Oltre la Cultura del Fare

Prof. Andrea Checchetti - PON 2008 IC Carolei

ISTITUTO COMPRENSIVO DI CAROLEI (CS)
PROGETTO PON
AZIONE B-1
“FORMARSI PER RIVOLUZIONARE LA SCUOLA”

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Prof. Andrea Checchetti - PON 2008 IC
Carolei

1. Premessa
2. La scienza
3. La società della conoscenza
4. La complessità
5. La scuola italiana
6. Il problem-solving
7. Insegnare scienza
8. Le mappe concettuali
9. Un modello educativo
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 La formazione degli insegnanti, iniziale e continua,
rappresenta la principale interfaccia tra le teorie e la
pratica dell’insegnamento;
 I formatori degli insegnanti hanno un ruolo centrale
nella trasmissione delle idee, non solo per ciò che è
meglio insegnare, ma anche sul modo di farlo;
 E’ quindi interessante prendere in esame i tipi di
qualifiche e le esperienze dei formatori degli
insegnanti di scienze.

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 Le direttive di molti paesi europei puntano
molto più sulle qualifiche scientifiche legate
ai contenuti che all’esperienza nell’ambito
della ricerca educativa;
 In una scuola è rara la richiesta di qualifiche
specifiche per i formatori degli insegnanti;

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 Esiste un forte divario tra la ricerca
scientifica in termini di educazione e
innovazione, da una parte, e le convinzioni e
i metodi d’insegnamento degli insegnanti di
scienza, dall’altra;
 C’è una consistente distanza tra i metodi
innovativi, da una parte, e la pratica reale
insieme alle convinzioni degli insegnanti,
dall’altra.

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 Lo sviluppo di un ragionamento scientifico si basa
su un insegnamento e su degli apprendimenti che
sottolineano l’importanza dello sviluppo di una
comprensione olistica (e dunque complessa) delle
attività e delle procedure scientifiche, riflettendo un
approccio di scienziati professionisti.
 E’ stato dimostrato che il livello di conoscenza degli
alunni è legato alle competenze dei loro insegnanti
nelle discipline in questione. Ciò mette in luce
l’importanza della formazione degli insegnanti e,
più specificamente, della loro formazione nei
procedimenti scientifici.

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 Esatta è la scienza che si fonda sulla teoria
(Lucio Russo, storico della scienza);
 Caratteristiche:
1. Le sue affermazioni non riguardano oggetti
concreti ma enti teorici;
2. La teoria scientifica utilizza una logica di tipo
ipotetico-deduttivo;
3. Le applicazioni al mondo reale delle teorie
scientifiche avvengono mediante ‹regole di
corrispondenza› tra enti teorici e oggetti concreti.
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 Esempi:
1. Nella geometria euclidea si parla di angoli e
segmenti, mentre in natura non esistono né
angoli né segmenti;
2. Nella termodinamica si parla di temperatura e
di entropia, ma in natura non esiste qualcosa
che possiamo chiamare temperatura o entropia.

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 La teoria è un metodo generale per risolvere
un numero indefinito di problemi;
 La teoria consente di individuare al suo
interno ciò che è vero e ciò che è falso;
 Ciò che la teoria individua come vero o falso
non sono verità o falsità assolute;
 L’affermazione, per esempio, che due rette
parallele non si incontrano mai non è una
verità assoluta, ma una verità inoppugnabile
nella geometria euclidea.

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 Il metodo per verificare le regole di corrispondenza tra teoria
e realtà è quello sperimentale (l’esperimento);
 Il metodo non fornisce garanzie assolute sulla verità o falsità
della corrispondenza tra teoria scientifica e realtà naturale;
 Esempio: verificando con un esperimento che l’entropia di un
sistema isolato cresce significa trovare una corrispondenza
perfetta con la teoria termodinamica, ma ciò non vuol dire
che il secondo principio della termodinamica è una verità
assoluta.
 E’ possibile riuscire a costruire una nuova teoria
termodinamica, internamente coerente, che interpreta
altrettanto bene i fatti (osservazioni ed esperimenti).
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 Mercato (Attraverso la vendita delle macchine);
 Organizzazione “scientifica” del lavoro (Fordismo);
 Tecnologie dell’informazione e della comunicazione
 Reti (Internet).

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 Nel XXVII secolo la scienza moderna nasce
da una scelta drastica: rinunciare a studiare
la natura come un tutto organico per
concentrarsi su fenomeni semplici e
quantificabili, isolandoli da tutto il resto.
Questo atteggiamento metodologico va sotto
il nome di riduzionismo.

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 Alla fine degli anni settanta e gli inizi degli
anni ottanta accanto alla scienza di galileana
memoria, nasce la scienza simulante;
 Una comunità interdisciplinare animata da
uno spirito nuovo il cui obiettivo immediato
è studiare la complessità del mondo e dei
suoi sistemi.

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 La risposta più illuminante che possiamo
sperare di dare a questa domanda è quella
offerta da due famosi scienziati, Murray
Gell-Mann (nobel per la fisica) e Ilya
Prigogine (nobel per la chimica):
1. “Complexity is what you don’t understand”
2. “You don’t understand the complexity

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 La scienza contemporanea, dalla fisica
quantistica, allo studio dei sistemi non-
lineari, ha prodotto un radicale mutamento:
man mano che si risale la scala gerarchica
dell’organizzazione della materia, emergono
via via delle proprietà che non sono
spiegabili come somma delle proprietà delle
sue singole componenti.

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 L’emergere di queste nuove proprietà
richiede un nuovo approccio scientifico;
 Le proprietà emergenti richiedono
l’esplorazione del territorio dell’inter-
disciplinarietà, della multi-dimensionalità del
reale, della complementarietà dei saperi.

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E’ vero che siamo sempre gli ultimi?

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 PISA è l’acronimo di Programme for International Student
Assessment;
 PISA è un’indagine internazionale con periodicità triennale
che valuta conoscenze e abilità dei quindicenni scolarizzati.
L’indagine mira a verificare in che misura i giovani prossimi
all’uscita dalla scuola dell’obbligo abbiano acquisito alcune
competenze giudicate essenziali per svolgere un ruolo
consapevole e attivo nella società e per continuare ad
apprendere per tutta la vita. PISA mira a valutare non tanto
la padronanza di parti del curricolo scolastico, ma la
capacità di utilizzare conoscenze e abilità apprese anche e
soprattutto a scuola per affrontare problemi e compiti
analoghi a quelli che si possono incontrare nella vita reale.

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Carolei

 mettere a punto indicatori delle prestazioni
degli studenti quindicenni comparabili a
livello internazionale;
 individuare gli elementi che caratterizzano i
Paesi che hanno ottenuto i risultati migliori;
 fornire dati sui risultati del sistema di
istruzione in modo regolare e programmato.

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 La valutazione riguarda i tre ambiti della
lettura, della matematica e delle scienze e
alcune competenze trasversali costituite, nel
2003, dalle competenze di problem solving.

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 La capacità di utilizzare conoscenze scientifiche;
 di identificare domande alle quali si può dare
una risposta attraverso un procedimento
scientifico;
 di trarre conclusioni basate sui fatti per
comprendere il mondo della natura e i
cambiamenti ad esso apportati dall’attività
umana e per aiutare a prendere decisioni al
riguardo.

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 Gli studenti italiani, in percentuale
significativamente maggiore delle medie
internazionali, scelgono di non rispondere alle
domande nelle quali si chiede di argomentare,
confrontare e discutere dati e opinioni;
 Gli studenti italiani rispondono bene alle domande
‘facili’, nozionistiche, corrispondenti al primo
livello della scala proposta da P I S A; rispondono
male o scelgono di non rispondere alle domande
che richiedono di utilizzare competenze più
complesse.

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 scarsa presenza delle scienze sperimentali
nei curricoli della scuola primaria e
secondaria;
 una visione ancora nozionistica delle scienze;
 un’org a n i z z a z i o n e delle cattedre e dei
curricoli che esalta un approccio quasi
esclusivamente teorico e separa spesso
l’insegnamento teorico dalla pratica di
laboratorio.

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 Traguardi per lo sviluppo delle competenze alla fine della scuola dell’infanzia
 Il bambino raggruppa e ordina secondo criteri diversi, confronta e valuta quantità;
 Utilizza semplici simboli per registrare;
 Compie misurazioni mediante semplici strumenti.
 Colloca correttamente nello spazio se stesso, oggetti, persone;
 Segue correttamente un percorso sulla base di indicazioni verbali.
 Si orienta nel tempo della vita quotidiana.
 Riferisce eventi del passato recente dimostrando consapevolezza della loro collocazione
temporale;
 Formula correttamente riflessioni e considerazioni relative al futuro immediato e
prossimo. Coglie le trasformazioni naturali.
 Osserva i fenomeni naturali e gli organismi viventi sulla base di criteri o ipotesi, con
attenzione e sistematicità.
 Prova interesse per gli artefatti tecnologici, li esplora e sa scoprirne funzioni e possibili usi.
 È curioso, esplorativo, pone domande, discute, confronta ipotesi, spiegazioni, soluzioni e
azioni.
 Utilizza un linguaggio appropriato per descrivere le osservazioni o le esperienze.

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 Traguardi per lo sviluppo delle competenze al termine della scuola primaria
 L’alunno ha capacità operative, progettuali e manuali, che utilizza in contesti di esperienza-
conoscenza per un approccio scientifico ai fenomeni.
 Fa riferimento in modo pertinente alla realtà, e in particolare all’esperienza che fa in classe, in
laboratorio, sul campo, nel gioco, in famiglia, per dare supporto alle sue considerazioni e
motivazione alle proprie esigenze di chiarimenti.
 Impara a identificarne anche da solo gli elementi, gli eventi e le relazioni in gioco, senza
banalizzare la complessità dei fatti e dei fenomeni.
 Si pone domande esplicite e individua problemi significativi da indagare a partire dalla
propria esperienza, dai discorsi degli altri, dai mezzi di comunicazione e dai testi letti.
 Con la guida dell’insegnante e in collaborazione con i compagni, ma anche da solo, formula
ipotesi e previsioni, osserva, registra, classifica, schematizza, identifica relazioni
spazio/temporali, misura, utilizza concetti basati su semplici relazioni con altri concetti,
argomenta, deduce, prospetta soluzioni e interpretazioni, prevede alternative, ne produce
rappresentazioni grafiche e schemi di livello adeguato.
 Analizza e racconta in forma chiara ciò che ha fatto e imparato.
 Ha atteggiamenti di cura, che condivide con gli altri, verso l’ambiente scolastico in quanto
ambiente di lavoro cooperativo e finalizzato, e di rispetto verso l’ambiente sociale e naturale,
di cui conosce e apprezza il valore.
 Ha cura del proprio corpo con scelte adeguate di comportamenti e di abitudini alimentari.
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 Traguardi per lo sviluppo delle competenze al termine della scuola secondaria di primo grado
 L’alunno ha padronanza di tecniche di sperimentazione, di raccolta e di analisi dati, sia in situazioni di
osservazione e monitoraggio sia in situazioni controllate di laboratorio.
 Utilizza in contesti diversi uno stesso strumento matematico o informatico e più strumenti insieme in uno
stesso contesto.
 Esplicita, affronta e risolve situazioni problematiche sia in ambito scolastico che nell’esperienza quotidiana;
interpreta lo svolgersi di fenomeni ambientali o sperimentalmente controllati; è in grado di decomporre e
ricomporre la complessità di contesto
 in elementi, relazioni e sottostrutture pertinenti a diversi campi disciplinari; pensa e interagisce per
relazioni e per analogie, formali e/o fattuali.
 Sviluppa semplici schematizzazioni, modellizzazioni, formalizzazioni logiche e matematiche dei fatti e
fenomeni, applicandoli anche ad aspetti della vita quotidiana.
 È in grado di riflettere sul percorso di esperienza e di apprendimento compiuto, sulle competenze in via di
acquisizione, sulle strategie messe in atto, sulle scelte effettuate e su quelle da compiere.
 Ha una visione organica del proprio corpo come identità giocata tra permanenza e cambiamento, tra livelli
macroscopici e microscopici, tra potenzialità e limiti.
 Ha una visione dell’ambiente di vita, locale e globale, come sistema dinamico di specie viventi che
interagiscono fra loro, rispettando i vincoli che regolano le strutture del mondo inorganico; comprende il
ruolo della comunità umana nel sistema, il carattere finito delle risorse, nonché l’ineguaglianza dell’accesso
a esse, e adotta atteggiamenti responsabili verso i modi di vita e l’uso delle risorse.
 Conosce i principali problemi legati all’uso delle scienza nel campo dello sviluppo tecnologico e è disposto a
confrontarsi con curiosità e interesse.
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 Il problema dell’induzione
 L’induzione si contrappone da una parte
alla giustificazione ipoteticamente perfetta,
fornita dalla deduzione, e dall’altra alle
forme di ragionamento deboli prive persino
di prove osservative a loro sostegno

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Carolei

 Per l’induttivismo le osservazioni giocano
due ruoli nella conoscenza scientifica :
1. Nella scoperta delle teorie scientifiche;
2. Nella giustificazione delle teorie scientifiche;

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La concenzione induttivistica della scienza è falsa perché:
1. Una previsione generalizzata non è equivalente a una
teoria;
2. Le teorie sono spiegazioni e non mere previsioni

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Carolei

 Il pollo ha formulato una teoria
estrapolandola dalle sue osservazioni
aggiungendo ogni distribuzione di mangime
come ulteriore giustificazione della teoria
 La delusione sperimentata dal pollo è stata
vissuta da milioni di polli!!!
 L’induzione non può giustificare alcuna
conclusione

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 L’induttivismo è notoriamente una teoria dello
sviluppo della conoscenza ispirata al senso
comune;
 La scienza è “uncommon sense”, un senso non
comune, perché, come sostiene il fisico Alan
Cromer, l’inclinazione del pensiero umano
tradizionale è associativo e soggettivo, mentre
l’approccio culturale con cui abbiamo definito la
scienza è analitico e oggettivo;
 Esempio: due gravi di diverso peso, lasciati cadere
dalla stessa altezza, raggiungono terra nel
medesimo istante (Galileo).
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Carolei

 Teoria incentrata sulla spiegazione;
 Teoria della nascita e della giustificazione
delle spiegazioni;
 Teoria che dica come, perché e quando
dovremmo permettere che le nostre
percezioni modifichino la nostra visione del
mondo.

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Carolei

 La teoria dominante la si deve a K. Popper;
 Tale teoria considera la scienza come un
processo di problem-solving;

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1. Contrariamente allo schema
induttivistico la scoperta
scientifica non comincia
necessariamente dalle prove
osservative, ma inizia sempre da
un problema ;
2. Il problema non necessariamente
è un’emergenza reale, ma
possono essere un insieme di
idee che vale la pena migliorare;
3. Un problema si risolve
individuando una teoria nuova
(originale o modificata) che
contenga spiegazioni che non
hanno i difetti delle spiegazioni
disponibili, pur conservandone i
pregi.

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Carolei

 Nella scienza l’obiettivo non è trovare una
teoria che, anche solo con grande probabilità,
sarà giudicata sempre vera;
 Nella scienza l’obiettivo è trovare una teoria
che sia la migliore fra quelle disponibili in
quel momento.

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1. Il problem-solving
scientifico contiene sempre
un metodo di critica
particolare: la prova
sperimentale;
2. L’asimmetria nella
metodologia della scienza:
confutazione sperimentale
e conferma sperimentale;
3. Una previsione sbagliata
mina alla base ogni tipo di
spiegazione, mentre una
previsione corretta non
dice assolutamente nulla;

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1. L’INDUTTIVISMO SI BASA SULL’OSSERVAZIONE E 1. LA SCIENZA SI BASA SUI PROBLEMI E SULLE
SULLA PREVISIONE; SPIEGAZIONI;
2. L’INDUTTIVISMO SUPPONE CHE LE TEORIE SIANO 2. LE TEORIE SCIENTIFICHE INIZIANO COME IPOTESI
ESTRATTE DALLE OSSERVAZIONI; INGIUSTIFICATE CHE IN GENERE PRECEDONO LE
3. L’INDUTTIVISMO CERCA DI GIUSTIFICARE LE OSSERVAZIONI;
PREVISIONI IN QUANTO PROBABILMENTE VERE 3. IL PROBLEM-SOLVING GIUSTIFICA UNA
ANCHE IN FUTURO. SPIEGAZIONE IN QUANTO MIGLIORE DELLE ALTRE
DISPONIBILI AL MOMENTO.

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La scienza non darà forse una risposta esauriente
alle singolarità dell’individuo, alle sue capacità di
creare, di provare emozioni e di produrre opere
artistiche, poetiche, musicali, pittoriche o idee
scientifiche, ma certamente contribuirà a rendere la
nostra vita più ricca
G. Edelman

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Mettere ordine nel caos

Basato
sulla lezione
frontale

Assistito Basato
dalla tecnologia Conoscenza sulle capacità
di come
le persone
imparano

L’individuo Basato
verso il gruppo sull’indagine

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Ambienti di apprendimento

Con lo studente al centro

Con la valutazione al centro Con la conoscenza al centro

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Carolei

 Sul piano culturale, favorire l’assunzione di una
visione professionale, orientata al lavoro d’équipe;
 Sul piano didattico, promuovere la diffusione di
metodi di insegnamento che avvicinano i giovani
all’indagine sperimentale e alla progettazione ed
estendere l’uso della pratica laboratoriale;
 Sul piano metodologico, offrire agli insegnanti
nuovi strumenti e servizi di formazione orientati a
sviluppare vere e proprie “comunità di pratiche”;
 Sul piano organizzativo, rafforzare le funzioni di
coordinamento didattico e coinvolgere diverse
figure professionali (interne ed esterne);
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Carolei

 Sul piano didattico, occorre passare alla
pratica laboratoriale.

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Competenze cognitive di alto
livello:
1. Concettualizzazione
2. Creazione di modelli
3. Risoluzione di problemi
4. Procedimenti scientifici

Abilità comportamentali
1. Saper usare le
attrezzature
Competenze cognitive di basso
livello:
1. Capacità di imparare e
ripetere le definizioni, le
leggi;
2. Applicare formule
3. Saper risolvere problemi
standard

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Carolei

 Quali apprendimenti favorire?
 Quali sono gli apporti specifici da parte degli strumenti
informatici?
 Come motivare gli alunni?
 Quali sono le concezioni comuni della scienza e del suo
insegnamento tra gli insegnanti di scienze in formazione o con
esperienza?
 Quali sono i saperi professionali che intervengono nello
sviluppo delle pratiche di insegnamento delle scienze?
 Come si appropriano gli insegnanti delle pratiche innovative
che sono loro proposte?

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Carolei

 Nell’ambito della chimica si rileva l’assenza di differenziazione tra
trasformazioni fisiche e chimiche, dato che :
1. una combustione può essere vista come un fenomeno di fusione, o di
vaporizzazione, dovuto alla presenza di una fiamma;
2. una reazione tra una soluzione e un solido può essere interpretata come
una dissoluzione;
3. una reazione tra due solidi o due soluzioni come una miscela.

 Queste categorie d’interpretazione: fusione, vaporizzazione,
dissoluzione, miscela, restano per molto tempo nelle spiegazioni di
trasformazioni della materia.
 Questi risultati permettono di precisare l’oggetto dei primi
apprendimenti concettuali in chimica:
1. differenziazione delle trasformazioni fisiche e chimiche,
2. costruzione delle nozioni di specie chimica, di sostanza pura e di
elemento chimico.

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Carolei

 Analisi dei saperi coinvolti, del loro
sviluppo, delle loro funzionalità (cosa
permettono di prevedere, di spiegare?);
 Analisi delle difficoltà di apprendimento,
concezioni degli alunni.

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Carolei

 Gli insegnanti sottovalutano il ruolo della teoria nello
svolgimento degli esperimenti e delle osservazioni e il
valore delle conoscenze scientifiche come strumenti di
spiegazione e di previsione;
 Appare quindi che a un basso livello di competenza
scientifica sono associati metodi di insegnamento che
lasciano poco spazio alle domande e alla discussione;
 Importanza delle competenze degli insegnanti nella loro
disciplina, dell’esperienza professionale, di ciò che
dovranno insegnare.

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Carolei

 La maggior parte dei libri di testo di scienze
per le scuole elementari coprono moltissimi
argomenti in modo molto superficiale. Nessun
libro presenta i concetti base di atomi e
molecole e sulla natura e la trasformazione
dell’energia nelle prime classi delle elementari.
Senza introdurre questi concetti, è
praticamente impossibile dare una spiegazione
del comportamento delle cose nell’universo.

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Carolei

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Carolei

 Un problem-solving consente di mobilitare, sequenza
risolutiva dopo sequenza, le qualità formative, cioè il
pensiero logico, il pensiero critico , la creatività;
 Per ciascun passaggio risolutivo l’allievo deve
individuare i dati disponibili e i principi teorici (secondo
la logica tipica della disciplina), deve scegliere
criticamente i dati giusti;
 Deve trovare la soluzione più creativa del problema;
 La conoscenza degli esperti è organizzata intorno a
concetti centrali, ossia alle grandi idee e sulle modalità di
applicazione delle stesse
 Questo consente di arrivare alla comprensione
significativa dei concetti;

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La nozione di legge di natura è
concettualmente intrecciata con molte altre
nozioni modali, che s’infiltrano nei nostri
modi abituali di pensare e parlare… C’è
ragione di credere che se non ci fossero le
leggi, non ci sarebbe molto altro.
J. Carroll

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Carolei

 Un importante strumento metacognitivo che sintetizza a
grappolo concetti correlati fra di loro è la mappa concettuale;
 Recenti ricerche hanno dimostrato che i discenti e gli
insegnanti hanno quasi sempre delle conoscenze difettose o
errate in quasi tutti i campi della conoscenza studiati e che
queste conoscenze errate sono notoriamente difficili da
superare con l’istruzione tradizionale (Novak, 1977; Novak,
2002).
 E’ stato dimostrato che l’uso delle mappe concettuali è efficace
nel rimediare a tali conoscenze errate, soprattutto quando i
discenti iniziano con una mappa concettuale "esperta" valida e
quando lavorano in modo collaborativo per costruire un
nuovo modello di conoscenza.
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Carolei

 Consente di visualizzare la natura dei concetti;
 Permette di stabilire le relazioni tra essi;
 Permette di individuare le relazioni
gerarchiche;
 Consente di visualizzare l’architettura di un
modulo;
 Permette di rappresentare graficamente le
conoscenze.
 Favorisce quindi la metacognizione.
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Carolei

 Permette di valutare il livello di
concettualizzazione;
 Permette di far emergere la struttura
cognitiva;
 Consente la rappresentazione grafica e
concisa delle conoscenze.

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Carolei

 L'apprendimento e l'insegnamento tradizionale
o meccanico consiste nella trasmissione e
nell'acquisizione di conoscenze attraverso la
pura e semplice memorizzazione dei contenuti;
 Le mappe cognitive e concettuali permettono,
invece, un apprendimento significativo, creativo
e attivo. L'alunno è costretto ad operare con il
testo e con i concetti per compiere operazioni
mentali complesse: scoprire, selezionare, collegare,
gerarchizzare, mettere in relazione e generalizzare le
nuove conoscenze.

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Carolei

 Esplorare le preconoscenze;
 Per scrivere un testo;
 Per comprendere
 Per spiegare
 Per riorganizzare/ sintetizzare attività
didattiche;
 Mappe per progettare ipertesti

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Focus Question: What are things made off?
(www.ihmc.us)

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Carolei

 Le mappe concettuali servono come punto di
partenza per gli studenti e gli insegnanti per
ciascun capitolo del libro e poi gli insegnanti
useranno queste mappe concettuali insieme a
CmapTools (www.cmaptools.com) per cercare
su Internet risorse e idee pertinenti.
 La creazione di una mappa è un'attività
creativa, in cui il discente deve sforzarsi per
chiarire i significati, identificando concetti,
rapporti e strutture importanti nell'ambito di un
dominio specifico della conoscenza.

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 La sfida più grande che si può prevedere è trasformare i fattori
ambientali scolastici nella direzione dell’insegnante che gioca i due ruoli
di allenatore e insieme discente, rispetto al modello prevalente di
insegnanti come disseminatori di informazioni.
 Esiste inoltre anche la sfida di convertire le pratiche di valutazione che
si affidano ora soprattutto a test a scelta multipla, i quali misurano il
recupero meccanico di informazioni, in test basati sulle prestazioni, che
chiedono agli studenti di dimostrare la loro conoscenza dei concetti base
e della loro capacità di usare questi concetti in nuovi problem solving,
nonché usare le risorse di Internet per aumentare e modificare questi
concetti ed impararne dei nuovi.

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Carolei

 Il linguaggio e le idee centrali della
disciplina;
 Le mappe concettuali come strumento
metagognitivo di organizzazione della
conoscenza;
 Le mappe esperte e gli strumenti di
valutazione;
 I problem-solving sperimentali e gli studi di
caso
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Carolei

 Il Problem Solving si basa sull'acquisizione
della capacità di visione d'insieme, per
cogliere i collegamenti e le interdipendenze
tra le parti che compongono il fenomeno
indagato.

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Carolei

 "In una provetta sono contenuti germi il cui
numero raddoppia in un minuto. Con tale
velocità di riproduzione la provetta sarà
riempita in un’ora.
 Sapreste dire quanto tempo occorre affinché
la provetta sia piena per metà?"

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Carolei

 Risolvere il problema partendo dalle condizioni iniziali e
cercando di prevedere cosa succede al trascorrere del
tempo non è affatto semplice.
 Il problema diventa però banale se si ragiona a ritroso: se
la provetta è piena in un’ora, sarà piena per metà
esattamente un minuto prima. Quindi la risposta al
quesito è: 59 minuti.
 Facile, no?
 Come si vede è sufficiente un cambiamento di prospettiva
per semplificare drasticamente il problema.

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Carolei

 Gli allievi sono messi di fronte a una situazione
problematica concepita in modo tale che la questione non
può essere risolta con semplice ripetizione o applicazione
di conoscenze o competenze acquisite, ma al contrario esse
necessitano della formulazione di ipotesi nuove. In questo
modo si può motivare l’allievo, rendendolo l’artefice del
proprio apprendimento e conducendolo
all’emancipazione.
 L’insegnante individua i processi cognitivi che regolano il
ragionamento di un individuo, analizzando come si pone
di fronte ad una situazione problematica e i meccanismi
che attiva per arrivare alla soluzione.

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Carolei

 Se si afferma “ogni libro scientifico è
interessante”, quale delle seguenti frasi può
dedursi dall’affermazione fatta?
 a) Se un libro è scientifico allora è interessante
 b) Se un libro è interessante allora è scientifico
 c) Tutti i libri interessanti sono scientifici
 d) Se un libro non è scientifico allora non è
interessante
 Risposta a)

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Carolei

 Se si afferma “tutte le volte che ho preso l’ombrello non è
piovuto” quale delle seguenti frasi è la negazione della
precedente?
 a) Quando esco con l’ombrello piove
 b) Tutti i giorni in cui esco senza ombrello piove
 c) Almeno una volta sono uscito con l’ombrello ed è
piovuto
 d) Tutti i giorni in cui non piove esco con l’ombrello
 e) Tutti i giorni in cui è piovuto sono uscito con l’ombrello
 Risposta: c)

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Carolei

 Comprendere il problema
 Individuare le caratteristiche del problema
 Costruire una rappresentazione del
problema
 Elaborare una strategia risolutiva
 Riflettere sulla soluzione
 Comunicare la soluzione del problema

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Carolei

 Identificare le variabili di un problema e le
loro interrelazioni
 Stabilire se le variabili sono pertinenti
 Costruire ipotesi
 Reperire, organizzare, esaminare e valutare
criticamente le informazioni contestuali.

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Carolei

 Risolvere il problema:
 - prendere una decisione
 - analizzare o progettare un sistema per
raggiungere determinati obiettivi
 - diagnosticare un errore proponendone la
soluzione

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Carolei

 Selezionare mezzi di comunicazione e
rappresentazioni adeguate a esprimere
comunicare ad altri le proprie soluzioni

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96

Carolei

 applicare principi a partire da una logica
formale per determinare :
 - condizioni necessarie e sufficienti
 - relazioni di causalità tra i limiti e le
 condizioni fornite dallo stimolo del
problema

97

Carolei

 risolvere un problema nuovo che ha un
contesto simile a quello di un problema a
familiare, o connesso a una situazione
problematica già risolta in passato
 risolvere un nuovo problema
interpretandolo alla luce della precedente
esperienza con una situazione analoga.

98

Carolei

 Sono generiche strutture di problem solving che
colgono aspetti importanti della vita reale e del
ragionamento analitico
 Forniscono la struttura portante necessaria a
delimitare l’oggetto di valutazione nella
valutazione di processi
 Rappresentano un’alternativa alla valutazione di
un ambito di conoscenza disciplinare ben
definito.

99

Carolei

 Descrivere, spiegare e prevedere fenomeni
scientifici.
 Comprendere un’indagine di tipo scientifico.
 Interpretare prove di carattere scientifico e
trarne conclusioni.

100

Carolei

 Dovute all’Area geografica di appartenenza
 Dovute alla Regolarità degli studi (ripetere non
migliora le competenze)
 Dovute al Tipo di scuola (ma questo è effetto di
una canalizzazione fortemente correlata alle
differenze socio-culturali)
 Non dovute al genere: nel 2003 c’è una piccola
differenza a favore dei maschi, nel 2000 era a
favore delle femmine, in tutti e due i casi non era
significativa.
101


102


103


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106


107


108


La chimica è un sapere che ha prodotto,
oltre alla teoria, anche uno straordinario
“saper fare”; è la scienza costruttiva per
eccellenza
Di Meo, Storia della Chimica in Italia, 1989

109

Carolei

 Scegliere gli argomenti centrali delle discipline,
anche con il contributo degli studenti;
 Stabilire gli obiettivi della comprensione;
 Stabilire quali sono le prestazioni che rendono
evidente la comprensione di un argomento;
 Predisporre le valutazioni formative in classe e
fuori, per consentire la saldatura fra
apprendimento e valutazione (valutazione
autentica).
110

Carolei

111

Carolei

 Le attività pratiche tradizionali e, ancora
meglio, le attività che comportano la risoluzione
di problemi sperimentali (problem-solving)
promuovono il pensiero critico e la creatività
perché:
 stimolano la curiosità;
 permettono di riflettere sui dettagli
sperimentali;
 promuovono la discussione fra pari.
112

Carolei

 Le attività mentali, cioè le capacità di cui ci
occuperemo, si collocano in tre categorie:
 abilità per chiarire le idee;
 abilità per valutare la ragionevolezza di
un’idea;
 abilità per produrre idee.

113

Carolei

 Tali capacità si fondano sull’analisi delle idee e degli
argomenti;
 Esempi:
1. Classificare i seguenti elementi in metalli e non metalli;
2. Classificare i seguenti legami in forti e deboli;
3. Classificare i seguenti composti come acidi e basi;
4. Classificare i seguenti miscugli in omogenei ed
eterogenei;
5. Classificare le seguenti trasformazioni in fisiche e
chimiche.
114

Carolei

 Tali capacità comportano lo sviluppo del pensiero critico;
 Esempi:
1. Perché gli oggetti galleggiano o affondano ?
2. Perché alcuni oggetti affondano nell’acqua di rubinetto e galleggiano
nell’acqua salata?
3. La respirazione può essere paragonata alla combustione. E’ una buona
analogia ?
4. Un solido si scioglie in acqua. Cosa possiamo dire della sua struttura ?
5. Come puoi verificare l’affidabilità di una etichetta di acqua minerale ?
6. Con la cartina universale si misura il pH delle soluzioni. Quali prodotti
domestici sono acidi ? Quali basici ?
7. Lo zucchero si scioglie in acqua, ma non conduce la corrente. Puoi
trovare altre sostanze con analogo comportamento ?

115

Carolei

 Tali capacità hanno a che fare con il pensiero
creativo, rafforzano il nostro pensiero e
sviluppano l’immaginazione.
 La risoluzione di problemi (problem-
solving), specialmente in ambito
sperimentale, comporta l’utilizzazione
coordinata di più abilità mentali, fra quelle
descritte.

116

Carolei

 Gli indicatori affidabili della comprensione sono:
 l’allievo sa spiegare quanto appreso;
 sa fare degli esempi;
 sa generalizzare;
 sa applicare il concetto o l’idea e risolve problemi;
 propone analogie;
 rappresenta l’argomento in modo diverso (per
esempio, utilizza il modello particellare per spiegare
argomenti di chimica).

117

Carolei

118

Carolei

119

Carolei

 Stabilite le competenze del corso, possiamo
adattare i contenuti, le tecniche d’istruzione e le
tecniche di valutazione ad esse.
 I livelli di competenza da raggiungere sono
stabiliti dal docente, a seconda del tipo di classe
o di allievo.
 L’insegnante progetterà il percorso formativo,
discusso con gli allievi, basandosi sulla tappe
necessarie per raggiungere la comprensione,
argomento per argomento.
120


121


5. Migliorare la lettura
5. Migliorare la lettura
con comprensione.
con comprensione.

122

7. Compilata la scheda finale,
valuta subito con una prova la
comprensione
dell’argomento.
123

Carolei

124

Carolei

 Ogni spiegazione è ricondurre un caso unico a qualcosa di generale;
 Ogni spiegazione identifica un ambito in cui cercare la risposta ad un
evento; questo implica una pluralità di ambiti, irriconducibili l’uno
all’altro;
 La scienza non si occupa solo di spiegazioni e le descrizioni di un
evento o sistema sono la prassi del lavoro scientifico;
 Nelle spiegazioni (o nelle descrizioni) vengono fatte molte ipotesi ad
hoc per spiegare la non corrispondenza tra risultati teorici e quelli
sperimentali;
 Non esiste un solo tipo di spiegazione applicabile a tutte le discipline
scientifiche.

125

Carolei

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Andrea Checchetti

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