Laboratorio “povero”



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21.12.2017
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LABORATORIO “POVERO”

Giuliana Cavaggioni – Associazione per l’Insegnamento della Fisica


Non sempre è chiaro cosa si intenda per “laboratorio povero” nel contesto dell’insegnamento delle scienze nella scuola primaria e secondaria. La denominazione medesima trae in inganno sottolineando piuttosto le caratteristiche strumentali che quelle della metodologia didattica soggiacente. Talora si preferisce parlare di esperimenti condotti con strumentazione non standard ma ancora rimangono in ombra le motivazioni che spingono gli estensori di famosi progetti per l’insegnamento della fisica a proporre, per esempio, esperimenti di ottica geometrica che escludono l’uso di un regolare banco ottico. Gli esperimenti con strumentazione non standard dominano il laboratorio del Physical Science Study Committee adottato in Italia nei corsi pilota di fisica dei lontani anni ’60 come le attività del Physics for Enquiry Minds prodotto dal gruppo di didattica della fisica dell’università dello stato di Washington una diecina appena di anni fa.

Per parlare della funzione che riveste la pratica di tali esperimenti in un insegnamento mirato alla comprensione della fisica è opportuno richiamare l’attenzione sui ruoli che vengono assegnati all’attività sperimentale nella pratica dell’insegnamento/apprendimento della fisica nella scuola secondaria.



Un obiettivo abbastanza ovvio dell’attività sperimentale è quello di sviluppare negli studenti le abilità pratiche e le tecniche tipiche dello scienziato: la capacità di osservare, di prendere misure accurate, di un corretto e sicuro uso delle apparecchiature, la capacità di registrare, analizzare, valutare e comunicare le informazioni raccolte. Queste tecniche e abilità possono essere sviluppate con appositi esercizi e, in Italia, fanno parte della tradizionale didattica della fisica in quelli istituti dove è previsto uno specifico insegnamento di laboratorio. Accade però che, sovrastimando la acquisizione di standard operativi, facilmente l’attività sperimentale a scuola assume un aspetto rituale e gli studenti, come meri esecutori, raccolgono dati e rispondono a domande che conducono ad un esito che essi sanno essere predeterminato, anche se talvolta non lo conoscono esplicitamente. È stato osservato che un tale approccio, quando il lavoro fatto non venga analizzato criticamente con la classe, non solo risulta inefficace al fine di una migliore comprensione dei concetti ma spesso presenta anche una visione distorta del modo essenzialmente problematico in cui si produce il sapere scientifico. 1

Molti sforzi si sono fatti nella ricerca didattica per trovare strumenti che possano aiutare gli studenti sia a comprendere meglio le nozioni scientifiche proposte nel loro corso di studi che a cogliere il modo in cui tali nozioni sono state acquisite. Una delle proposte più popolari è stata quella che mirava a coinvolgere gli studenti a condurre veri e propri lavori di indagine e ad operare essi stessi come scienziati. Si tratta di prendere un problema, analizzarlo e riformularlo, considerare il modo possibile di affrontarlo e scegliere quello più adatto, progettare e sviluppare la strategia, fare misurazioni e osservazioni, analizzare e riferire risultati, trarre conclusioni, e infine valutare la propria strategia modificando eventualmente la procedura seguita in base agli esiti dell’esperienza fatta. Bisogna dire che anche questo approccio mostra diversi punti deboli specialmente se si pensa di ottenere uno sviluppo dell’apprendimento basato esclusivamente sull’indagine e la scoperta. A questo proposito Robin Millar osserva in suo articolo del 2004:2il problema sta nella relazione fra dati elaborati e spiegazione degli esiti dell’esperimento. Idee e spiegazioni non emergono direttamente dai dati ma sono piuttosto esito di congetture, collegamenti con quanto già appreso, ipotesi che in maniera creativa cercano di spiegare i dati osservati. …L’apprendimento per scoperta si basa su una visione empirica della scienza e la maggior parte della ricerca didattica si è spostata oggi verso una prospettiva ipotetico-deduttiva che riconosce una più chiara distinzione fra dati e spiegazioni. ” Il valore dell’indagine nell’insegnamento della fisica è piuttosto associato al processo di apprendimento: “l’insegnante presenta la spiegazione scientifica del fenomeno ma tale presentazione dovrebbe rispondere a domande emerse in classe a seguito di un lavoro personale di ricerca da parte degli studenti.” Concetti astratti, modelli semplificati del mondo reale, non possono venire semplicemente trasmessi dall’insegnante allo studente ma lo studente deve giocare un ruolo attivo nel graduale processo di appropriazione della conoscenza di fatti e concetti e nella costruzione del significato che lui attribuisce ad essi. Questo porta a considerare un nuovo obiettivo dell’attività sperimentale, quello di percepire i fenomeni in esame mediante il coinvolgimento attivo nell’esperienza. “C’è una conoscenza tacita che deriva dalle nostre esperienze, che acquisiamo attraverso i nostri sensi ed è disponibile per risolvere problemi. Sappiamo riconoscere un amico o un brano musicale allo stesso modo in cui uno scienziato sa quale materiale è più adatto per un particolare compito, oppure quale tipo di strategia è probabilmente la più efficace per risolvere un problema.3 In questo senso l’attività osservativa e sperimentale riveste un ruolo vitale nello sviluppo della comprensione della fisica da parte degli studenti. Dobbiamo cominciare con le esperienze, acquisite fuori dalla scuola o espressamente preparate dall’insegnante, che mirano alla percezione dei fenomeni. I pre-concetti che così si saranno parzialmente formati verranno espressi e confrontati con gli altri in discussioni di classe. Queste percezioni, questi “semi di idee” potranno successivamente essere messi alla prova nell’esperimento e trovare nell’esperienza diretta un significato personale e meglio strutturato. Una volta resa significativa la percezione cognitiva essa va affinata mediante la discussione, la spiegazione, l’applicazione a problemi teorici. In seguito i concetti, resi più espliciti, possono essere nuovamente trasferiti in prove sperimentali e usati, insieme alla conoscenza tacita per gestire le strategie dell’esperimento ed analizzarne i risultati. Così abbiamo una serie continua di fasi in cui le idee degli studenti vengono perfezionate mediante la discussione poi introdotte nell’attività sperimentale per venire personalizzate e rese significative così da permettere agli studenti di meglio applicarle per la soluzione di problemi teorici, il che a sua volta aumenterà la sicurezza e la capacità di usare concetti sempre più maturi in problemi pratici. In questo modo diretto le discussioni teoriche e l’attività sperimentale sono di reciproca utilità al fine di un apprendimento efficace.

Esperimenti adatti a sostenere l’apprendimento in genere non presentano un’eccessiva complessità per lo studente che non deve smarrirsi nelle complicazioni di dispositivi con cui non è ancora familiare. In genere si ottiene maggiore coinvolgimento ed attenzione con dispositivi semplici che lo studente che opera può completamente dominare. I dispositivi sperimentali non standard del laboratorio povero bene si prestano a rispondere allo scopo di sostenere il processo di formazione delle idee purché progettati in maniera da dare risultati affidabili, con una dispersione di dati ragionevolmente bassa nelle prove ripetute. L’affidabilità è connessa con l’accuratezza nel condurre le misure e sarà compito dell’insegnante di testare l’apparecchiatura sperimentale in modo che risponda adeguatamente al livello di abilità di raccogliere dati accurati posseduto dai propri studenti.



Gli esperimenti che verranno proposti sono stati testati in prove che hanno visto coinvolti migliaia di studenti della scuola secondaria, sono apparsi affidabili e ragionevolmente adatti alle abilità di studenti di questo livello. La loro efficacia ai fini dell’apprendimento dipende dal modo in cui si situano nella dialettica innescata in classe fra dati e spiegazioni.



1 Woolnough,B. (1991) Practical Science Open University Press, Buckingham.

2 Millar, R., High School Science Laboratories, National Academy of Science, Washington DC, 2004

3 Woolnough, The Role of Practical Work in Learning Physics, atti del convegno Il Laboratorio nell’Istruzione Scientifica, A.I.F. Venezia 1985





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