Leonardo Barsantini

LE CONCEZIONI DEGLI STUDENTI
Leonardo Barsantini
Si laurea in Fisica e consegue diplomi in corsi di perfezionamento post-laurea su tematiche inerenti
la didattica. Docente nella scuola secondaria, collabora a progetti degli IRRSAE Abruzzo e
Toscana, e a specifiche attività in qualità di formatore nelle scuole. Suoi articoli sono pubblicati su
alcune riviste fra le quali Insegnare e Naturalmente. E' membro del gruppo di ricerca e
sperimentazione didattica in educazione scientifica del CIDI Firenze.
Indice
- Le preconcezioni degli studenti sull'ottica
- I fenomeni termici
- La scelta dei contenuti
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Le preconcezioni degli studenti sull'ottica
In letteratura sono da tempo presenti ottimi testi che analizzano approfonditamente il ruolo
delle concezioni degli studenti nell'apprendimento delle discipline scientifiche (Grimellini e altri
1991, Cavallini 1995). Decine di migliaia di studenti, e anche adulti, sono stati sottoposti a test in
molti paesi del mondo. Il risultato drammatico di queste ricerche è che al termine della scuola
superiore gli studenti, anche quando hanno acquisito un certo numero di nozioni, hanno una
conoscenza scientifica che non fa riferimento a quanto avrebbero dovuto imparare, ma piuttosto al
senso comune. E' qui il caso di analizzare, anche se sommariamente, alcune di queste ricerche per
comprenderne l'importanza per la didattica.
Per quanto riguarda l'ottica, gli studi condotti hanno messo in evidenza come, nella testa
degli studenti, la luce emessa da una lampada sia diversa da quella emessa, ad esempio, da una
candela. La luce della lampada ha, per molti studenti, la caratteristica di propagarsi fino ad
incontrare un ostacolo, che è ciò che avviene, ma questo solo se la lampada è accesa di notte. Di
giorno la luce della lampada, per la maggioranza degli studenti intervistati, tende a restare confinata
attorno alla lampada stessa. Molti pensano che la luce di una candela anche di notte tenda a
rimanere confinata attorno alla sorgente. Questa caratteristica è rafforzata per sorgenti di luce
ancora più deboli.
Gli studenti sono vincolati a una concezione che associa la propagazione della luce alla
sorgente e a separare i fenomeni che avvengono in oscurità o in piena luce. Gli studenti, inoltre,
distinguono fra la luce prodotta da sorgenti che hanno il compito di fare luce e sorgenti che pur
emettendo luce, non sono state realizzate con lo scopo di illuminare e per le quali la luce è una sorta
di alone che si concentra in uno spazio prossimo alla sorgente.
Gli studi sulla propagazione della luce mostrano che molti studenti pensano che si possa
vedere un raggio luminoso anche se non incide nell'occhio dell'osservatore. Questa concezione è
confermata dai test relativi alla riflessione dai quali risulta che solo percentuali attorno al 20% di
alunni applica correttamente la legge sulla riflessione, ad esempio per poter vedere un oggetto
riflesso in uno specchio. Gli altri ritengono che sia sufficiente essere davanti allo specchio, o che
basti essere dall'altra parte, in modo generico, dello specchio rispetto all'oggetto, o che valga una
legge di riflessione con un angolo di 90° fra raggio incidente e raggio riflesso. Anche Piaget,
studiando le condizioni che applicano i ragazzi per ottenere la riflessione da uno specchio, si era
imbattuto in questi casi.
Ricerche sono state condotte sugli specchi e sui colori, fornendo risultati analoghi a quelli
visti in precedenza. I colori, poi, spesso sono ritenuti indipendenti dalla luce.
Gli insegnanti tradizionalmente operano una classificazione che vede l'ottica geometrica
affrontata prima dei colori, considerando questi ultimi più difficili, ma in realtà questo modo di
vedere l'insegnamento deve essere superato: è facile ciò che coincide o è vicino alle conoscenze di
senso comune, è difficile ciò che è lontano e in contrasto con il senso comune. Un insegnamento di
tipo tradizionale che non tenga conto delle conoscenze di senso comune, non modifica le teorie
ingenue degli studenti, e i tempi solitamente brevi, durante i quali si affrontano i vari argomenti,
non correggono minimamente le preconcezioni degli studenti.
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I fenomeni termici
Vediamo anche quali sono le opinioni più comuni relative ai fenomeni termici. Gli studenti
ritengono che le sorgenti classiche di calore siano le stufe, i forni, il fuoco, il sole. Il calore è
confuso con l’aria o il vapore oppure si ritiene che esistano delle particelle di calore. I corpi di
dimensioni maggiori hanno la capacità di accumulare maggiori quantità d’aria facilitando la
propagazione del calore. Però per molti, la dimensione degli oggetti non è la caratteristica da
prendere in considerazione; infatti, per alcuni studenti, i metalli, essendo compatti, non permettono
l’accumulo di aria e quindi sono freddi. E’ spesso presente una distinzione fra calore caldo e calore
freddo che colloca le due sensazioni su piani contrapposti. Non tutti i corpi, poi, sono ritenuti capaci
di riscaldarsi.
Per molti studenti la temperatura di un oggetto frazionato in più pezzi si divide fra le varie
parti. Anche la temperatura di un corpo è messa in relazione con le sue dimensioni, così come
accade per il calore. Alcuni ragazzi pensano che unendo due masse d’acqua, mantenute, ad
esempio, una a 40°C e l’altra a 30°C, la temperatura finale sia pari a 70°C, altri a 10°C. Si fa fatica
a comprendere che gli oggetti di una stanza all’equilibrio termico hanno tutti la stessa temperatura.
Il ghiaccio non può fornire calore e non è considerato una sorgente di calore per corpi a
temperatura inferiore. Alcuni, pensando alla temperatura di solidificazione dell’acqua a 0°C,
ritengono che quella sia l’unica temperatura del ghiaccio e 0°C sono considerati equivalenti a un
calore nullo. Un cubetto di ghiaccio su una tavoletta di ferro si pensa che si sciolga più lentamente
di uno su una tavoletta di legno.
E’ difficile capacitarsi del fatto che la temperatura dell’acqua in ebollizione resta costante.
La conoscenza della costanza della temperatura all’ebollizione, non esclude, per molti studenti, che
si possa raggiungere l’ebollizione con qualunque temperatura purché si aspetti un tempo
sufficientemente lungo.
Per molti la temperatura che si misura con i termometri da esterno non è la stessa grandezza
di quella misurata con i termometri da febbre, ed è presente la convinzione che nei termometri da
febbre la temperatura misurata dipenda dal valore di partenza segnato dalla colonna di mercurio.
Molti ragazzi ritengono che i recipienti di metallo, considerati più freddi, conservino il
ghiaccio meglio di altri materiali. Per alcuni studenti, e anche per alcuni adulti, il ghiaccio avvolto
in un maglione, si scioglie più velocemente. Non si riflette mai sul fatto che nelle sensazioni
termiche anche il corpo prende parte all’interazione.
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La scelta dei contenuti
Si può pensare che l'insegnamento tradizionale operi proprio per scalzare queste concezioni
e per sostituirle con una nuova visione del mondo di tipo più scientifico, ma in realtà le cose non
stanno così; un insegnamento di tipo tradizionale non scuote minimamente le preconcezioni degli
studenti, anzi talvolta le rinforza. Posti di fronte a domande che potremmo definire "non
scolastiche", ciò non tradizionali, gli studenti tornano a fornire risposte di senso comune anche dopo
aver studiato l'argomento in oggetto.
Gli esempi qui riportati sono soltanto un piccolo campione delle ricerche compiute, lavori
analoghi si possono trovare sulla chimica o la biologia e sono stati condotti con studenti di molte
nazioni con risultati sostanzialmente coincidenti. Nel progettare una didattica efficace queste
ricerche non possono più essere trascurate se vogliamo che l'insegnamento delle discipline
scientifiche abbia un significato.
La scelta dei contenuti da trattare deve essere allora ripensata in una ottica completamente
nuova e visto che il ragionamento degli studenti è influenzato dal contenuto preso in esame, le
metodologie e i contenuti devono procedere di pari passo. L'istruzione deve favorire
l’organizzazione delle conoscenze e l'elaborazione di strategie cognitive.
Le proposte didattiche, oltre che essere calibrate alla maturazione psicologica dei ragazzi,
devono mirare al superamento delle preconcezioni degli studenti e devono, quindi, essere fondate
sulla conoscenza delle idee dei ragazzi. Facendo riferimento ai concetti piagetiani di assimilazione e
accomodamento possiamo affermare che vi è una stretta relazione fra nuove assimilazioni e
struttura cognitiva. Gli alunni sono in grado di apprendere soltanto se non vi è uno scarto troppo
grande fra ciò che sarà e ciò che è già stato assimilato. Non c'è crescita, sia quando ciò che si deve
apprendere coincide con ciò che si è già appreso, sia quando, e questo è il caso dell'insegnamento
delle scienze nella scuola, c'è troppo scarto fra il vecchio e il nuovo. Le idee dei ragazzi sono
fondate sulle loro esperienze e non devono essere considerate una sorta di "fiera della castroneria",
piuttosto una metafora della loro visione del mondo.
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Bibliografia
- Arons A. B. (1992) Guida all’insegnamento della fisica. Tr. It.: Zanichelli.
- Cavallini G. (1995) La formazione dei concetti scientifici La Nuova Italia.
- Grimellini Tomasini, N. e Segrè, G. (1991) Conoscenze scientifiche: le rappresentazioni mentali
degli studenti. La Nuova Italia, Firenze.
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