La didattica mediante mappe concettuali di Prof. Giuseppe Valitutti Università di Urbino Carlo Bo gvalitutti@virgilio.it Introduzione 2 1 - Le mappe concettuali in classe.. 3 2 - Imparare a costruire mappe concettuali.. 4 3 - Gli elementi di una mappa concettuale.. 5 4 - Le lezioni in classe e le mappe riassuntive.. 7 5 - L approccio duale e le mappe contettuali. 7 Bibliografia.. 9 1
Introduzione Ha scritto il matematico Polya, che "L'organizzazione della conoscenza è più importante della conoscenza stessa". Una buona organizzazione della conoscenza significa che i concetti più generali vengono prima dei concetti di ordine e complessità inferiore, che sono più specifici e meno inclusivi. Per esempio, un concetto generale è quello di materiale che fa pensare ad altri concetti specifici come miscuglio, soluzione, sostanza, molecola, atomo, elettrone. Joseph Novak, l inventore delle mappe concettuali, è convinto che l organizzazione della conoscenza, mediante mappe, renda più duraturo l apprendimento. Il gruppo di ricerca, guidato da Joseph Novak, ha scoperto che le mappe concettuali sono uno strumento metacognitivo idoneo a sostenere la didattica e a rendere più efficaci le lezioni in classe e, in definitiva, per favorire l alto livello delle prestazioni degli allievi. I docenti possono schematizzare in anticipo le lezioni in mappe e dare loro una migliore organizzazione, che si traduce in un cambiamento favorevole della efficacia espositiva e della concisione. Come si possono utilizzare le mappe in classe? L insegnante scrive sulla lavagna, oppure su post it colorati, i concetti che saranno presentati durante la lezione. Avvia la discussione con gli allievi e sceglie il concetto principale. Partendo da questo concetto, disposto in alto, sistema in successione gli altri concetti subordinati e negozia con gli studenti le proposizioni di collegamento fra concetto e concetto. Dopo la discussione e la negoziazione, ciascun allievo riproduce i vari passaggi della costruzione sul proprio quaderno. Evidentemente, gli studenti seguiranno la lezione con maggiore interesse, siccome la mappa è costruita passo dopo passo alla lavagna, mentre l insegnante presenta i singoli concetti. 2
1 - Le mappe concettuali in classe La mappa concettuale, in sostanza, riassume i principali passaggi della lezione e richiama l attenzione degli studenti sui concetti chiave, attorno ai quali deve essere costruito l apprendimento significativo. A casa, ciascuno ristrutturerà la propria mappa, col software dell Institute for Human and Machine Cognition scaricato da http://cmap.ihmc.us, dei concetti affrontati e la conserverà nel suo porfolio delle conoscenze competenze. La fase successiva di personalizzazione della mappa ha luogo con l inserimento, sotto qualche concetto, di ipertesti, foto digitali, esperimenti e ogni altra risorsa che possa dimostrare l approfondimento metacognitivo di quanto appreso. La mappa rappresenta quindi la modalità migliore per comunicare la conoscenza (da parte del docente) e per consolidare l apprendimento (da parte dell allievo). Il tutto si traduce in un potenziamento delle qualità intellettuali degli allievi. Di seguito c è un esempio di mappa scheletro, da presentare in classe, prima della spiegazione dei concetti di temperatura e calore. A proposito dell apprendimento significativo, Joseph Novak, in una comunicazione personale, ha scritto Io non conosco il tuo sistema di valutazione, ma potrebbe essere interessante applicare il seguente metodo, che si basa su due occasioni valutative. Dopo aver studiato o dopo aver assistito alla lezione, l allievo costruisce subito la sua mappa concettuale dell argomento, che l insegnante eventualmente esamina e negozia con lo studente. In un secondo momento, cioè dopo 2 3 mesi, l insegnante propone ai suoi allievi di ripetere il compito e di ricostruire la mappa sullo stesso argomento. I dati qualitativi che raccoglierai potrebbero essere molto convincenti, per misurare la resistenza dell apprendimento significativo all usura del tempo. Riassumendo, la mappa concettuale è un organizzatore mentale della conoscenza. Rappresenta l impalcatura che favorisce la motivazione ad imparare, in ogni fase dell apprendimento. Tutte le discipline, comprese quelle scientifiche, possono utilizzare le mappe concettuali per l insegnamento e per rendere più agevole l apprendimento. 3
2 - Imparare a costruire mappe concettuali Imparare a costruire mappe concettuali può essere un compito relativamente impegnativo, se non si seguono alcune regole. La mappa concettuale deve sempre partire da una domanda di carattere generale. Ecco alcuni esempi di domande principali o centrali, dalle quali iniziare il percorso di costruzione della relativa mappa concettuale: 1. Quali sono le proprietà dei materiali che ti circondano? 2. Quali sono le forze fondamentali dell universo? 3. Quali sono i fattori necessari per la crescita delle piante? La seconda importante regola da ricordare è che le mappe sono costituite da una serie di proposizioni di senso compiuto, organizzate gerarchicamente. Le proposizioni contengono i concetti e quindi anche i concetti sono organizzati gerarchicamente. Tenendo conto della organizzazione gerarchica delle proposizioni, i seguenti suggerimenti rendono più agevole la costruzione di buone mappe concettuali. A partire dalle domande centrali, si deve scrivere una lista dei concetti oppure preparare una serie di brevi riassunti dei concetti chiave e dei correlati concetti di ordine inferiore. Dai concetti chiave si passa a quelli più specifici e così via. Partendo dall elenco dei concetti, oppure dal riassunto, si costruisce la relativa mappa, argomento per argomento. Alla fine dell anno o del quadrimestre, l allievo avrà a disposizione un numero ridotto di fogli ove è riassunta la sua conoscenza competenza. Imparare a costruire le mappe, in breve tempo, non è semplice. La mappa concettuale non è un bignami didattico, ma è uno strumento metacognitivo per imparare a imparare, che richiede tempi medio lunghi e l aiuto di un docente o di un compagno esperto, almeno nella fase iniziale. L allievo, sotto la guida di un esperto, prepara la mappa concettuale sul proprio quaderno; successivamente, la ricostruisce sul computer col software gratuito dell IHMC e la conserva. Il software consente di archiviare la mappa, di riprenderla e di modificarla, giorno dopo giorno. La mappa diventa, quindi, uno strumento dinamico che fotografa l avanzamento dell apprendimento e lo sviluppo intellettuale dell allievo. Più ricche sono le mappe, più significativo e più approfondito è l apprendimento. È buona consuetudine, tuttavia, costruire più mappe con pochi concetti che una sola mappa con troppi concetti. La valutazione della mappa, e quindi dell apprendimento, viene fatta tenendo conto del ritmo di apprendimento dell allievo, della ricchezza degli allegati della mappa (ipertesti, fotografie digitali, prove sperimentali, disegni) e della sua articolazione. La mappa diventa una specie di mini portfolio concettuale, in cui la conoscenza gerarchica è confrontabile con quella posseduta da un esperto. La mappa concettuale ha dunque un principale obiettivo: la costruzione dell apprendimento significativo. Ci sono altri aspetti importanti che lo strumento metacognitivo dà facoltà di conquistare. La mappa concettuale aiuta a trovare le idee più importanti, in un determinato brano letto o di un argomento studiato. Può pure dare una mano a includere altre idee significative, osservando e disegnando le linee di collegamento fra i concetti. Per esempio, quando si definisce una matita utensile di scrittura, si lega l idea, ossia il concetto di matita, alle idee di scrittura e di utensile. 4
3 - Gli elementi di una mappa concettuale La costruzione della mappa prevede la distinzione fra concetti e legami di connessione dei diversi concetti. Consideriamo le seguenti parole: gatto elemento composto miscuglio acido gabbia pila metallo Le parole elencate sono i concetti, perché possono essere riprodotti nella nostra mente e possono essere rappresentati con un immagine, da parte degli allievi visivi, oppure con parole e suoni, da parte degli allievi verbali e uditivi. Le seguenti parole sono concetti come le precedenti? sono il allora dentro dove è quando in Queste ultime non sono concetti ma parole legame, che servono a legare i concetti fra di loro. Talvolta si tratta di vere e proprie frasi di collegamento, che sono chiamate proposizioni legame. Come abbiamo scritto sopra, le proposizioni legame sono organizzate gerarchicamente e danno significato all intera mappa. In che cosa si distingue una mappa concettuale dalle annotazioni o dai riassunti? La mappa fornisce una visione complessiva e gerarchica di quanto letto e/o studiato. Il riassunto si basa invece su un organizzazione lineare dei concetti. Come nasce una mappa 1. Si comincia dalla domanda centrale o principale, chiamata anche domanda focale, riguardante l argomento prescelto. Si compila la lista di tutti i concetti studiati e si scrivono i singoli concetti su post-it oppure alla lavagna. Conviene iniziare con quattro o cinque concetti per volta. Quali argomenti scegliere? Qualche argomento familiare agli allievi, per esempio una attività sportiva; un argomento di chimica o di altra disciplina studiato recentemente e che si conosca a fondo. Questa tecnica è consigliata all inizio di una azione di formazione sulle mappe. Non bisogna dimenticare che la lista dei quattro o cinque concetti iniziali ha una struttura lineare, come il riassunto, mentre la mappa concettuale ha una diversa struttura di tipo gerarchico. Quindi è necessario trovare il concetto più generale, che si sistema in alto, e legarlo a tutti gli altri concetti, più specifici e quindi subordinati, mediante le parole e/o le proposizioni legame. 2. Si sistemano, sul tavolo, sulla lavagna oppure sulla parete, i post-it ponendo in alto il concetto più generale. Seguono, a grappolo, gli altri concetti subordinati. Se l idea generale può essere suddivisa in due o più concetti uguali, allora questi concetti sono allineati su una stessa riga. La sistemazione dei concetti continua sino ad esaurimento. 3. I concetti sono collegati con linee e sulla linea c è scritta una frase, che spiega perché questi concetti sono fra loro connessi. A mappa completata, tutti i concetti risultano fra loro legati con linee e con proposizioni esplicative. 4. Le mappe complete sono diverse da ragazzo a ragazzo, pur descrivendo lo stesso argomento o lo stesso fenomeno. La mappa rappresenta insomma la costruzione personale della conoscenza, che è diversa per ciascun allievo. Le relazioni fra i concetti possono essere viste differentemente dagli allievi e, per questo, possono essere rappresentate in maniera diversa. 5
Riassumiamo ora le principali caratteristiche di una buona mappa: le mappe concettuali non sono simmetriche e non sono quasi mai perfette graficamente; le mappe concettuali sono rappresentazioni schematiche, che legano alcuni concetti ad altri concetti e nient altro; non esistono mappe concettuali perfette, per una data serie di concetti. Dalla mappa si possono ricavare, comunque, utili informazioni sugli errori concettuali, le famose misconcezioni, possedute dagli allievi. La mappa consente, in definitiva, di tarare la didattica in classe e in laboratorio, in maniera da correggere gli errori concettuali e pervenire alla comprensione significativa da parte di tutti gli studenti. La seguente mappa ibrida, compilata da Joseph Novak, ci spiega i passaggi principali della costruzione. 6
4 - Le lezioni in classe e le mappe riassuntive Come possono essere usate in classe le mappe riassuntive della lezione? Ogni bravo insegnante, che prepara regolarmente le lezioni in anticipo, può costruirne di analoghe e quindi arrivare in classe avendo ben chiari gli obiettivi specifici di apprendimento da raggiungere. La mappa sarà riprodotta su lucido oppure ricostruita alla lavagna insieme agli allievi, affinché essi siano in grado di impossessarsi della concatenazione gerarchica dei concetti. In sostanza, si costruisce in collaborazione l impalcatura concettuale della lezione. L unica raccomandazione, che si può dare, è che le mappe concettuali siano le più semplici possibili, per non sovraccaricare la memoria di lavoro e per rendere facile la registrazione mentale delle stesse. La singola mappa può essere ricostruita o arricchita a casa dallo studente, per almeno uno o due concetti, da ipertesti, esperimenti, problem solving, Learning Object e foto digitali, che si allegano alle mappe personali di ciascuno. Col software dell IHMC è possibile introdurre qualsiasi documento, foto, filmato o suono alla mappa in costruzione. Così la mappa entra a buon diritto nel corredo personale dell allievo (portfolio) e diventa un altro strumento di valutazione, particolarmente efficace per discenti difficili e non raggiungibili dalle normali tecniche valutative. Ma c è un altro aspetto che va sottolineato. Gli studenti devono sapere che la prova di valutazione, che seguirà, sarà costruita sulla base dei concetti contenuti nelle mappe scheletro degli argomenti oggetto di valutazione. Tutto ciò determina un effetto positivo sul loro impegno nella laboriosa e difficile fase dell apprendimento. 5 - L approccio duale e le mappe contettuali Esaminiamo ora un aspetto della didattica disciplinare, che comporta la costruzione di mappe concettuali. L insegnamento di ciascuna disciplina può essere notevolmente semplificato con un approccio duale. Di che cosa si tratta? Prendiamo come esempio l organizzazione concettuale della chimica. La chimica è una scienza che può essere classificata duale o dualistica, per quanto concerne la interdipendenza degli argomenti. C'è il dualismo degli atomi donatori/attrattori di elettroni, elettropositivi oppure elettronegativi; ci sono i dualismi, acido/base, ossidante/riducente, nucleofilo/elettrofilo. Nel 1923 G.N.Lewis propose la sua teoria sugli acidi e le basi, che rappresenta il primo tentativo di riunificazione di tutti questi concetti. La sua generalizzazione consisteva e consiste nel considerare basica ogni particella o specie, negativa o neutra, che possedeva e possiede almeno una coppia di elettroni da cedere o scambiare con un altra specie. Per esempio, l atomo di ossigeno dell acqua ha due doppietti elettronici, perciò l acqua è una potenziale base di Lewis. E considerava acida ogni specie o particella, positiva o neutra, capace di accettare il doppietto elettronico della base. E` questo il caso del protone H + e dei cationi metallici Cu ++ e Ag +, che possono accettare doppietti elettronici nella formazione dei complessi con l ammoniaca. Il nucleofilo del chimico organico è una base di Lewis, che può formare un legame col vicino elettrofilo, cioè l acido di Lewis. Il riducente, per esempio un metallo alcalino, che può cedere elettroni ad altre specie, è una base di Lewis. Anche le altre lezioni e le relative mappe possono essere organizzate secondo la logica duale dell insegnamento della Chimica. Gli argomenti che si prestano ad essere affrontati con migliori risultati con questa strategia sono: misure dirette/misure indirette, grandezze estensive/grandezze intensive, fenomeno fisico/fenomeno chimico, positivo/negativo, attrazione/repulsione, macroscopico/microscopico, nucleo/elettroni, atomo/molecola, miscuglio/sostanza, elemento/composto, metalli/non metalli, composti binari/composti ternari, acidi/basi, passaggi di stato endotermici/passaggi di stato esotermici. Tale scelta didattica può aiutare l allievo a organizzare più adeguatamente le conoscenze competenze da apprendere, anche all interno del gruppo dei concetti alternativi. Di seguito sono disegnate due mappe che mettono in risalto l aspetto duale della Chimica. 7
Infine, la mappa scheletro sui materiali. Altre mappe, riguardanti l approccio duale nell insegnamento apprendimento della Chimica, possono essere richieste all autore. 8
Bibliografia Novak, J.D. (2005). L apprendimento significativo - Erickson Pierre Laszlo (1993) La parole des choses Hermann Ed. Ausubel, D. P., Novak, J. D., & Hanesian, H. (1978). Educational Psychology: A Cognitive View (2nd ed.). New York: Holt, Rinehart, and Winston. Reprinted, 1986, New York Cañas, A. Hoffman, R., Coffey, J,, and Novak, J. (2003). A Summary of Literature Pertaining to the Use of Concept Mapping Techniques and Technologies for Education and Performance Support. Final report to CNET. Penscola, FL: Institute for Human and Machine Cognition. Novak, J.D. (1993). Human constructivism: A unification of psychological and epistemological phenomena in meaning making. International Journal of Personal Construct Psychology 6:167-193. Novak, J.D. (1998). Learning, Creating, and Using Knowledge: Concept maps as facilitative tools in schools and corporations. Mawah, NJ: Lawrence Earlbaum. Novak, J.D. (2002). Meaningful learning: the essential factor for conceptual change in limited or appropriate propositional hierarchies (LIPHs) leading to empowerment of learners. Science Education, 86(4):548-571. 9