L’INSEGNAMENTO DELLE SCIENZE IN EUROPA

 

Liberato Cardellini

Università Politecnica delle Marche

libero@univpm.it

 

La formazione degli insegnanti di scienze in Europa

In Europa la preparazione dei futuri insegnanti di scienze avviene principalmente attraverso centri specializzati (Dipartimenti di didattica della Fisica, della Chimica, della Biologia e della Matematica). Esistono due centri specifici per la didatica delle scienze: quello all’università di Glasgow (UK) e il prestigioso IPN (Institute for the Pedagogy of the Natural Sciences) all’università di Kiel (Germania).

Il compito di ciascun dipartimento è quello di fornire la conoscenza didattica (metodologica) per l’insegnamento della particolare disciplina. Gli studenti futuri insegnanti seguono lezioni a livello universitario sulle metodologie delle discipline impartite da esperti. Ad esempio il Dipartimento di Didattica della Chimica di Ljubliana (Slovenia) fornisce i seguenti corsi: Metodologia di Chimica Organica, Metodologia di Didattica della Chimica I e Metodologia di Didattica della Chimica II, Dimostrazione di Esperimenti I e Dimostrazione di Esperimenti II. Il Dipartimento collabora con scuole elementari e secondarie e segue gli studenti (futuri insegnanti) in aula quando vanno ad acquisire esperienze pratiche di insegnamento. Un’altro importante compito di questi Dipartimenti è di condurre ricerca educativa e la maggior parte dei dipartimenti offrono dottorati nella materia di loro competenza.

Una formazione più generale alla didattica delle scienze viene offerta dalle Facoltà di Didattica. Svolgono la formazione universitaria per futuri insegnanti al primo livello dell’educazione scientifica (scuola elementare) in accordo col programma di scienze. La formazione degli insegnanti per le scuole secondarie e terziarie avviene in modo separato attraverso i Dipartimenti specifici.

 

In Polonia la preparazione degli insegnanti viene svolta dalle 42 Facoltà di Scienze, attraverso 51 dipartimenti di metodologia della didattica in biologia, chimica, fisica, scienze della terra. La preparazione in matematica viene svolta al di fuori dei dipartimenti di didattica delle scienze. I dipartimenti fanno parte delle rispettive materie; ad esempio il Dipartimento di Didattica della Chimica è parte della Facoltà di Chimica della Jagiellonian University. Naturalmente esistono appositi dipartimenti nelle università “pedagogiche” (sono sempre previsti 5 anni di studi) e inoltre vi sono 19 centri per la preparazione di insegnanti di altre materie non di scienze, e per la formazione continua degli insegnanti attraversi corsi brevi. Escludendo la matematica, nel lavoro di formazione di insegnanti di scienze sono coinvolte oltre 200 persone.

 

Da molto tempo nel resto dell’Europa ci si è resi conto che, in modo analogo a buoni meccanici o buoni chirurghi, buoni insegnanti si diventa e per questo è necessaria una preparazione specifica e ci sono segnali che dimostrano il cambiamento di atteggiamento: in Inghilterra la valutazione governativa dei professori universitari poggia sulle due colonne; ricerca e insegnamento.

I dipartimenti universitari che risultano deficienti in queste due attività sono privati dei fondi o vengono perfino chiusi. Per tutti i nuovi insegnanti universitari è ora obbligatorio seguire dei corsi di addestramento nell'insegnamento e gli insegnanti in ruolo sono sollecitati a seguire questo addestramento volontariamente. In alcune università è possibile diventare professore associato sulla base di titoli didattici. E questo non è esagerato: se vogliamo essere insegnanti professionisti di chimica, dobbiamo essere professionali sia come chimici che come insegnanti.

 

La scuola filandese per laureati in didattica della matematica, fisica e chimica

Fondata nel 1995 con quattro posti di ricercatore a tempo pieno, conta sulla partecipazione di 7 università per un totale di 23 dipartimenti. Lo scopo della scuola per laureati è di creare una solida preparazione basata sulla ricerca per lo sviluppo continuo della didattica della matematica, fisica e chimica sia per la scuola secondaria che per l’università. Questo scopo viene raggiunto facendo incontrare le prospettive fornite dalla pedagogia con quelle della materia specifica attraverso la ricerca. Caratteristiche di questa scuola sono:

– Attività interdisciplinari (multidisciplinari);

– Ricerca di natura teorica, empirica e applicata;

– La ricerca combina le prospettive del contenuto e quelle metodologiche della didattica, della matematica e delle scienze.

– La ricerca viene finalizzata allo sviluppo strutturale, metodologico e correlato al contenuto dell’insegnamento scientifico dal lato didattico.

 

Organizzazione

La scuola per laureati fornisce due titoli: licenza e dottorato. Gli studenti possono seguire i corsi nei Dipartimenti di Matematica, di Fisica, di Chimica, di Teacher Education in qualunque delle università partecipanti: Università di Helsinki, Università di Joensuu, Åbo Akademy University, Università di Jyväskylä, Università di Oulu, Università di Lapland, Università di Turku.

 

Università

Studenti

A tempo pieno

Università di Helsinki

48

4

Università di Joensuu

16

4

Åbo Akademy University

9

1

Università di Jyväskylä

25

6

Università di Oulu

7

1

Università di Lapland

3

Università di Turku

4

 

Nell’agosto 2000, la situazione era la seguente: 112 studenti in totale (16 studenti ricercatori a tempo pieno e 96 part-time) seguiti da 57 supervisori; 10 posti da ricercatore a tempo pieno erano finanziati dal Ministero dell’Educazione, 6 dalle università o dalle fondazioni. Nel 1999 sono state prodotte 37 pubblicazioni, 6 studenti hanno conseguito il dottorato mentre 15 hanno conseguito la licenza.

La suola segue alcune regole:

– Lo studente deve avere la qualifica di insegnante, guadagnarsi il diritto di proseguire gli studi dopo la laurea in una delle università partecipanti, che avrà poi la responsabilità principale per gli studi.

– Per ogni studente laureato le università nominano due supervisori, uno esperto nel settore scientifico e l’altro esperto nella didattica.

– Allo studente laureato in didattica vengono richiesti studi in matematica, fisica o chimica; studi in didattica sono invece richiesti agli studenti laureati in matematica, fisica o chimica.

– L’ammissione al programma di post-laurea richiede la disponibilità a svolgere studi avanzati nelle discipline e un piano di studio personale per conseguire la licenza o il dottorato.

– Particolare importanza viene data all’adeguatezza degli studi metodologici nel campo della didattica.

 

Il Center for Science Education all’Università di Glasgow

Sviluppato negli anni ’70 dal lavoro del Professor Alex H. Johnstone (lauree in chimica e psicologia), insegnante di chimica nella scuola superiore quando ha incominciato ad esaminare la natura dei problemi connessi all’apprendimento della chimica. Vennero fatti importanti tentativi basati su strategie empiriche per diminuire le difficoltà degli studenti nell’apprendimento e da questi tentativi sono emersi dei modelli che hanno permesso di razionalizzare i molti dati empirici. Nel 1994 il Prof. Johnstone ha avuto l’incarico di formare il Teaching and Learning Service, come servizio didattico per tutti i dipartimenti dell’università. Il centro conta sull’apporto di otto docenti di varie discipline ed ha due scopi principali;

– formare i nuovi docenti universitari. Questa formazione nelle teorie didattiche è fortemente basata sulla ricerca e sulle pratiche pedagogiche;

– proporre e supportare innovazioni didattiche in tutti i dipartimenti, fornendo consigli, competenze e favorendo scambi di esperienze tra i dipartimenti.

Per la credibilità internazionalmente conquistata il centro attrae numerosi studenti; al momento vi lavorano 16 laureati, 15 dei quali a tempo pieno, che svolgono ricerche nell’insegnamento e nell’apprendimento delle scienze a tutti i livelli, dalla scuola elementare all’istruzione superiore post-laurea, per il conseguimento del dottorato e del master.

Il centro ha prodotto un grande numero di pubblicazioni in ogni aspetto dell’educazione scientifica: stili di apprendimento, valutazione; problem solving; sviluppo di interessi specifici; modelli di apprendimento; concezioni scientifiche difformi; lavoro di laboratorio; tutoraggio.

 

Il Knowledge Media Research Center (KMRC) di Tübingen, Germania

Il KMRC in Tübingen (www.iwm-kmrc.de) è un centro innovatore di ricerca per l'indagine sull’acquisizione di dati conoscitivi e sullo scambio di conoscenze con i nuovi mezzi educativi e di comunicazione. Il centro è stato formato nella primavera del 2001, può contare su una quarantina di ricercatori ed è membro del "Leibniz Society of Science" (WGL).

Da un lato, la ricerca al KMRC è focalizzata sull’apprendimento individuale multimediale e ipermediale. In questo campo, soggetti di ricerca sono le problematiche del controllo dell'apprendimento, le strategie adattative dell'utente, l’apprendimento attraverso la visualizzazione, la progettazione di ambienti di apprendimento multimediale e il sostegno della competenza degli allievi nell’uso di tali ambienti. D'altra parte, il KMRC ha un grande interesse per gli scenari di apprendimento in collaborazione e sulla comunicazione basata su Internet.

 

Principii guida per la ricerca:

interdisciplinarità: KMRC utilizza il metodo interdisciplinare ed integra le prospettive della scienza conoscitiva e della scienza educativa con le nuove tecnologie.

combinazione tra ricerca di base ed applicata: La strategia di ricerca al KMRC comprende la ricerca di base sull'apprendimento che utilizza i media come pure ricerche applicate su come implementare e valutare l’apprendimento basato sui media nelle aree principali del sistema educativo (scuola, università e formazione continua).

collaborazione e partecipazione internazionale: KMRC stabilisce le collaborazioni nazionali ed internazionali con altri centri di ricerca. È strettamente associato con il Department of Applied Cognitive Psychology and Media Psychology at the University of Tübingen.

controllo della qualità: Vari controlli interni (per esempio, politica delle pubblicazionie, controllo delle attività di ricerca correnti) ed esterni (comitato scientifico consultivo) sono utilizzati per assicurare ed aumentare la qualità della ricerca al KMRC.

 

Finanziamento e organizzazione della ricerca

I progetti di ricerca eseguiti nel KMRC sono finanziati dal Deutsche Forschungsgemeinschaft (Fondazione scientifica Tedesca, DFG), dal Ministero per la formazione e la scienza (BMBF) ed altre agenzie di finanziamento come pure da partner industriali.

Le attività a KMRC sono organizzate in tre unità ricerca, nelle aree dell’acquisizione e nello scambio di conoscenza con i nuovi mezzi: Apprendimento con multimedia e ipermedia; Apprendimento con telemedia; Progetto ed implementazione di ambienti di apprendimento basati sui media. 15 studenti laureati dalle università di Tübingen, Freiburg, Saarbruecken, Heidelberg e Muenster – insieme ai loro supervisori – attualmente partecipano al programma di PhD virtuale "Knowledge Acquisition and Knowledge Exchange with New Media "(VGK).

 

L’IPN (Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften), università di Kiel

La missione di questo Istituto per la Didattica delle Scienze è si sviluppare e promuovere la didattica delle scienze attraverso la ricerca. Il lavoro di ricerca è focalizzato sulle domande che riguardano l’insegnamento e l’apprendimento delle scienze. All’IPN, gruppi di scienziati, esperti nella didattica delle scienze, pedagoghi e psicologi lavorano insieme. Forte di 132 ricercatori che afferiscono a sei dipartimenti: Scienze Educative (28 ricercatori); Didattica della Biologia (35); Didattica della Chimica (26); Didattica della Fisica (20); Metodologia della Ricerca (6); Direzione e Amministrazione (17).

Le maggiori aree di ricerca comprendono: Scopi e prospettive della didattica delle scienze; Modelli per insegnare e apprendere le scienze; Concetti innovativi per la didattica delle scienze; Nuovi media; Monitoring della didattica e metodologie per la ricerca; Miglioramento della qualità nella didattica delle scienze; Servizi. Al momento sono attivi 20 importanti progetti di ricerca.

 

Questi centri per la ricerca in didattica sono molto attivi e sono presenti con comunicazioni in tutte le conferenze specifiche; all’EARLI di Padova ricercatori del KMRC hanno presentato olre 20 comunicazioni scientifiche e organizzato numerosi simposi.

 

The Open University

L’Open University (O U) è la più grande università inglese, con oltre 200.000 studenti e clienti e serve il 22% di tutti gli studenti part-time dell’educazione superiore. Puntano molto nella qualità dell’istruzione; delle 23 materie valutate dall’Agenzia per la certificazione della qualità, 17 sono state valutate come ‘eccellenti’. Ad esempio più di 2000 studenti studiano chimica o corsi di chimica ogni anno; il Dipartimento di Chimica è stato valutato come ‘eccellente’ ed è stato uno dei 12 dipartimenti tra i 72 valutati a raggiungere questo standard. I corsi sono disponibili in tutta Europa e 26.000 studenti resiedono al di fuori dell’UK. Pur non essendo richiesto un titolo di studio di scuola superiore (circa un terzo degli iscritti ha un titolo di studio inferiore), circa il 70% degli studenti ogni anno completano i loro corsi. La grande maggioranza degli studenti sono studenti-lavoratori e piu’ di 150.000 studiano on-line.

L’O U opera utilizzando molti tutor part-time: specialisti in genere impiegati a tempo pieno in altre università. Nel campo delle scienze operano avendo quattro direttori responsabili, biologia, chimica e scienze ambientali, fisica, matematica. Gran parte dello sforzo educativo della O U è rivolto alla formazione dei tutor attraverso seminari e workshop. Allo scopo hanno sviluppato una serie di 'Teaching toolkits', accessibili in rete.

 

LTSN (Learning & Teaching Support Network) all’Univeristy of Hull

Questo centro è finanziato dall’Higher Education Funding Councils of England and Wales, dallo Scottish Higher Education Funding Council, dal Department of Education Northern Ireland ed è supportato dallle università di Hull, Liverpool, Surrey e Leeds. Scopo di questo centro è di produrre materiale utile per supportare gli insegnanti e migliorare l’insegnamento delle scienze fisiche nell’istruzione superiore in UK

 

Da questi cenni sommari si percepisce la grande importanza che viene attribuita all’insegnamento e soprattutto all’apprendimento delle scienze in Europa. E ci si dovrebbe stupire se fosse altrimenti. Come è stato notato dal presidente della Carnegie Corporation di New York (e presidente della Brown University dal 1988 al 1997), “For more than two centuries, America’s colleges and universities have been the backbone of the country’s progress.” (V. Gregorian, The Secret of Our Success, Newsweek, September 15, 2003, p. 58.)

 

E qui si giunge ad un problema serio: la ricerca ha accumulato molta conoscenza su come si dovrebbe insegnare, ma nella pratica i suggerimenti della teoria vengono utilizzati molto poco. Possiamo forse chiederci quali aspetti del nostro insegnamento delle scienze possiamo svolgere in modo maggiormente significativo per la formazione del pensiero scientifico nei nostri studenti e quali metodi, che la ricerca internazionale ha validato come efficaci, è bene usare nella didattica delle scienze.

Verrà fatto cenno al problem solving, al cooperative learning e all’uso delle mappe concettuali. Segue una breve lista di pubblicazioni che ho trovato utili per migliorare il mio insegnamento.

 

R. J. Stemberg, Stili di pensiero. Differenze individuali nell’apprendimento e nella soluzione di problemi, Edizioni Erickson: Trento, 1997

R. M. Felder, L. K. Silverman, Learning and Teaching Styles in Engineering Education, Engineering Education, 1988, 78 (7), 674.

I. Briggs Myers, Myers-Briggs Type Indicator, O. S. Organizzazioni Speciali: Firenze, 1991.

J. B. Baron, R. J. Stemberg, Teaching Thinking Styles: Theory and Practice, W. H. Freeman: New York, 1987.

N. Entwistle, Styles of Learning and Teaching, David Fulton Publishers: London, 1992.

S. Tobias, Revitalizing Undergraduate Science. Why Some Things Work and Most Don’t, Research Corporation: Tucson, TX, 1992.

J. Elliott, Action Research for Educational Change, Open University Press, Milton Keynes, 1998.

D. W. Johnson, R. T. Johnson, K. A. Smith, Active Learning: Cooperation in the College Classroom, International Book Company: Edina, Mn, 1991.

R. E. Slavin, Cooperative Learning. Theory, Research, and Practice, 2nd Ed., Allyn and Bacon: Needham Heights, MA, 1995.

B. J. Millis, P. G. Cottell, Jr., Cooperative Learning for Higher Education Faculty, Oryx Press: Phoenix, AZ, 1998.

R. White, R. Gunstone, Probing Understanding, The Falmer Press: London, 1992.

M. Levine, Effective Problem Solving, Prentice Hall: Englewood Cliffs, NJ, 1994.

J. Novak, L’apprendimento significativo. Le mappe concettuali per creare e usare la conoscenza, Erikson: Trento, 2001

 

Relazione presentata al Convegno: L’insegnamento delle scienze sperimentali nella scuola italiana e in Europa, Padova 30 settembre 2003.