QUANDO L’APPRENDIMENTO PUO’ DIRSI SIGNIFICATIVO?

 

Paolo Mirone

Dipartimento di Chimica, Università di Modena e Reggio Emilia

mirone@unimo.it

 

Nella letteratura sulla didattica delle scienze si incontra di frequente il termine "apprendimento significativo" ("meaningful learning" nelle pubblicazioni in lingua inglese).  Si tratta indubbiamente di un termine importante, in quanto designa lo scopo finale a cui dovrebbero tendere gli sforzi di ogni insegnante responsabile.  Ma esso viene usato come se il suo significato fosse ovvio, ed è difficile trovarne non diciamo una definizione operativa, ma almeno qualche indicazione su che cosa s'intenda per "significativo".

Ovviamente non può considerarsi significativo un apprendimento puramente mnemonico, come quello che mette in grado di ripetere ciò che si è letto sulle dispense o di applicare meccanicamente semplici algoritmi (per esempio la regola della croce).  Ma, come hanno mostrato numerose ricerche degli ultimi 15 anni, anche la capacità di risolvere problemi numerici non sempre è il segnale di una piena padronanza concettuale dell’argomento da parte dello studente; anzi, spesso tale padronanza manca del tutto perché lo stesso studente si dimostra incapace di rispondere a quesiti concettuali relativi al medesimo argomento.

Personalmente ritengo che, almeno nell'ambito delle scienze esatte, si possa considerare operativamente significativo l'apprendimento di quegli studenti che hanno raggiunto la capacità di applicare quanto hanno appreso a situazioni nuove, cioè differenti da quelle incontrate nell'insegnamento, oppure simili a situazioni già incontrate ma considerate da un nuovo punto di vista.  L'esperienza quotidiana offre molte situazioni che possono dare lo spunto per formulare quesiti atti a verificare se la comprensione di importanti leggi fisiche e chimiche ha raggiunto un livello significativo.

Illustrerò questo punto presentando i risultati di un quesito proposto a studenti universitari di chimica all’inizio dell’anno accademico seguente a quello in cui avevano frequentato il corso di Chimica Fisica I nel quale era stata trattata la termodinamica.  Il quesito faceva parte di un questionario che mirava a valutare in quale misura fosse significativo l’apprendimento raggiunto dagli studenti in tale disciplina [1].  Il suo testo era: "Due becher A e B, contenenti soluzioni acquose di saccarosio rispettivamente di 5 g in 50 mL e di 5 g in 100 mL, vengono posti sotto una campana di vetro.  Quali saranno i volumi delle due soluzioni quando si sarà raggiunto l'equilibrio?"

Il quesito riguarda un tipo di equilibrio tra soluzioni che, non avendo applicazioni di qualche interesse, di solito non viene trattato nei corsi di termodinamica, ma che è analogo all'equilibrio osmotico e all'equilibrio che si stabilisce in una cella a concentrazione.  Infatti, mentre negli ultimi due casi le soluzioni raggiungono l'equilibrio interagendo rispettivamente attraverso una membrana semipermeabile e un circuito elettrico, nel caso qui considerato esse lo raggiungono interagendo attraverso l'atmosfera della campana.

Fra i 76 studenti studenti che hanno affrontato il quesito in due anni consecutivi, 33 hanno risposto correttamente che all'equilibrio le due soluzioni avranno entrambe il volume di 75 mL.  Altri 10 studenti si sono limitati ad affermare che all'equilibrio le due soluzioni avranno la stessa concentrazione o lo stesso volume.  Abbiamo considerato soddisfacenti anche le loro risposte, pensando che probabilmente questi studenti non hanno ritenuto di poter considerare trascurabile la quantità di solvente che passa allo stato di vapore saturo (anche se il disegno che accompagnava il quesito non giustificava questo scrupolo; ma si sa che gli studenti non sono abituati a fare valutazioni di ordini di grandezza).  Quindi il totale delle risposte giuste è stato 43, cioè il 57%.

Le risposte errate sono state relativamente poche e si possono ricondurre a due tipi: diminuzione del volume di entrambe le soluzioni (2 risposte), ma più accentuata per la soluzione B meno concentrata (4 risposte); nessuna variazione di volume (4 risposte).  Questi studenti sembrano pensare che le due soluzioni non interagiscano affatto, e tutt'al più che ciascuna raggiunga l'equilibrio col suo proprio vapore, ignorando la circostanza che entrambe si trovano sotto la stessa campana e quindi i vapori si mescolano.

Il numero di coloro che non hanno dato nessuna risposta (21, pari al 28%) è risultato invece piuttosto alto, e dà la misura di come gli studenti si sentano smarriti e impotenti appena si trovano un poco fuori del terreno che gli è familiare.

 

Nel complesso, il risultato del quesito può considerarsi abbastanza soddisfacente, in quanto più della metà degli studenti hanno saputo applicare la propria conoscenza in una situazione che presumibilmente essi non avevano ancora incontrato.  Risultati simili hanno dato altri due quesiti attinenti al concetto di conservazione dell'energia, mentre un quesito relativo al concetto di irreversibilità ha avuto un esito nettamente meno soddisfacente.

Sarebbe poco realistico pensare che tutti gli studenti possano essere portati a raggiungere un apprendimento significativo nel senso che è stato sopra specificato.  Tuttavia sono convinto che ci sia spazio per miglioramenti sostanziali.  Basterebbe che gli insegnanti abituassero gli studenti ad affrontare problemi che li mettano di fronte a situazioni nuove o considerate da nuovi punti di vista purché, ovviamente, affrontabili con le conoscenze che essi dovrebbero possedere.  Questo dovrebbe esser fatto in maniera sistematica anche se non esclusiva (anche i tradizionali problemi numerici hanno una loro utilità).  Come ha scritto Bodner [2], gli studenti dovrebbero essere attivamente incoraggiati a "estendere la loro conoscenza al di là dell'ambito in cui questa è stata costruita".

 

Per finire, ecco un semplice problema concettuale che non richiede alcuna conoscenza di termodinamica: "A parità di pressione e temperatura, la densità dell’aria umida (cioè contenente acqua allo stato gassoso) è maggiore, uguale o minore di quella dell’aria secca?" (Suggerimento: pensare ad Avogadro).

 

 

1. I risultati dell'intero questionario saranno presentati in un articolo di prossima pubblicazione su La Chimica nella Scuola.

2. G. M. Bodner, I Have Found You an Argument, J. Chem. Educ., 1991, 68, 385-388.