L APPROCCIO IBSE PER UNA COMPRENSIONE PROFONDA DELLE SCIENZE NATURALI

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1 L APPROCCIO IBSE PER UNA COMPRENSIONE PROFONDA DELLE SCIENZE NATURALI Parma, 17 febbraio 2015 Barbara Scapellato

2 Agenda Le domande investigabili Approfondimento delle caratteristiche essenziali dell inquiry in classe e dei diversi livelli di inquiry secondo quanto riportato in letteratura. Modelli per progettare Analisi di un attività progettata con il learning cycle delle 5 Cominciare a progettare: la fase di Engage

3 Caratteristiche essenziali dell inquiry in classe! Gli studenti devono sviluppare conoscenza e comprensione delle idee scientifiche per imitazione del lavoro degli scienziati 1. Essere coinvolti attivamente da domande significative dal punto di vista scientifico (investigabili) 2. Raccogliere evidenze sperimentali (dirette e/o indirette) per rispondere alle domande 3. Sviluppare e formulare spiegazioni a partire dalle evidenze 4. Valutare tali spiegazioni anche alla luce di spiegazioni alternative (confronto tra pari e confronto con le conoscenze scientifiche note) 5. Comunicare e argomentare le spiegazioni da loro proposte

4 Disponibilità di tempo e materiali È una domanda a cui si può rispondere attraverso l analisi di evidenze sperimentali derivate da investigazioni scientifiche (Scoperta attiva della soluzione) CRITERI PER SELEZIONARE LE DOMANDE INVESTIGABILI Livello di complessità legato all età degli studenti Domande riferite a contesti significativi e reali

5 Perché le piante crescono? Cosa succede se metto le piante al buio? Perché esistono le stagioni? Come faccio a sapere che il vapore acqueo esiste? Che cosa indica che è avvenuto un cambiamento chimico? Perché si verificano i terremoti? Come facciamo a misurare quanta acqua sta evaporando nell aria?

6 Modificare le domande: variables scan (Sheila Jelly) Perché le piante crescono?! Ciò che bisogna fare è esaminare attentamente la domanda alla ricerca di variabili per trasformarla in investigabile, ossia esaminare la domanda per trovare elementi che possono essere trasformati in un esperimento.

7 Perché le piante crescono?! Quando si esamina la domanda quali possono essere le variabili?! 1. La luce" 2. L acqua" 3. Il suolo" 4. I nutrienti" Cosa si può modificare relativamente alle variabili identificate?" Alcune domande possibili:" Che cosa accadrebbe se le piante fossero esposte a una maggiore quantità di luce?" Che cosa accadrebbe se smettessimo di dare acqua alle piante?" Che cosa accadrebbe se rimuovessimo la pianta dalla terra e la mettessimo nell acqua?" Che cosa accadrebbe se aggiungessimo nutrienti al suolo intorno a una pianta?"

8 Non tutte le attività inquiry sono create allo stesso modo Le differenze consistono nella quantità di informazioni fornite agli studenti (Bell, Smetana e Binns 2005; Herron, 1971 e Schwab, 1962) LIVELLI DI INQUIRY domanda di ricerca procedi mento risposta/ soluzioni inquiry confermativo gli studenti svolgono indagini su fatti e fenomeni noti, di cui sanno prevedere i risultati, rispondendo ad una domanda proposta dall'insegnante, corredata dal procedimento da seguire. x x x inquiry strutturato gli studenti svolgono indagini per rispondere ad una domanda proposta dall'insegnante, corredata dal procedimento da seguire. x x inquiry guidato gli studenti svolgono indagini per rispondere ad una domanda proposta dall'insegnante, individuando il procedimento da seguire. x inquiry aperto gli studenti svolgono indagini scegliendo la domanda di ricerca e il procedimento da seguire. Gli esperti sostengono che ci si debba avvicinare all inquiry attraverso un percorso progressivo ( un continuum) che parta dalla trasformazione delle attività che tradizionalmente si fanno nella pratica didattica quotidiana. "

9 Il learning cycle delle 5E per progettare Il learning cycle è un approccio sistematico all'insegnamento che può essere utile agli insegnanti per progettare materiali e strategie di insegnamento delle scienze basate sull'inquiry." Deriva dalle teorie costruttiviste ed è attribuito a Rodger Bybee del Biological Science Curriculum Study (BSCS) " 1. ENGAGE 5. EVALUATE 2. EXPLORE 4. ELABORATE 3. EXPLAIN

10 ENGAGE: cosa ne pensi?! 1. ENGAGE

11 Quali sono le differenze tra questi due corsi d acqua?" Secondo voi, questi due fiumi potrebbero trovarsi nella stessa area geografica? " " Riflessione:" - Individuale e a coppie (5-10 minuti)" - Intera classe (15 minuti)" " Evitare di etichettare le risposte come giuste o sbagliate, accettarle tutte, incoraggiare gli studenti a spiegarsi con chiarezza in modo che i compagni possano comprendere e NON fornire le risposte corrette alle domande proposte."

12 Lavoro di gruppo" Scopo: far emergere preconoscenze ed eventuali concezioni errate sui sistemi fluviali" Discussione delle risposte" Sintesi dell insegnante"

13 EXPLORE: AL LAVORO! 1. ENGAGE 2. EXPLORE

14 EXPLORE: AL LAVORO! Caratteristica n.1! Essere coinvolti attivamente da domande significative dal punto di vista scientifico (investigabili) In questa attività gli studenti faranno scorrere l acqua negli stream table e osserveranno attentamente quanto accade alla ricerca di evidenze che li aiutino a rispondere alla seguente domanda : In che modo la velocità del flusso influenza l erosione lungo le sponde di un fiume? (DOMANDA INVESTIGABILE)

15 2. Raccogliere evidenze sperimentali, dirette, per rispondere alle domanda: in che modo la velocità del flusso influenza l erosione lungo le sponde di un fiume? " " Anatomia di un investigazione Cosa pensate che accadrà quando l acqua comincerà a scorrere sulla sabbia? " (PREVISIONE individuale, 2 min.)" Secondo voi, se la pendenza fosse maggiore il fiume avrebbe le stesse caratteristiche? " (PREVISIONE individuale, 2 min.) " 3. Sviluppare e formulare spiegazioni a partire dalle evidenze raccolte. Cosa pensate che accadrà aumentando la quantità dell acqua che scorre?" (PREVISIONE individuale, 2 min.) "

16 EXPLAIN: si comincia a capire! 1. ENGAGE Caratteristica n.4! Valutare tali spiegazioni anche alla luce di spiegazioni alternative (confronto tra pari e confronto con le conoscenze scientifiche note) 2. EXPLORE Caratteristica n.5! Comunicare e argomentare le spiegazioni da loro proposte 3. EXPLAIN

17 1. ENGAGE 2. EXPLORE 4. ELABORATE 3. EXPLAIN

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19 1. ENGAGE 5. EVALUATE 2. EXPLORE 4. ELABORATE 3. EXPLAIN

20 Nella verifica finale lo studente non dovrà dimostrare solo la conoscenza dei contenuti studiati, ma dovrà usare le competenze acquisite per comprendere e rielaborare criticamente casi di studio autentici."

21 Qual è il livello di inquiry dell attività sui sistemi fluviali? LIVELLI DI INQUIRY domanda di ricerca procedi mento risposta/ soluzioni inquiry confermativo gli studenti svolgono indagini su fatti e fenomeni noti, di cui sanno prevedere i risultati, rispondendo ad una domanda proposta dall'insegnante, corredata dal procedimento da seguire. x x x inquiry strutturato gli studenti svolgono indagini per rispondere ad una domanda proposta dall'insegnante, corredata dal procedimento da seguire. x x inquiry guidato gli studenti svolgono indagini per rispondere ad una domanda proposta dall'insegnante, individuando il procedimento da seguire. x inquiry aperto gli studenti svolgono indagini scegliendo la domanda di ricerca e il procedimento da seguire.

22 22 Da dove si comincia?

23 23 Riflettere sulle proprie attività: è inquiry o no? Gli studenti rispondono ad una domanda attraverso l analisi di dati? Molte delle attività hands-on realizzate tradizionalmente nelle classi non coinvolgono una domanda da investigare o analisi di dati: - costruire modelli di cellule o di atomi - realizzare un erbario - costruire un modello in scala del Sistema solare o - attività progettate per insegnare un abilità particolare (imparare a usare una bilancia o leggere un cilindro graduato)

24 24 L attività parte da una domanda scientifica (investigabile)? In che modo la quantità di una sostanza influenza la sua densità? In che modo la temperatura influenza la velocità di una reazione chimica? L ultimo evento di El Niño ha avuto un impatto sul clima del luogo dove vivo? In che modo la forma e la posizione della Luna nel cielo cambia nel corso di un mese?

25 Le attività coinvolgono gli studenti nell analisi di dati rilevanti? 25 Far condurre una ricerca esclusivamente attraverso le fonti reperibili presso una biblioteca o risorse Internet non costituisce una lezione inquiry-based. In queste attività agli studenti stanno raccogliendo informazioni ma non stanno analizzando dati per rispondere alle loro domande.

26 Nell attività gli studenti sono sempre coinvolti nella raccolta di dati? 26 Gli studenti possono raccogliere direttamente i dati (dati diretti) attraverso attività sperimentali, ma possono anche analizzare dati raccolti dall insegnante o dati disponibili su Internet (dati indiretti), a patto che rispondano alla domanda investigabile attraverso l analisi di questi dati.

27 27 Quali di questi esempi sono attività inquiry-based? 1a. Gli studenti completano un calendario con le fasi lunari: ritagliando fotografie della Luna nelle diverse fasi, incollandole su un calendario mensile nella data corretta e dando un nome a ciascuna delle otto fasi lunari principali. 2a. Gli studenti definiscono El Niño e ne descrivono l effetto utilizzando testi e immagini che trovano su Internet. 1b. Dopo aver completato una attività di accertamento delle preconoscenze sulle fasi lunari, uno studente chiede quale sia l ordine corretto delle fasi lunari. L insegnante chiede agli studenti di determinare la sequenza delle fasi osservando la Luna e registrando le osservazioni per un mese. 2b. Gli studenti vanno in biblioteca per cercare giornali che descrivono l impatto di El Niño sulle coste della California. Essi poi riassumono ciò che hanno trovato in una relazione scritta di due pagine. 1c. L insegnante comincia con la domanda La Luna sorge e tramonta alla stessa ora ogni notte?. Dopo una breve discussione sulla questione, l insegnante mostra il sorgere e il tramontare della Luna per parecchie sere di fila usando una simulazione al computer. L insegnante poi facilita una discussione di classe nella quale gli studenti concludono che la Luna sorge e tramonta circa 50 minuti più tardi ogni sera. 2c. Gli studenti scelgono una località degli Stati Uniti e poi ricercano su Internet i dati delle temperature mensili di questo luogo relativi all anno dell evento di El Niño più recente. Gli studenti confrontano poi i dati delle temperature mensili di quell anno con le temperature medie degli ultimi cinquant anni per valutare l impatto di El Niño in quel luogo particolare.

28 Fase 1: ENGAGE! 1. ENGAGE