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La Chimica:

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Riassunto
Invito alla discussione su una metodologia inclusiva per costruire una comunità di apprendimento della chimica organica con elementi di chimica generale e chimica-fisica al 3° anno e della chimica organica del 4° anno del nuovo ITT, sulla base della sperimentazione condotta dall’autore nel precedente a.s.  L’approccio alla padronanza dei concetti è sia “bottom-up” sia “top-down” e si avvale dello studio di casi collaborativo integrato con forme generalizzate di concept mapping.

studenti e metodi di apprendimentoContesto della proposta
Durante gli scorsi anni scolastici, in diverse maniere ho tentato di ridurre il dislivello tra due tipologie di studenti. Quelli dotati di maggiori capacità di astrazione e discriminazione dei vari aspetti concettuali e quelli che privilegiano procedimenti ciechi, scarsamente significativi. Per chi può essere classificato nella seconda tipologia, tutto ciò che serve a dare significato alle operazioni, sia in laboratorio che nello studio, quali le motivazioni per effettuare una certa operazione, il significato concettuale del risultato ottenuto, la comparazione con altre procedure e, più in generale, la distinzione tra le operazioni concretamente effettuate e la consapevolezza dei gesti mentali che accompagnano le stesse operazioni , non è, per così dire, evocabile ed assoggettabile al controllo volontario.  I compiti che richiederebbero queste e altre analoghe funzioni non possono che risultare poco “graditi”. Con il termine “embedded” Donaldson (1992, 2009) descrive bene l’incapacità di questi studenti di controllare e “distanziare” i diversi aspetti concettuali del compito di apprendimento da ciò che essi fanno o dicono effettivamente, mentre la capacità di “disembedding” descrive gli studenti del primo tipo.
Classi difficili, formate prevalentemente da soggetti “embedded”, del secondo tipo, e pochi allievi intellettivamente più maturi, ma ugualmente poco motivati, sono state da me trattate in passato con i “presìdi” tradizionali: problemi facilitati (ma non esercizi), per incentivare la riflessione e la consapevolezza, verifiche formative o “di prova” che dovevano evidentemente precedere (o rimediare) a quelle “con voto”, e anche meno tradizionali, come la collaborazione alla costruzione di diari delle lezioni, la progettazione e realizzazione di video, i problemi sperimentali, le mappe concettuali, esercitazioni di elaborazione di testi, collaborazione ai documenti condivisi online, ecc. Tutti queste pratiche però non sono riuscite a modificare un dato costante: gli allievi “embedded” non giungevano a costruire la propria conoscenza attraverso processi consapevoli. Per esempio, essi dichiaravano di aver “capito” un problema dopo che la sua soluzione era spiegata a valle di una verifica formativa. Ciononostante, per quanto la spiegazione e la discussione generale sulle scelte fatte mettessero in luce le ragioni di successo o quelle dell’insuccesso, per i ragazzi “embedded” l’aver “capito” equivaleva unicamente a conoscere e saper ripetere l’intera procedura come un tutt’uno invariabile. È comprensibile come ciò non riuscisse neppure a scalfire il loro approccio alla conoscenza, e come, pertanto, le verifiche successive portassero solo ulteriori delusioni e sentimento di impotenza. Stimoli o situazioni analoghe, per un qualsiasi aspetto, alle procedure che essi “sapevano ripetere”, erano confuse tra loro, senza che le incoerenze prodotte fossero rilevate o destassero qualche dubbio. Per gli allievi più in difficoltà il deficit di comprensione veniva alla luce solo a posteriori, come elemento globale.
Come deve essere ridisegnato l’ambiente di apprendimento per facilitare cambiamenti del ruolo e dell’atteggiamento generale degli studenti verso la conoscenza? In questa prima parte descriverò quanto già realizzato nel trascorso anno scolastico per rispondere a questa domanda, e come ciò abbia già portato ai primi cambiamenti significativi. Nella seconda parte discuterò della riprogettazione in fase sperimentale nel corrente anno scolastico.

studente in difficoltàUn ambiente potenzialmente modificante:
lo studio dei casi

Se è vero che cercare di ottenere che dei ragazzi risolvano problemi attraverso una riflessione basata sui significati concettuali, attivando delle funzioni che ancora non sanno sottoporre al controllo volontario, è pretendere troppo, è invece troppo poco eliminare i problemi e le problematizzazioni. Le due prospettive sono ugualmente non modificanti. D’altra parte, puntare solo sulla motivazione e pensare che da sola essa inneschi un percorso di modificazione è illusorio. Il semplice incremento della motivazione e dell’autostima, se non accompagnato da effettivi processi cognitivi, può fornire un aiuto per sbloccare situazioni nell’immediato, ma non è efficace sul lungo periodo, proprio perché non è di per sé modificante.
L’idea di introdurre sistematicamente lo studio di casi è nata durante un gemellaggio tra due terze classi nell’insegnamento della chimica organica (quella dell’insegnante Silvia Recchia, dell’ITIS G. Ferraris di Verona e quella dell’autore), insegnamenti che condividevano anche lo sviluppo di elementi di chimica fisica e generale, nonché l’impostazione costruttivista (che purtroppo non ha incontrato uguale popolarità tra tutti gli studenti della classe veronese). Inizialmente si richiedeva agli allievi di fornire contributi volontari o semplici risposte agli stimoli posti dagli insegnanti nei diari delle lezioni (costruiti e condivisi online). Le riposte degli studenti costituivano ulteriori occasioni per affrontare problematiche più articolate. Man mano che procedevamo nella costruzione dei diari, cercavamo di ridurre le spiegazioni dirette e preliminari dei contenuti e di aumentare i quesiti stimolo e l’introduzione di concetti attraverso lo studio di tali quesiti, che a poco a poco si sono trasformati in veri “casi” (vedi esempi sotto). Nella classe veronese la metodologia è rimasta “mista” perché solo pochi ragazzi seguivano la proposta costruttivista.
In generale, se degli studenti non si ingaggiano sufficientemente in un processo innovativo e potenzialmente migliorativo, l’insegnante si sente costretto a “tornare” alle verifiche tradizionali come “incentivo” allo studio. Ma le verifiche tradizionali sono giustificabili solo a fronte di spiegazioni tradizionali: la verifica sarà accettata solo dopo che il suo contenuto sarà stato “spiegato”, dimostrato ed opportunamente esercitato fino a creare automatismi per non doversi interrogare sul significato concettuale delle operazioni. In questo modo si tende a eliminare le problematicità, a “depenalizzare” la mancanza di comprensione, creando così un circolo vizioso.
di quale insegnamento hanno bisogno i ragazzi?Nel tentativo di creare invece un circolo virtuoso, per la valutazione nella sezione di San Severino ho attribuito un peso maggiore all’impegno o dedizione nell’affrontare i casi di studio proposti, e usato solo in rari casi verifiche tradizionali, con quesiti e tempi a disposizione uguali per tutti. Il cambiamento è stato ancor più radicale in una quarta classe dove vi erano parecchi studenti della tipologia “embedded”, scarsamente capaci di affidarsi a ragionamenti autonomi e con un atteggiamento di pura ricezione passiva nell’apprendere conoscenze di chimica. In tale classe, per gli ultimi 5 mesi dell’anno scolastico è stato possibile sviluppare un programma accettabile di chimica organica dei gruppi funzionali, basato sullo studio di una quarantina di casi e uscendo, almeno per questa materia, da una situazione di stallo che durava fin dal terzo. Gli studenti di tale classe, differentemente da quelli di terza, hanno lavorato divisi in gruppi di lavoro. La valutazione della dedizione individuale era effettuata mensilmente, unicamente sulla base dei contributi significativi e del numero di casi chiusi dal gruppo, con una formula che incentivava sia la collaborazione nel gruppo sia la responsabilità individuale.
Per entrambe le classi i casi assegnati non erano mai banali riproduzioni di esercizi svolti, ma riguardavano applicazioni, situazioni particolari, controverse o estreme, che rendevano necessaria un’azione di “ritorno” sui significati dei concetti fondamentali, ed una di collegamento con differenti campi di conoscenza. È bene ricordare, o ammettere fin da subito che, evidentemente, questo esercizio della riflessione non è oggettivamente attivabile in ugual misura da studenti “diversamente” dotati. La metodologia per gruppi utilizzata nella classe quarta si è comunque dimostrata più inclusiva, coinvolgendo cioè’ un maggior numero di alunni “deboli”.
Nella terza classe la valutazione periodica, indipendente dall’operato altrui, si ricavava dalla pura percentuale di casi in cui l’allievo aveva fornito contributi significativi, senza distinguere la chiusura del caso dai contributi di altro tipo, comunque sostanziali. Diversi allievi preferivano studiare i casi, già elaborati e chiusi da altri, per poi presentarli alla classe, ottenendo così una valutazione equivalente all’aver contribuito allo sviluppo di un caso ancora aperto. Ciò era permesso solo agli allievi che non avevano contribuito allo studio del caso, per favorire in qualche modo il coinvolgimento di tutti. Un eccessivo numero di ricorsi a questa modalità, se da una parte ha contribuito a rendere più vivaci ed efficaci le lezioni in classe, dall’altra ha portato però a snaturare parzialmente la proposta, che aveva l’intento fondamentale di incentivare la disposizione ad affrontare creativamente e collaborativamente situazioni di incertezza e indeterminazione, mentre gli studenti si trovano più a loro agio nello studio e ripetizione di conoscenze elaborate da altri avendo scarsa consapevolezza del processo usato per costruirle.
I casi erano trattati nel lavoro a casa su documenti condivisi di Google, uno unico in tutta la classe terza, ed uno per ciascun gruppo, con gli stessi casi, in quarta. I documenti condivisi di Google sono quanto di più immediato e funzionale possa esistere per la scrittura collaborativa, permettendo di inserire fili di discussione, chat e attivare video-chat multiple (hangout), oltre al contenuto principale dell’ipertesto. Tutte queste funzioni sono state ampiamente e proficuamente utilizzate.

Esempi di studio di casi
Il presente caso è il primo con cui sto introducendo la metodologia e i protocolli nella nuova terza di questo a.s., contando di discuterlo per il congresso; alcuni concetti sono qui già evidenziati per l’attuazione del protocollo ALCA base (vedi parte II, step 3-4).  I concetti di sostanza e di trasformazione chimica si troveranno con ogni probabilità anche nel protocollo avanzato.
lievito per biscotti ad ammoniacaIl lievito per “biscotti all’ammoniaca”, è una polvere bianca con un forte odore di ammoniaca.  Sebbene i sacchetti rechino l’indicazione “ammoniaca”, essi contengono una diversa sostanza chiamata bicarbonato di ammonio (come precisato a piccoli caratteri nella confezione). Se tale sostanza è riscaldata a temperature intorno ai 40°C o maggiori, essa si vaporizza completamente senza lasciare alcun residuo solido. Il compito del gruppo è di trovare delle prove sperimentali per convincere uno studente del primo anno che la trasformazione descritta non è la sublimazione del bicarbonato di ammonio (un passaggio di stato, cioè una trasformazione fisica), ma è una trasformazione chimica.
Il seguente invece è uno dei tanti casi studiati nella terza classe dello scorso anno
Se è vero che nella roccia dolomitica calcio e magnesio sono equimolari, perché allora nell’acqua San Benedetto, che attraversa solo roccia dolomitica, si hanno 46 mg/L di Ca e 28 mg/L di Mg?
La formula della dolomite era volutamente omessa, in quanto la sua ricerca faceva parte dei compiti impliciti di definizione del problema. Il caso ha richiesto una gran quantità di mediazione e feedback per arrivare al chiarimento, a causa del fatto che il concetto (o meglio lo pseudoconcetto) di “equimolare” (acquisito nella materia Analisi) non era minimamente formalizzato né associato a rappresentazioni concrete, particellari. Come affermato da Vygotskij (1992), lo studente e l’insegnante usano entrambi la stessa parola (“forma esterna”) per focalizzarsi su un oggetto, e nel loro contatto condiviso essi sono in grado di comunicare, ma usano diverse forme di pensiero – associativo in modo preponderante per lo studente – per arrivare ad usare quella stessa parola:
l'evidenza sperimentale della produzione di vapori basici“il pensiero del bambino non coincide con quello degli adulti per modo di pensare, per il tipo di operazioni intellettive, mediante le quali arriva allo pseudoconcetto” (Vygotskij, 1992).
Un’altra considerazione importante è che durante l’indagine, nel rispondere con feedback e nuovi stimoli sono stati sostenuti tutti gli argomenti portati dagli “investigatori”, che si basavano su differenze di solubilità, di elettronegatività, e quant’altro. L’insegnante non deve essere visto dagli allievi come il comandante della torre di controllo che, sapendo tutto ciò che occorre sapere, può anche assumere su di sé la responsabilità finale delle manovre in condizioni di nebbia.

Conclusione della prima parte
L’impostazione basata sullo studio di casi, insieme alla valutazione della dedizione a tale attività, agiscono da apripista alla creazione di un potenziale interesse proattivo verso la disciplina, la chimica e in generale verso la conoscenza, laddove spinte contrarie di varia natura inducono la maggioranza degli alunni a considerarsi estranei a tali compiti di conoscenza in prima persona, contribuendo così al rallentamento dello sviluppo oggettivo delle funzioni cognitive. La costruzione di tale interesse e attitudini positive verso la conoscenza è un processo lento e difficile. La seconda parte riguarderà pertanto la riprogettazione necessaria a ridurre i punti deboli finora emersi.

Riferimenti bibliografici
Donaldson M., Human Minds, an exploration, Penguin 1992
Donaldson, M. Come Ragionano i Bambini, Springer 2012
Vygotskij L.S., Pensiero e Linguaggio, a cura di Mecacci L., Laterza 1992, p. 165

 

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