Slide a cura del prof. Franco Pirrami

Fare lezione o fare scienza?
L’Inquiry-Based Science Education
Franco Pirrami
Obiettivi
Conoscenze della scienza
- chimica (classificazione della materia,
trasformazioni chimiche)
- anatomia e fisiologia degli apparati
respiratorio e circolatorio
Conoscenze sulla scienza
- protocolli di laboratorio (metodi di
separazione)
- ricerche sperimentali
- indagini epidemiologiche
(collegamento a matematica per le
elaborazioni statistiche)
Comportamenti responsabili
Dal Rapporto alla Nuffield Foundation
SCIENCE EDUCATION IN EUROPE: CRITICAL REFLECTIONS
(Osborne & Dillon, 2008)
“ The primary goal of science education across
the EU should be to educate students both
about the major explanations of the material
world that science offers (conoscenze della
scienza) and about the way science works
(conoscenze sulla scienza).”
INSEGNARE SCIENZE
Cosa?
Conoscenze della scienza
i risultati della ricerca scientifica
i concetti chiave delle discipline scientifiche (es. evoluzione)
i concetti unificanti / gli organizzatori cognitivi (es. sistema)
Conoscenze sulla scienza
i metodi della ricerca scientifica (processi, strategie)
how science works / the science behind the knowledge
la natura della scienza
Responsabilità verso l’ambiente e verso la propria salute
educazione alla salute
educazione alla sostenibilità
INSEGNARE SCIENZE
Come?
Dal Rapporto alla Nuffield Foundation
SCIENCE EDUCATION IN EUROPE: CRITICAL REFLECTIONS
(Osborne & Dillon, 2008)
“ There is a limited range of pedagogical
strategies used in the teaching of science.
Tests are dominated by questions that require
recall – a relatively undemanding cognitive
task. Developing and extending the ways in
which science is taught is essential for improving
student engagement ”
INSEGNARE SCIENZE
Come (con quali approcci didattici)?
Inquiry-based science education (IBSE)
Problem-based learning
Didattica laboratoriale
• Raccomandati da Rapporti internazionali
sull’educazione scientifica e promossi dal VII
programma quadro
• Previsti da documenti ministeriali (Linee guida, PLS…)
Dal Rapporto alla Commissione Europea
SCIENCE EDUCATION NOW:
A RENEWED PEDAGOGY FOR THE FUTURE OF EUROPE
(Rocard et al., 2007)
“ Inquiry-based science education (IBSE) has proved its
efficacy at both primary and secondary levels in
increasing children’s and students’ interest while at the
same time stimulating teachers’ motivation.”
“ IBSE is effective with all kinds of students from the
weakest to the most able and is fully compatible with the
ambition of excellence.”
“ IBSE and traditional deductive approaches are not
mutually exclusive.”
Che altro viene raccomandato nei rapporti europei?
• Contestualizzare i contenuti (Science in context)
• Integrare le discipline scientifiche
(transdisciplinarietà)
• Pensare all’alfabetizzazione scientifica diffusa
(Science for all) e non solo a preparare i futuri
medici / ingegneri / scienziati
E i documenti ministeriali?
Dalle Linee guida per gli Istituti tecnici
Per ottenere una reale competenza scientifica, gli studenti hanno
bisogno ridisporre dello spazio di tempo necessario per costruire il
proprio bagaglio intellettuale attraverso domande, scambio di idee
con altri studenti, esperienze in laboratorio e problemi da risolvere.
Tale approccio, mentre può risultare particolarmente motivante per
gli allievi, riserva un ruolo fondamentale all’insegnante, che
seleziona e adatta i contenuti e le strategie didattiche ai fabbisogni
degli allievi in base al tempo disponibile. Va da sé, che la qualità
dell’atto educativo non si misura con la larghezza del curricolo
proposto ma con la profondità dei concetti affrontati e anche gli
errori commessi dagli studenti durante il processo d’apprendimento
forniscono preziose informazioni
Dalle Linee guida per gli Istituti Tecnici
1.5 Progettare e valutare per competenze
2.1.3 Il laboratorio come metodologia di apprendimento
2.2.1 L’integrazione delle scienze
Il laboratorio è concepito, nei nuovi ordinamenti dell’istruzione tecnica,
non solo come il luogo nel quale gli studenti mettono in pratica quanto
hanno appreso a livello teorico attraverso la sperimentazione di
protocolli standardizzati, tipici delle discipline scientifiche, ma soprattutto
come una metodologia didattica innovativa, che coinvolge tutte le
discipline…
Il lavoro in laboratorio e le attività ad esso connesse sono
particolarmente importanti perché consentono di attivare processi
didattici in cui gli allievi diventano protagonisti e superano
l’atteggiamento di passività e di estraneità che caratterizza spesso il loro
atteggiamento di fronte alle lezioni frontali.
Dalle Linee guida MIUR per il Piano Lauree Scientifiche (29.4.2010)
Per laboratorio si intende un’attività nella quale gli studenti:
• utilizzano e mettono alla prova le conoscenze e gli strumenti che
hanno disponibili, per descrivere, indagare e modellizzare
situazioni e fenomeni, per risolvere problemi, per produrre un
evento o un oggetto;
• discutono e lavorano in gruppo con gli altri studenti e con i docenti;
• prendono decisioni, pianificano e operano per raggiungere obiettivi
stabiliti; valutano i risultati ottenuti;
• acquisiscono concetti e abilità operative e li collegano in costruzioni
teoriche, con consapevolezza metacognitiva.
Il laboratorio in molti casi richiede strumenti e ambienti specifici, ma
occorre ricordare che la presenza di tali strumenti non è di per sé
garanzia che l’attività svolta sia un laboratorio nel senso precisato
sopra. In particolare, un’attività nella quale gli studenti si
limitano esclusivamente ad ascoltare e a osservare lezioni o
anche dimostrazioni sperimentali non è un laboratorio.
Inquiry
“L’inquiry è un’attività multiforme che comporta: fare
osservazioni; porre domande; esaminare manuali e altre
fonti di informazione per acquisire ciò che è già noto;
pianificare
investigazioni;
usare
strumenti
per
raccogliere, analizzare e interpretare dati; rivedere ciò
che già si conosce alla luce di evidenze sperimentali;
proporre risposte, spiegazioni e previsioni; comunicare
risultati.
L’inquiry richiede l’individuazione di ipotesi, l’uso del
pensiero logico e critico e di considerare spiegazioni
alternative.” (NRC, 1996)
In sostanza:
simula l’attività svolta nella ricerca scientifica
Secondo il NRC, in una attività IBSE, gli studenti:
1. sono coinvolti con domande investigabili / casi-problema
(engage)
2. raccolgono dati utili a dare risposte alle domande poste
(evidence)
3. formulano spiegazioni basate sulle evidenze raccolte
(explanation)
.
4. valutano le spiegazioni fornite, anche confrontandole con
spiegazioni alternative e con il sapere scientifico
(evaluation)
5. comunicano le spiegazioni, argomentandole
(communication)
1. Gli studenti sono coinvolti con un caso-problema
o una domanda investigabile (ENGAGE)
Ma alle domande si può rispondere anche
effettuando una ricerca di informazioni
Ed è ciò che normalmente gli studenti intendono
quando sentono la parola “ricerca”
Dovendo individuare una differenza tra PBL e IBSE...
•nel PBL ci si può limitare anche alla ricerca di
informazioni e alla consultazione della letteratura
•nell’IBSE si deve realizzare una attività sperimentale
(o almeno una parte di essa – inquiry parziale) che ci
consenta di arrivare a ragionare e di ottenere
risposte basate su dati oggettivi (evidenze)
1. Gli studenti sono coinvolti con un caso-problema
o una domanda investigabile (ENGAGE)
Per inserire attività basate sull’inquiry in un percorso didattico,
possiamo prendere spunto da:
- storia della scienza
- articoli scientifici
- studio problemi reali o realistici
- conoscenze da trasformare in ipotesi
- ogni domanda che, nella sua attività scientifica, si può porre (o
si è posto nel passato) un ricercatore
✐ Dobbiamo concentrarci, non solo, su che cosa sappiamo,
ma anche su come facciamo a saperlo
2. Gli studenti raccolgono dati utili a dare risposte alle
domande poste (EVIDENCE)
Come?
✐ Tra
le 5 fasi non è esplicitata una fase importante:
la progettazione
ma, nella definizione di inquiry, c’è anche il
pianificare investigazioni
La progettazione di una ricerca sperimentale
o di una attività di laboratorio fa sì che ci sia
un più alto livello di inquiry
Con la progettazione gli studenti comprendono meglio ciò
su cui sono chiamati a lavorare, rispetto a quando debbono
solamente eseguire protocolli forniti dall’insegnante
Ma gli studenti vanno guidati, soprattutto durante i loro
primi approcci ad attività inquiry-based.
Come?
Scheda guida per la progettazione di attività sperimentali
Ricapitolando…
IBSE perché…
• aumenta l’interesse ed il coinvolgimento degli studenti durante le
lezioni
• consente di perseguire gli obiettivi in termini di
conoscenze della scienza e sulla scienza
• promuove competenze legate all’apprendimento permanente (LLL):
imparare ad apprendere
• aiuta a sviluppare il pensiero critico e un approccio razionale alla
realtà: cittadinanza scientifica
Considerando la rapidità con cui si evolve il sapere scientifico
e quanto sia cambiato tutto ciò che sta attorno allo studente
una didattica basata sull’inquiry non è una moda, ma una necessità!
E la lezione frontale?
L’IBSE è un approccio didattico, compatibile con diverse
metodologie. La lezione magistrale continua ad avere un
suo posto nella pratica didattica, infatti l’insegnante può
passare dal ruolo di facilitatore/tutor a quello di
docente esperto.
Risulta importante che la richiesta dell’intervento esperto
parta dagli studenti. Ciò incrementa il coinvolgimento
degli alunni e l’impatto sull’apprendimento.
Importanza di riepilogo e riflessione finali su
- le conoscenze della scienza
(disciplinari specifiche + concetti unificanti)
- i metodi della scienza
(ad es. abbiamo: classificato, proposto ipotesi, usato un
modello, progettato una ricerca/attività di laboratorio,
utilizzato un gruppo di controllo, analizzato dati
quantitativi e/o qualitativi…)
- la metodologia didattica
(all’inizio è fondamentale e consente di ottenere
importanti feedback che possono essere utili per
modificare aspetti dell’approccio didattico)
COMPETENZE OCSE- PISA
1. Dare ai fenomeni una spiegazione scientifica
•
Ricordare e applicare alla situazione problematica la conoscenza scientifica necessaria
•
Riconoscere cause ed effetti nei fenomeni considerati
•
Confrontare e correlare oggetti e fenomeni della realtà circostante, cogliendone somiglianze e
differenze e operando classificazioni
•
Fare predizioni appropriate e giustificarle e offrire ipotesi esplicative per fenomeni non studiati
2. Comprendere la maniera scientifica di indagare
•
Proporre modi di esplorare scientificamente un problema dato e pianificare semplici attività di
investigazione
•
Individuare le domande alle quali un’indagine scientifica cerca di dare risposta. Distinguere le
domande alle quali si può dare una risposta attraverso un procedimento scientifico dalle altre
•
Individuare domande chiave sia a partire dai dati raccolti sia a partire dall’esperienza quotidiana
•
Organizzare correttamente le osservazioni e la raccolta dati in contesti diversi, sia in situazioni
controllate (laboratorio) sia sul campo
•
Descrivere e utilizzare strumenti e metodi usati dalla scienza per garantire l’affidabilità dei dati
(controllo delle variabili, gruppi di controllo, ripetizione delle misure,…)
3. Interpretare i dati scientifici raccolti
•
Elaborare ipotesi sulla base di dati e delle conoscenze personali
•
Analizzare ed interpretare i dati per trarne conclusioni appropriate
•
Identificare in testi che riguardano argomenti scientifici quali siano i presupposti, le prove raccolte
e la logica del ragionamento
•
Distinguere tra argomentazioni basate su evidenze scientifiche e altri tipi di argomentazione e
valutare argomentazioni riportate da diversi ‘media’ (giornali, internet, riviste specializzate, …)
I livelli di inquiry
• Confermativo
• Strutturato
• Guidato
• Aperto
Il contenuto di inquiry
Scheda di valutazione attività inquiry-based
Fare lezione o fare scienza?
Fare scienza a lezione!
“The important thing is not to stop questioning”
Albert Einstein
grazie
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