Schema di attività basata sull'indagine IBSE legata all' EVOLUZIONE nel Regno vegetale

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1 Il metodo IBSE prevede l'osservazione di un fenomeno o di uno stimolo (un'immagine, un video, o anche una semplice domanda) che porta alla costruzione di un modello fatto di una (o più) ipotesi, diverse e indipendenti. Queste dovrebbero essere dibattute in un confronto e "difese" da ogni gruppo di studenti, e alla fine confrontate insieme, mettendo in luce le evidenze sperimentali. Nel metodo IBSE è fondamentale il processo di elaborazione dell'apprendimento, più che la nozione in senso stretto. Il fine delle attività di questo tipo è ricondurre l'osservazione alla raccolta di dati per la costruzione di un modello che spieghi, in questo caso, l'evoluzione. Schema di attività basata sull'indagine IBSE legata all' EVOLUZIONE nel Regno vegetale Prepariamo la classe al lavoro di gruppo, introducendo l'attività nei giorni precedenti. È necessario introdurre il concetto di evoluzione secondo il modello generale di Darwin, che dovrà essere applicato per portare la classe alle conclusioni. Separiamo la classe in diversi gruppi (4/6 alunni per gruppo). Partiamo dalla raccolta delle conoscenze degli alunni: cosa fa venire in mente la parola "Evoluzione"? Inizia il lavoro di gruppo: per alcuni minuti la discussione è prima interna ai gruppi, si chiede di raccogliere le idee all'interno del gruppo e di nominare un portavoce che espone alla classe a turno le proprie idee. Raccogliamo sotto forma di brainstorming tutti i concetti che fanno parte delle competenze degli alunni (giusti e sbagliati, senza commentarli), li scriviamo sulla lavagna o LIM. Portiamo in classe più campioni vegetali, una pianta (meglio se con fiori), un frutto, un fiore. Sarebbe ovviamente preferibile l'osservazione diretta in natura (basta un semplice giardino, un boschetto, un orto botanico, ecc. ), e sarebbe preferibile avere i campioni continuamente disponibili per ogni gruppo, in modo da prolungare l'osservazione e tornare sui dettagli. Se non è possibile recuperare campioni "reali", è possibile usare dei modelli dettagliati dei 5 maggiori gruppi vegetali (alghe, muschi, felci, gimnosperme, angiosperme), adeguati alle informazioni che gli alunni della classe in questione stanno analizzando. L'importante è che contengano le caratteristiche principali dei 5 gruppi vegetali, se possibile lasciando l'informazione non esplicita, perché è questo uno degli obbiettivi dell'attività: individuare le differenze sostanziali fra i gruppi principali.

2 1. ALGHE: Ciclo vitale completamente legato all'acqua, sia durante la fase vegetativa che in quella riproduttiva. Gameti che nuotano nell'acqua per incontrarsi. Nessuna separazione dei tessuti dell'individuo. 2. MUSCHI: Fase vegetativa indipendente dall'acqua, fase riproduttiva legata all'acqua. Gameti che nuotano nell'acqua per incontrarsi. Nessuna separazione dei tessuti dell'individuo. 3. FELCI: Fase vegetativa indipendente dall'acqua, fase riproduttiva legata all'acqua. Gameti che nuotano nell'acqua per incontrarsi. Inizia la separazione fra radici, fusto e foglie. 4. GIMNOSPERME: Ciclo vitale completamente indipendente dall'acqua. Comparsa del seme ("nudo"). 5. ANGIOSPERME: Ciclo vitale completamente indipendente dall'acqua. Oltre al seme compare il fiore, e di conseguenza anche il frutto per la migliore dispersione dei semi. Partiamo dall'osservazione dei campioni. Il fine dell'attività è chiarire e introdurre due modelli strettamente legati che sono di fondamentale importanza per la comprensione della complessità della vita sulla Terra: il modello della teoria dell'evoluzione e il modello della genetica mendeliana, che nella lettura moderna sono strettamente interconnessi. Per riuscirci è importante far sì che l'alunno arrivi a rispondere a domande del tipo: "Come si è evoluta la vita delle piante?" "Come hanno fatto le piante ad arrivare sulla Terra?" "Quali caratteristiche hanno reso le piante così fondamentali per la vita sulla Terra?" ecc... Sono domande che non hanno una risposta univoca, e non restringono il dibattito, ma anzi, permettono di ampliare lo spazio di azione. Sono tipiche "domande IBSE". L'osservazione di gruppo serve a raccogliere ipotesi da applicare a un "modello". Il modello evoluzionistico applicato all'aumento della complessità nel mondo vegetale prevede la partenza dall'organismo più semplice a quello più complesso (differenza fra il "più evoluto" e il "più complesso"). La partenza dall'osservazione di un organismo complesso, o di una sua parte, come un fiore od un frutto (entrambi fanno parte del ciclo riproduttivo delle piante più complesse, le Angiosperme), permette di viaggiare a ritroso nel percorso dell'evoluzione. È una situazione tipica per gli scienziati evoluzionisti: ripercorrere la storia morfologica di un organismo, e il percorso che ha portato allo stato attuale, attraverso le prove contenute nel passato, ad esempio fossili o organismi meno complessi nella linea evolutiva.

3 Le domande intermedie dovranno essere costruite in base al tipo di osservazione e suggerite ai gruppi di lavoro. Se ad esempio osserviamo una mela, le domande potrebbero essere: "Cosa è?" "È un organismo vivente?" "A cosa serve?" "Come è fatta?" ecc... Tutte domande di questo tipo stimolano e portano a una discussione attiva inter- e intra- gruppo, che producono una serie di osservazioni precise (la fase "raccolta dati") che sarebbe preferibile siano sintetizzate in una scheda di osservazione. Ovviamente in questa fase è importante che l'insegnante, rispondendo ai dubbi che nasceranno nelle discussioni, dia "suggerimenti mascherati". Nella fase di osservazione è bene utilizzare tutti gli strumenti semplici e basilari che aiutino l'indagine. Ad esempio, riprendendo l'esempio della mela, sarà opportuno tagliarla con un coltello (e saranno probabilmente i gruppi di osservazione a chiederlo!) per osservare l'interno. Osservando un fiore, per annotare la struttura della corolla, sarebbe ottimale munirsi di una lente d'ingrandimento, e così via. Dopo un tempo sufficiente (variabile in base alla partecipazione e alla stimolazione degli studenti), i portavoce presenteranno le osservazioni dei singoli gruppi, da cui sarebbe auspicabile nasca un dibattito, dove ognuno "difenderà" le proprie tesi e le osservazioni che hanno portato alle conclusioni. La mela è un frutto, ha una polpa, al suo interno contiene i semi. Perché è fatta così? Gradualmente si dovrà arrivare al concetto che il frutto è succulento e in natura la pianta si è evoluta verso questo tipo di specializzazione per attirare degli animali che ne mangino i frutti gustosi e, attraverso la digestione e le feci, i semi siano dispersi nell'ambiente (i semi hanno una scorza per resistere ai succhi gastrici degli animali). Ma come si è arrivati fino a questo? Ricordiamo ogni tanto le domande principali, citate all'inizio dell'attività. Si creano spunti per parlare appunto dell'evoluzione della pianta, a partire dalle alghe unicellulari, ripercorrendo la strada evolutiva che ha portato le piante fuori dall'acqua per raggiungere la terraferma, evolvendo strutture e strategie vitali sempre più indipendenti dall'acqua. I concetti che porteranno ad uno sviluppo positivo dell'attività, e che sarebbe auspicabile suscitino dalle osservazioni dei ragazzi, saranno le parole chiave della teoria evoluzionistica, ovvero "selezione", "variazione", "casuale", "mutazione", "popolazione", "individuo", ecc.

4 Se non saranno i ragazzi a produrre queste osservazioni, grazie alla funzione da "moderatore", l'insegnante guiderà la classe verso queste riflessioni attraverso la stimolazione di domande intermedie. Un ottimo modo di sintetizzare insieme i concetti discussi, è la creazione di una mappa concettuale utilizzando un software semplice, o schematizzando alla lavagna, o meglio ancora creando un poster da lasciare in classe. In questo contesto potrebbero nascere ottimi spunti per delle sotto-attività da estendere in altre forme, come quella focalizzata sul legame dell'acqua e del ciclo riproduttivo delle piante (Focus Acqua e Ciclo Vitale). Date alcune informazioni in stile "indizi" sui principali gruppi vegetali (come sintetizzate nelle caratteristiche sopra citate), si potrebbe chiedere ai gruppi di ricostruire la storia evolutiva del regno vegetale lungo la linea del tempo (in modalità simile ad una "indagine con indizi"), arrivando alla riflessione sul legame dei vegetali e l'acqua durante il ciclo vitale (attenzione, l'acqua è sempre necessaria per la vita e la fotosintesi, ma le strategie per sopravvivere sono diverse, spiegando così ad esempio le radici che compaiono per la prima volta nelle felci). Tornando alla linea del tempo, un attività successiva potrebbe essere la creazione di un percorso sulla comparsa delle cellule eucariotiche (Focus Ipotesi Simbiosi). Andare oltre le differenze che esistono fra cellula procariotica, eucariotica animale ed eucariotica vegetale. Come si sono sviluppate le strutture che distinguono i tipi cellulari? Perché esistono i mitocondri e i cloroplasti? Come hanno fatto a "crearsi"?

5 Concetti FALSI spesso fraintesi nella Teoria dell'evoluzione delle Specie (in generale sia regno animale che regno vegetale): 1. Sopravvivenza del "più adatto" (non sempre è il più bello/forte --> pensiamo all'estinzione dei dinosauri); 2. Selezione dell'individuo (non è il singolo a selezionarsi, ma la popolazione, attraverso le caratteristiche trasmesse dall'individuo alla specie attraverso l'ereditarietà); 3. Charles Darwin non fu l'unico a proporre la teoria (la prima presentazione della teoria la fece con Alfred Wallace che lavorava sulle stesse cose, e prima di loro diversi scienziati posero le basi per l'evoluzionismo); 4. La selezione naturale è l'unica esistente (esiste anche la selezione artificiale apportata dagli umani); 5. I tratti sfavorevoli scompaiono (rimangono nel patrimonio genetico di una popolazione, anche se nascosti, pensiamo alle malattie genetiche); (fonte: