforzare la comprensione di ciò che hanno appreso, applicandolo in situazioni nuove. In pratica si fornisce semplicemente un’ulteriore occasione di riflessione attraverso domande, la cui risposta necessita l’applicazione delle conoscenze acquisite e l’uso rigoroso del lessico scientifico.
5. EVALUATE: in questa fase finale gli studenti sono incoraggiati ad autovalutare la propria comprensione di quanto appreso e le abilità acquisite e l’insegnante ha l’opportunità di valutare il progresso degli studenti nel raggiungimento degli obiettivi educativi.

Adesso è il momento di cominciare a fare un po’ di “pratica”.

Per saperne di più:

1. European Commission (2007) Science Education Now: A New Pedagogy for the Future of Europe, (The Rocard report), Brussels:EC,
2. Harlen,W. and Allende, J. (2009) Report of the Working Group on Teacher Professional Development in Pre-Secondary IBSE. Fundacion para Estudios Biomedicos Avanzados, Facultad de Medicina, University of Chile.
3. IAP – International Conference: taking inquiry-based science education (IBSE) into secondary education, October 2010:
4. Steve Olson and Susan Loucks-Horsley, Editors; National Research Council (2000). Inquiry and the National Science Education Standards: A Guide for Teaching and Learning. The National Academies Press.
5. Bell, R.L., Smetana L., Binns I., Simplifying inquiry instruction, The Science Teacher, October 2005
6. Bianchi H., Bell R., The many levels of Inquiry, Science and children, October 2008.

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