Il ruolo del laboratorio nell'insegnamento delle scienze

Ci sono due posizioni estreme: il laboratorio può essere concepito come una esemplificazione di quello che viene spiegato teoricamente in classe (e quindi è estremamente ripetitivo, oppure viene fatto da cattedra) oppure si concepisce come un luogo in cui lo studente, di fronte a un fenomeno, è in grado di ricavare le leggi che lo regolano. Entrambe le posizioni presentano limiti; per superarle occorre capire bene a che cosa serve l'attività di laboratorio.
In prima battuta si può dire che c'è differenza tra le attività che si possono fare per la fisica (esperimenti, perché si può ridurre il campo su cui si indaga a dimensioni di laboratorio), per la biologia (sostanzialmente attività di osservazione), per la chimica (si rende visibile ciò che è rappresentato simbolicamente con le reazioni o viceversa) e per la matematica (vedere all'opera i concetti: problem solving, geometria, cabri).
In ogni caso, qualsiasi laboratorio deve essere strettamente collegato con la didattica, altrimenti diventa un gioco. Sicuramente una attività di laboratorio ben organizzata e svolta a gruppi (piccoli) mette all'opera una serie di capacità della persona (attenzione, precisione nelle misure, organizzazione dei dati, eccetera); in più, è necessario programmare una riflessione personale sul lavoro svolto (relazione) e perciò chiede anche più fatica dello studio sui libri.
Spesso manca il tempo; per non rinunciare a questa dimensione sperimentale della didattica, essenziale, vale la pena di fare poche cose, anche una ma qualitativamente ben impostata e condurla fino alle conseguenze ultime.

Come abbiamo lavorato

La decisione di ricominciare a lavorare su un tema specifico ha chiarito che il metodo del lavoro di confronto all'interno delle singole discipline è l'unico che permette di fare dei passi avanti. Abbiamo deciso di partire da ciò che già abbiamo scritto sull'argomento e, in particolare, da:

M. Gargantini, M.E. Bergamaschini, La dimensione sperimentale delle scienze, Emmeciquadro n. 1, La didattica della biologia e della chimica come reinvenzione guidata, Ce.Se.D., P. Lo Nostro, Osservazione e metodo nella ricerca scientifica, n. 8, aprile 2000. Tavola rotonda, Osservazione e didattica, n. 8, aprile 2000.

Abbiamo voluto rileggere quello che abbiamo scritto per verificare, alla luce dell'esperienza compiuta in questi anni, la validità delle categorie che fondano le attività di laboratorio.
Abbiamo rimesso a tema delle domande:V - In che senso il laboratorio di biologia si inserisce nella didattica?
- Quali sono gli obiettivi generali e formativi del laboratorio di biologia?
- Come fare perché le attività in laboratorio siano per gli studenti momenti di esperienza e di apprendimento serio? Ci siamo divisi i compiti:
due di noi avevano già individuato e che hanno costituito una bozza di lavoro (questo è stato un nucleo fondamentale del lavoro) tutti dovevamo esplicitare gli obiettivi in termini comprensibili per tutti, perché a volte si esprimono in modo criptico, ma occorre capire bene tutte le loro implicazioni; esaminare la letteratura esistente: alcune intuizioni che abbiamo avuto in questi anni erano veramente forti e in esse ci riconosciamo; il problema è se li abbiamo compresi bene, se li abbiamo utilizzati e se li abbiamo portati fino in fondo questo è un altro tema di lavoro che proponiamo.
Abbiamo scelto di approfondire il discorso sulle attività che si svolgono in laboratorio.
Abbiamo identificato alcuni argomenti che corrispondevano a un percorso di tipo didattico e abbiamo detto: proviamo a riscrivere le schede.
Abbiamo deciso di stendere schede su alcuni argomenti, scelti col criterio della progressività: .. graduali alcuni semplicemente di osservazione, un esperimento (plasmolisi) e un altro in cui si studiavano alcuni aspetti di tipo fisiologico.

La biologia è una scienza sperimentale

L'attività in laboratorio è una occasione esemplare per introdurre alla dimensione sperimentale. Anche si sottolinea la dimensione sperimentale in tutti i momenti in cui si insegna, è assolutamente necessario sviluppare attività in laboratorio perché è il momento in cui si crea una situazione controllabile a partire da un'ipotesi - esperimento.

Laboratorio e didattica
La connessione tra laboratorio e didattica deve essere strettissima perché anche teoricamente la biologia
Fase preparatoria: inquadrare concettualmente il problema
Fase operativa di esecuzione (manuale ma non solo): osservazioni - misure - esperimento
Fase di riflessione che implica elaborazione risultati e relazione

Scheda o Relazione?
Abbiamo scelto di fare le schede perché aiuta noi a capire che cosa vogliamo da un esperimento e può essere un aiuto allo studente.
La scheda sostiene una operatività intelligente, ma non deve sostituire la relazione che:
- costringe alla riflessione;
- costringe a ricostruire il percorso perché possa essere riprodotto;
- inserisce il linguaggio tecnico in un contesto di linguaggio ordinario;
- fa passare da un'esperienza analitica a una visione sintetica che importanza dare all'una o all'Ltra? Come metterle insieme? Quando abbiamo provato a scriverle e a confrontarle sono emersi problemi.
Da una parte devono essere chiari gli obiettivi e dall'altra parte devono essere chiare le tecniche perché lo studente possa lavorare da solo in modo responsabile.

In laboratorio i ragazzi devono lavorare a gruppi e nel modo più autonomo possibile non di testa loro ma seguendo un cammino guidato Per questo abbiamo steso delle schede (allegate) su cui chiediamo pareri, strutturate secondo questo schema: istruzioni (da seguire passo passo); brevi note esplicative sulle tecniche (volte a farne comprendere il significato della tecnica); domande guida.

Il laboratorio di biologia è anche attività che faccia sperimentare la dimensione sperimentale ...
Uscite naturalistiche (musei, monte Barro, besanosauro)

M. Carenzi, Una uscita didattica al Monte Barro, n. 1, marzo 1998.

Ricerche (Meroni, indagine corpo umano)
letture e commenti di testi
visione film o cd
laboratori esterni

Perciò occorre: fare una schedatura ragionata delle diverse proposte che arrivano alle scuole; giudicare la validità didattica del materiale in circolazione; cercare nuove occasioni; recensire i quaderni di laboratorio normalmente allegati ai testi.
Il nucleo fondamentale del lavoro è stato identificare e riformulare gli obiettivi perché aiuta a prendere coscienza che il laboratorio è momento di: esperienza del modo in cui procede la scienza; comprensione (imparare di più e capire il significato); coinvolgimento attivo e personale in un "fare".
È chiaro che fare non è addestramento, non è scoprire leggi, non è procedere per tentativi; nella scheda questo implica: chiarire lo scopo e far intuire che cosa si cerca.

Classificare gli obiettivi
Dopo avere elencato gli obiettivi ci siamo accorti che essi possono essere raggruppati secondo le categorie fondamentali del fare scienza: curiosità e desiderio di cercare; domanda, osservazione/raccolta dati, interpretazione.
Raggruppare secondo un ordine aiuta a metterle in atto nel lavoro e nella scheda:

Obiettivo 1 : Alla ricerca di ... (ricerca e curiosità)
Non per qualcosa che salta in testa all'ultimo momento.
La persona si mette in gioco con una domanda e un'ipotesi di lavoro e mette alla prova le proprie capacità manuali e conoscitive arrivando fino a un giudizio su: attenzione e precisione nell'uso di strumenti; logica e rigore nelle procedure; capacità di sintesi.

Obiettivo 2 : Domande serie
Occorre capire bene il punto di partenza, gli strumenti con cui si opera, le possibilità di errore.
In particolare deve essere chiaro a quale domanda si vuole rispondere (scopo nella relazione), poi è necessario usare gli strumenti in modo adeguato allo scopo, comprendendone potenzialità e limiti anche legati all'uso.

Obiettivo 3 : Raccogliere dati
Bisogna stare di fronte ai dati, registrandoli nel modo più oggettivo possibile.
Per questo è necessario un atteggiamento che non abbia la pretesa di capire tutto e subito, che sappia ricominciare con pazienza selezionando i dati utili. In questo modo, anche dalla sola osservazione nascono nuove domande.

Obiettivo 4 : Interpretare i dati.
Per conquistare una conoscenza nuova si possono percorrere varie strade: riscoperta e consolidamento delle conoscenza teoriche acquisite; valutazione critica dei dati sperimentali; spiegare il fenomeno studiato.

Le cose sotto sono le difficoltà che gli studenti incontrano e i punti educativi da attuare.
La sottolineatura è sul metodo che abbiamo usato: il confronto tra di noi e con gli amici di diverse discipline scientifiche che mi ha aiutato a capire che la biologia ha lo stesso rigore di tutte le discipline sperimentali.

Scheda: certe formulazioni teoriche sono vere se si provano a applicare strumento che offriamo e il lavoro è in corso non presentiamo un lavoro finito.
Deve essere utile agli insegnanti e agli studenti: abbiamo dovuto fare tante correzioni, soprattutto per esprimere in termini operativi quelli che noi vogliamo siano gli obiettivi.
Se vogliamo che la dimensione sperimentale della biologia ritorni prepotentemente nella didattica dobbiamo lavorare seriamente.

La formulazione teorica va sicuramente messa a punto: se le parole sono giusto si può andare fino in fondo, se sono vaghe non si arriva da nessuna parte.

(Gargantini) Il modo in cui i libri di testo parlano dell'esperimento è così o no?
(Sestini) Queste cose mi fanno ripensare al mio laboratorio di fisica. La scheda non è la relazione, non è così normalmente riconosciuto. L'insegnante di laboratorio tende a organizzare la scheda. Il ripensamento teorico è il bello dell'attività sperimentale; anche la valutazione non può essere solo sulla operatività.

Schede di laboratorio per gli insegnanti

Schede di laboratorio per i ragazzi