1. La didattica laboratoriale e l’insegnamento attivo
La didattica laboratoriale è una metodologia di insegnamento\apprendimento centrata sull’esperienza che mira a far acquisire agli studenti un modo di guardare la realtà attento e critico, una vera e propria forma mentis, rendendo lo studente protagonista di un processo che coinvolge mani e mente: hands-on e mind-on. In tale ottica il laboratorio va inteso sia come spazio fisico (aula o spazio appositamente attrezzato), sia come un momento in cui lo studente è attivamente coinvolto.
Le attività laboratoriali sono caratterizzate dalla formulazione di ipotesi, dalla progettazione e sperimentazione, dalla verifica dei risultati, dalla discussione e giustificazione delle proprie scelte. Attraverso di esse lo studente impara a raccogliere dati e a confrontarli con le ipotesi iniziali, a negoziare e costruire significati condivisi, giungendo a conclusioni provvisorie e aprendosi a nuove possibilità nella costruzione delle conoscenze sia individuali che collettive.
2. La centralità del laboratorio
Il nuovo libro di testo “Orientamento Scienze” propone diverse tipologie di attività sperimentali: alcune sono progettate per favorire l’esplorazione e la scoperta autonoma, altre sono utilizzate per rafforzare le conoscenze acquisite. I box Esplora e scopri, per esempio, accompagnano gli studenti a fare le prime ipotesi e osservazioni, prima di iniziare lo studio vero e proprio dell’argomento, una caratteristica tipica dell’approccio investigativo IBL, mentre le attività di Sperimenta e verifica e i Laboratori STEM aiutano i ragazzi a consolidare quanto hanno imparato. In itinere, infine, gli spunti di Esplora e racconta invitano a sperimentare a casa e a relazionare poi ai compagni quanto osservato. La condivisione di esperienze, lo scambio di idee e la discussione risultano molto utili per correggere errori e rafforzare la comprensione. Dover spiegare ad altri quanto imparato, favorisce inoltre la costruzione di un clima di collaborazione in cui ciascuno si sente parte attiva e può contribuire con le proprie riflessioni. Di seguito un esempio tratto dall’Unità B2 sull’aria e l’atmosfera.
Per soddisfare i diversi stili di apprendimento, le esplorazioni includono sia testo, sia immagini, e molte volte anche animazioni, facilmente raggiungibili tramite un QR code. Per alcuni fenomeni difficili da replicare in aula, il libro ricorre invece ad ambienti virtuali, nei quali strumenti digitali e simulazioni al computer permettono di visualizzarli. Gallerie di foto ad alta definizione e immagini interattive a 360 gradi offrono infine esperienze immersive che rendono la comprensione dei concetti astratti più accessibile e coinvolgente.
3. L’importanza dell’osservazione
Nella didattica laboratoriale l‘osservazione riveste un ruolo fondamentale: “Nella scienza è l’osservazione piuttosto che la percezione a giocare la parte decisiva, ma l’osservazione è un processo in cui giochiamo una parte intensamente attiva. Un’osservazione è una percezione pianificata e preparata. Non “abbiamo” un’osservazione (come possiamo “avere” un’esperienza di senso), ma “facciamo” un’osservazione. […] Un’osservazione è sempre preceduta da un particolare interesse, una questione o un problema, in breve da qualcosa di teorico”. (Karl Popper “Il gioco della scienza” Armando editore, 1997)
Fondamentale è quindi l’osservazione della realtà, come nell’esempio della figura a sinistra, dove è mostrato che la pupilla al buio si dilata, ed è utilissimo confrontare la realtà osservata con dei modelli (per esempio le immagini della cellula al microscopio con il modello schematico di cellula vegetale). Osservare in modo mirato è dunque un “laboratorio della mente” che precede o accompagna, e a volte segue, il “laboratorio delle mani”.
È necessario quindi che gli studenti imparino a osservare e compito del docente è insegnare come si osserva. È per questo che nel libro di testo “Orientamento Scienze” si è dato molto valore all’osservazione, sia proponendo metodologie attive, sia grazie alla presenza di strumenti innovativi, come gli esercizi di lettura dell’immagine che, a partire da schemi, fotografie e illustrazioni scientifiche, stimolano la discussione e il confronto tra diversi punti di vista.
La rubrica “Osserva l’immagine”, in particolare, supporta l’alunno nell’interpretazione degli elementi visivi, invitandolo a un’analisi dettagliata e a collegare le immagini con i concetti studiati. Le immagini possono essere infatti una vera e propria miniera di informazioni, utili per lo studio, il ripasso e il supporto durante l’esposizione. A tale scopo, in questa rubrica esse sono accompagnate da domande guida che aiutano gli studenti a cogliere dettagli, riconoscere relazioni, ipotizzare funzioni e fare confronti con esperienze pregresse o con altri modelli. L’analisi delle immagini diventa così un esercizio attivo di costruzione di significati che stimola il pensiero analitico, sviluppa il lessico specifico e rafforza la capacità di argomentare.
L’immagine che segue, ad esempio, presente nel paragrafo 5 dell’unità A9, fa riflettere sul principio di conservazione dell’energia, un principio fondamentale che riguarda tutte le trasformazioni dell’energia, sia spontanee sia prodotte dall’uomo con le macchine, che avvengono nel mondo che ci circonda. Essa fa riferimento a un’esperienza che molto probabilmente i ragazzi e le ragazze hanno già vissuto: l’andare su e giù in un carrello lungo i binari delle montagne russe.
Nella posizione 1 il carrello, messo in moto da una catena, arriva con una certa velocità e quindi con una energia cinetica, un concetto già definito nel paragrafo precedente dove, sempre riferendosi a un esempio concreto, ne è stato eseguito anche il calcolo. Il carrello non ha motore e sale alla posizione 2, situata alla sommità del percorso, unicamente perché l’energia cinetica iniziale si trasforma in energia potenziale, un concetto definito anch’esso nel paragrafo precedente dove, con un esempio, ne è stato eseguito il calcolo. I grafici che accompagnano l’immagine mettono bene in evidenza le trasformazioni dell’energia e l’aspetto fondamentale che in tali trasformazioni la somma di energia cinetica e potenziale resta costante. Le domande che accompagnano la lettura dell’immagine, infine, guidano ragazze e ragazze a riflettere e a fissare i concetti.
4. Riscoprire il disegno naturalistico
Tra le pratiche che rafforzano l’osservazione attenta e il pensiero scientifico rientra anche il disegno naturalistico. Questa attività, spesso sottovalutata, consente agli studenti di rallentare il ritmo dell’osservazione e di cogliere i dettagli morfologici e strutturali degli organismi viventi. Disegnare ciò che si osserva non è un esercizio artistico fine a sé stesso, bensì un potente strumento cognitivo per allenare lo sguardo scientifico, affinare la precisione descrittiva e costruire connessioni tra forma e funzione.
L’illustratrice naturalistica Elisabetta Mitrovic, introducendo l’Unità del libro sulla classificazione dei viventi e la biodiversità, afferma: “Con il mio taccuino, colori, matite e un buon cannocchiale per osservare gli animali più lontani, dipingo la meraviglia della natura. Disegnare allena il nostro spirito di osservazione e ci aiuta a riconoscere e distinguere le specie che abitano i nostri boschi o le nostre spiagge: ci aiuta a classificare i viventi. Non è un caso, infatti, se i manuali per riconoscere le specie sono ricchissimi di illustrazioni e disegni! Disegnare è questione di talento? Non solo: è questione soprattutto di esercizio. Il disegno nasce dall’osservazione: così come si allena l’occhio a riconoscere forme, colori, luci, così si allena la mano a disegnare.»
5. Dare spazio alla dimensione storica della scienza
Per un insegnamento attivo delle scienze, è infine fondamentale creare un ambiente dinamico e coinvolgente che valorizzi figure e momenti chiave della storia scientifica, permettendo agli studenti di ripercorrere il percorso di scoperta e di confronto che ha portato alla produzione della conoscenza. Un esempio emblematico è rappresentato dal dottor Semmelweis, la cui storia è riportata nella scheda STEM dell’Unità D5 sull’immunità. Il medico ungherese notò che nel reparto maternità dove i medici passavano direttamente dalle autopsie alle visite in sala parto, la mortalità per infezioni era notevolmente superiore a quella del reparto assistito da ostetriche e ipotizzò che la causa di tale differenza fossero i “materiali cadaverici” trasmessi dalle mani sporche. Introdusse così la pratica – per quei tempi rivoluzionaria – del lavaggio delle mani con una soluzione clorata, riducendo drasticamente le infezioni. Purtroppo, nonostante le prove scientifiche, la sua scoperta fu ignorata e addirittura derisa dalla comunità medica dell’epoca, e il riconoscimento del suo contributo avvenne solo dopo la sua morte.
Un approccio interdisciplinare, che integri aspetti storici, sperimentali e sociali, aiuta a comprendere come la scienza interagisca con la società e a stimolare in modo autentico il pensiero critico e la curiosità degli studenti.
Per approfondire
Alfano, Boccardi, De Masi, Forni, Orientamento Scienze, Fabbri Editori, 2025
Vincenzo Boccardi, Giulia Forni – WebinarPromuovere una metodologia attiva attraverso un libro di testo
Elisabetta Mitrovic – Reel