a cura di Teresa Celestino *, Dottoranda in Didattica della Chimica,
School of Advanced Studies – UniCam
Durante l’ultimo congresso nazionale organizzato dalla Divisione Didattica della SCI ho avuto modo di scambiare qualche idea con la Prof.ssa Silvana Saiello, attuale presidente di tale Divisione. Ci siamo chieste perché i vari settori in cui è organizzata la SCI (di Chimica Analitica, Elettrochimica, Chimica Fisica, ecc…) trovino una qualche corrispondenza all’interno dei vari dipartimenti universitari mentre ciò non accade per la didattica, come se questa non costituisse un vero e proprio campo di ricerca. In molte istituzioni accademiche estere l’esistenza di un dipartimento con un corpo stabile di ricercatori e docenti dediti al miglioramento della didattica è considerata normale; da noi questo filone di studi è coltivato da pochi studiosi per lo più provenienti da una lunga esperienza nella ricerca sperimentale, percorso obbligato dal momento che non esistono percorsi di carriera dedicati specificamente a chi si dedica alla ricerca didattica. Eppure questa è di vitale importanza, non solo per la formazione degli insegnanti e le conseguenti ricadute sugli apprendimenti degli studenti, ma anche per migliorare la qualità dei corsi universitari. Già, perché la didattica costituisce il vero filo conduttore dell’intero percorso formativo, dalla scuola per l’infanzia all’istruzione post-secondaria, l’unico che può davvero realizzare una continuità d’intenti nel realizzare l’educazione scientifica del cittadino.
Purtroppo pochissimi atenei italiani attivano corsi di dottorato in didattica. Una lodevole eccezione è rappresentata dall’Università di Camerino, la cui School of Advanced Studies ha istituito percorsi di respiro internazionale anche nel campo della didattica delle scienze sperimentali (Chimica, Fisica, Scienze della Vita, Scienze della Terra). È un vero peccato che il dottorato in didattica sia un percorso accademico raro nel panorama universitario italiano, poiché esso rappresenta una grande opportunità per gli insegnanti e in generale per chiunque sia interessato a condurre ricerche sui processi di insegnamento-apprendimento delle scienze a tutti i livelli e negli ambiti più disparati. La ricerca in didattica delle scienze è tipicamente condotta in situ coinvolgendo studenti delle scuole secondarie e universitari, dunque il laboratorio del ricercatore è costituito dalle teste dei propri allievi piuttosto che da vetreria, reagenti e strumenti di misura. Il laboratorio comunemente inteso non è praticato per contribuire all’avanzamento delle conoscenze disciplinari né è una mera applicazione di queste: lo scopo del laboratorio didattico è unicamente quello di promuovere l’apprendimento tramite esperienze opportunamente progettate dall’insegnante. Questa è una prima importante differenza tra la ricerca in didattica delle scienze e la ricerca scientifica in senso stretto.
Altra differenza sta nel fatto che nella ricerca didattica la ripetibilità del risultato non è garantita, e in ogni caso non può mai essere completa per l’elevato numero di fattori in gioco al di fuori del controllo del ricercatore. Un metodo di sintesi di un composto deve funzionare in un laboratorio di Roma così come in uno di Tokio, ma non è detto che i risultati di apprendimento ottenuti in una classe di alunni italiani siano i medesimi per gli studenti giapponesi. Questa caratteristica per alcuni versi costituisce uno svantaggio, ma nello stesso tempo rende le sfide della ricerca didattica particolarmente avvincenti; in più, essa fornisce un ulteriore motivo per coltivare tale genere di studi: proprio perché nessun risultato è acquisito una volta per tutte, è necessario moltiplicare le sperimentazioni allargando sempre più la platea di studenti e insegnanti coinvolti.
Inoltre la ricerca didattica si distingue dalla ricerca scientifica propriamente detta in quanto richiede non solo conoscenze nello specifico ambito disciplinare, ma anche in quello psico-pedagogico, sociale, filosofico, statistico. Nella ricerca didattica confluiscono infatti tutte queste diverse aree; il peso assunto da ciascuna di esse varia a seconda dallo specifico percorso di studio intrapreso.
Le ricerche possono essere di tipo qualitativo, quantitativo o misto. I metodi qualitativi includono interviste, osservazioni, diari di bordo e altri metodi propri delle scienze sociali; i metodi quantitativi prevedono la raccolta di dati che possono essere analizzati con gli strumenti della statistica. In quest’ultimo caso ci si avvale della collaborazione di più soggetti per ampliare il numero di studenti su cui sperimentare nuove strategie; tipico è il caso della collaborazione tra più insegnanti della stessa scuola o di scuole diverse, fino ad arrivare a coinvolgere intere aree geografiche.
Nel nostro paese la ricerca didattica su grandi numeri di studenti è poco diffusa per un insieme di ragioni, fra cui la scarsa sensibilità ai temi della ricerca educativa e la difficoltà nel convogliare in essa parte delle già magre risorse economiche disponibili. Più comunemente il singolo insegnante o un piccolo gruppo di colleghi volenterosi conduce sperimentazioni sulle proprie classi. Pur con tutti i suoi limiti, l’esistenza di questi nuclei di ricerca nelle nostre scuole è un dato fortemente incoraggiante, ma occorre fare di più: non solo estendere i soggetti coinvolti per raccogliere un maggior numero di dati, ma anche ampliare la rosa dei temi di ricerca; questa necessità è avvertita a livello internazionale, dunque non deriva esclusivamente da carenze proprie del nostro sistema educativo. Ad esempio, sono molti gli studi relativi all’apprendimento della chimica generale, mentre scarseggiano quelli dedicati alla chimica organica o a branche più specialistiche. Un altro dato riguarda il laboratorio: sebbene in letteratura sia possibile individuare un gran numero di articoli sull’uso del laboratorio, le relative indagini sull’apprendimento degli studenti non sono ben caratterizzate.
Mentre in medicina la fase di follow up è una prassi consolidata quando si vuole verificare lo stato di salute dei pazienti nel tempo, nella didattica scarseggiano le indagini “longitudinali” allo scopo di seguire le successive scelte accademiche o lavorative degli studenti. Tali indagini sono fondamentali per accertarsi degli effetti a lunga scadenza e correggere il tiro nel caso i risultati, seppur soddisfacenti nel breve periodo, siano invece poco persistenti nel tempo. Un altro dato riguarda l’ampia diffusione degli studi sulle misconcezioni degli studenti a fronte di un basso numero di lavori che elucidano come tali misconcezioni possono essere evitate o corrette.
Un tasto dolente è rappresentato dagli studi interdisciplinari, necessari per far sì che lo studente collochi le sue conoscenze in un quadro unitario e coerente piuttosto che frammentarle in isole corrispondenti alle varie discipline. Molti concetti – si pensi a quello di energia – meriterebbero di essere esaminati in modo trasversale, sia per essere compresi in profondità sia per illuminare sulle differenti chiavi di lettura adoperate dalle singole discipline scientifiche. La ricerca didattica interdisciplinare è praticata meno frequentemente, in quanto richiede la collaborazione di specialisti di diversa formazione; tuttavia essa costituisce senza dubbio uno dei campi più affascinanti nel vasto panorama dei temi da esplorare.
Di grande supporto agli studi interdisciplinari sono quelli che esaminano una disciplina come la chimica sotto una lente di tipo storico, filosofico o sociale. Nell’ultimo caso gli studenti analizzano l’impatto sociale, ambientale o economico di alcuni processi o prodotti. Si tratta di studi nei quali il contesto considerato assume un ruolo fondamentale; gli allievi sono indotti a valutare determinate situazioni, solitamente in risposta ad interrogativi etici, apprendendo nel contempo alcuni concetti-chiave della chimica e pratiche di laboratorio connesse.
In un certo senso gli studi storici sono anch’essi studi “di contesto”: essi trasmettono l’idea della chimica come impresa umana, palesando la grande influenza che questa ha avuto e continua ad avere nell’orientare scelte di governo, favorire progressi sociali, influenzare la produzione artistica. Ma il vero supporto della storia della chimica alla didattica consiste nel mostrare il dinamismo della scoperta e nel favorire una comprensione a tutto tondo di concetti fondamentali alla luce del loro evolversi nel tempo.
La prospettiva filosofica agisce ad un livello ancora più profondo nel definire la natura e le peculiarità della conoscenza chimica. L’impatto degli studi filosofici sui processi di insegnamento-apprendimento della chimica è un campo largamente inesplorato. Sono state individuate le seguenti aree di analisi e riflessione:
– Concetti chimici: qual è la loro natura? Essi possono essere compiutamente spiegati con gli strumenti della fisica o tale operazione di riduzione sfocia in una conoscenza incompleta? Consideriamo ad esempio il concetto di equilibrio chimico: qual è il suo significato filosofico? Come si può utilizzarlo sul piano didattico?
– Leggi chimiche. Al contrario di quanto accade per la fisica, molti studiosi ne sottolineano il carattere approssimativo, impreciso, ricco di eccezioni. Una accurata analisi di leggi, principi e regole empiriche in chimica può guidare gli studenti nel valutare con maggiore consapevolezza l’efficacia delle spiegazioni di natura chimica e il potere predittivo di questa scienza.
– Modelli. I chimici fanno uso di modelli in maniera differente dagli altri scienziati. Spesso uno stesso concetto è considerato alla luce di più modelli (si pensi alle teorie di Arrhenius, Brönsted-Lowry e Lewis; oppure alle teorie del legame di valenza o dell’orbitale molecolare). L’abbondanza e la varietà di modelli in chimica può confondere gli studenti; di questo gli insegnanti devono essere consapevoli.
– Linguaggio chimico. Il potente linguaggio simbolico ed iconico della chimica non è usato solo per comunicare informazioni, ma riveste un ruolo primario nella costruzione della conoscenza chimica. Impegnarsi nella discussione su nascita, tipologia, evoluzione e limiti del linguaggio chimico è di grande ausilio nello sviluppo delle competenze degli studenti.
Alla luce di queste considerazioni è evidente la grande utilità della ricerca in didattica delle scienze e della chimica in particolare. Le conseguenze del miglioramento delle prassi didattiche non si limitano infatti a orientare gli studenti nella scelta universitaria e a dare nuova linfa all’attività di insegnamento a tutti i livelli: la società tutta non può che trarre vantaggio dalla diffusione della cultura chimica, visto il suo ruolo cruciale in questioni attuali e importanti per la protezione della salute umana e la salvaguardia dell’ambiente. Coltivare la ricerca in didattica chimica costituisce dunque un ottimo investimento, dati i suoi grandi benefici a fronte di un impegno di risorse materiali davvero modesto rispetto a quello richiesto dalla ricerca da banco.
Concludo con un interrogativo: come mai, nonostante tutto, i corsi di laurea in chimica sono restii ad attivare dottorati di ricerca in didattica? Inoltre: perché non esistono veri e propri dipartimenti in cui coltivare la ricerca sulla didattica delle diverse discipline chimiche? Questi dipartimenti potrebbero agire sia in situ (supportando l’insegnamento universitario) sia in collegamento con le scuole e nella formazione degli insegnanti. Forse perché, al di là delle belle parole, in fondo si crede che la ricerca didattica – non basandosi principalmente su dati numerici e non producendo risultati ripetibili – non sia degna di molta considerazione?
Fonti:
– M. H. Town, New Guidelines for Chemistry Education Research Manuscripts and Future Direction of the Field, Journal of Chemical Education, 2013, 1107-1108, 90.
– V. Talanquer, Chemistry Education: Ten Facets To Shape Us, Journal of Chemical Education, 2013, 832-838, 90.
La Chimica e la Società 