Incontrare la realtà nella fisica

Le affermazioni di uno dei guru americani dell'informatica circa il processo di apprendimento (Roger Schank, La terza cultura, Garzanti, 1996), si prestano ad alcune considerazioni utili per introdurre il lavoro che verrà proposto durante il corso. Sono considerazioni a due facce, che mettono in evidenza una serie di aspetti positivi, in sorprendente sintonia con l'immagine di insegnamento della fisica che intendiamo sviluppare, accanto ad altri che invece portano allo scoperto un' impostazione culturale ed educativa che riteniamo non adeguata, anche se molto diffusa e presente nelle bozze di vecchi e nuovi programma di riforma nostrani.

Partire dalla realtà

È senz'altro positiva l'idea, parlando di educazione, di mettere l'accento sull'elemento "sorpresa", sui fattori "imprevisti", come movente della curiosità e alimentazione continua della "voglia di imparare". Dire sorpresa significa richiamare una constatazione semplice e alla portata di tutti, un'evidenza elementare spesso trascurata: in un serio itinerario conoscitivo la realtà ha la prima parola, è la realtà che precede ogni nostra speculazione.

Ciò è ancor più vero nel caso delle scienze; nell'indagine scientifica non si parte dalle nostre idee ma dalla realtà: è questa il "dato" di partenza della scienza in genere e di ogni specifica ricerca. è il dato inevitabile e insostituibile, la cui esistenza non può essere oggetto di dimostrazione ma solo di constatazione e il cui accertamento è condizione per conferire senso a tutti gli altri "dati" sui quali poi si esercita l'attività dello scienziato. Più precisamente, il punto di partenza dell'indagine scientifica è un incontro tra il soggetto e la realtà. È l'incontro consapevole, rinnovato ogni giorno, tra soggetto e realtà che fa emergere interrogativi, curiosità, aspettative e consente di individuare i problemi, alla cui soluzione poi applicarsi con tutte le risorse della propria razionalità.

La dinamica qui delineata, incontro - problema - ragione, configura quella che si può chiamare una "esperienza": quella che viene messa in moto dall'incontro con il microcosmo delle particelle, così come dal macrocosmo delle galassie o dallo spettacolo degli esseri viventi; è un'esperienza che ha alcuni fattori in comune con tutte le altre esperienze umane e altri specifici e peculiari. Se tutto ciò è vero per la ricerca scientifica, vale a maggior ragione per l'educazione scientifica: sia per la stretta analogia che si può instaurare tra il "fare scienza" e il suo apprendimento ma soprattutto per le valenze culturali e pedagogiche dell'insegnamento scientifico che vanno ben al di là della pura acquisizione di metodi e contenuti di una particolare disciplina. L'insegnamento delle materie scientifiche va perciò impostato e condotto secondo tutta l'ampiezza che il termine esperienza suggerisce.

Il primo passo quindi, non solo da proporre agli studenti ma da vivere in prima persona da parte dell'insegnante e da rinnovare quotidianamente, sarà educarsi a mettersi di fronte alla realtà, a guardarla con atteggiamento aperto e disponibile. L'esperienza della sorpresa e dell'imprevisto, invocata da Schank, lungi dall'essere qualcosa di strano ed eccezionale, può diventare quotidiana proprio per il fatto di essere determinata dall'interazione tra soggetto e realtà: infatti, il soggetto, in quanto personalità in crescita, è in continua evoluzione e non è mai lo stesso; la realtà naturale, da parte sua, è varia, ricca e inesauribile. Nascono quindi continuamente dei "problemi" che, per la ragioni appena dette, perciò sono sempre nuovi, contengono sempre qualche fattore che non era totalmente prevedibile e programmabile.

Il passo immediatamente successivo è proprio il rendersi conto dei problemi e della loro novità. E, subito dopo, imparare a circoscriverli, a definirli, a collocarli nel loro ambito e poi a descriverli e a formalizzarli nel linguaggio adeguato. Ciò equivale a porre le premesse per la piena comprensione delle soluzioni (cioè di quelli che solitamente si identificano con i "contenuti" di una disciplina).

Un problema di senso

La seconda parte del brano di Schank invece solleva molte perplessità.

Il limite fondamentale dei moderni sistemi scolastici non è anzitutto l'incapacità a suscitare la "voglia di imparare"; questa semmai è una conseguenza di un limite più profondo: l'incapacità, o la rinuncia, a proporre un senso. Proprio nell'età in cui il giovane inizia a prendere coscienza di sé, si apre alla realtà, inizia a porsi seriamente le domande fondamentali sull'esistenza, è essenziale che possa vedere tutte le "materie" come tanti percorsi verso la realtà, come qualcosa che c'entra con la sua vita, cioè che interessa (da inter-esse, essere dentro, essere in relazione con): quindi più che la "voglia" di imparare bisogna suscitare "l'interesse", non in senso epidermico ma come consapevolezza della trama di rapporti (cose e persone, natura e storia) in cui ciascuno è comunque inserito. E la consapevolezza deriva da un'almeno iniziale intuizione di un senso possibile per ogni cosa, anche per i particolari. La disponibilità ad imparare i particolari (e la fisica, come ogni disciplina, è un particolare, è pur sempre una selezione di alcuni fattori, di alcuni aspetti della realtà naturale) cresce al crescere della consapevolezza di un significato globale; dipende da, e nello stesso tempo favorisce, l'apertura della persona alla realtà in tutte le sue manifestazioni.

Non si tratta, come sembra sostenere Schank, di trovare l'argomento giusto per suscitare l'impegno del giovane: non è questione di "che cosa" imparare, visto che tutto è interessante (nel senso sopra indicato), ma "con chi". Si impara solo da qualcuno da cui si è disposti (più o meno esplicitamente) a lasciarsi guidare. Di conseguenza, il metodo per un efficace insegnamento, non sarà tanto mettere i ragazzi "al volante" della fisica, ma piuttosto accompagnarli nella avventura dell'incontro con la fisica, dando continuamente le ragioni dell'itinerario e dei singoli passi proposti. L'apprendimento della fisica come "reinvenzione guidata"

Nella prospettiva sopra indicata dell'insegnamento/apprendimento come esperienza, anche l'apprendimento della fisica si può allora definire come l'esperienza di una "reinvenzione guidata", secondo l'espressione di H. Freudenthal, già applicata alla didattica della matematica (cfr. Parlare di scienza o fare scienza? Atti del 1° Convegno nazionale del Seed, Edizioni Diesse 1995; L'apprendimento della matematica come reinvenzione guidata, Atti del Corso di aggiornamento, Edizioni Diesse 1996).

Parlare di reinvenzione guidata nella fisica non significa stimolare gli studenti a ritrovare da sé, partendo da zero, le leggi, i teoremi, le teorie: significa invece reinventare il modo con cui si eseguono le osservazioni, si progettano gli esperimenti, si interpretano i dati, si arriva alle leggi, si costruiscono teorie ...

Significa impostare l'insegnamento a partire da due costanti preoccupazioni:

- che gli studenti, nell'apprendimento della fisica, facciano effettivemente un'esperienza, libera e creativa;

- che gli studenti assimilino quel particolare approccio alla realtà che è tipico della fisica, ma non è dato una volta per tutte in quanto anche la fisica è una forma di sapere storico.

Didatticamente ciò porterà a guidare lo studente nel ripercorrere e personalizzare le tappe concettuali e metodologiche che hanno segnato la storia della fisica (cioè l'esperienza dei fisici); il che è ben diverso (come verrà sviluppato nelle successive lezioni), dall'esposizione cronologica della storia della fisica. Ma è anche diverso dalla trasmissione dei contenuti della fisica stessa così come vengono sistematizzati oggi, perdendo tutta la problematicità, la drammaticità e la formatività di una avventura conoscitiva tutt'altro che lineare.

Per essere in grado di guidare così gli studenti, l'insegnante deve svolgere una approfondita riflessione sull'evoluzione del sapere fisico e avere ben presente l'intera traiettoria seguita, al fine di riconoscere e mettere nella giusta prospettiva i passaggi e i contributi decisivi sul piano storico e istruttivi sul piano metodologico.

A questo proposito, non si può trascurare il momento particolarmente vivace che la fisica sta attraversando attualmente. Per molte ragioni, oggi la fisica (come tutte le scienze) è costretta a riconsiderare il suo modo di affrontare la realtà: l'efficacia delle semplificazioni riduzioniste, che ha consentito i successi dei secoli precedenti, trova un limite nei problemi cosiddetti della complessità, che percorrono un pò tutti i settori della fisica, dalle particelle elementari all'astrofisica. Se la genialità del fisico galileiano-newtoniano stava nel saper semplificare i fenomeni, selezionando i fattori da escludere e isolando gli elementi rilevanti, oggi nello studio dei fenomeni complessi è richiesto un continuo adattamento dei modelli al fine di poter considerare più fattori possibili e di render ragione di una molteplicità di interazioni e sinergie.

Muovendo da una preoccupazione pedagogica, tener conto della fisica così come si presenta oggi non significa travasare subito nell'insegnamento le nuove teorie: significa piuttosto aiutare gli studenti a compiere bene, e a comprendere in tutta la loro portata e i loro limiti, i primi passi della fisica di ieri per essere pronti poi a cogliere la necessità di un ampliamento di orizzonte. Si spiega in tal modo la struttura che abbiamo dato a questo corso, tesa a mettere a fuoco le dimensioni principali del sapere fisico: i caratteri del linguaggio col quale la fisica affronta la realtà, la capacità di individuare e modellizzare problemi, la dimensione sperimentale e quella storica.

Con un ultima osservazione: le proposte che seguono sono ipotesi di lavoro; derivano da esperienze maturate nel lavoro in classe e rielaborate all'interno di un confronto continuo tra docenti; sono quindi cariche di tutti gli aspetti significativi del lavoro in classe: metodologia, verifica, valutazione, recupero. E sono offerte per un confronto non tanto con un'idea di insegnamento quanto con l'esperienza concreta di ciascuno, nelle condizioni reali in cui si trova ad operare.

da L'apprendimento della fisica come reinvenzione guidata,Diesse - CESED Edizioni, 1997