IBSE e natura della scienza – identificare i risultati desiderati

Quando si sente la parola “inquiry” molti pensano subito ad un modo particolare di insegnare e apprendere le scienze. In realtà questo termine è molto più di questo.

Come vi ho già raccontato in post precedenti l’inquiry si riferisce sia ai diversi modi in cui gli scienziati studiano il mondo naturale e propongono spiegazioni basate sulle evidenze derivate dalle loro ricerche, che alle attività degli studenti in cui sviluppano la conoscenza dei concetti scientifici e, al tempo stesso, la comprensione di come gli scienziati studiano il mondo naturale. (NRC, 1996)

Da un punto di vista operativo, 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.

Per fare ciò è necessario che i ragazzi abbiano esperienze dirette e continuative di inquiry. Non si arriva a comprendere la natura della scienza semplicemente imparando termini come ipotesi e inferenza o memorizzando una serie di procedure chiamate col nome di “metodo scientifico”.

Le attività pratiche di per sé non sono però sufficienti. L’esperienza e la comprensione devono procedere sempre insieme. Non è sufficiente, infatti, far esperienza degli elementi fondamentali dell’inquiry ma è necessario che i ragazzi riflettano sulle caratteristiche del processo in cui sono coinvolti.

Tutte le progettazioni basate sul modello del learning cycle delle 5E contengono entrambi questi elementi ma per costruire su fondamenta solide penso sia importante che le classi prime inizino il nuovo anno scolastico lavorando proprio sulla natura della scienza.

Natura della scienza = Metodo scientifico?

Uno dei “miti” più comuni è che ci sia un solo modo di fare scienza e che questo sia il cosiddetto metodo scientifico. Questa sorta di misconcezione è alimentata tutt’ora anche da molti libri di testo. In realtà, non c’è nessun “metodo scientifico”.

Una delle prime cose che i ragazzi dovrebbero imparare è che non esiste un solo modo di fare scienza, che la scienza non è dogmatica ma fluida e che la ricerca scientifica è un processo dinamico, non lineare ma complesso.

La natura della scienza comprende anche caratteristiche che raramente vengono insegnate, come ad esempio i suoi limiti, i suoi livelli di incertezza, i suoi aspetti sociali e le ragioni della sua affidabilità.

La natura della scienza si riferisce a principi chiave e idee che descrivono la scienza come una via di conoscenza, ma allo stesso tempo si riferisce anche alle caratteristiche della conoscenza scientifica. Molte di queste caratteristiche si perdono nella didattica quotidiana e questo comporta che gli studenti non comprendano mai veramente cosa sia davvero la scienza ma apprendano semplicemente nozioni su come viene condotta.

Il mio percorso didattico con i ragazzi di prima inizia proprio da qui.

Comprensioni durevoli

Nel progettare la prima unità sulla natura della scienza sono partita chiedendomi quali fossero le comprensioni durevoli di questo percorso.

Per comprensioni durevoli si intendono le grandi idee, i processi essenziali che sono trasferibili in situazioni nuove.

Per quanto riguarda la natura della scienza, quindi, al termine di questa unità gli studenti dovranno essere in grado di comprendere che:

  1. non esiste un solo modo di fare scienza;
  2. la scienza è una via di conoscenza;
  3. la scienza non è dogmatica ma fluida;
  4. la scienza richiede creatività e immaginazione
  5. le conoscenze scientifiche sono costruite socialmente
  6. le conoscenze scientifiche non emergono semplicemente dai dati ma attraverso il processo di interpretazione e di argomentazione scientifica
  7. la natura della scienza rappresenta il processo attraverso cui gli scienziati formulano e testano le loro spiegazioni sulla natura che è caratterizzato dal:
  • porre domande che possono trovare una risposta per mezzo di investigazioni,
  • progettare e condurre investigazioni scientifiche,
  • analizzare e interpretare i dati
  • pensare in modo logico per fare collegamenti tra le evidenze e le spiegazioni (costruire spiegazioni basate sulle evidenze) e
  • ottenere, valutare e comunicare informazioni (comunicare procedure e spiegazioni)

Quali conoscenze (knowledge) e abilità (skills) fondamentali saranno acquisite dagli studenti come risultato di questa unità?

Per quanto riguarda le conoscenze gli studenti, al termine dell’unità dovranno sapere che:

  • le osservazioni corrispondono ai dati, le inferenze sono deduzioni logiche tratte dai dati e le previsioni sono supposizioni logiche su ciò che accadrà;
  • osservazioni, inferenze e previsioni sono gli elementi necessari per formulare ipotesi e progettare investigazioni
  • le ipotesi sono spiegazioni che vengono proposte per rispondere a una domanda o sono possibili soluzioni per risolvere un problema;
  • gli scienziati devono progettare e condurre un esperimento controllato per testare un’ipotesi
  • gli esperimenti contengono due tipi di variabili, una variabile indipendente che viene testata e una variabile dipendente che viene misurata; gli scienziati usano grafici, tabelle, diagrammi e modelli per analizzare e interpretare i dati raccolti durante un esperimento.

Gli studenti dovranno conoscere anche la differenza tra una teoria a una legge scientifica.

Per quanto riguarda invece le abilità, gli studenti dovranno essere in grado di saper

  • spiegare perché un’osservazione efficace è focalizzata;
  • distinguere un’osservazione da una inferenza;
  • sviluppare una ipotesi sulla base delle loro conoscenze o sulla base delle informazioni in loro possesso;
  • identificare le variabili indipendente, dipendente di un esperimento;
  • progettare un esperimento controllato;
  • analizzare i risultati di un esperimento e creare grafici, tabelle, diagrammi per rappresentare i risultati di un esperimento;
  • spiegare la differenza tra legge e teoria scientifica fornendo esempi.

Domande essenziali

Sono passata poi all’individuazione di quelle che Wiggins e McTighe chiamano domande essenziali, ossia domande che potrebbero guidare il nostro insegnamento e coinvolgere gli studenti nel far emergere e chiarire le idee importanti che costituiscono i nuclei fondanti di una disciplina.

Mi sono quindi chiesta quali domande essenziali guideranno questa unità e focalizzeranno l’insegnamento e l’apprendimento?

  • Che cos’è la scienza?
  • Come fanno gli scienziati a investigare le cose?

(Formulare domande e ipotesi)

  • In che modo le domande sul mondo naturale guidano l’investigazione scientifica per aiutarci a imparare di più?
  • In che modo le conoscenze pregresse o le misconcezioni influenzano la formulazione di una ipotesi?

(Fare ricerca e progettare investigazioni)

  • Quali evidenze sono necessarie per rispondere a una domanda?
  • In quali modi possiamo progettare un’investigazione per testare una domanda?

(Condurre investigazioni)

  • In che modo il processo di un’investigazione influenza gli esiti dei risultati?

(Analizzare, comunicare e applicare)

  • In che modo i dati guidano l’analisi di un’investigazione?
  • Fino a che punto le evidenze supportano o confutano un’ipotesi o portano a spiegazioni e investigazioni alternative?

Tutto questo ha portato infine all’identificazione delle competenze:

competenza NOS

Questa riflessione ha costituito la base su cui progettare le attività da fare in classe e le modalità di valutazione. Se vi va, vi racconto cosa farò in classe nel prossimo post! Intanto una piccola anticipazione 🙂

Introduzione alle scienze naturali

P.S.

Se siete interessati ad avere la scheda della programmazione scrivetemi all’indirizzo ibseedintorni@gmail.com

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