RIPENSANDO AL METODO INDUTTIVO

In margine alla lettura di L’allievo scienziato?

 

Graziella Fucci, Enrico Pappalettere

 

Mentre in altre sedi è in corso tra dubbi e difficoltà la revisione degli aspetti strutturali e contenutistici dei curricoli di Scienze, ci sembra utile proporre all’attenzione dei colleghi alcuni punti cruciali che riguardano la metodologia della scienza e della sua didattica.  Le considerazioni qui riportate sono nate da una collaborazione occasionale tra due insegnanti di scienze e una di filosofia che hanno letto e discusso insieme il libro L’allievo come scienziato? di Rosalind Driver (1) per farne una recensione per la rivista delle scuole sperimentali Sensate Esperienze (2).  Questa stimolante lettura ha promosso e accelerato una ricucitura più organica di spunti orecchiati su testi di teoria della didattica, o spesso accennati ma non completamente sviluppati nei nostri documenti di lavoro (relazioni, piani di lavoro, progetti sperimentali ecc.), e di elementi contraddittori presenti nella prassi del nostro insegnamento.  Ci sono voluti anni e tanta buona volontà per passare dalle scienze raccontate (come a noi erano state raccontate a scuola e perfino all’università) alle scienze insegnate servendosi del laboratorio come strumento sempre più centrale.  Anche dove le strutture non hanno reso possibile un concreto passaggio in questo senso, si sono comunque trasformati la mentalità degli insegnanti di scienze, i libri di testo, il modo di porre i problemi agli studenti.  In questa lodevole trasformazione si sono insinuati subdolamente due equivoci:

 

1) quello che l’osservazione correttamente eseguita sia garanzia perché abbiano automaticamente luogo le tappe successive della conoscenza scientifica (generalizzazione e teorizzazione);

2) quello di lasciar credere ai nostri allievi di stare effettuando una ricerca scientifica anziché imparando una disciplina scientifica.

 

Noi stessi, pur percependo queste contraddizioni anche a livello di linguaggio, siamo confusi sulla reale natura dei nostri procedimenti didattici: nella confusione passano certamente messaggi ambigui sulla natura del metodo scientifico e al suo interno, in particolare della osservazione.  Questo è particolarmente grave in quanto le scelte metodologiche non sono neutre rispetto agli altri aspetti dei curricoli (finalità, obbiettivi generali e specifici, contenuti) e, come il testo della Driver fa ritenere, esse possono essere correttamente operate solo partendo da una più approfondita conoscenza dei processi mentali coinvolti nell’apprendimento.  La lettura del libro richiama subito l’attenzione sul carattere schematico, rigido, semplificatorio a) della immagine della scienza che comunichiamo ai nostri allievi e b) delle procedure che mettiamo in atto in classe per promuovere l’apprendimento dei concetti scientifici.  Il punto b) costituisce il piano privilegiato del discorso dell’autrice (anche se risultano sempre molto evidenti le connessioni col punto a) e di questo dunque conviene occuparci in primo luogo vediamo che l’abbandono progressivo e non ancora generalizzato della didattica del “gesso e lavagna” si è tradotto in piani di lavoro i cui obiettivi generali possono essere ben semplificati dalla seguente formulazione (3):  La cattedra di scienze matematiche, fisiche, chimiche e naturali si propone di far acquisire all’allievo della scuola media il metodo scientifico, che si concretizza:

 

a) nell’esaminare fatti, situazioni e fenomeni;

b) riconoscere analogie e differenze;

c) registrare, ordinare e correlare i dati;

d) porsi problemi e prospettare soluzioni;

e) verificare le corrispondenze tra ipotesi e risultati sperimentali;

f) inquadrare in uno stesso schema logico questioni diverse.

 

Obiettivi di questo tipo, e dichiarati in questa sequenza, sono ormai consolidati nella comune teorizzazione didattica delle scienze e condivisi dalla maggioranza di quegli insegnanti che inseriscono nei propri curricoli quote rilevanti di attività di laboratorio.  Malgrado ciò non è improbabile che essi siano il frutto di un’accettazione acritica di coerenti presupposti teorici e che siano “passati” attraverso percorsi casuali come la formazione scolastica ricevuta e le proprie letture, corsi di aggiornamento di vario tipo e rapporti con esperienze di sperimentazione, contatti in genere fra colleghi e adozione di manuali particolarmente efficaci e seducenti.  In confronto al metodo “espositivo”, “centrato sull’insegnante”, “deduttivo” dell’insegnamento tradizionale, la pratica degli obiettivi su esposti può generare stimoli, divertimento intellettuale quando non una buona dose di entusiasmo che contribuisce a rafforzare una fiducia priva di contraddizioni nella bontà dei propri obiettivi.  Alcune riflessioni.  Colpisce intanto il taglio nell’insieme alquanto categorico di tutta l’enunciazione degli obiettivi: ciò che l’allievo acquisirà sarà il metodo scientifico, il quale si concretizza in quelle operazioni, scandite da quella successione che sembra essere insieme logica e cronologica.  L’espressione “... far acquisire all’allievo ... il metodo scientifico” appare alquanto ambigua.  Per attenersi al senso immediato essa significa:

1) alla fine del curricolo l’allievo sarà padrone del metodo scientifico come una scienziato, salvo l’età e la mancanza di un oggetto di ricerca.  

Oppure, indovinando il senso riposto, essa può voler dire:

2) alla fine del curricolo l’allievo avrà conquistato la conoscenza del modo in cui procede nella sua ricerca lo scienziato.

 

È molto probabile che il vero significato sia il secondo.  Ma nell’ambiguità rimangono non chiariti aspetti didatticamente assai influenti, e cioè se l’insegnamento sia il luogo in cui si svolge una “simulazione” e/o quello in cui si comunica come “funziona” la scienza.  In effetti i percorsi di lavoro didattici finiscono col proporre un’immagine artificiosa e ipersemplificata della indagine scientifica reale.  Inoltre “come i più recenti studi della storia della scienza e della epistemologia hanno ampiamente mostrato nulla è più indefinibile del metodo scientifico.  Non c’è un solo metodo ... o un solo linguaggio della scienza, nemmeno per una singola disciplina; la nascita di un programma di ricerca, la scelta delle ipotesi fondamentali, la determinazione dei problemi da risolvere con l’indagine teorica e sperimentale ha componenti complesse e comunque variabili”. (4)

 

Un ulteriore aspetto di pericolosa ambiguità (linguistica, se non altro) sta nel fatto che gli studenti di scuola secondaria “non devono essere portati a credere che stanno eseguendo un’indagine scientifica quando di fatto stanno imparando la conoscenza di una particolare disciplina”. (5)  Forse si comincia ad avvertire la sterilità di una litania di obiettivi prescrittiva come una ricetta e di conseguenza il bisogno di una formulazione che tenga in maggior conto gli elementi del dibattito più che decennale sui modi in cui la scienza viene effettivamente costruita, da un lato, e su come questi influenzino l’insegnamento-apprendimento dei concetti scientifici dall’altro.  Un altro aspetto sul quale è interessante riflettere è proprio l’ordine con cui sono citate le operazioni in cui si concretizza il metodo scientifico.  Esso è rinvenibile in pressoché tutti i manuali scolastici fino al livello universitario, e nelle premesse metodologiche generali ai piani di lavoro annuali, laddove l’insegnante sia tenuto a farlo (per esempio nelle scuole sperimentali) senza cavarsela con il solo riferimento ai contenuti.  Nella universalità di questa diffusione s’intravede il peso dell’abitudine, ma da essa traspare anche qualcosa di più: una immagine consolidata e univoca del processo che porta dal senso comune alla conoscenza scientifica.  Quali idee presuppone questa successione?

 

La prima è che si proceda nell’apprendimento dal semplice al complesso.  È un’idea “naturale”, si direbbe di buon senso, che non suscita particolari problemi e interrogativi.

La seconda, anche se spesso non viene detto esplicitamente, è che sia il cosiddetto “metodo induttivo” ad operare il passaggio dai “fatti osservati” a livelli più generali e teorici di conoscenza.

La terza, logicamente conseguente alla seconda, è che l’allievo sia una “tabula rasa” rispetto ai fenomeni che si trova ad osservare e a interpretare.

 

Forse non si sbaglia granché se si afferma che nella testa di molti di noi, insegnanti di scienze, l’immagine della costruzione del pensiero scientifico sia proprio così, lineare, asettica e pacifica, almeno nella versione scolastica.  È interessante in proposito, ricordare con quale facilità sia capitato a molti di noi di proporre nei piani di lavoro un “dosaggio del metodo”, consistente nell’accentuare il peso del metodo induttivo nelle classi inferiori e slittare poi sempre più verso quello “ipotetico deduttivo” nelle classi superiori, possedendo di questi concetti una consapevolezza molto schematica e dogmatica.  In realtà come spiega R. Driver, le cose sono complesse fin dall’inizio, da quel momento più “semplice” che sono osservazioni.  La mente dell’allievo è piena, di esperienze trascorse, messaggi sedimentati, archetipi inconsapevoli, che “caricano di teoria” le sue osservazioni, rendendolo ad esempio cieco di fronte a ciò che pure dovrebbe “vedere”, e facendogli sottolineare aspetti marginali o secondari.  Chi di noi non ha fatto più volte esperienza di questa realtà nel lavoro di laboratorio, durante i primi approcci dei ragazzi alle osservazioni al microscopio?  Queste idee preesistenti negli allievi, o strutture alternative (secondo la definizione che ne dà la Driver) ai concetti ortodossi sono quasi sempre negate, ignorate dalla pratica didattica, svalutate come curiosità o bizzarrie.

 

Si è autorizzati a dedurre questo misconoscimento dell’assenza di qualsiasi riferimento operativo, nei piani di lavoro, a conoscenze, immagini, schemi interpretativi giù presenti negli alunni.  I cosiddetti “test d’ingresso” sono intesi comunemente come tecniche per accertare l’esistenza di conoscenze e/o abilità di tipo logico formale (ossia, di nozioni e di forme del pensiero in senso piagettiano, che prescindono dagli specifici contenuti ideali che esse organizzano); ma non sono modulati per fare emergere il modo con cui il ragazzo spiegherebbe, osserverebbe e ragionerebbe di fronte alle situazioni nuove a cui sta per essere avvicinato, prima che ne riceva l’insegnamento relativo.  Un test di tal genere, del resto, non potrebbe essere solo uno, quello iniziale, ma dovrebbe ripetersi a ogni stadio del nuovo programma, e non essere poi nemmeno un test, quando piuttosto un modo diverso di avviare e condurre il rapporto didattico, la lezione almeno nel biennio.  Per riassumere, si può dire che qualunque insegnante ha fatto esperienza, una volta o l’altra, di idee dei suoi ragazzi definibili come più o meno strane o buffe o bizzarre, dotate di una propria logica evidente o meno, ma tutte comunque non catalogabili all’interno degli schemi interpretativi della conoscenza ortodossa.  Nel suo “preconscio” egli sa bene che esse esistono, e che l’allievo non somiglia molto a quel neutro e addestrabile recettore che emerge in controluce della sequenza degli obiettivi generali.  Esse però semplicemente non costituiscono oggetto dell’interesse e della pratica didattica del docente: esse fanno parte del senso comune, cioè di un mondo di idee senza archivio e senza storia, da sostituire il più presto possibile.

 

Si capisce allora che dietro a quella successione di obiettivi c’è una quarta idea: che il residuo di senso comune non sia significativo, almeno non in senso positivo, rispetto al modo di funzionare dei processi di apprendimento; non pone cioè problemi didattici e concettuali di raccordo, di confronto, di conflitto costruttivo con il mondo delle conoscenze scientifiche.  Per dirla tutta in altri termini, non ci si pone affatto un problema che è centrale per la ricerca educativa degli ultimi anni, vale a dire il rapporto tra senso comune e conoscenza scientifica (ortodossa) e se esso sia di natura conflittuale, o di sostanziale continuità, o nessuna delle due cose.  Ma torniamo alla logica implicita nell’ordine dato alle operazioni “tipiche” del metodo scientifico, e in particolare all’idea che si vada dal semplice al complesso.  L’illusorietà di questa convinzione sta proprio nel fatto che non solo la testa dell’allievo non è una tabula rasa, ma che comunque l’apprendimento è il risultato non scontato di un confronto, di un conflitto possibile e di un accomodamento finale tra strutture conoscitive preesistenti e contenuti a strutture nuovi.  “Esso è ormai noto in letteratura come tecnica del “conflitto cognitivo” e consiste ... nel fare esplicitare agli alunni le loro concezioni relativamente a una fenomenologia – in particolare chiedendo loro di prevedere l’andamento di un fenomeno – e poi nel far compiere loro delle esperienze o degli esperimenti che smentiscano tali previsioni, e nel cercare di spiegare insieme la divergenza e di raggiungere interpretazioni adeguate.  Perciò la discussione collettiva (di classe o di gruppi minori ...) è generalmente ritenuta una componente essenziale ...”

 

L’apprendimento è perciò fin dall’inizio un processo complesso, dove da subito “si pongono problemi e si prospettano soluzioni”.  Questo è il punto d) della sequenza di tappe in cui si articola “il” metodo scientifico.  Dalla sua posizione si evince (se non altro per effetto di un condizionamento percettivo e linguistico) che “i problemi e le soluzioni si pongano e si prospettino solo dopo aver osservato, raccolto dati, catalogato, misurato ecc.  Ma l’osservazione non consiste in una registrazione passiva di un fenomeno come se si trattasse di un’immagine che viene prodotta da una macchina fotografica.  Si tratta invece di un processo attivo col quale l’osservatore controlla le proprie percezioni confrontandole con le proprie aspettative (Driver).  Ebbene, sono queste aspettative, così tenaci e resistenti all’eliminazione, a far confondere osservazioni e interpretazioni, a impedire ai ragazzi di registrare accuratamente quel che vedono: si legge così nelle loro relazioni che il moto browniano osservato al microscopio è la conseguenza degli urti fra le particelle macroscopiche, nonostante sia visibilissimo il moto casuale di queste ultime senza che si urtino tra di loro; oppure si trova nei disegni di insetti osservati da allievi diversi dove 7, dove 8, dove 10 zampe, oppure più accurati schizzi delle monotone immagini prodotte dalle bolle d’aria intrappolate nel vetrino che non quelle delle multiformi strutture cellulari.  Leggendo il libro della Driver viene da pensare che queste situazioni, molto comuni e conosciute da chi fa il nostro mestiere, siano in realtà molto più ricche di indicazioni preziose sui processi di apprendimento di quanto siamo stati finora capaci e disposti ad ammettere.

 

È evidente che l’osservazione pura, oggettiva è un’invenzione; che essa è fortemente condizionata dagli schemi rappresentativi del ragazzo, mutuati da fonti stratificate come precedenti esperienze, insegnamento già ricevuto, ambiente sociale e culturale ecc.; è evidente infine che gli schemi funzionano da subito come “modelli” interpretativi in atto.  Eppure, di fronte all’importanza di un loro recupero, mancano un interesse ed uno sforzo attivo per raccogliere e analizzare questi modelli alternativi.  Non ci fermiamo a riflettere su quanto sia artificiosa e fuorviante la litania delle tappe operative del metodo scientifico, dal momento che il processo costruttivo della conoscenza scientifica, il quale può semmai essere più realisticamente rappresentato da un circolo, viene indebitamente “linearizzato” nella procedura induttivista, che va dalle osservazioni alle ipotesi all’esperimento di validazione.  Se la scienza non procede compiendo delle generalizzazioni dei dati, ma il suo progresso si realizza quando una teoria entra in competizione con una nuova teoria per interpretare i dati (cosa ben diversa da quello che è stato definito “il metodo scientifico”), allora l’insegnamento devo proporsi di illustrare questo modo di procedere il più fedelmente possibile.  È necessario perciò, nell’insegnamento, “porre l’accento sulla competizione tra sistemi concettuali”.  La proposta della Driver è allora quella di avvalersi proprio delle “strutture alternative” già presenti negli allievi per imbastire una significativa esperienza di “simulazione” del modo di procedere della scienza e della sua natura pluralistica (nel senso di un pluralismo di modelli in competizione).  

 

Ai ragazzi deve essere data l’opportunità di misurare con la realtà (esperimenti, osservazioni guidate dei fenomeni) i loro schemi interpretativi.  Se queste “strutture causali” vengono in vario modo negate, viene a mancare la molla che li porta a formulare ipotesi, in consonanza con il pensiero ipotetico-deduttivo, e a scegliere situazioni sperimentali adatte a verificare quelle ipotesi.  Le ipotesi poi, nascono dalla sorpresa, dalla novità rappresentata da fenomeni che i ragazzi si aspettano invece in modo conforme ai propri schemi causali.  Se non scatta questa “molla” nel ragazzo non nasce in lui nessuna vera indagine, e quindi la simulazione stessa perde la sua efficacia formativa.  L’apprendimento dell’alunno sarà con maggiore probabilità del tipo che viene di solito qualificato come nozionistico, formale, incapace di applicazioni in situazioni diverse da quelle già incontrate.  Il contesto (conoscenza della lingua, valutazione di quello che l’insegnante intende ricavata dal suo comportamento non linguistico ecc.) i contenuti, la consuetudine con le idee implicate, il significato anche pratico dei problemi affrontati dagli allievi si sono dimostrati fattori importanti, per taluni di essi cruciali, nel condizionare il loro ragionamento, la loro capacità di superare i propri schemi causali realizzando l’accomodamento concettuale.  Del resto anche negli adulti è ormai accertata l’importanza del contesto perché, pur avendo raggiunto in un settore specifico capacità di ragionamento logico-formale, essi possono facilmente “regredire” a modalità antecedenti nel senso piagettiano, se vengono cimentati con problemi con cui hanno scarsa consuetudine.  L’impostazione delineata fino a questo punto comporta per l’autrice delle conseguenze sulla organizzazione generale del curricolo di scienze.  In sintesi occorre:

 

1) Ripensare criticamente la forte accentuazione prodottasi negli ultimi anni, delle attività pratiche (vedi i vari projects e derivati), viste come verifica, esemplificazione, facilitazione all’apprendimento delle teorie scientifiche.  Una loro grande quantità moltiplica i rischi di una frattura con le teorie dei ragazzi e quindi con la possibilità stessa che essi diano senso alle esperienze e le colleghino alla teoria insegnata.  Le attività pratiche, inoltre, dovrebbero essere più attentamente selezionate, in relazione al contenuto, alla rilevanza nella vita pratica, all’interesse quotidiano.

 

2) Recuperare con maggiore coerenza la posizione dello psicologo Jerome Bruner il quale sostiene “la necessità che il programma di ogni disciplina sia finalizzato alla comprensione, la più approfondita possibile, dei principi che costituiscono la struttura della disciplina stessa.  L’insegnamento di problemi o di abilità specifiche, disgiunto dalla chiarificazione del loro contesto nella più vasta struttura fondamentale di un campo di conoscenza, è antiproducente in molti e profondi sensi” (6).  La maggiore coerenza auspicata dalla Driver va intesa in rapporto al fatto che, se da un lato gran parte della elaborazione del curricolo di scienze negli ultimi 20 anni ha manifestato questo interesse per la struttura, “paradorsalmente” si è abbinato ciò a uno spostamento sul piano pedagogico verso una maggiore quantità di attività pratica (vedi il punto 1)

 

3) Riesaminare criticamente i vari livelli di approfondimento ai quali s’intende proporre le teorie scientifiche ai diversi livelli di scolarità e/o ai ragazzi che “trovano difficoltà a capire le idee teoretiche della scienza”.  Non si deve temere di “scendere” a livelli forti di semplificazione (per esempio, rinunciando in certi casi al modello cinetico-molecolare in favore perfino del calorico) solo perché poi andranno “disappresi”: intanto perché a) è positivo e formativo ribadire la funzione esplicativa dei modelli e delle idee in generale, e poi perché b) ciò che importa davvero è per conseguenza, che i ragazzi capiscano e non credono.

 

4) Ripensare il lavoro in laboratorio, fino a concepirlo come preziosa fonte di sistemi concettuali, di vere e proprie teorie alternative a quelle ortodosse; e perciò occasione per favorire una competizione tra le teorie alternative prodotte dai ragazzi, senza dover ricorrere alla letteratura della storia della scienza, allo scopo di illustrare la natura pluralistica.

 

D’altra parte, senza questa esperienza della competizione, sfuggirà all’allievo una peculiarità fondamentale del modo di procedere della scienza; il resto infatti, il metodo ipotetico-deduttivo e l’osservazione attenta dei fenomeni, le abilità favorite dalle esercitazioni sperimentali “riguardano il meccanico, l’elettricista o il sarto non meno dello scienziato”.  Per dare spazio a questi momenti di produzione, confronto, competizione e verifica (che rafforzano – e non va trascurato – il senso di creatività e la fiducia in se stessi) occorre tempo e pertanto, probabilmente, un taglio, una riduzione della quantità dei contenuti.  Sembra altresì riconosciuto dagli studiosi del linguaggio che la funzione di quest’ultimo nell’apprendimento delle scienze si riveli particolarmente positiva nell’ambito di una discussione tra pari, ossia durante il confronto di idee in classe per spiegare fenomeni osservati durante esperienze mirate e guidate.  L’analisi di questo testo, di cui consigliano la lettura, potrebbe avere immediati risvolti operativi:

 

1) riesaminare sia i piani di lavoro individuali che le proposte di rinnovamento dei curricoli del biennio alla luce della logica complessiva del discorso dell’Autrice, facendo uno sforzo reale di riorientamento concettuale contro l’ovvio condizionamento delle proprie abitudini;

 

2) avviare una vera e propria raccolta di “preconcezioni”, in particolare nel campo della biologia tuttora quasi inesplorato a differenza di quello della fisica, da cui la Driver trae la maggior parte dei suoi esempi.  Fonte insostituibile di questo materiale ci pare siano le relazioni individuali degli studenti e le discussioni collettive nell’ambito dell’attività didattica e in particolare di quella di laboratorio.  La documentazione così acquisita potrebbe trovare ospitalità nelle colonne di Naturalmente e rappresenterebbe un materiale sicuramente originale su cui basare in un prossimo futuro le nostre categorie didattiche.

 

Bibliografìa

1. R. Driver, L’allievo come scienziato? La formazione dei concetti scientifici nei preadolescenti, Zanichelli, 1982.

2. Sensate Esperienze, n. 4, ottobre 1988, pag. 22.

3. Brano tratto dalle premesse ai nuovi programmi di Matematica e Osservazioni scientifiche della S.M.I.

4. A. Tongiorgi, in Insegnamenti scientifici e ricerca didattica, La nuova Italia 1982, pag. 128-129.

5. Matilde Vincentini Missoni, in Insegnamenti scientifici e ricerca didattica, pag. 93.

6. J.S. Bruner, Dopo Dewey. Il processo di apprendimento nelle due culture, Armando, Roma, 1964.

 

 

Pubblicato originariamente su Naturalmente, 1989, 2 (3), 10-13.