Fondamenti e didattica delle Scienze Naturali (Terra) Lezioni PDF

Preview

Summary

Appunti dettagliati di Fondamenti e Didattica delle scienze Naturali (terra) con il prof. Tonon del corso di laurea in Scienze della formazione primaria...

Description

FONDAMENTI e DIDATTICA delle SCIENZE NATURALI (Terra) CONTROLLARE PIATTAFORMA MOODLE PER EVENTUALI POWER POINT, VIDEO E MATERIALI IN PIU’

LEZIONE 1 (28\09\20)  PROF. ANNA PERAZZONE - MARCO TONON LEZIONI PRESUMIBILE: LEZIONI IN PRESENZA E DIRETTA STREAMING + LEZIONI CARICATE (MA NON SEMPRE) Non si sa quando termineranno (presumibilmente prima della pausa di Natale) LUN 11\13 SCIENZE DELLA TERRA MAR 11\13 SCIENZE DELLA VITA MER 11\13 SC. TERRA\VITA LABORATORI: -

PRIVILEGIATA DIDATTICA IN PRESENZA E ALL’APERTO GARANTITA LABORATORI TOTALMENTE A DISTANZA FORSE A GIUGNO CI SARANNO 2 LAB RESIDENZIALI L’esame si potrà sostenere prima di fare il laboratorio

ARGOMENTI SCIENZE DELLA VITA 1. SISTEMI VIVENTI: l’organismo 2. SISTEMI VIVENTI: la cellula 3. FLUSSI DI MATERIA ED ENERGIA: l’integrazione fra apparati 4. FLUSSI DI MATERIA ED ENERGIA: due processi del metabolismo cellulare 5. FLUSSI DI MATERIA ED ENERGIA: l’ecosistema (scienze della terra) 6. FLUSSI DI INFORMAZIONI: percezione sensoriale 7. FLUSSI DI INFORMAZIONI: la genetica 8. BIODIVERSITA’ ED EVOLUZIONE BIOLOGICA Al termine del corso si inquadrerà tutto nella prospettiva della sostenibilità e dell’educazione ambientale PROGRAMMA   

Materiale contenuto su Moodle Anna Perazzone, Insegnare e apprendere le scienze della vita nella scuola dell’infanzia e del primo ciclo (consigliato soprattutto per chi non frequenta) Un libro di biologia

SCIENZE DELLA TERRA     

Utilizzare un testo delle scuole superiori Appunti e materiale moodle Ferrero et al. Le scienze della terra: fondamenti ed esperienza pratiche (si trova su moodle) Ferrero et al. Le scienze della terra: La scoperta dell’ambiente fisico (si trova su moodle) Miller Scienze ambientali Edises NON OBBLIGATORIO

1

ESAME: Esonero scritto solo in presenza (ma solo se le condizioni lo permettono, altrimenti niente) dopo Natale, 2 domande aperte e 5 chiuse (motivare la scelta effettuata) per ciascun modulo (quindi 5 domande chiuse e 2 aperte per terra e altrettante per vita). Tempo 2 ore (1 ora per scienze della terra e 1 per scienze della vita). Si può accettare il voto dello scritto o migliorarlo all’orale. L’esonero ha validità di un anno solare. L’esonero è sconsigliato a chi non segue. PROVA ORALE: insieme entrambe le materie (prenotarsi ad entrambe)

NO LEZIONE MARTEDI’ 29 E MARTEDì 6. Da mercoledì 30\09 lezioni in presenza (prenotarsi sull’app)

LEZIONE 2 (30\09\20)  PROF. ANNA PERAZZONE - MARCO TONON INFO CI SONO DEI QUIZ DA FARE SU MOODLE (MA NIENTE È OBBLIGATORIO E NON C’E’ VALUTAZIONE). In ogni caso ci saranno degli rimandi a lezione sulle domande che vengono poste su moodle. Bisogna rispondere alle domande in modo spontaneo, non ha senso prendere un libro di testo e leggere la frase, perché le domande servono per fare riflettere e per capire cosa pensiamo. A VOLTE VERRA’ CHIESTO DI LEGGERE DELLE SLIDE PRIMA DELLA LEZIONE. La Perazzone darà 4\5 compiti, esercitazioni che propone di solito in aula di gruppo, ma adesso saranno individuali. Scaricherà qualche lavoro che la colpisce e le riproporrà in aula per discuterne. Volendo questi elaborati possono essere modificati, potranno essere discussi all’esame, però devono esserci le due versioni, ovvero la risposta data prima della lezione e quella data dopo la lezione. Possiamo quindi scegliere se parlare all’esame dell’esercitazione. Le scienze naturali racchiudono diversi ambiti disciplinari, connessi tra loro, in linea con quanto indicato nella prima parte delle Indicazioni Nazionali del 2012: Aree disciplinari e discipline “Fin dalla scuola dell'infanzia, nella scuola primaria e nella scuola secondaria di primo grado l'attività didattica è orientata alla qualità dell'apprendimento di ciascun alunno e non ad una sequenza lineare, e necessariamente incompleta, di contenuti disciplinari. I docenti, in stretta collaborazione, promuovono attività significative nelle quali gli strumenti e i metodi caratteristici delle discipline si confrontano e si intrecciano tra loro, evitando trattazioni di argomenti distanti dall'esperienza e frammentati in nozioni da memorizzare. Le discipline, così come noi le conosciamo, sono state storicamente separate l'una dall'altra da confini convenzionali che non hanno alcun riscontro con l'unitarietà tipica dei processi di apprendimento. Ogni persona, a scuola come nella vita, impara infatti attingendo liberamente dalla sua esperienza, dalle conoscenze o dalle discipline, elaborandole con un'attività continua e autonoma. Oggi, inoltre, le stesse fondamenta delle discipline sono caratterizzate da un'intrinseca complessità e da vaste aree di connessione che rendono improponibili rigide separazioni.” Le discipline sono le strutture che ci siamo inventati per collocare diversi saperi, ma il sapere è unitario e così dovrebbe rimanere. Le strutture sono utili ma anche estremamente pericolose, soprattutto quando si sta imparando. In ambito scolastico però (e in particolare con i bambini più piccoli) questi confini fra le cosiddette «materie» sono spesso più pericolosi che utili, soprattutto se l’insegnante non esplicita i collegamenti e non lavora in direzione di un sapere unitario, per quanto organizzato. 2

Per fortuna nella scuola dell’infanzia e nella scuola primaria i maestri tendenzialmente accolgono un po’ tutti i settori disciplinari, ma più si va avanti e più le cose iniziano ad essere frammentate. Il mondo accademico è per antonomasia la frammentazione del sapere, vive sui settori scientifico disciplinari. Questo corso è l’esempio di come due ambiti diversi possono essere intrecciati tra loro, è stato voluto e viene gestito integrando il più possibile le due discipline e questa è una stranezza per il mondo accademico (i docenti lavorano in due dipartimenti diversi) e sono rare e faticose all’università le connessioni tra ambiti disciplinari sia dal punto di vista della didattica che della ricerca (i docenti si credono le pecore nere dei loro dipartimenti in quanto, non solo sono gli unici ad occuparsi di didattica delle loro discipline, ma anche perché sconfinano all’interno del mondo umanistico. Il loro lavoro è faticoso). Ma non è sempre stato così, fino al 1800 non esistevano i chimici, i fisici, i biologi, ... esistevano le Scienze Naturali e gli scienziati (come Carl von Linné 1707 - 1778) erano scienziati a tutto tondo, che prendevano in considerazione la realtà naturale in tutti i suoi aspetti. Non erano solo scienziati, ma studiosi a tutto tondo, come Gothe, Da Vinci ecc... È dall’800 che nascono le discipline ed è grazie alla frammentazione che il sapere è cresciuto enormemente, avere un punto di vista particolare sulla realtà, ovvero collocarsi in un unico ambito disciplinare, infatti, fa crescere tanto il sapere dello specifico ambito. L’altra faccia della medaglia è che se ci concentriamo troppo sul punto di vista rischiamo di perdere il quadro generale. Scienze della vita e della Terra si separano verso la metà del 1800 (ancora Darwin in realtà è un naturalista a tutto tondo, non un biologo). Oggi si distingue tra scienze della vita (biologia) e scienze della terra (geologia), suddivise al loro interno in tante discipline scientifiche. La frammentazione dunque è anche interna, le tante discipline interne alla biologia sono talvolta molto diverse e fanno fatica a parlarsi (per esempio un botanico con un fisiologo animale, probabilmente non hanno solo difficoltà a parlarsi, ma nemmeno interesse). Nello schema seguente vediamo la suddivisione della biologia, anche se mancano alcune discipline come le neuroscienze. Lo schema è una sorta di tabella in cui le specializzazioni della Biologia sono delimitate sia dall’oggetto naturale di studio (animali, vegetali, microrganismi), sia dagli aspetti che ne vengono indagati (aspetto esterno, struttura interna, ecc.).

La biologia nel suo complesso studia gli esseri viventi e i fenomeni che li riguardano. È un campo di studio molto vasto, al confine con tutte le scienze applicate che hanno a che fare con gli esseri viventi (medicina, agraria, veterinaria, …) ma anche con le scienze umane (psicologia, sociologia, antropologia, ...).

3

L’ecologia dal punto di vista accademico è collocata nell’ambito biologico, ma è fra i settori della biologia quello che più tende a riunificare il sapere e a sconfinare nell’ambito delle scienze della terra, in quanto non si occupa di specifici organismi ma delle relazioni che gli organismi che vivono in determinati ambienti hanno rispetto all’ambiente chimico fisico. In ogni caso un ecologo, non sta nel dipartimento di scienze della terra, ma in quello della biologia. Un altro ambito di sconfinamento tra le due discipline è quello della paleontologia, che studia organismi (legati alla biologia) vissuti nel passato, ma un paleontologo sta invece al dipartimento di scienze della terra. Anche le scienze della terra sono frammentate al loro interno, il campo di studio è vasto, al confine con la fisica (geofisica), con la chimica (geochimica) e le scienze biologiche (paleontologia) ma anche con la geografia (cartografia, geografia fisica, ...). Nell’elenco sono indicati l’oggetto di studio e il nome della sotto disciplina:         

Studio dei cristalli -> CRISTALLOGRAFIA Studio dei minerali -> MINERALOGIA Studio delle rocce -> PETROGRAFIA Studio dei fossili -> PALEONTOLOGIA Studio delle successioni sedimentarie -> STRATIGRAFIA Studio della dinamica terrestre -> TETTONICA Ricerca delle risorse -> INGEGNERIA MINERARIA Studio dei vulcani -> VULCANOLOGIA Studio della forma del paesaggio -> GEOMORFOLOGIA

Anche tra queste vi è un tentativo di parlarsi, ma quando lo studio diventa troppo settoriale o ultra specifico non è possibile parlarsi, perché ognuno usa termini specifici della sua disciplina. Il prof è un paleontologo, si occupava di studiare i fossili e il suo compagno di stanza di vegetali fossili e usava una terminologia che il prof non capiva e viceversa, nonostante erano entrambi paleontologi, questo è emblema di quanto la scienza sia settoriale. Tra le discipline elencate ce ne sono alcune che hanno delle applicazioni pratiche, nel caso delle scienze della terra spesso lo studente crede di non aver interesse per ciò che si studia, in realtà esistono degli ambiti della geologia applicativa che sono utili per noi (per esempio l’ingegneria mineraria, che ricerca le risorse, ci permette di avere un bracciale d’argento (!), oppure studiare i processi geologici ci salva la vita, per il discorso legato alla prevenzione dei rischi) le applicazioni sono dunque concrete e ci aiutano a vivere meglio e bisogna cercare di farlo vedere allo studente, che deve capire ch queste discipline sono utili nella vita quotidiana e noi insegnanti lo dobbiamo fare capire già ai più piccoli. Un bambino della scuola dell’infanzia deve cominciare infatti a imparare scienze per sviluppare una forma mentis scientifica di approccio all’esplorazione e alla scoperta del mondo, non è importante poi che sappia il nome del fossile o come si chiama uno specifico organo, ma l’importante è che si formi una mente scientifica, avrà poi tutta la vita per imparare. Una volta un bambino disse “il mondo va tutto insieme!”. Noi impariamo sin da quando nasciamo, quando iniziamo ad esplorare con i sensi, e non è che facciamo solo scienze in quel momento lì, ma impariamo a tutto tondo, è questo che mette in evidenza la frase del bambino, non è possibile uscire fuori e dire “adesso faccio solo botanica” o “adesso faccio solo economia o paleontologia”, ma vado fuori, percepisco il mondo intorno a me e imparo a tutto tondo. “Per esempio, io stesso, anni fa facevo ricerche in paleontologia (lo studio dei fossili), in particolare studiavo fossili microscopici (la micropaleontologia), ancora più in dettaglio ero specializzato solo nel gruppo dei Foraminiferi (Protozoi con guscio calcareo) ma solo di quelli bentonici (che vivono attaccati al fondale). Ma dato che al mondo ve ne sono migliaia di gruppi differenti: solo di una famiglia (i Miogypsinidi) tipici di un solo periodo geologico e di una ristretta area: il Miocene del Bacino Terziario Piemontese! Capirete che risultavo essere uno dei dieci/quindici esperti al mondo di tale gruppo ma concentrandomi su questi dettagli avevo perso completamente le visioni di insieme! (Il prof era l’unico in Italia ad occuparsi di questo, 15 nel mondo!!). Forse, per tale ragione, ho iniziato a occuparmi di didattica e ora sono qui a parlarvene in questo corso (perché la sua ricerca non aveva utilità sociale).” Il taglio dei due moduli trattati è un po’ l’opposto di questo, si cercherà di dare un quadro generale delle due discipline, il più possibile integrato, perché noi futuri insegnanti non potremo permetterci di dividere le discipline (biologia, scienze della terra, fisica e chimica...) noi faremo “scienze” (la prof Perazzone sogna un corso integrato in SFP di educazione scientifica, ma accademicamente non sarebbe possibile, non ci si potrebbe interfacciare con matematici, fisici e chimici...anche perché poi anche burocraticamente i settori all’università sono divisi in /BIO /GEO 4

/CHIM, ecc...). Lavoreremo molto sull’aspetto della connessione tra le discipline all’interno di entrambi i moduli. Lo faremo utilizzando il concetto di «approcci allo studio delle scienze naturali» di cui si parla nel primo capitolo del libro Insegnare e apprendere le scienze della vita, (Perazzone, 2019). Quando la prof ha iniziato a dare uno sguardo più epistemologico, cercando di capire come si costruisce la conoscenza nel campo delle scienze naturali, ha iniziato a focalizzare meglio che quando ci si occupa di scienze naturali lo si fa a partire da una serie di domande, una serie di sguardi, di approcci alla realtà, che sono descritti nell’elenco successivo. Ogni disciplina tendenzialmente predilige uno o due di questi approcci. Dal punto di vista educativo dobbiamo imparare ad integrarli il più possibile, ovvero a porci rispetto ad un argomento che studiamo le diverse domande sottese a questi quattro diversi modi di guardare la realtà:  APPROCCIO STRUTTURALE: La prima domanda che ci poniamo quando indaghiamo la realtà naturale è “come è fatta una cosa naturale? Qual è la sua struttura?” e cerchiamo di concentrarci sulla forma, questo ci permette di definire ogni oggetto naturale come diverso e unico e allo stesso tempo scoprire gli elementi di affinità che contraddistinguono la natura nel suo complesso. [Com’è fatto?] FORME e STRUTTURE  APPROCCIO FUNZIONALE: Un’altra domanda investiga i processi che caratterizzano le diverse forme ovvero “come funziona?”. Flussi di materia e di energia provocano cambiamenti anche talvolta senza alterare, almeno in apparenza, le strutture [Che cosa fa? Come funziona?] FUNZIONI / FENOMENI / PROCESSI  APPROCCIO SISTEMICO: ci permette di mettere in relazione un oggetto di studio con tutto ciò che gli sta intorno, ci chiediamo infatti “con chi entra in relazione l’oggetto?”. Ogni oggetto o processo studiato, infatti, fa parte di un sistema al quale è connesso e si riesce a capire o interpretare solo attraverso lo studio delle relazioni che ha con le altre parti. [Con cosa/con chi entra in relazione?] RELAZIONI. In realtà la forma stessa dell’oggetto non è statica, ma in continua trasformazione, ed è il risultato del sistema di relazioni, di ciò che gli sta intorno, che attraverso processi e flussi di materia/energia gli ha dato temporaneamente quella forma (ovvero l’ha informato, cioè “messo in forma”). L’oggetto acquisisce delle qualità emergenti che non sono intrinseche all’oggetto stesso, ma sono il risultato di quella relazione. Quindi se io non ho una visione sistemica confondo le cose (per es. un foulard verde, è verde non perché la materia di cui è fatto ha una proprietà intrinseca del verde, perché se io metto il foulard al buio non è più verde, ma lo è perché un certo tipo di luce, con una certa lunghezza d’onda, ha colpito quell’oggetto e il mio occhio percepisce quel colore, che è una qualità emergente del foulard, ma è anche frutto delle relazioni).  APPROCCIO TEMPORALE: questo approccio si occupa, un po’ come l’approccio funzionale, di processi, ovvero del fatto che una realtà non è immobile, però io posso capire quali sono i processi senza ragionare in termini di trasformazioni, senza pensare che un organismo oggi è così e domani è diverso (dentro di noi succedono delle cose ma rimaniamo sempre uguali, ma sappiamo che tra 20 anni saremo diversi). L’approccio temporale dunque si occupa di processi e trasformazioni osservandoli nel procedere del tempo. Quindi ogni componente naturale è frutto di processi che lo hanno generato e che lo trasformano in modo più o meno evidente. Alcuni processi avvengono contemporaneamente, altri si concatenano in sequenza e allora studiamo quello che accade di minuto in minuto, di ora in ora, di anno in anno. [Come e in cosa si trasforma nel tempo?] TRASFORMAZIONI. Questi approcci non possono essere giustapposti, ma vanno integrati. Per esempio, si io 20 anni fa non ero così e tra 20 anni sarò diverso, ma se io ragiono in termini della materia di cui sono fatto, e non solo come essere vivente, la materia esisteva già miliardi di anni fa ed esisterà tra miliardi di anni, quindi in realtà solo temporaneamente la materia di cui sono fatto è entrata nella mia forma vivente che funziona in un certo modo (respirando produco atomi di carbonio che vanno ad alimentare la pianta, e magari lo stesso atomo apparteneva ad un dinosauro: se ragiono in termini di materia è tutto collegato). Quello che si vuole teorizzare in questi moduli è questo, dal punto di vista educativo (non dal punto di vista del ricercatore che legittimamente divide questi modi di guardare ed è fondamentale per scoprire cose nuove) tenere distinti questi diversi modi di guardare è controproducente. Se ci pensiamo le discipline interne alla biologia partono da domande differenti, l’anatomia (che studia per es. la struttura scheletrica di un organismo vivente) è un ambito che si pone in maniera predominante (ma non unicamente) la domanda “come è fatto?” quali sono i pezzi, che forma hanno per dare quella forma e struttura a quell’organismo vivente. La fisiologia, invece, è quell’ambito della 5

biologia che si occupa di come funziona un determinato organismo vivente, la domanda è “come funziona?”. L’ecologia è sicuramente l’ambito della biologia che punta l’enfasi sulle relazioni tra l’organismo e il suo ambiente, quindi utilizza l’approccio sistemico. L’approccio temporale viene usato da diversi ambiti, ma in primis dalla biologia evolutiva, che si occupa dell’evoluzione della vita all’interno del nostro pianeta. È legittimo che nella costruzione di crescita del sapere ci si concentri di più sulla realtà utilizzando in maniera privilegiata uno sguardo piuttosto che un altro, bisogna fare in modo che questa cosa non si ripercuota a livello scolastico, perché questo decontestualizza le cose che stiamo studiando, ce le fa capire meno, le rende meno nostre, distanzia di più il sapere scolastico da quello quotidiano, dall’esperienza che facciamo tutti i giorni e questo è un grosso problema. Noi possiamo distinguere degli approcci prevalenti, però per es. la mineralogia studia la composizione chimica e la struttura dei cristalli che stanno dentro i minerali, che stanno dentro le rocce, quindi utilizza un approccio strutturale, chiaramente però se mi chiedo “quel minerale che ha quella forma come si è formato? ” vado a studiare il processo e quindi per es. se si tratta di una roccia magmatica, studio la vulcanologia, che ha un approccio prevalentemente funzionale. Posso poi collegare i vulcani alla tettonica e entro nell’ approccio sistemico e se considero che tutto ciò avviene lungo un arco di tempo utilizzo anche l’ approccio temporale. Quindi man mano che allargo lo sguardo dall’oggetto alla relazione escono da un approccio ed entro in un altro. Purtroppo spesso a scuola si studia in modo nozionistico, si studiano oggetti che sembrano separati dalla realtà, si danno i nomi alle cose senza andare a fondo, e fare scienze in questo modo è riduttivo e controproducente, quindi se voglio mantenere una visione del mondo dove tutto va insieme non posso studiare l’oggetto solo da un punto ...