L'insegnamento delle scienze nelle scuole in Europa - Indire

Ricerche nella didattica e nella formazione degli insegnanti di scienzeA.1.1. Concezioni: alcuni esempiNumerose ricerche svolte in diversi paesi (Tiberghien 1984; Shipstone 1985), relative a popolazioni di etàe livello di formazione scientifica diversa, hanno permesso di mettere in evidenza le tappe dellacomprensione del funzionamento di circuiti elettrici semplici, prima di arrivare a un modello compatibilecon le leggi dell’elettrocinetica insegnate: a un solo filo: l’«elettricità» parte da una fonte (pila, presa di corrente) e va verso l’apparecchio di usoper essere «consumata»; in un tale modello, un solo filo che collega la fonte all’apparecchio èsufficiente per garantire il funzionamento dell’apparecchio. Ad esempio, è sufficiente un filo checollega una lampadina a un’estremità di una pila perché la lampadina possa accendersi; circolazione sequenziale: la «corrente elettrica» parte da un generatore, alimenta i diversi apparecchiposti nel circuito, attenuandosi progressivamente, e torna al generatore per «recuperare l’energia» cheha perso; circolazione a corrente costante: l’intensità della corrente prodotta da un generatore è la stessa in tuttii punti di un circuito serie, ma non dipende dal circuito usato.Questi ragionamenti fanno intervenire una nozione di elettricità, di corrente elettrica, le cui proprietàassomigliano in alcuni casi a quelle del concetto di energia, in altri a quelle del concetto di intensità.L’oggetto dei primi apprendimenti concettuali nell’ambito dell’elettrocinetica può essere formulato intermini di costruzione/differenziazione dei concetti di intensità, di tensione e di energia elettrica.Nell’ambito dell’ottica, le tappe della comprensione della formazione di immagini sono state messe inevidenza in diversi contesti (età, paese) (Galili e Hazan 2000): concezione «olistica», chiamata anche «immagine viaggiante»; una lente parzialmente occultata dàun’immagine parziale di un oggetto (una parte dell’immagine «non può passare»); concezione del «raggio-rotaia», un solo raggio proveniente dal un punto oggetto basta pertrasportare l’informazione relativa a questo punto, e quindi a ottenere un’immagine di questo punto.Nell’ambito della chimica, delle ricerche relative ad alunni dai 10 ai 15 anni, in diversi paesi (Andersson1990), hanno rilevato un’assenza di differenziazione tra trasformazioni fisiche e trasformazioni chimiche,dato che una combustione può essere vista come un fenomeno di fusione, o di vaporizzazione, dovutoalla presenza di una fiamma; una reazione tra una soluzione e un solido può essere interpretata come unadissoluzione, una reazione tra due solidi o due soluzioni come una miscela. Queste categorie diinterpretazione: fusione, vaporizzazione, dissoluzione, miscela, restano per molto tempo nelle spiegazionidelle trasformazioni della materia. Questi risultati permettono di precisare l’oggetto dei primiapprendimenti concettuali in chimica: differenziazione delle trasformazioni fisiche e chimiche,costruzione delle nozioni di specie chimica, di sostanza pura e di elemento chimico.A.1.2. Strutture di ragionamentoQui si tratta di caratterizzare delle strutture generali di ragionamento che appaiono neIle concezioni didiversi fenomeni. Le attività svolte in questa prospettiva accentuano il ruolo del tempo nelle spiegazioni,in particolare il ragionamento lineare casuale (Viennot 1996): laddove la scienza ragiona in termini direlazioni tra variabili, e di covariazioni (senza che una variabile sia anteriore all’altra o che una abbia unruolo casuale rispetto all’altra), il senso comune comporta storie in termini di successione di avvenimenti,in cui le relazioni di causa a effetto hanno un ruolo importante.57