RIFLESSIONI PER LA COSTRUZIONE DI UN PERCORSO IN BIOLOGIA

 

Anna Amati, Alba Gainotti

 

Da vari anni Commissioni ministeriali variamente composte, riunite per l’elaborazione di un curriculum di Biologia, hanno prodotto programmi che, confrontati tra loro, appaiono molto diversi.  Dall’esame di questi programmi appare evidente la mancanza di un’ipotesi forte sui processi cognitivi e sull’efficacia delle metodologie didattiche.  All’incertezza che emerge a livello ministeriale corrisponde un uguale disorientamento tra gli insegnanti, disorientamento che potrebbe essere ancora più evidente facendo un esame comparato dei piani di lavoro presentati all’inizio dell’anno scolastico.  In base alla nostra esperienza possiamo affermare che nella maggior parte dei casi il percorso proposto è una specie di bricolage dei vari pezzi della Biologia, accostati tra loro più sulla base delle conoscenze dell’insegnante che sulla base di una esplicita motivazione didattica.  In ogni caso i risultati nella formazione disciplinare sono scadenti; tanto che gli insegnanti arrivano a porsi la domanda: "Perché gli studenti non imparano quello che insegnamo loro?"

 

La ricerca della psicologia cognitiva cerca di dare oggi una risposta a questa domanda, anche se ancora i meccanismi profondi dei processi cognitivi sono in gran parte sconosciuti, specialmente per quel che riguarda il passaggio dai processi fisico-chimici del cervello a quelli congitivi della

mente.  Ciò nonostante la ricerca ha raggiunto un certo accordo riguardo al alcuni procedimenti mentali sulle modalità dell’apprendimento.  Allo stato attuale delle conoscenze si ritiene che l apprendimento possa avvenire essenzialmente per:

accrescimento quando le informazioni vengono assimilate a schemi preesistenti;

sintonizzazione quando nuove conoscenze si mettono in relazione con altre preesistenti con conseguente reciproco rafforzamento;

ristrutturazione quando le nuove conoscenze mettono in crisi precedenti errate costruzioni mentali in modo tale da richiedere una loro completa riorganizzazione.

 

La prima modalità, l’apprendimento per accrescimento richiede una base corretta e consolidata, anche se limitata, di conoscenze precedenti.  In questo caso l’apprendimento procede per gradi e non per salti e mediante collegamenti semplici, facilmente evidenziabili.  Per esempio lo studente ha un’idea corretta anche se elementare di ciò che è una pianta: un organismo autotrofo immobile, ad accrescimento illimitato e così via.  Probabilmente sa anche che ogni pianta è costituita da cellule e che è priva di un apparato di sostegno vero e proprio.  Non si è mai chiesto invece, e quindi non sa, per quale ragione una pianta sta in piedi.  A questo punto l’informazione sulla presenza nella cellula vegetale della parete può venire facilmente assimilata per accrescimento perché si ancora all’evidenza e a semplici conoscenze del livello cellulare rinforzate dall'eventuale osservazione diretta al microscopio.

 

La seconda modalità, l’apprendimento per sintonizzazione, richiede un sistema di conoscenze precedentemente strutturato, che conferisce più significato ai nuovi contenuti i quali a loro volta rafforzano e completano il sistema stesso.  Per esempio, riferendoci al caso precedente, le proprietà della parete cellulare delle piante potranno essere più ampiamente comprese dopo aver trattato le piante a livello macroscopico, quando, avendo a disposizione un apparato concettuale in campo chimico, sarà possibile spostare il discorso sulle caratteristiche chimiche della cellulosa.  Anche i concetti di legame chimico, di disposizione spaziale degli atomi e così via, spesso isolati da un contesto, acquistano più significato perché entrano in sintonia con strutture biologiche i cui aspetti macroscopici e microscopici sono stati trattati in precedenza.  Se, invece, la cellulosa viene trattata tra gli zuccheri come composto chimico in un elenco di macromolecole all’inizio di un corso di biologia, la nozione che essa costituisce la parete delle piante, resta probabilmente una nozione labile: in questo contesto non rinforza concetti precedenti (ancora non è stata fatta una trattazione della pianta a livello macroscopico o cellulare), ma potrebbe invece attivare processi di sintonizzazione con conoscenze precedenti tratte dall’esperienza comune del tipo cellulosa = zucchero = sostanza dolce.

 

La terza modalità, l’apprendimento per ristrutturazione si basa sull’individuazione e successivo graduale smantellamento di preconcetti, ossia ipotesi ingenue che lo studente si è costruito a partire dal senso comune e da nozioni apprese anche a scuola.  L’apprendimento per ristrutturazione richiede ampie strategie, a breve e lungo termine, atte ad individuare gli elementi di discordanza che possano mettere in conflitto e preconcetto con la corretta spiegazione proposta dall’insegnante.  Preconcetti comuni in Biologia sono un’idea di evoluzione organizzata su basi lamarckiane oppure il concetto di generazione spontanea per quanto riguarda l’origine di piccoli animali o microrganismi.  Nel caso della teoria dell’evoluzione gli esempi che si possono portare per impostare correttamente la teoria sono soprattutto a livello macroscopico (selezione artificiale, non trasmissibilità dei caratteri acquisiti etc.).  L’esame comparato della sequenza degli amminoacidi nel citocromo c di varie specie animali può essere attrattivo per l’insegnante ma è difficile per lo studente, non solo perché non ha evidenza con la realtà ma perché non smantella l’idea lamarckiana dell’evoluzione.  Anche il preconcetto di generazione spontanea può essere messo in crisi da alcune semplici esperienze compiute a livello macroscopico (Redi, Spallanzani, Pasteur).  Questa operazione non è possibile partendo dal livello molecolare perché si rischia di mettere in conflitto la teoria dell’abiogenesi con le ipotesi sulle origini della vita.

 

Le tre modalità di apprendimento descritte sommariamente possono tutte contribuire all’acquisizione dei concetti portanti di un normale curriculum di Biologia.  Nello sviluppo del curricolo è importante scegliere con tenuti e sequenze in grado di attivare le tre modalità nella maniera più efficace.  A noi pare che questo sia possibile con un percorso che parta dal macroscopico o meglio dall’organismo, punto centrale degli ambiti di ricerca della Biologia, perché in questo modo si parte da conoscenze più o meno corrette ma consolidate in quanto fondate sull’esperienza concreta dello studente.  Ausbel afferma: "Il fatto più importante che influenza l’apprendimento è ciò che lo studente già sa.  Definisci e programma di conseguenza il tuo insegnamento".  Un curricolo che parta dal livello cellulare o molecolare difficilmente può contare su un bagaglio articolato e consolidato di conoscenze.  Le poche pagine di chimica che quasi sempre compaiono all’inizio dei manuali di Biologia, non sono sufficienti a fornire una base convincente delle complesse connessioni tra i livelli di organizzazione: atomo / molecola / cellula / organismo.  Esse piuttosto scoraggiano lo studente che ben presto rinuncia a capire e si limita a "ripetere".  Un percorso invece che parta da ciò che si vede, l’organismo, per andare verso ciò che non si vede ma che si può vedere, la cellula, e giunge infine a ciò che non si vedrà mai, ma si visualizza con modelli, le molecole, allarga e ristruttura continuamente le conoscenze dello studente e permette che si organizzi contemporaneamente un sapere chimico con cui attivare processi di sintonizzazione.

 

Lo schema che proponiamo non trascura il livello cellulare o molecolare, la nostra proposta è di affrontare questi livelli gradualmente facendo in modo che si acquistino via via maggiore rilevanza fino a raggiungere una corretta evidenza nelle rappresentazioni mentali dello studente.  Il percorso potrebbe essere schematizzato in due fasi:

 

– nella prima si affronta il livello organismico e si cominciano a compiere incursioni nel livello cellulare ed ecosistemico.  Entrambi questi ultimi livelli non hanno una evidenza immediata nella realtà.  La cellula però si può vedere al microscopio; non si vede tutta una popolazione, ma alcune componenti si.

– nella seconda si consolida e completa il livello cellulare e si approfondisce gradualmente quello ecosistemico e molecolare.

Una conoscenza corretta di questi tre livelli è il presupposto indispensabile per la comprensione delle complesse relazioni in un ecosistema, base indispensabile per la costruzione di una cultura biologica.  Ecco uno schema di percorso:

 

 

 

Pubblicato originariamente su Naturalmente, 1991, 4 (Speciale), 4-5.