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I quattro articoli divulgativi di impronta didattica di Silvia Barra costituiscono, insieme all’introduzione redazionale che li precede, un corpo unico di particolare valore e di insospettabile rarità, utilizzabile nell’ambito di un programma finalizzato all’acquisizione di competenze scientifiche traversali in studenti della scuola secondaria di I e II grado.
In particolare, si richiama il ruolo delle dinamiche di proposizione-revisione paritaria-pubblicazione-successiva ricerca bibliografica sia nella trasmissione culturale di tipo puntuale, aggiornato e specialistico (quindi ben diversa, o meglio “successiva” a quella di tipo formativo), sia nell’ufficializzazione dei risultati della ricerca, con tutte le implicazioni di paternità autoriale e legali che ne possono derivare.

 

vecchi faldoni da archivio scientifico1.   Dalla pubblicazione alla ricerca bibliografica: il fondamento della continuatività nella ricerca scientifica

Un “redazionale” che svolge una funzione introduttiva ai successivi quattro articoli, richiamando l’attenzione del lettore sull’importanza cruciale svolta dalla letteratura scientifica nella trasmissione del sapere più aggiornato.  Pubblicazione e ricerca bibliografica sono in fondo i due lati di una stessa medaglia, un meccanismo ormai ben consolidato che ha permesso all’umanità di alimentare quell’impennata di scoperte e di sapere che hanno caratterizzato gli ultimi due secoli di storia.   Un doveroso richiamo alla realtà dei fatti, in questi anni dove convivono ancora il vecchio ricordo romantico dello scienziato isolato che lavora nel segreto ed il diffondersi di argomentazioni fantasiose da parte di sedicenti scopritori di meraviglie che, puntualmente, si dimostrano ingenui tradimenti delle più basilari regole del gioco.

 

processo di ricerca scientifica2.   Peer-review: un semaforo per le pubblicazioni scientifiche

Peer-review è traducibile in italiano con “revisione dei pari” o “paritaria”.  Consiste nella revisione di un lavoro scientifico, prima della pubblicazione, da parte di esperti della materia trattata nell’articolo esterni al gruppo di lavoro. Questa revisione ha lo scopo di controllare la qualità, la correttezza e la bontà degli studi riportati in un articolo scientifico prima che questo venga pubblicato su una rivista.   In questo primo articolo sono affrontati la storia e l’evoluzione di questo meccanismo, insieme ad una spiegazione essenziale del suo funzionamento.

 

revisione di un articolo scientifico3.   Peer-review: ecco chi è il revisore

Quali criteri segue (o dovrebbe seguire) il Revisore nel giudicare se un articolo a lui sottoposto è meritevole di pubblicazione, potrebbe esserlo previa correzione/modifica da parte dell’Autore, o se invece si tratta di un lavoro da respingere in toto?   E’ opportuno che il Revisore conosca il nome e la carriera scientifica dell’Autore?   E come riesce a sorreggersi una pratica che, oltre a richiedere il reperimento da parte dell’Editore dei massimi esperti in settori a volte molto specifici, viene da questi svolta in modo del tutto gratuito?

 

pro e contro4.   Pro e contro della peer-review

Il meccanismo della revisione paritaria non è in realtà un dogma assoluto, nel senso che non tutte le riviste la utilizzano nello stesso modo ed è comunque oggetto di continua considerazione e di migliorie da parte della stessa comunità scientifica.   Sovente attaccata nell’era di internet soprattutto per la sua lentezza, e dai seguaci delle teorie più borderline per la soggettività dei suoi criteri, la peer-review resta comunque il processo nel quale tanto i ricercatori quanto gli editori ancora credono.

 

5.   valutazione delle pubblicazioni scientificheLa bibliometria e gli indici di valutazione di riviste e ricercatori

Gli indici bibliometrici (quali l’Impact Factor e l’Indice di Hirsch) sono degli algoritmi matematici che si applicano alla rivista scientifica o ai suoi autori.  Più elevato è il numero delle citazioni ricevute da una pubblicazione, maggiore è il numero di autori che hanno utilizzato nel loro lavoro il contenuto della pubblicazione in oggetto, quindi maggiore è l’impatto di questa pubblicazione sulla comunità accademica.   

 

 

“ Quali conoscenze di base per comprendere l’innovazione? ”

La Scuola Permanente per l’Aggiornamento degli Insegnanti di Scienze Sperimentali (SPAIS), congiuntamente promossa dalle associazioni disciplinari di scienze AIC, AIF, ANISN e DD-SCI in collaborazione con l’Ufficio Scolastico Regionale della Sicilia, è una Scuola estiva residenziale rivolta a docenti di discipline scientifiche della Scuola Secondaria. Si svolge annualmente in località diverse del territorio siciliano su tematiche particolarmente stimolanti e innovative tratte dal mondo della ricerca.
Si tratta di un’iniziativa unica nel suo genere a livello nazionale, a cui contribuiscono, tenendo lezioni, seminari e/o esercitazioni, in un contesto marcatamente interdisciplinare, autorevoli personalità del mondo della ricerca accademica e industriale, esperti del settore specifico, di diverse formazioni disciplinari che, compatibilmente con la tematica prescelta, abbracciano tutte le Scienze sperimentali e provengono da sedi universitarie e centri di ricerca nazionali.
SPAIS - Scuola Permanente per l'Aggiornamento degli Insegnanti di Scienze SperimentaliLa Scuola si pone come obiettivo l’individuazione e il conseguente approfondimento delle conoscenze di base che sono necessarie nel campo della chimica, della fisica, delle scienze biologiche e della terra per comprendere e comunicare i contenuti fondamentali della moderna ricerca scientifica e tecnologica. In questo modo, si intende perseguire due finalità: da un lato una maggiore sensibilizzazione nei confronti della ricerca scientifica come protagonista del progresso, dall’altro la dimostrazione dell’importanza di acquisire correttamente concetti scientifici di base che possono, a volte, apparire astratti e privi di un riscontro pratico.
La Scuola SPAIS si configura dunque come strumento di formazione, di divulgazione e di raccordo culturale a supporto delle attività scientifiche in stretta collaborazione fra le Università siciliane.
SPAIS ha una durata di sei giorni e prevede lezioni frontali mattutine e laboratori e gruppi di lavoro nei pomeriggi. È anche prevista una sessione poster nella quale i corsisti sono incoraggiati a presentare propri contributi.
La X edizione di SPAIS si svolgerà a Marsala (TP) dal 25 al 30 luglio 2016 sul tema: Acqua. Sostanza e risorsa. Questo tema riguarda una sostanza definita semplice, ma eccezionale da tutti i punti di vista, indispensabile per la vita e le cui proprietà non sono ancora del tutto comprese. Allo stesso tempo è una risorsa preziosissima, ma anche causa di disastri ambientali. È evidente quindi che l’approccio multidisciplinare che caratterizza SPAIS consentirà, ancora una volta, di mettere a confronto punti di vista diversi e sperimentare approcci didattici differenziati.
Tutte le informazioni sulle precedenti edizioni e su quella attuale sono disponibili all’indirizzo www.unipa.it/flor/spais.htm

gruppo facebook SPAIS

Società Chimica Italiana - logoIniziata nel 2009 a Camerino, la Scuola di Ricerca Educativa e Didattica della Chimica “Ulderico Segre” è ormai un’iniziativa consolidata fra le proposte formative della Divisione di Didattica della Società Chimica Italiana. Si rivolge principalmente a giovani universitari perseguendo i seguenti obiettivi:

  • stimolare interesse nei riguardi della ricerca educativa come strumento per la soluzione di problemi didattici sempre più diffusi e condizionanti;
  • sensibilizzare i docenti, attuali e futuri, alle problematiche connesse con il processo di insegnamento/apprendimento della Chimica nella scuola e nell’università;
  • proporre strategie didattiche fondate sul coinvolgimento dello studente come soggetto attivo e dialogante;
  • offrire ai giovani docenti universitari la possibilità di confrontarsi tra loro e con docenti più esperti.

formule di chimica alla lavagnaLe edizioni successive tenutesi con cadenza annuale a Ferrara, Lecce, Palermo, Bologna, Rende e Napoli hanno visto una progressiva evoluzione nel formato e nella struttura organizzativa con l’obiettivo principale di ottenere un efficace coinvolgimento dei corsisti nelle attività didattiche e privilegiando momenti di confronto, riflessione e discussioni in piccoli gruppi. Particolarmente interessanti sono state le due occasioni (Lecce e Napoli) in cui la Scuola Segre si è svolta parallelamente ad una Scuola di Aggiornamento sulla Didattica della Chimica rivolta a docenti della Scuola Secondaria. In queste occasioni è stato possibile organizzare efficaci sessioni comuni in cui si sono realizzate utili interazioni che non era stato possibile avere nelle altre edizioni.

Facendo tesoro delle esperienze trascorse, la VIII edizione della Scuola Segre avrà luogo a San Miniato (Pi), presso l’Istituto Tecnico “Cattaneo”, in concomitanza con una Scuola di formazione/aggiornamento rivolta specificamente agli insegnanti della Scuola Secondaria di II grado. Potranno, pertanto, essere realizzate anche sessioni di lavoro comune in una prospettiva di verticalità e di continuità. Si tratterà, quindi, non solo di un’esperienza di aggiornamento e orientamento formativo, ma anche di uno spazio di discussione e di confronto, utile a colmare alcune delle lacune comunicative esistenti tra scuola e università.
istituto Cattaneo - San Miniato (PI)Per mettere in evidenza le difficoltà nell’apprendimento/insegnamento dei concetti di base della Chimica verrà preso ad esempio un argomento trattato sia nella scuola secondaria sia all’università: la trasformazione chimica della materia – dalle evidenze sperimentali ai sistemi lontani dall’equilibrio. Tutte le informazioni e il modulo di iscrizione sono reperibili nel sito della Divisione di Didattica della SCI all’indirizzo www.soc.chim.it/divisioni/didattica/home

 

 

 

PFAUNDLER: IL MICRO NON RICALCA IL MACRO

Lo scienziato in questione è Leopold Pfaundler.  Anche per Pfaundler la dissociazione è il tipo di reazione più semplice ed ovvia per sperimentare fenomeni «invertibili» ed arrivare alla comprensione degli stati di equilibrio e di quello che già chiama «cosiddetto effetto di azione di massa»[*].  Nel suo articolo del 1867 [9] Pfaundler mette a confronto due possibili teorie della dissociazione di un generico composto AB.

"Espansione dell'acqua e di altri liquidi" - Poster n° 9 disegnato da Leopold Pfaundler

“Espansione dell’acqua e di altri liquidi” – Poster n° 9 disegnato da Leopold Pfaundler

Nella prima tutte le molecole AB sperimentano lo stesso cambiamento, ossia l’allentamento graduale dei loro legami e l’incremento della distanza di legame, passando attraverso un continuum di stati intermedi tra lo stato originale e quello di decomposizione completa.
Nella seconda il cambiamento coinvolge le molecole in maniera diseguale, con la coesistenza di molecole completamente decomposte e completamente indecomposte, con una netta discontinuità a distinguere le une dalle altre.
Perché la prima idea era vista come più probabile, più ragionevole?
Scrive Pfaundler [9]: «se tutte le molecole sono evidentemente identiche, e se tutte si trovano alla stessa temperatura, allora non si capisce perché non dovrebbero subire tutte lo stesso cambiamento graduale, cioè quello che osserviamo alla scala macro (es. aumento graduale del volume)»?.

      [*] Lasciando intendere che forse aveva in realtà letto l’articolo di Guldberg e Waage del 1864, o che almeno ne avesse sentito parlare.

Ecco da dove derivano la «teoria della gradualità» e le connesse misconcezioni degli studenti! L’idea implicita, resa esplicita da Pfaundler, è che il mondo invisibile semplicemente riproduca in piccolo ciò che è visibile. È pedagogicamente rilevante che per criticare e modificare una concezione occorra prima renderla esplicita.
Ho avuto studenti molto capaci che faticavano a capire che nel meccanismo di reazione in organica i cambiamenti seguiti dalle moltitudini di repliche della stessa specie non potevano essere sincronizzati, mentre la maggior parte dei compagni anche meno studiosi erano entrati mentalmente nella scena del caos molecolare e mi aiutavano a risolvere queste ed altre misconcezioni [**] dei propri compagni; quale per esempio l’idea che la velocità della reazione avesse a che fare con la velocità di collisione anziché con la frequenza di conversione. Per quanto ho potuto vedere
finora la facilità con cui si può capire prontamente la natura del mondo microscopico, a questa età, è inversamente proporzionale alla padronanza nell’utilizzo dei formalismi (scrivere equazioni e bilanciamenti).
In un certo senso la situazione dei chimico-fisici al tempo di Pfaundler non doveva essere molto dissimile a quelli dei nostri studenti, che non interiorizzano la teoria cinetico molecolare in termini di rappresentazioni, per cui non possiedono dei concetti scientifici a mediare il rapporto tra ciò che appare al livello macroscopico e ciò che lo provoca, a livello microscopico. Semplicemente, per essi, il mondo micro segue le stesse leggi e regolarità che interessano il fenomeno macro.

liquido in contenitore chiuso, al di sotto della sua temperatura di ebollizione

liquido in contenitore chiuso, al di sotto della sua temperatura di ebollizione

La limitata evaporazione di un liquido volatile al di sotto della sua temperatura di ebollizione posto in un recipiente chiuso, veniva spiegata tramite il contrasto esercitato dalla pressione (parziale) del vapore dello stesso liquido, posta ad ostacolo dell’ulteriore evaporazione. Pfaundler fa propria la critica già data da Clausius, secondo cui non è molto corretto «controbilanciare» un fenomeno microscopico, discontinuo, quale il distacco delle singole molecole dal liquido, con una grandezza macroscopica media quale la pressione parziale del vapore della stessa sostanza (si potrebbe aggiungere che, in effetti, la forza fisica risultante potrebbe comprensibilmente agire solo come pressione totale, cioè comprensiva dell’aria, priva di ogni tendenza a condensare, ma che ciò è in contrasto con l’esperienza, poiché la pressione parziale del vapore proveniente dal liquido – o tensione di vapore – non è influenzata dalla presenza dell’aria o di altri gas).

      [**] Una misconcezione frequentemente rilevata, e che ho definito «teoria della metamorfosi» si basa invece sull’identificazione del processo a livello atomico molecolare con la rappresentazione simbolica della reazione: in sostanza l’impatto delle specie reagenti deve avvenire in base ai coefficienti stechiometrici dell’equazione bilanciata, come condizione per formare, come in una specie di implosione, un aggregato ad alta energia comprendente tutti gli atomi, l’unico avente la possibilità di trasformarsi, dopo un processo di «metamorfosi» interna, in una esplosione nelle diverse specie prodotte. Questa affascinante teoria della «supernova» può allegramente sopravvivere alle trattazioni basate sulla legge di azione di massa e sulla leggi cinetiche, senza una vera e propria analisi di ciò che è realmente plausibile nelle dinamiche molecolari, senza le complicazioni degli aspetti quantitativi e termodinamici. Per contrastare il «pensiero magico» di alcuni adolescenti, mi sono trovato infatti a dover dire che: «La realtà è più semplice: le molecole si muovono a casaccio, si urtano anche violentemente, senza chiedersi scusa; non sono entità coscienti, non sanno bilanciare le equazioni di reazione e non sanno nulla di chimica».

equilibrio tra carbonato di calcio, ossido di calcio e CO2
La differenza del comportamento individuale delle singole molecole, scrive Pfaundler, rimane inspiegata. Quindi riporta la spiegazione data da Clausius: «L’equilibrio che si instaura quando la pressione ha raggiunto la punta massima è dovuto al fatto che un ugual numero di molecole stanno in un dato momento lasciando la superficie del liquido per andare nello spazio sovrastante, mentre uno stesso numero sta simultaneamente ritornando dal vapore alla superficie liquida», per poi passare ad analizzare un processo chimico, in qualche modo analogo: la pressione di CO2 gassosa che si instaura in un recipiente chiuso in cui la pietra calcare, CaCO3 è riscaldata a temperatura sufficientemente alta.
Pfaundler considera i moti lineari delle singole molecole di CO2 piuttosto che la pressione complessiva, e la probabilità che queste si ricombinino con l’ossido di calcio come dipendente dalla concentrazione, o pressione parziale, in contrasto con una frequenza di distacco per conversione chimica del CaCO3 , costante a temperatura costante. Descrive quindi come il sistema risponde al cambiamento di temperatura ed all’apertura del recipiente, con possibilità di liberazione della CO2.
Quindi Pfaundler passa ad applicare lo stesso modello dell’evaporazione, alla reazione generica di decomposizione in fase gassosa, con una spiegazione-descrizione che può essere considerata prototipica di tutte le reazioni chimiche. Prima che inizi la decomposizione tutte le molecole AB sono intatte, ma si muovono a velocità diverse collidendo tra di loro e con le pareti del recipiente, ma anche le parti A e B si muovono l’una rispetto all’altra all’interno di ogni molecola. Ciò fa sì – dice Pfaundler introducendo di fatto il concetto di distribuzione delle velocità – che sia impossibile che in ogni istante tutte le molecole e le loro parti abbiano la stessa velocità.
Così, afferma: «aumentando la temperatura, aumenterà “la vis viva” complessiva di questi moti ma, per le molecole individuali, essa sarà in alcune più grande, per altre più piccola». Quindi anche i moti interni potranno raggiungere una data velocità sufficiente alla dissociazione soltanto per alcune molecole: «È impossibile che questa separazione [tra le componenti A e B] accada per tutte le molecole nello stesso tempo. Piuttosto essa si verificherà prima per quelle molecole i cui moti interni risultano essere maggiori delle restanti».
Analogamente, «non tutte le collisioni tra i frammenti daranno luogo alla ricombinazione, ma solo quelli in cui gli stati di moto saranno tali che, quando il composto dissociato si sarà riformato, i risultanti moti combinati delle sue componenti non siano più intensi di quelli richiesti per la separazione originaria. Da ciò segue necessariamente che, ad una data temperatura costante, i frammenti molecolari liberi continueranno ad aumentare finché il numero di molecole che si riuniranno nell’unità di tempo diventerà altrettanto grande quanto il numero di molecole prodotte nell’unità di tempo dalla scissione. Da questo punto in avanti, ammesso che la temperatura resterà costante, dominerà una condizione di equilibrio tra decomposizione e ricombinazione».
Nel paragrafo II dello stesso articolo [9] Pfaundler spiega il «cosiddetto» principio di azione di massa applicato a reazioni «reciproche». Pfaundeler non nomina mai Guldberg e Waage, evidentemente per la loro scarsa fama, e forse con un pizzico di presunzione, ma fa riferimento alle stesse ricerche sull’esterificazione di Berthelot e Péan de Saint-Gilles da cui G&W avevano preso spunto.
Partendo dall’osservazione secondo cui «spesso la temperatura a cui la sostanza C decompone spontaneamente la sostanza AB coincide con la temperatura alla quale il composto BC inizia ad essere spontaneamente decomposto da A», Pfaundler fornisce una spiegazione del bilancio tra le azioni di massa, che appare come un segno di uguaglianza in: AB + CD = AD + BC [***].  In realtà Pfaundler non fa altro che utilizzare le stesse rappresentazioni sopra descritte per la semplice dissociazione ad una reazione AB + C = A + BC, che immagina come suddivisa in stadi e percorsi paralleli, coinvolgenti tutte le specie possibili, quali AB, AC, BC, A, B, C, ABC. Stadi che noi potremmo oggi rappresentare così (scegliendo uno dei più tortuosi tra i meccanismi che Pfaundler considera ugualmente possibili):
1) AB + C = A + B + C;
2) A + B + C = AC + B;
3) AC + B = ACB
4) ACB = A + BC

Leopold Pfaundler

Leopold Pfaundler

Questa catena di equilibri, chiarisce Pfaundler con un lungo ragionamento, può essere spostata verso il prodotto BC sottraendo (per esempio per maggior velocità di diffusione) il gas A dal recipiente.
Egli ricava così, con ragionamenti puramente qualitativi, il criterio di stabilità che sarà più tardi ricordato come principio di Le Châtelier. Comprendiamo perché la pagina di Wikipedia consideri Pfaundler come l’autore dell’interpretazione cinetico-molecolare dell’equilibrio delle reazioni in fase gassosa, e perché egli sia stato celebrato con un tributo del Journal of Chemical Education [10].

      [***] Vedi nota [**] sui rischi che si corrono accomunando il senso stechiometrico e quello del bilancio tra astratte «forze generalizzate» o «azioni delle masse» o «bilancio delle affinità» o delle «voglie di reagire» di questo segno di uguaglianza, senza un’analisi meccanicistica e realistica dei processi microscopici correlati, quale quella condotta da Pfaundler.

 

IN COSA CONSISTE, DUNQUE, L’IRREVERSIBILITA’?

L’argomento, non banale, come risulta dai libri di testo, può essere adeguatamente trattato in termini qualitativi, solo alla fine di questa pur limitata rivisitazione del periodo di «gestazione» delle idee fenomenologiche e cinetico-molecolari del periodo 1862-1867.

Da quanto visto fin qui, concatenando processi di conversione semplici, o elementari, all’interno di sistemi chiusi, sarà possibile ottenere una trasformazione in cui una qualsiasi perturbazione delle condizioni dell’equilibrio, che porti all’accumulo spontaneo di un certo prodotto, sia non più invertibile?
Quanto deve essere complessa questa concatenazione di trasformazioni elementari per non essere più invertibile? Di che tipo deve essere essa, per far sì che invertendo tutte le perturbazioni del sistema (es. reintroducendo i prodotti sottratti, riportando la temperatura, il volume e la pressione ai valori originari, ecc.) e anche scegliendo condizioni nuove, inedite, non si riesca in nessun caso a ripristinare la condizione di non equilibrio originaria e neppure la condizione di quasi equilibrio ad essa più prossima?

combustione in eccesso di ossigeno

combustione in eccesso di ossigeno

Consideriamo, ad esempio: un foglio di carta posto in una camera con ossigeno compresso e in eccesso a 400 °C. Questo sistema sarà facilmente auto-innescato e raggiungerà rapidamente una condizione di equilibrio locale e di breve durata tra i prodotti gassosi ad alta temperatura, situati in prossimità delle fibre di cellulosa che si stanno distruggendo. Questi prodotti subiranno trasformazioni caotiche successive, in cui non si raggiungerà mai un vero equilibrio, con parecchi intermedi instabili, che si consumeranno fino a dar luogo agli stessi prodotti stabili, CO2 e H2O, che si sarebbero ottenuti anche a partire da sostanze molto diverse dalla cellulosa.
Possiamo concludere che la combustione è realmente irreversibile, perché sarebbe impossibile ripercorrere all’indietro tappe multiple, parallele, che solo in minima parte si sono sviluppate in condizioni di parziale reversibilità microscopica.
Analogamente ho avuto la fortuna di imbattermi nello studio stechiometrico della reazione di precipitazione tra bicarbonato di potassio e cloruro di zinco, scelta da un gruppo di studenti come esempio di reazione di doppio scambio da realizzare.
Si formava un precipitato bianco, con enorme produzione di effervescenza. Dopo purificazione ed essiccamento del precipitato a 60 °C fino a peso costante, la decomposizione termica rivelava la formazione dei prodotti stabili CO2, H2O e ZnO. Il rapporto in peso tra ZnO e il carbonato basico, pari a 0,723, era compatibile con le composizioni Zn4CO3(OH)6·1,5H2O (r = 0,722), Zn4CO3(OH)6·1H2O (r = 0,737), con Zn5(OH)6(CO3)2 (r = 0,741). Queste composizioni dei carbonati basici di zinco erano compatibili con quanto trovato in letteratura, ma assolutamente non con quelle di ZnCO3 (r = 0,649) o Zn(HCO3)2 (r = 0,434). Mentre la reazione di decomposizione spontanea del carbonato di calcio a 1500 °C è una trasformazione spontanea, ma invertibile, quindi non del tutto irreversibile, la decomposizione del nostro carbonato basico di zinco era chiaramente irreversibile, in un senso molto simile a quello della combustione della carta. Infatti esistendo molte diverse composizioni alternative, sarebbe impensabile riprodurre un percorso inverso in cui dai prodotti stabili ZnO, H2O e CO2 fosse possibile riottenere proprio lo stesso carbonato basico da cui si era partiti, e non una mescolanza di prodotti.

cristalli di ammonio bicarbonato formati sulle pareti interne di un contenitore vapori di ammoniaca, anidride carbonica ed acqua

cristalli di ammonio bicarbonato formati sulle pareti interne di un contenitore vapori di ammoniaca, anidride carbonica ed acqua

Anche la condensazione dei vapori di ammoniaca, anidride carbonica e acqua può condurre a miscugli di composizione variabile di bicarbonato di ammonio e di carbonato di ammonio. Gli studenti sono stati in grado di predire un comportamento delle trasformazioni inverse, dai prodotti stabili, più caotico di quelle di andata, adottando simili esperimenti mentali.

Immaginiamo ora che, nell’esperimento di Pfaundler, una certa quantità di molecole A e B sia posta improvvisamente ad una temperatura molto bassa alla quale l’energia cinetica media sia nettamente inferiore a quella necessaria per spezzare il legame A-B. Si avrebbe una conversione irreversibile nel prodotto AB, senza alcun equilibrio e bilancio dettagliato, pur rimanendo in un recipiente chiuso: A + B → AB.
Ma semplicemente ri-aumentando la temperatura potremmo ottenere processi di conversione in situazioni di quasi equilibrio fino all’equilibrio vero e proprio, e anche ottenere la dissociazione completa andando a temperature più elevate. quindi avremmo processi di evoluzione spontanei            A + B ⟶ AB; AB ⟶ A + B e intervalli di temperatura intermedi con condizioni statiche, ossia con stati di equilibrio A + B ⇄ AB.
La causa della irreversibilità chimica consiste non tanto nell’irreversibilità dei singoli processi elementari, che sono sempre ripercorribili a ritroso in presenza di sufficiente energia. È la varietà dei percorsi alternativi possibili, la disponibilità di intermedi instabili ad energia comparabile, che fa sì che il percorso più probabile in andata (il «meccanismo» della reazione diretta) non corrisponda col percorso più probabile della trasformazione dai prodotti. Si verifica così una sorta di isteresi per cui, qualunque sarà il set di condizioni che si porranno al sistema chiuso dove si sono accumulati prodotti, non si riuscirà a ottenere la conversione ai reagenti iniziali.
Dunque tutti i processi chimici, o più in generale le trasformazioni che comportano una qualunque discontinuità (comparsa o scomparsa di fasi, di sostanze) sono sempre, per il semplice fatto che le osserviamo in azione, irreversibili, ossia spontanee dal punto di vista termodinamico. Ma ciò non basta a rendere «non invertibili», o «realmente irreversibili», queste trasformazioni in sistemi chiusi. Se la successione dei vari stadi elementari di conversione è univoca, in tutti i casi sarà possibile, modificando le condizioni del sistema, ripercorrere la trasformazione a ritroso in una maniera che, nelle nuove condizioni, si verificherà anch’essa in modo spontaneo, almeno fino all’equilibrio. In presenza di reagenti e intermedi molteplici, e diversi meccanismi competitivi, il percorso inverso dai prodotti verso i reagenti avrà invece scarse probabilità di verificarsi, specialmente se, rimettendo in gioco prodotti molto stabili e ad alta entropia, si pretendesse di ricostituire strutture complesse (come la cellulosa). Questo tipo di irreversibilità cinetica si potrebbe verificare anche per reazioni la cui reazione inversa presentasse ΔG < 0, per l’impossibilità pratica di ristabilire le condizioni di quasi reversibilità microscopica esattamente sugli stessi processi che sono stati attraversati dalla reazione diretta, a causa del fatto che nel «tentativo» di reazione inversa sarebbero possibili e competitivi molti processi inversi diversi. I cambiamenti di conformazione delle proteine appartengono a questa categoria di trasformazioni.

 

CONCLUSIONE

Il trattamento qualitativo degli aspetti prima fenomenologici, e poi rappresentativi del livello molecolare, per quanto «ultrasemplificati», ripercorrendo le prime tappe delle ricerche sull’affinità chimica, permette sia di ottenere un buon livello di comprensione della natura delle reazioni chimiche, propedeutico alla eventuale edificazione successiva di concetti cinetici e termodinamici, sia di rimuovere o impedire la formazione di misconcezioni relative alla dinamica delle reazioni chimiche.

 

CITAZIONI BIBLIOGRAFICHE

[1] http://www.treccani.it/enciclopedia/termodinamica; accesso efettuato il 18/01/2015.
[2] http://youtu.be/u7UKQGeHIJ4; accesso efettuato il 18/01/2015.
[3] Clausius, R., «Ueber die Art der Bewegung, welche wir Wärme nennen», Annalen der Physik, Vol. 100, pp. 353-80 (reperibile in Internet: http://goo.gl/Kpf5jm accesso efettuato il
18/01/2015).
[4] G. Valitutti, A. Tifi, A. Gentile, 2014. Esploriamo la chimica, Zanichelli Ed. pp. 39-40.
[5] C.M. Guldberg and P. Waage, Studies Concerning Affinity, J. Chem. Educ., 1986, 63 (12), p. 1044. DOI: 10.1021/ed063p1044
[6] M. Berthelot, and L.P. St. Gilles, Ann. Chim., 65, 385, (1862).
[7] http://goo.gl/CsLT4z Chemical Reaction Simulation Accesso verificato il 18/01/2015.
[8] C.M. Guldberg and P. Waage, «Concerning Chemical Affinity» Erdmann’s Journal für Practische Chemie, (1879), 127, 69-114.
[9] L. Pfaundler, «A Contribution to Chemical Statics» Annalen der Physik und Chemie, 1867, 131, 55-85.
[10] E.W. Lund, «Activated complex – A Centenarian?» J. Chem. Educ., 1968, 45 (2), p. 127.

 

 

Colta sul nascere tipica misconcezione secondo cui gli ioni sarebbero i numeri positivi e negativi indicati in alto a destra sul simbolo di un elemento.

Alla domanda (questionario scritto fatto prima insieme in classe)
zinco cloruro - confezione e cristalli“1.4 Nel cloruro di zinco (esp. 12), ZnCl2 c’è lo stesso numero di ioni positivi e negativi? “
M.F. risponde: No
Perché? Perché lo zinco HA SOLO  1 IONE invece il cloruro NE HA 2.

Questo significa che “c’è un solo ione-atomo di zinco, mentre di cloro che ne sono due” (per cui il “perché” non è un vero causativo ed andrebbe sostituito con “visto che”, “dato che” o “in quanto”) oppure significa che “gli ioni” sono realmente qualcosa di extra, posseduto dallo zinco e dal cloro?
Alla domanda successiva:
“Che carica elettrica hanno gli ioni zinco nel cloruro di zinco?”

Ha correttamente risposto “2+”

Ma le risposte sono state scritte come bozze sul questionario durante la discussione in gruppo (certamente il +2), mentre la risposta precedente sarà stata elaborata successivamente, a partire dagli appunti, quando il ragazzo ha elaborato il documento completo.

Probabilmente ad una novità (i segni + e – in alto a destra) il ragazzo ha associato direttamente l’altra novità, la parola IONE, con una insufficiente differenziazione dal concetto di CARICA elettrica.

Una volta che lo studente si sarà creato da solo questa concezione implicita, nonostante le INUTILI SPIEGAZIONI, secondo cui gli ioni sono delle cose possedute da (simboli, elementi, atomi…entità vaghe?) e indicate in alto a destra, la cosa si impianterà nel suo cervello… “a sua insaputa”.

Io parlo di cariche possedute dagli ioni (verbo avere), lo studente legge cariche elettriche avute,  ma non fa nulla per rivedere quanto scritto sulla riga sopra sull’AVERE IONI (dunque gli ioni hanno ioni?)

Le associazioni automatiche sono dure da modificare e gli strumenti della logica e della razionalità sono deboli, specialmente con ragazzi che ancora devono sviluppare un pensiero per concetti.

Ascolta altri, più avanti di lui nel pensiero per concetti, parlare in modo corretto di atomi, ioni e cariche elettriche da questi possedute, ragazzi capaci di distinguere (disembed) parole, oggetti simbolici, frammenti invisibili ma concreti di materia e riferirsi ad essi distintamente e consapevolmente, almeno se aiutati a farlo.

studenti e metodi di apprendimentoSe fa parte di una comunità linguistica accadrà, prima o poi, che anche lui si troverà a dire che “Gli atomi SONO (diventati) IONI” e che “gli IONI HANNO (la loro) CARICA”. Quando accadrà avverrà nella stessa maniera INCONSAPEVOLE di quando ha iniziato a parlare e scrivere in termini concettualmente errati (che siano errati è solo un punto di vista dell’insegnante). Probabilmente non si accorgerà dell’adeguamento e su questa e su ogni altra cosa continuerà a pensare esattamente nello stesso modo di prima, cioè senza controllo o capacità di gestione coscientemente separata e analitica dei concetti. In particolare non potrà valutare da solo quando dirà in modo corretto ciò che prima VEDEVA (non solo “esprimeva”) in modo errato, ma dovrà sempre dipendere dal giudizio dell’insegnante e per il resto affidarsi a tentativi ed errori, e alla memoria.

Se si moltiplica questo episodio per ogni concetto chimico, per 27 alunni con visioni e livelli di sviluppo diversi, si ha una dimensione del contesto in cui ci troviamo a lavorare e di quale potrebbe essere – conseguentemente – il nostro ruolo, le forme sensate di valutazione e di stimolo fornibili dalla “didattica della consapevolezza”, i cambiamenti e i ritmi lenti su cui possiamo-dovremmo puntare, gli obiettivi delle materie e delle discipline… Tutto acquista una luce diversa. Diversa dalla prassi che, sostanzialmente, ci siamo costruiti da soli basandoci su modelli educativi impliciti dettati unicamente dalla tradizione e assolutamente privi di fondamento teorico.

Se invece si preferisce considerare tutto ciò “inutili psicologismi”, allora vabbè…

 

A partire dalla fine di luglio per concludersi con l’ultima pubblicazione lo scorso 12 novembre, sui blog chimiCOMPRENDE e chimiSPIEGA di Chimicare sono stati pubblicati 6 diversi articoli di spiccata valenza didattica sul tema della biologia molecolare, curati dal biochimico ed immunologo Sergio Barocci.

2 solchi diversa ampiezza nella doppia elica del DNAQuesti articoli costituiscono un nucleo di particolare interesse per varie ragioni, ad iniziare dal livello di approfondimento scelto dall’Autore, che consente di mantenere “quel giusto compromesso” tra una trattazione comprensibile anche a coloro che non hanno dedicato il loro percorso di studi alla biochimica ed alla biologia molecolare, ed un livello di approfondimento tale da evitare di ricalcare le solite nozioni elementari ed un poco stereotipate che costituiscono i contenuti più comunemente reperibili tanto nel web quanto nei generici testi di biologia.

Un altro motivo di interesse della rassegna è la valorizzazione del percorso storico, o se non altro cronologico, che ha portato alla nascita della moderna biologia molecolare a partire dalle prime osservazioni empiriche sul comportamento chimico e “biologico” degli acidi nucleici (noti da tempo, pur senza la piena consapevolezza delle loro funzioni, men che meno della loro struttura), fino ai più significativi esperimenti che restano ancora oggi come pietre miliari a simboleggiare il ruolo del metodo scientifico nell’avanzamento della ricerca e della conoscenza, proprio in uno dei campi dove la Scienza ha consentito di progredire in pochi decenni con passi da gigante.  Si assiste così di pari passo, insieme alla crescita della conoscenza, ad un’evoluzione del rapporto cognitivo rispetto agli argomenti trattati, che da argomento di ricerca specifico nell’ambito della chimica o della biologia, assurgono gradatamente al ruolo di disciplina a sè stante, la Biologia Molecolare.


Storia della scoperta degli acidi nucleici
:

(parte I)  prima della strutturistica di Watson e Crick

(parte II)  la scoperta della doppia elica del DNA

(parte III)  la “logica del vivente” e la nascita della Biologia Molecolare

estrazione DNA da frutta

estrazione DNA da frutta

Terminata la funzione della prospettiva storica, la seconda terna di articoli torna in qualche modo sugli stessi “oggetti” già introdotti nella prima parte, affrontandoli tuttavia in modo analitico, con marcato spirito sistematico, partendo dall’organizzazione del materiale nucleare fino alla giustificazione del cosiddetto “dogma centrale” della biologia molecolare, con un breve cenno finale alle sue violazioni che trovani riscontro nella moderna epigenetica:

Gli acidi nucleici: dalla cromatina ai nucleotidi

La struttura degli acidi nucleici e le loro varianti

I vari tipi di RNA e le eccezioni al Dogma Centrale

Dello stesso Autore sono reperibili sui blog di Chimicare altri articoli incentrati su temi biochimici, immunologici e chimico-clinici.

 

meccanismo epigenetico

 

 

Sono passati soltanto 6 giorni da quando Laura Capella scriveva le sue riflessioni, amare ma sicuramente condivise da molti di noi, circa “alcune circostanze” che di fatto stanno rendendo sempre più difficile – al limite della missione per insegnanti ricchi di abnegazione ed amore per la chimica – portare gli studenti in laboratorio per eseguire esperienze dirette di chimica (vedasi articolo: Quando la ‘Sicurezza’ entra nella scuola non migliorare la vita di tutti ma solo ‘per coprire certe spalle’ dalle responsabilità).

esperienze laboratoriali curate da Chimicare a Scienzartambiente 2013, Pordenone

esperienze laboratoriali curate da Chimicare a Scienzartambiente 2013, Pordenone

Su argomenti direttamente o indirettamente collegati alle criticità, non solo di sicurezza ma anche più squisitamente organizzative e didattiche, inerenti alle attività laboratoriali scolastiche di chimica abbiamo sentito in questi anni sempre qui su Didattica Chimica il parere di insegnanti, esperti in didattica ed esponenti di associazioni di volontariato nell’ambito della diffusione della cultura scientifica.   Mancavano “loro”: gli studenti medesimi.   Non quelli indisciplinati che ha probabilmente in mente l’Amministratore scolastico, quelli per intenderci che si divertono (si divertivano, quando c’era) a lanciare pezzi di sodio metallico dalle finestre nelle pozzanghere d’acqua o a far puzzare la borsa della professoressa con acido solfidrico appena prodotto allo scopo.   Parlo degli studenti normali, quelli che non soltanto non hanno alcuna intenzione di combinare disastri ma che che, al contrario, cercano attiviamente l’esperienza laboratoriale, con genuina e legittima voglia di trarre da esse il massimo degli insegnamenti….  Sì, anche artiginanali e manuali, perchè no? Non è forse la chimica lo studio della materia e delle sue trasformazioni?  Riuscite ad immaginare qualcosa di più legato all’esperienza materiale?
Mancavano dunque loro, gli studenti, ed i familiari che spesso si muovono in loro vece, sul finire della scuola secondaria di I grado, alla ricerca di quanto, all’interno dell’offerta scolastica, si avvicini maggiormente all’interesse dei figli, almeno in quei fortunati, tutti da incoraggiare casi nei quali il tredicenne esprime idee chiare e specifiche ed il genitore oculato non si trova costretto ad optare per il consueto liceo generalista attribuendo ad esso la mera funzione di un parcheggio temporale in attesa che la vocazione scenda dall’alto ad ispirare il ragazzo.

Sono passati soltanto 6 giorni dal suddetto appello di Laura Capella, appunto, quando ricevo tramite la casella e-mail dell’associazione Chimicare la seguente mail:

“Buona sera, sono il direttore di Mondo Professionisti, quotidiano on line dedicato ai liberi professionisti. Mi rivolgo a voi per un’informazione. Mia figlia, 13 anni, frequenta il 1 liceo scientifico a Roma presso il Pio IX. È giunta qui dopo tre anni trascorsi in una scuola inglese dove l’hanno fatta appassionare allo studio sia teorico ma soprattutto pratico della chimica, con esperimenti in laboratorio. Purtroppo nella scuola che oggi frequenta e negli altri istituti da noi contattati, tutto questo è un sogno. Studia molta teoria ma pratica nulla. Ciò premesso vorrei sapere se a Roma esiste una sede della vostra organizzazione che mia figlia possa frequentare per soddisfare i suoi desideri di apprendimento. Resto in attesa di un vostro contatto. Grazie.
Luigi Pio Berliri”

Riporto di seguito la mia risposta:

esperienze Chimicare con alunni della scuola primaria

esperienze Chimicare con alunni della scuola primaria

“Egregio sig. Berliri,
ho ricevuto e letto con estremo piacere la sua mail, che cade in un periodo per noi di sensibile discussione, al limite della polemica costruttiva, circa il modo di concepire l’attività laboratoriale in ambito chimico – e più in generale scientifico – nella scuola italiana.
A titolo di esempio vorrei riportarle quanto pubblicato da una nostra iscritta, insegnante di chimica nella scuola secondaria di II grado, a proposito di alcune delle ragioni che stanno rendendo sempre più difficile per le scuole organizzare esperienze laboratoriali di chimica con gli studenti: http://www.didatticachimica.it/docenti/quando-sicurezza-entra-scuola-non-per-migliorare-vita-tutti-per-coprire-certe-spalle-dalle-responsabilita/
L’Associazione Culturale Chimicare non gestisce laboratori permanenti ma partecipa – tra le altre cose – all’organizzazione ed alla conduzione di esperienze anche pratiche, dimostrative e didattiche, presso festival e manifestazioni a carattere scientifico-divulgativo sull’intero territorio nazionale, nelle scuole ed online sul web.
In relazione al momento specifico nel quale cade la sua graditissima mail, le chiederei la cortesia di volermi autorizzare alla sua pubblicazione, tramite i nostri canali web e social, proprio per riportare all’attenzione del mondo della scuola come siano le famiglie stesse – e non soltanto qualche insegnante fanatico ed irresponsabile – a richiedere e valorizzare l’attività laboratoriale anche come criterio nella scelta dell’orientamento scolastico.
Restando in attesa di un suo gentile riscontro, restiamo a sua disposizione per ogni ulteriore necessità di chiarimento e di approfondimento, anche in merito alle nostre attività a favore della diffusione della cultura della chimica.
Un cordiale saluto
Franco Rosso”

segnale di pericolo genericoOra mi domando, e domandandomelo in questa sede, implicitamente, giro la questione a tutti voi:
non è che siamo di fronte all’ennesimo caso – di sapore squisitamente nazionale come molti altri del genere – nel quale l’accoppiata di precauzionismo “con funzione deresponsabilizzante” e spinta emotiva ci stanno portando a gettare via il bambino con l’acqua sporca?

Forse non sarebbe una cattiva idea dare un’occhiata a come si muovono le cose nel resto d’Europa: già da cosa ci anticipa il sig. Berliri nella sua mail sembrerebbe che le cose nelle scuole del Regno Unito vadano un po’ diversamente.   Qualcuno potrebbe insinuare che i ragazzi inglesi siano per natura più disciplinati.   E’ possibile.  Giammai si dirà che siano i nostri dirigenti scolastici ad essere più…  oppure meno…

 

 

di Tiziano Pera, presidente associazione Baobab

Le ragioni che ci chiamano a… CONVEGNO

La nostra Scuola sta attraversando un momento di trasformazione profonda che potrebbe essere anche disorientante per allievi, insegnanti e famiglie: come dare corpo alla nascitura riforma Renzi-Giannini che va a calarsi su una Scuola provata da tagli e mutilazioni? Come fare a praticare le innovazioni auspicate dalle Indicazioni Nazionali del 2012? Come fare per rispondere alla competenza di cittadinanza degli allievi e per costruire su questo una autentica “comunità educante” con le famiglie e le Istituzioni del territorio?

invito al convegno: dagli insegnamenti di Maria Famiglietti alla Scuola della CompetenzaCome operare nel quotidiano per aiutare gli allievi a diventare “cittadini del loro stesso sapere” tenendo assieme apprendimenti e competenze? Come raccogliere dati, indizi e informazioni utili alla valutazione e alla certificazione delle competenze degli allievi?
In questi casi occorre far leva sui saperi e sulle esperienze che ci possono venire dal fare memoria di Maria Famiglietti, che ci ha prematuramente lasciati due anni or sono e che, anticipando questi cambiamenti, ci richiama
alle buone pratiche e alla rigorosa ricerca didattica d’aula.

Per queste ragioni, l’Associazione “IL Baobab, l’albero della ricerca” ha organizzato il Convegno dal titolo “Dagli insegnamenti di Maria Famiglietti alla Scuola della competenza”. Il Convegno, rivolto agli insegnanti di ogni
ordine e grado e ai giovani universitari in formazione, partendo dalle intuizioni e dagli insegnamenti di Maria Famiglietti, autorevole figura di insegnante e pedagogista bolognese prematuramente scomparsa nel 2012, cercherà di tratteggiare possibili risposte grazie ai contributi, tra gli altri, di B. D’Amore, T. Pera, L. Rondanini, G. Staccioli e B. Salvarani.

programma del convegno "Dagli insegnamenti di Maria Famiglietti alla Scuola della Competenza"

 


Redazionale
L’Associazione Culturale Chimicare, partner dal 2014 di Baobab – l’albero della ricerca – sostiene il Convegno tramite campagne di divulgazione e sensibilizzazione mirate sull’argomento per mezzo del network telematico da essa gestito e tramite la partecipazione attiva al Convegno di Margherita Spanedda, chimico ed insegnante presso la scuola secondaria di II grado, rappresentante ufficiale di Chimicare per l’evento.

 

Per maggiori informazioni:
info@baobabricerca.org   |   angela.gulizia@gmail.com

Approfondimenti:
Locandina evento   |   Comunicato Stampa

Precedente articolo a cura di Tiziano Pera  Rosarina Carpignano (associazione Baobab – l’albero della ricerca). “Maria Famiglietti: una grande personalità. Ricordi di un collega, con il pensiero rivolto alla scuola delle competenze“.

 

di Tiziano Pera e Rosarina Carpignano

vista di BolognaNell’autunno del 2009 Maria ci attendeva a Bologna, nella sua casa piena di materiali, libri e… affetti. Al nostro arrivo ci accolse nell’androne dell’edificio con l’affabilità che le era tipica, poi salimmo la tromba delle scale mentre Rolando, il suo compagno di una vita che con lei aveva condiviso ricerche ed esperienze memorabili, ci apostrofava dall’alto: “Benvenuti!, salite… su”. Di lì a poco eravamo già seduti al tavolo della discussione, rotondo come quello attorno al quale Jung s’intratteneva con Buber, Hillman e gli altri intellettuali che negli anni avevano frequentato la Fondazione Eranos, nei pressi di Ascona sul Lago Maggiore, appena fuori dal confine italiano. La circonferenza del tavolo di Maria era più piccola di quella attorno alla quale, alcuni anni prima, avevamo fondato “Il Baobab, l’albero della ricerca”, la nostra associazione di cui Maria aveva voluto far parte.

Dare vita ad una associazione che si occupasse di ricerca didattica frequentando le terre oltre i confini delle discipline era stato per noi l’unico modo per ribellarsi all’idea di una didattica fatta letteralmente “a pezzi”, per materie separate tra loro, che procedono a canne d’organo senza mai porsi il problema di ricostruire l’intero. Da tempo non ci convinceva più l’idea di ragionare separatamente di didattica della Chimica, della Fisica, della Matematica, delle Scienze e della Tecnologia come s’era fatto fino ad allora, quasi fossimo adepti o sacerdoti di religioni separate e assai spesso antagoniste tra loro, poco interessate a riconoscere la realtà impura e compromessa nella sua unitarietà e complessità, fatta di mille contaminazioni virtuose e di molteplici sfumature poetiche, cariche di seduzioni, suggestioni e richiami alla reciprocità tra passione e acquisizione di saperi.

kit per esperimento di elettrochimicaLa discussione aveva già preso il via: come svelare e praticare didatticamente le aree di confine tra Scienza e Tecnologia? Come distinguere tra apprendimenti e competenze? Ha senso perseguire delle competenze disciplinari o queste, semmai esistano, debbono essere ricercate all’interno della competenza di cittadinanza dell’allievo, in quanto cittadino del suo stesso processo di emancipazione? Si trattava di analizzare a fondo il merito dei problemi che quelle pieghe problematiche nascondevano dietro la loro forma interrogativa, ma lo scopo vero era arrivare a mettere in chiaro forma e sostanza di un attrattore fatale che avevamo individuato e che desideravamo frequentare insieme: realizzare un libro di favole dedicate alle Scienze e alla Tecnologia.

Con Maria, molti anni prima, avevamo condiviso principi e logiche di una “educazione ambientale” che portava in sé quella stessa idea di pedagogia della cittadinanza che a noi pareva fondativa di ogni possibile relazione umana e tra uomo e Natura. A quei tempi non si parlava ancora di competenza e la Scuola si accontentava di ratificare il raggiungimento o meno degli obiettivi di apprendimento da parte degli allievi. Mentre noi vedevamo nell’educazione ambientale le linee di sviluppo di una scuola diversa, fondata su valori, indici e indicatori di qualità, in molti si ostinavano a praticare scelte decisamente più conformiste e rispondenti alla quantità dei contenuti previsti dai programmi disciplinari. Alcuni erano addirittura arrivati a prefigurare l’educazione ambientale come se si trattasse di una nuova disciplina, così da riassorbirne l’anomalia culturale nella più rassicurante consuetudine della tradizione positivista.

Maria Famiglietti

Maria Famiglietti

Ora volevamo dar vita ad un libro che mettesse in luce il protagonismo dei bambini e dei ragazzi nell’”ambiente-scuola”, compresi gli studenti e le studentesse che frequentavano i corsi di Scienza della Formazione Primaria nelle nostre Università. Se competenza è capacità di richiamare apprendimenti acquisiti in contesto definito (per Bateson il cosiddetto “contesto primario”) per rielaborarne però le molteplici dimensioni di relazionalità in ambito nuovo, imprevisto, imprevedibile e pertanto problematico (Bateson parlerebbe di “contesto secondario” o deutero-contesto), ebbene noi volevamo dar voce a chi, da quattro o cinque anni, cioè dal 2004-2005, aveva sperimentato questo modo di fare scuola. Eravamo effettivamente nelle condizioni di poter fare tutto ciò attraverso un libro perché, nel frattempo, il Baobab aveva deciso di diventare editore in proprio segnatamente per pubblicare e diffondere quelle buone pratiche scolastiche che, sperimentate dai vari gruppi di ricerca nel fuoco della didattica d’aula, nessun grande editore si sarebbe mai sognato di pubblicare, per mera mancanza di mercato e dunque di remunerazione. Maria condivideva con noi questa prospettiva avventurosa e persino un po’ “scandalosa”: perché mai dar vita ad una Casa Editrice senza scopo di lucro com’è Il Baobab Editore?

Baobab - l'albero della ricercaDa tempo gli insegnanti di scuola primaria e secondaria, sulla scorta delle riflessioni condivise nell’Associazione, avevano accompagnato i propri allievi nei contesti di peer education o di cooperative learning o, più semplicemente, li avevano messi nella condizione di praticare una didattica attiva, fondata sulla propria creatività e su esperienze di carattere laboratoriale, cioè pensate ed attuate in prima persona o in gruppo. I nostri gruppi, soprattutto in Piemonte, avevano lavorato prevalentemente nell’area delle Scienze mentre Maria, con i gruppi di insegnanti da lei seguiti a Palermo, Foglianise e altrove, aveva praticato gli stessi itinerari nell’ambito della Tecnologia e disponeva di favole create ad hoc dai bambini o dagli insegnanti. Maria, in modo autonomo ed originale, nel corso della sua ricerca sui modelli logici funzionali all’apprendimento era arrivata alle stesse nostre convinzioni circa la centralità dell’allievo e la logica profondamente nuova e innovativa della Scuola per la competenza: da tempo si era infatti presa cura dei modelli a cui ricorrono i bambini per costruire i propri concetti, delle loro logiche esplorative (che cosa, come e perché) e dei loro sistemi di comunicazione. Lo aveva fatto per accompagnarne l’evoluzione dei bambini, e più generalmente degli allievi, verso una pratica apprenditiva consapevole e cosciente (modello comunicativo “O.V.E.ST”, che aiuta a costruire comunicazione connettendo in modo sequenziale Oggetti e Verbi con Spazio e Tempo; modello logico R.A.RE.CO, basato sulle connessioni tra Rappresentazione, Analisi, Relazione e Comunicazione) e, con alcuni collaboratori, aveva messo a punto strumenti organizzativi di forte impatto per la pratica della didattica attiva.

le favole dell'alchimistaNel nostro caso, il dato di pregio legato specificamente alla redazione di favole di Scienze e Tecnologia sta ancora oggi nelle due prospettive di lavoro d’aula che il testo avrebbe dovuto consentire (vedi “Le Favole dell’Alchimista”, 2010, Il Baobab Editore):

la costruzione di un contesto motivante.   Le favole possono essere inventate dall’insegnante quale sfondo narrante che stimoli l’azione sperimentale dell’allievo, la cui azione si sviluppa successivamente alla narrazione. L’allievo, dopo aver formulato una gamma di ipotesi a seguito dell’ascolto (ambito della fantasia) e dell’osservazione (di un fatto, un artefatto, un fenomeno o un processo: ambito della realtà), si trova nelle condizioni di scegliere quale ipotesi regga alla prova sperimentale: da qui parte l’attività di vera e propria ricerca-azione in termini di esperienza autenticamente vissuta su almeno due registri comunicativi (fantasia e realtà) e non di esperimento meramente esecutivo.

la rielaborazione degli apprendimenti in termini di competenza narrativa.   Questo è l’aspetto più interessante per noi: se gli allievi sono in grado di inventare favole rielaborando gli apprendimenti acquisiti nella propria realtà d’aula (anche di carattere laboratoriale) creando identità immaginarie e reti di relazione anche virtuali quali trasposizioni di inferenze apprenditive in contesto narrativo fantastico, si può ben dire che essi manifestano in ciò una competenza acquisita o comunque in costruzione. Le favole ci restituiscono gli apprendimenti profondi translati in un registro narrativo differente da quello dell’apprendimento primario.

scuola elementare del passatoDiscutendo così a fondo non ci eravamo accorti che s’era fatta l’ora di pranzo e Maria volle che uscissimo per consentire a Rolando, in quel periodo non in perfetta salute, di godere di un po’ di tranquillità. Uscimmo dall’appartamento, riscendemmo la rampa delle scale e, senza mai interrompere la discussione sulle nostre cose, ci ritrovammo sulla strada. Fu lì che Maria ci confessò la diagnosi che in poco tempo l’avrebbe portata prima in ospedale e poi a distanza siderale da tutti noi. Non riuscendo a camminare lungo una linea diritta, Maria ondeggiava caracollando un po’ lungo il marciapiede che ci separava dal ristorante: “Prossimamente dovrò ricoverarmi perché mi hanno diagnosticato un tumore al cervello, ma vi invierò i testi delle favole al più presto!”. Restammo basiti per l’orizzonte che quelle poche parole ci stavano spalancando davanti e per la forza e la pulizia della forma diretta con cui Maria ce le aveva consegnate. Non ci fu spazio per tornarci sopra. Durante il pranzo la conversazione sostenuta o rilanciata da Maria circa i modi per separare la verifica degli apprendimenti da quella delle competenze cancellò ogni accenno alla malattia come se questa non fosse che un dettaglio ininfluente.

Ci lasciammo un po’ più tardi con il progetto del libro ormai fatto e con un programma di lavoro condiviso che avrebbe richiesto almeno altri dieci anni di ricerca: come procedere con le ricerche sulla didattica per la competenza? Come operare perché le associazioni professionali e degli insegnanti la smettessero di praticare esclusivamente il solipsismo disciplinare? Come sperimentare nelle classi la raccolta di indizi di competenza da parte degli insegnanti? Come far convivere l’esigenza valutativa degli insegnanti con quella della auto-valutazione da parte degli allievi? Tutti temi su cui abbiamo lavorato con Maria nel poco tempo che la malattia le ha poi concesso.

convegno Maria Famiglietti - 2014Ecco: da questo sfondo che altri amici hanno condiviso forse in altra forma ma in pari sostanza prende le mosse il Convegno. Non c’importa di dedicare semplicemente una giornata di studi e confronti ad una figura di grandissimo rilievo come quella di Maria: non siamo interessati ad una commemorazione che inevitabilmente si esaurisce nell’istante, per poi lasciare i giorni, le settimane e gli anni successivi orfani delle idee che invece siamo fortemente interessati a vivificare. Di una personalità del calibro di Maria Famiglietti, noi vogliamo fare “ricordo vivo” e “attivo”: tra i banchi delle scuole di oggi, tra i volti degli allievi che non la incontreranno di persona, ma che si potranno alimentare delle sue idee, delle sue passioni e della sua straordinaria capacità innovativa. Compito non facile, ma che a Bologna cercheremo di onorare al meglio seguendo tre prospettive:

  1. sviluppare idee, con l’aiuto e il contributo di tutti coloro che a vario titolo vi interverranno;
  2. intitolando a Maria Famiglietti il gruppo di ricerca de Il Baobab che si sta costituendo a Bologna, la città che la vide protagonista presso Scuole e Istituzioni;
  3. progettando un nuovo Convegno per il 2015 così che gli stimoli e i semi messi a dimora in questa occasione possano essere raccolti, rielaborati e raccontati ad un anno di distanza.

 

 

Nella prima parte abbiamo visto come costruire una relazione, sulla base di quanto ci siamo appuntati in tempo reale sul quaderno di laboratorio.  Adesso introduciamo alcune considerazioni che, in questa stagione, possono servire anche per i materiali da presentare all’esame, “tesine” o simili.
scrivere

Siamo arrivati all’ultima pagina.  Molti son pronti a usare la famosa, famigerata parola.  Conclusioni.

Beh, certo, dopo tutto questo lavoro vuoi non mettere delle conclusioni?

Forse, ma a qualche condizione. Che siano davvero concludenti, per esempio.

Abbiamo confrontato la presentazione del lavoro (erroneamente “scopo”) con i buoni proponimenti della letterina per babbo Natale.
Le ultime righe, magari orrendamente prolisse, tendono di più al tono autoflagellatorio di un marito da soap-opera che cerca di farsi perdonare dalla moglie tradita (pur sapendo che la tradirà di nuovo nella puntata successiva).

scrivere appunti in laboratorioPossiamo provarci? “…l’esperienza non è venuta pienamente bene perché non siamo riusciti a trovare i risultati che ci aspettavamo in base a quanto ci è stato detto dal prof, questo perché abbiamo commesso molti errori a causa della nostra disattenzione e non abbiamo seguito le indicazioni del libro di testo, del resto si sa che noi ragazzi siamo discoli e disattenti, abbiamo perso una grossa occasione ma ci auguriamo che, la prossima volta, se seguiremo meglio le indicazioni date dei nostri insegnanti sapremo…”
Il guaio è che, quando correggo sproloqui simili, non posso scrivere quel che vorrei. Un prof certe cose non le dice. Purtroppo.

Stiamo lavorando su qualcosa di scientifico-tecnico! Non deve essere come nel tema di certi insegnanti di italiano di una volta: guai a chiuderlo senza un paragrafo zuppo di retorica con le tue nobili idee ed i tuoi alti princìpi. Dei quali, una volta visto il voto, non ve ne interessava più nulla, né a te né all’insegnante, e men che meno quel che avevi scritto ti avrebbe cambiato la vita.

Se stiamo imparando a lavorare in modo scientifico e tecnico, ogni conclusione può (deve?) essere il punto di partenza per il lavoro successivo, ogni passo fatto può essere il primo di un lungo viaggio. I passi in una direzione sbagliata o non voluta ci fanno scoprire qualcosa di inaspettato, e non è sempre un burrone. Mentre da un lavoro “che è venuto” come ce lo aspettavamo, non è detto che impariamo qualcosa, se non potremo o non sapremo dargli qualche tipo di seguito. Quando poi le conclusioni di tutte le relazioni consegnate dalla classe si somigliano troppo, meglio preoccuparsi.
Se proprio ci pare brutto consegnare una relazione che non contenga delle “conclusioni”, limitiamoci ad elencare sinteticamente i punti salienti di quel che abbiamo capito, di quel che abbiamo capito di non aver capito, e di come riteniamo si possa proseguire il lavoro. Ma anche no. Almeno, non saranno sconclusioni.
E finalmente la prima bozza della relazione è pronta. Rileggiamola cercando gli elementi di base della grammatica di una comunicazione scientifica.

C’è un’antica diatriba sul fatto che le relazioni di laboratorio scolastico vadano scritte in prima persona singolare, in prima plurale o in forma impersonale passiva: non va scelto a casaccio o secondo regole rigide da manuale, perché il modo di esprimerci influenza il tipo di informazioni che il lettore raccoglie. Per fare un esempio, “IO ho pesato 2 g” [hai fatto bene], oppure “NOI abbiamo lasciato ad essiccare per 1 h” [e cosa avete fatto tutti e 3 nel frattempo?], o infine “SI è agitato con forza rompendo la vetreria” [complimenti! chi è stato?].

stesura collettiva di una relazioneSul quaderno di laboratorio non è ammessa nessuna forma impersonale: se una certa cosa l’ho fatta “io”, è chiaro che non l’ha fatta qualcun altro, e viceversa. Nella relazione, non mi da’ invece nessun fastidio l’uso della prima singolare quando il lavoro è stato svolto singolarmente da te, e la prima plurale quando avete lavorato in gruppo. Usando un minimo di distacco si può evitare che assomigli a una pagina della tua bacheca coi “mi piace”.

Quel che importa è che un cronista, un reporter, descriva i fatti come sono realmente accaduti, senza ambiguità. Coniugando opportunamente tutti i tempi e i modi dell’indicativo passato: “mentre si scaldava, abbiamo aggiunto…”

Mi sconvolge leggere relazioni in cui si trovano frasi come: “si pesano 2 o 3 g…”, “scaldare a ricadere per 5 h, poi versare…”, eccetera. Per due ragioni.

Primo, ho l’impressione che siano delle frottole. Se il lavoro l’hai veramente fatto tu, tu e solo tu sai se ne hai pesati 2, 3 o nessun grammo: quindi, sei pregato di dirmelo. Se in base al nostro orario non stiamo mai in laboratorio per più di 3.5 h effettive, devi spiegarmi come hai potuto svolgere fedelmente un lavoro che richiedeva un’intera giornata. E così via.

Il secondo motivo è che questo indicativo-esortativo a me suona come un imperativo decisamente fuori luogo.
Voglio dire: leggendo la tua relazione mi sembra che tu stia dicendo a me quello che io dovrò fare, anziché dirmi cosa hai fatto tu di quel che io ti ho detto di fare.

bambino che insegnaSembra una istruzione normativa (quelle che si usano nei metodi di analisi di laboratorio o nelle ricette di cucina) la quale implica, fra l’altro, che d’ora in poi tutti dovranno lavorare necessariamente in quel modo. Il che andrà benissimo quando sarai relatore di una norma UNI ISO EN. Ma è tutto il contrario di quel che mi aspetterei da una attività didattica esperienziale, come direbbero quelli che san parlare complicato. Che abbiamo fatto questa volta con te, o con voi, perchè l’abbiamo studiata insieme, mentre la prossima volta faremo qualcosa di diverso che servirà a chi ci sarà al posto vostro.

E qui siamo arrivati ad un punto cruciale: perchè si lavora in laboratorio?
Per imparare e capire picchiando il naso contro le difficoltà, svolgendo un lavoro in prima persona in cui ti assumi la responsabilità di quel che fai o non fai, divertendoti ed incavolandoti? O invece perché l’insegnante ti ha dato una scheda precompilata dove scrivere solo il risultato di una noiosa attività che non vedevi l’ora di finire?
Nel 2014, capita ancora di vedere esperienze intitolate “Verifica della legge di X”. Il che significa una didattica antiscientifica, che richiede non di fare, vedere e imparare, ma di eseguire gesti senza senso per credere di aver visto solo quello che il Libro Di Testo dice che avresti dovuto vedere.
Come se il sig. X non aspettasse che te per avere conferma di quel che diceva due secoli fa, e non debba invece essere tu a capire se e quanto ci sia di importante per te, oggi, nel suo lavoro.

Non sto a scomodare quel che ci ha detto Karl Popper sulla natura del “vero” e del “falso” nel metodo scientifico.
A meno che, s’intende, la cosa non sia dovuta solo a confusione lessicale (“le parole sono importanti!”), perché se al posto di Verifica scrivo Esempio l’epistemologia è salva, e probabilmente lo studente capisce di più.

Il criterio discriminante è: bruci dalla voglia di andare in laboratorio perchè se no senti di non riuscire ad imparare, e scrivi quel che hai fatto per aiutare te stesso a capire, o ci vai solo perchè è una abitudine imposta e si fa meno fatica che a stare in classe?

Nel secondo caso, potrà capitare di vedere qualcuno che consegna una relazione su un lavoro fatto quando lui era assente, con la motivazione “eh, mi avevano detto che bisognava consegnare la relazione del giono x…” Sì, succede. E siccome non si può trapanargli il cranio per vedere cosa ci sia dentro, la tentazione è quella di cambiare mestiere.

raccoglitore ad anelli per laboratorioA questo punto, che ne facciamo delle relazioni? Capita che, una volta rivedute e corrette, siano raccolte per formare quello che impropriamente viene chiamato “quaderno di laboratorio”, che non è ovviamente il quaderno operativo da tenere sempre in tasca di cui abbiamo ripetutamente parlato.
Lo si potrà chiamare per esempio quadernone o portfolio o book, o qualche altro termine del gergo locale, più o meno pittoresco.

È un’ottima cosa, se il suo scopo è quello di costituire un documento che poi lo studente conserverà a lungo, da usare come strumento di lavoro e non solo come ricordo di un periodo più o meno felice. Nei corsi in cui le competenze sono a cavallo tra quelle tecniche e quelle artistiche, penso a quelli di indirizzo grafico e fotografico, tessile etc., un incartamento di questo tipo è addirittura il primo biglietto da visita del diplomato che va a presentarsi per un posto di lavoro. Nella tradizione di quello che anticamente veniva chiamato il capo d’opera o il capo lavoro, e che serviva al praticante per essere ammesso nella corporazione degli artisti.

Documenti simili sono conservati in gran numero nelle biblioteche o nelle collezioni museali dei grandi Istituti Tecnici di tradizione, e costituiscono una autentica risorsa culturale che è importante non vada dispersa. Come ogni valida esperienza che viene dal passato, però, dovrebbe essere periodicamente ripensata e ricontestualizzata a fronte di come cambia il mondo intorno.
Se no, c’è il rischio che diventi l’ennesima cosa da fare “perché si è sempre fatto così”, e mi pare che nella scuola di questa zavorre ce ne siano già troppe.

strumenti per scrivere e costruireLa rivoluzione tecnica, prima ancora che culturale, partita con la grande diffusione di fotocopiatrici e desktop publishing a partire da metà anni ’80 e che nell’ultimo decennio ha reso pervasivi gli strumenti di rete, ci fa perdere di vista quelli che erano gli strumenti di lavoro, anche didattico, degli anni precedenti. Che erano poi gli anni in cui si sono formati culturalmente e hanno acquisito le proprie abitudini di lavoro buona parte degli attuali insegnanti, ed è a loro/noi che penso in questo momento. Mi dicono che insisto troppo sui dati autobiografici, ma è importante renderci conto che ancora nella seconda metà degli anni 70 (quando studiavo al Setificio di Como, scuola tra le più innovative e “dotate”) persino fare una fotocopia non era un affare semplice.

La conservazione e la diffusione delle informazioni era estremamente limitata, dispense, libri di testo e simili erano costosi e/o inaccurati, e quindi avere a disposizione ciò che avevi costruito personalmente, nell’arco di due o tre anni di esperimenti, era realmente un investimento per il futuro. Metodi e tecniche di lavoro, viceversa, cambiavano abbastanza lentamente: quel che si era imparato a fare vent’anni prima era sempre molto attuale. Che fortuna, allora, poter disporre di un raccoglitore perfettamente ordinato, schematico, completo, da cui attingere informazioni.
Ma che ancora oggi il nostro prezioso archivio debba essere fisicamente cartaceo e non, più vantaggiosamente, in forma elettronica, magari ordinato con link a immagini, filmati e così via, almeno nell’80% dei casi non credo sia più tanto opportuno, e di sicuro è molto meno comodo.

Forse poi discuteremo di come costruire un archivio digitale che sia efficace e non rischi, ad esempio, di essere inservibile dopo pochi anni per l’obsolescenza dei formati dei file e il degrado dei supporti materiali (ottici o magnetici), che sono enormemente meno duraturi dell’antica cellulosa.

il personaggio di Dolores Umbridge nella saga di Herry Potter

il personaggio di Dolores Umbridge nella saga di Herry Potter

Oggi, supponiamo invece che nel nostro lavoro sia ancora opportuno costruire il buon vecchio raccoglitore cartaceo, organizzato in maniera razionale e schematica. Dato che l’impostazione grafica e il carattere tecnico sono fortemente legati ad esperienze e tradizioni locali delle nostre tante ottime scuole, sopratutto fra gli Istituti Tecnici, non entro nel dettaglio di cosa bisogna fare, ma piuttosto cerco di vedere cosa non bisogna fare. E siccome so di parlare a persone di solida cultura, esperti del mondo di Harry Potter, vorrei chiamarlo il quaderno di Dolores Umbridge.
Metto le mani avanti: non voglio paragonare qualche mia/o collega-realmente-esistente a quella donnetta mediocre e cattiva, resa così bene nei film da Imelda Staunton. Nemmeno intendo farne una questione di genere: se la signora Rowling ha pensato che certi vezzi e manie fossero tipicamente femminili, ho visto fare qualcosa di simile anche da diversi signori colleghi maschi: inclusa l’abitudine di appendere ai muri decine di ordinanze e regolamenti destinati a non essere rispettati.

Voglio solo giocare un po’ sugli aspetti esteriori della faccenda. Come immaginate possa essere il “portfolio” della Umbridge? Tutto rosa, pieno di fiocchetti e figurine di gattini, magari da sfogliare con cura e il meno possibile per non correre il rischio di sgualcirlo, come si faceva con gli album di fotografie delle zie tipo Petunia?
L’archetipo di certe tesine di maturità, piene di “cio’ che faceva piacere / a chi all’esame lo andava a vedere”, per parafrasare un’altra pietra fondante della nostra cultura?
Ecco, intendo proprio quello. Dove gli sforzi creativi dell’autore si limitano a esercizi di (cattivo) gusto stilistico, dove il docente controlla soprattutto che l’oggetto sia lezioso se verrà squadernato di fronte alla commissione d’esame, a prescindere da quello che c’è scritto dentro. Purtroppo, di cose simili ne ho viste fin troppe, e non voglio stare qui a raccontare una serie di aneddoti con cui si potrebbe riempire l’ennesima antologia di sciocchezze. Dalla sciatteria nei calcoli, nell’uso delle cifre significative e delle unità di misura, all’incapacità di interpretare i grafici più evidenti, dai riferimenti bibliografici inconsistenti a quello stile appiccicoso di cui abbiamo parlato più sopra. Non da ultimo, ad una presentazione grafica troppo pretenziosa e/o troppo piatta e burocratica (sì, le due cose possono coesistere!).
Riguardiamo con occhio critico il nostro elaborato, e controlliamo che non rechi traccia di quel piccolo Umbridge che da qualche parte è dentro ciascuno di noi.

conclusione di una relazioneConclusioni?
… ohibò, ci sono cascato…
La regola per scrivere una buona relazione di laboratorio è che non ci vogliono regole. Ci vuole serietà, razionalità, fantasia, per comunicare qualcosa a qualcuno nel modo più efficace. Con l’esperienza si impara che in ogni contesto ci saranno usi e costumi particolari, che variano col tempo e magari ritornano di moda, come le minigonne o i maximaglioni. Certe cose restano, ok: non si va ad un esame in bermuda ed infradito, e con lo smoking in spiaggia fatichi a muoverti e fai ridere: ma da lì in poi, credo che l’abilità di insegnanti e studenti stia anche nel costruire insieme uno stile personale, consapevole, adattabile alle diverse circostanze. Scrivere come autentico esercizio didattico.

Nessuno fa testo una volta per tutti. Un conto è quando dovrai presentare un articolo ad una rivista scientifica, che ti chiederà di rispettare i suoi standard editoriali, e che pure sono differenti tra l’una e l’altra. Ma se un libro scolastico ti dice “una relazione SI FA così”, e parte con un elenco di precetti che devon valere sempre e per ogni attività, non prenderlo sul serio. Capita spesso con quelli nostrani, che tante volte si copiano e ricopiano l’un l’altro senza riflettere. Ma non era così con i libri scritti cinquanta o cent’anni fa, in epoche meno conformiste, che possiamo trovare nelle biblioteche dei nostri Istituti più antichi o tra le mille risorse di rete.

Non capita con certi libri di tradizione anglosassone (o anche germanica), dove non è molto apprezzato quell’approccio al laboratorio che da noi potremmo chiamare liceale nel senso deleterio del termine. E dove non a caso uno dei maggiori long-seller per il college è The Organic Chem Lab Survival Manual di Zubrick, arrivato alla 8^ edizione e che parte proprio insistendo su come si tiene un quaderno. Lì lo stile, più che alla Umbridge, fa pensare ad una via di mezzo tra Mad-Eye Moody e Chuck Norris…

Dopodichè, buon lavoro: la mia opinione te l’ho data, adesso sbaglia da solo.

 

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