NSTA Standard per la Formazione degli Insegnanti di Scienze

Standard per la Formazione degli Insegnanti di Scienze: l’Investigazione
( dall’NSTA, National Science Teacher Association,
http://www.nsta.org/main/pdfs/nsta98standards.pdf )
traduzione Alfredo Tifi
Il programma è finalizzato a preparare i candidati per coinvolgere regolarmente ed efficacemente
gli allievi nell'
indagine scientifica e per facilitare la loro comprensione del ruolo dell’indagine nello
sviluppo delle conoscenze scientifiche.
Con Inquiry si intende:
• Interrogarsi e formulare problemi risolvibili.
• Riflettere sui dati e costruire conoscenza dai dati.
• Collaborare e scambiare informazioni durante la ricerca delle soluzioni.
• Sviluppare concetti e relazioni dall’esperienza empirica.
3.1 Esempi di indicatori
3.1.1 Livello Preservizio
3.1.2 Livello di Avviamento
Livello Professionale
A. Pianifica e attua attività basate sui
dati che richiedano agli studenti di
riflettere su ciò che hanno trovato,
fare inferenze, collegare nuove idee
alla conoscenza preesistente.
A. Richiede regolarmente agli
studenti di collezionare ati, riflettere
sui dati, riportare i risultati del loro
lavoro e identificare nuovi problemi
da investigare.
A. Coinvolge in modo consistente gli
studenti in discussioni critiche sui
risultati delle loro indagini, sulle
implicazioni delle loro conclusioni e
su nuovi possibili problemi.
B. Pianifica e attua percorsi
investigativi
con
diversa
strutturazione,
includendo
fasi
induttive (esplorazioni), studi di
correlazioni e studi sperimentali.
B. Coinvolge studenti in diverse
investigazioni, analisi dei processi
investigativi e discussioni dei criteri
per analizzare i risultati.
B. Integra sistematicamente diverse
forme di investigazione nel lavoro in
classe e mette in relazione il lavoro
degli
studenti
alle
ricerche
tradizionali che sono tipiche delle
varie scienze.
C. Fa uso di domande per
incoraggiare indagini e ricerca di
prove per le risposte divergenti degli
studenti, incoraggiando le domande
degli studenti e rispondendo con altre
domande quando occorre.
C. Fa regolare uso di domande
stimolo e divergenti per definire
problemi e favorire la riflessione;
conduce gli studenti a sviluppare
domande appropriate ai fini di
investigare un dato tema.
C. Facilita abilmente la discussione in
classe
ponendo
domande,
analizzando criticamente le idee,
conducendo gli studenti verso una più
profonda comprensione del processo
stesso di indagine. Usa le domande
sia per definire i problemi sia per
suggerire soluzioni potenziali.
D. Incoraggia interazioni produttive
tra pari e pianifica sia attività
individuali, sia attività di gruppo per
facilitare il processo di indagine.
D.
Fornisce
sistematicamente
opportunità, agli studenti, per
coinvolgersi in ricerche con i
compagni utilizzando una varietà di
forme.
D. Contempera abilmente opportunità
di indagini scientifiche e riflessioni
critiche sul ruolo dell’individuo
inquirente in un contesto collettivo.
3.2 Fondamento e Discussione
Comprendere il processo di inquiry, come esso si verifica in classe, è un compito complesso. Tale
processo non può essere ridotto a un insieme di passi secondo il cosiddetto “metodo scientifico”
così come gli scacchi non possono essere a un insieme algoritmico di mosse e poche regole. I
processi specifici dell’investigazione (come le mosse di scacchi) devono essere insegnate e apprese,
ma la ragione per coinvolgere gli studenti nell’inquiry vanno oltre lo sviluppo di abilità isolate,
tendendo invece a inculcare un approccio o un atteggiamento generale verso il mondo. John Dewey
(1958) descrisse l’inquiry come una relazione dialettica tra l’inquisitore e l’oggetto dell’indagine.
Evelyn Keller (1985) ha descritto questa relazione come “obiettività dinamica”. La ricerca sulla
didattica dell’inquiry riflette la natura dinamica e a molte facce di questo costrutto.
L’inquiry comporta lo sviluppo e l’uso di abilità di pensiero elevate, indirizzate a problemi aperti.
Resnic (1987) tali abilità di pensiero ordine elevato come non algoritmiche e complesse. Il percorso
verso una soluzione non è discernibile da un solo punto di vantaggio. Sono possibili soluzioni
multiple e il ricercatore deve usare criteri multipli, talvolta in conflitto tra loro, per valutare le sue
opzioni. L’indagine è caratterizzata da un grado di incertezza sui risultati. L’indagine termina con
un’elaborazione e un giudizio che dipende dal precedente processo di ragionamento.
Tradizionalmente il pensiero critico è stato incluso nell’applicazione dei vari processi della scienza.
Schwab (1962), per esempio, riteneva che i laboratori didattici dovessero offrire l’opportunità per
investigazioni scientifiche in miniatura. A questo fine egli propose la presentazione di tre livelli allo
scopo di orientare allo sviluppo dell’inquiry. Al primo livello gli insegnanti presentano problemi
non discussi nel testo, con la descrizione di diversi modi per approcciare la soluzione. Al secondo
livello gli insegnanti pongono i problemi senza alcun suggerimento metodologico. Al terzo livello
gli insegnanti presentano fenomeni progettati per stimolare l’individuazione di problemi. Ciascun
livello richiede un uso delle abilità di processo più estensivo del precedente.
Anche Trowbridge e Bybee (1990) hanno discusso tre livelli di inquiry, iniziando
dall’aapprendimento per scoperta, in cui l’insegnante predispone il problema e i processi, ma affida
agli studenti il compito di trovare i diversi risultati alternativi. Il successivo livello di complessità è
l’investigazione guidata, in cui l’insegnante pone il problema, ma gli studenti determinano sia il
processo che la soluzione. Al terzo e più impegnativo livello, l’investigazione aperta, l’insegnante
fornisce semplicemente un contesto del problema da risolvere, che gli studenti identificano e
risolvono.
Le domande che incentivano l’investigazione e conducono alla iscussione concettuale sono
importanti per il successo dell’insegnamento – apprendimento della capacità di inquiry (Dantonio,
1987). Poiché lo scopo dell’inquiry è di condurre gli studenti a costruire la propria conoscenza, la
formulazione di domande è un’importante abilità.Rowe (1973) esaminò il comportamento verbale
degli insegnanti mentre questi coinvolgevano gli studenti in attività che enfatizzavano i processi
scientifici. Il suo lavoro dimostrò che livelli elevati di conferma, durante il lavoro in classe, erano
controproducenti in quanto con essi si conduceva gli studenti a rispondere alle domande allo scopo
di ricevere riconoscimenti dall’insegnante, piuttosto che per portare avanti l’investigazione in
classe. Ella introdusse il tempo d’attesa come fattore capace di influenzare significativamente la
lunghezza, il livello e la frequenza delle risposte degli studenti, applicato sia agli insegnanti che agli
studenti. Tobin (1987) esaminò il lavoro sul tempo di attesa in un periodo ventennale, trovando
simili risultati.
Negli anni ’80 il focus della ricerca si spostò sulle idee intuitive dei bambini nella scienza (Driver,
Guesne, & Tiberghien, 1985; Osborn & Freyberg, 1985). L’importanza dello stato cognitivo
precedente del discente, incluse le sue preconfezioni sul mondo naturale, condussero a una
riconsiderazione del contesto e degli scopi dell’inquiry (Roth, Anderson, & Smith, 1987). Molti
seguaci abbandonarono la visione che i processi di inquiry e le abilità di problem solving potessero
essere apprese al di fuori del contesto di uno specifico problema concettuale (Millar & Driver,
1987). Questa linea di ricerca condusse allo sviluppo di forme di inquiry mediato, in cui il ruolo
dell’insegnante è quello di estrarre le conoscenze esistenti dello studente, introdurre le nuove idee
nel contesto di attività che impegnassero parimenti le mani e la mente (hands-on/minds-on) e
modificare le idee dei discenti in direzione dei concetti scientifici accreditati (Driver, Asoko,
Mortimer, & Leach, 1995; Roth, Anderson & Smith, 1987).
Più recentemente, è stata rivalutata la dimensione discorsiva e relazionale dell’inquiry (Tobin, et al.,
1997; Klassen, et al., 1996), in quanto complementare alle dimensioni del pensiero critico e delle
abilità individuali nel dare forma ai processi della scienza. Lo studio delle interazioni in piccoli
gruppi hanno rivelato la portata dell’espressione verbale e dell’interazione sociale nel promuovere
l’impegno dello studente. Gli insegnanti utilizzano l’interazione in piccoli gruppi per stimolare la
discussione, incrementare il coinvolgimento nell’uso dei materiali, distribuire le responsabilità per
le funzioni delle attività, e distribuire le conoscenze esperte della classe. Questa organizzazione è
abbastanza comune nelle attività di laboratorio di scienze. La comprensione degli studenti migliora
quando ai piccoli gruppi sono assegnati ruoli e consegne scritte per revisionare, ripetere, discutere i
risultati. (Cohen, 1994).
Questi effetti probabilmente deriveranno dall’incremento di impegno e dal maggior tasso di
discussione tra tutti gli studenti , risultante dai ruoli assegnati ad alcuni studenti particolari.
Comunque, l’insegnante che fornisce un eccesso di strutturazione per un compito che è all’origine
mal progettato, potrà mancare l’obiettivo dell’inquiry. Cohen (1994) asserì l’esistenza di un
dilemma sottile ma importante per l’insegnante, avente implicazioni nella didattica scientifica in
piccoli gruppi: se l’insegnante non fa nulla per specificare il compito, gli studenti rischiano di
limitarsi alle caratteristiche concrete o banali del problema, senza esplorare quelle più astratte e,
presumibilmente, più significative. Se l’insegnante assegna troppi ruoli e compiti specifici, questi
potrebbero distruggere opportunità per far sì che gli studenti possano esprimere nuove idee o
intraprendere nuovi approcci.
È importante notare che la didattica basata sull’inquiry può avere due significati pratici. La didattica
orientata all’inquiry può comportare che si insegni la natura del processo dell’indagine scientifica,
in quanto risultato educativo. In alternativa, essa può anche comportare che gli studenti apprendano
concetti scientifici utilizzando i processi dell’indagine scientifica. Questo significherebbe
raggiungere un fine. Ci si può aspettare che gli insegnanti siano molto più propensi a usare metodi
didattici quando insegnano l’inquiry in quanto tale, tramite l’introduzione di termini chiave e
fornendo una guida pratica. L’applicazione dell’inquiry come metodo di insegnamento sarà più
facilmente indiretta, effetto del maggior numero di domande aperte e di stimoli alle discussioni tra
studenti (Brophy & Good, 1986).
3.3 Raccomandazioni dell’Associazione Nazionale degli Insegnanti di Scienze
Alla radice dell’inquiry c’è l’abilità di porre domande e di identificare problemi risolvibili. I
programmi di educazione scientifica a livello di college e di scuola superiore si sono focalizzati
tradizionalmente sull’acquisizione di contenuti piuttosto che sullo sviluppo di abilità
nell’individuazione di domande e di problem-solving. I laureandi incontrano spesso le maggiori
difficoltà nell’identificazione di un problema di ricerca per le loro tesi e dissertazioni.
Gli studenti di scienze dovrebbero essere impegnati nell’inquiry fin dall’inizio del curriculum di
scienze e dovrebbero continuare attraverso tutto il percorso di formazione. Confortati da un così
elevato livello di competenze nell’inquiry, gli studenti che si preparano a divenire insegnanti di
scienze o specialisti, potrebbero affrontare solo il compito di apprendere come adattare l’inquiry ai
bambini.
Le capacità di ascolto e del porre domande, efficaci durante l’insegnamento, non sono così
facilmente padroneggiate dalla maggior parte dei docenti. L’ascolto e la problematizzazione efficaci
sono abilità importanti per il successo dell’insegnamento in generale e non possono essere
esclusivamente riservati alla didattica delle scienze. Infatti, per quanto riguarda l’inquiry, un nucleo
di preparazione all’ascolto e alla capacità di interrogazione potrebbe essere il più efficace ed
efficiente approccio allo sviluppo di queste abilità. Comunque si dovrà sviluppare specificamente
l’abilità di individuare domande che sia consistente con i processi e le convenzioni della scienza.
Vista l’importanza della capacità di individuare domande nell’inquiry, a partire dalle prime
esperienze sul campo fino all’esperienza professionale di insegnamento, occorrerà sempre essere
sensibili a questo aspetto primario dell’insegnamento. Gli insegnanti e i tirocinanti dovrebbero
sempre analizzare il proprio insegnamento per determinare i loro punti di forza e di debolezza in
questa competenza. L’insegnamento tra pari può essere utile solo in misura limitata, poiché gli
adulti svolgono con difficoltà il ruolo effettivo di studenti. I tirocinanti dovrebbero avere quante più
possibili esperienze di lavoro con i bambini. Oltre alla risposta degli osservatori, è altamente
raccomandata l’auto-analisi attraverso audo e video registrazioni, che includono l’analisi del modo
di fare domande.
L’inquiry richiede abilità nell’analisi dei dati e la valutazione dei risultati, per raggiungere
conclusioni ragionevoli e valide. Come discusso in uno studio precedente, agli studenti si
dovrebbero regolarmente fornire opportunità valide di analizzare dati nella loro preparazione sui
contenuti. Essi dovrebbero acquisire un livello ragionevole di competenza nel collezionare e
analizzare i dati in vari formati (in forma aperta e chiusa) e dovrebbero essere in grado di usare
criteri scientifici per distinguere tra conclusioni valide e non valide. Gli insegnanti efficaci possono
adattare le attività di insegnamento per creare opportunità di investigazione partendo da raccolte di
esperienze che non sono pensate per questo scopo.
Considerata l’importanza della natura sociale collaborativa dell’inquiry, agli allievi del programma
preparatorio per formare insegnanti di scienze si dovrebbero fornire opportunità per lavorare in
gruppo e in autonomia. Le strategie del lavoro di gruppo, compresi i criteri per regolare il lavoro nei
team di progetto, dovrebbero essere una componente della didattica sia dei corsi di scienze e di
educazione. Per l’accesso all’insegnamento gli studenti dovrebbero attestare la capacità di
organizzazione e lavoro con gruppi di investigazione.
Ai futuri insegnanti dovrebbero essere garantite ampie esperienze sul campo. I programmi
dovrebbero richiedere di poter dimostrare la capacità dei candidati di valutare obbiettivamente le
possibilità dei discenti e di impiegare strategie dell’apprendimento per scoperta, di investigazione
guidata e di investigazione aperta, a seconda della loro esperienza e del contesto della classe.
I migliori programmi per la formazione degli insegnanti dimostrano forte interazione tra scienza e
pedagogia. I corsi sui contenuti includono opportunità per l’inquiry e regolarmente richiedono il
pensiero critico e l’individuazione di problematiche di ricerca di livello appropriato. L’analisi dei
dati è richiesta regolarmente come parte del processo di apprendimento delle scienze, piuttosto che
come supporto all’apprendimento di contenuti o in attività di laboratorio occasionali. I corsi di
educazione scientifica e l’esperienza con i bambini dimostrano che i candidati vanno oltre
l’apprendimento meccanicistico dei processi della scienza, per conseguire uno sviluppo olistico di
attitudini e una disposizione verso l’inquiry.
3.4 Riferimenti
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