I NUOVI ISTITUTI TECNICI
LE SCIENZE INTEGRATE
prof. Alberto F. De Toni
Roma, 26 aprile 2010
AGENDA
Identità dell’istruzione tecnica
L’insegnamento delle scienze in Europa
Filoni di pensiero ed esperienze
Linee guida per l’integrazione delle scienze
Conclusioni
A.F. De Toni
2
Identità dell’istruzione tecnica
(1/2)
 Equivalenza formativa: valenza educativa
del metodo scientifico
Gli
istituti
tecnici
come
scuole
dell’innovazione: vieni a vedere dove nasce il
futuro
Tecnologie e metodologie come focus di
specializzazione.
Due
grandi
aree:
tecnologica ed economica
3
Identità dell’istruzione tecnica
(2/2)
 Adozione dell’European Qualification
Framework (competenze, conoscenze e abilità):
centralità dell’apprendimento
 Didattica laboratoriale, stage e alternanza
scuola/lavoro
 Integrazione dei saperi
 Dipartimenti e comitati tecnico-scientifici per
valorizzare l’integrazione interna ed esterna
4
AGENDA
Identità dell’istruzione tecnica
L’insegnamento delle scienze in Europa
Filoni di pensiero ed esperienze
Linee guida per l’integrazione delle scienze
Conclusioni
A.F. De Toni
5
L’insegnamento delle scienze nelle scuole in
Europa
Direzione generale Istruzione e Cultura
Commissione Europea
L’insegnamento delle scienze nelle
scuole in Europa
Politiche e ricerca
Disponibile su Internet
(www.eurydice.org)
Luglio 2006
6
Francia

al collège (scuola media di 4 anni):


si studiano scienze integrate
al primo anno del lycée (che dura 3 anni):
Fisica-Chimica (0,5 teoria + 1,5 pratica)
 SVT (Scienze della vita e della terra: 0,5 + 1,5)


al secondo anno:



l’indirizzo scientifico dedica oltre il 50% delle ore di lezione a matematica +
fisica-chimica + SVT
gli altri due hanno solo fisica-chimica (1,5 laboratorio)
all’ultimo anno:
solo l’indirizzo scientifico prosegue (con orario rafforzato)
 ogni studente sceglie una delle tre materie scientifiche come materia
principale (con 2 ore in più di lezione)

7
Inghilterra

nella scuola di base, scienze integrate
 gli
orari sono stabiliti dalle scuole
 ed anche i contenuti di insegnamento
 competenze valutate a 11, 14 e 16 anni

nel corso superiore (16-18 anni):
 discipline
separate
 nessuna è obbligatoria
 lo studente sceglie 3 o 4 materie
principali

più, se vuole, 1 - 2 complementari
 impostazione
prevalentemente
8
Spagna - 1
 dati
riferiti alla Catalogna
 scuola secondaria di base (12-16
anni):
1
e 2 anno:
3
3
anno:
4
4
ore/settimana scienze integrate
ore/settimana scienze integrate
anno:
 Fisica
e Chimica:
4 ore
 Biologia e Geografia:
4 ore
 entrambe costituiscono materie opzionali
9
Spagna - 2
 scuola
secondaria superiore:
“scienze
del mondo d’oggi”:
2 ore
obbl.
solo per l’indirizzo scientifico:
 Fisica
 Chimica
 Biologia
 Geografia
lo
4 ore
4 ore
4 ore
4 ore
studente ne sceglie due o tre
10
Spagna - 3
 nella
scuola superiore insegnanti
distinti
 laboratorio: in teoria 25% del tempo
in
pratica, dipende dalla disponibilità
ci sono insegnanti di esperienze
pratiche
 ci
sono Musei della Scienza, che le
scuole visitano; alcuni sono
interattivi e divulgativi
11
Olanda - 1
 corso
inferiore (tre anni, dai 12 ai
15):
 Biologia
2+0+2
 Salute e Igiene
0+2+0
 Chimica-Fisica
0+2+4
12
Olanda - 2
 corso
superiore (3 anni, dai 16 ai
18):
si
deve scegliere un indirizzo
le scienze si studiano solo in due
indirizzi
 natura
e tecnica

Fisica
2
3
2

Chimica
1,5
2,5
2,5

Biologia
2,5
2,5
2,5
 natura
e salute

Chimica
2,5
2,5
2,5

Biologia
2,5
2,5
2,5

Fisica o Geografia 2,5
2,5
2,5
13
Olanda - 3
 corso
inferiore: insegnamento
integrato
 corso superiore: insegnanti distinti
 laboratorio:
corso
inferiore: circa il 25% del tempo
corso superiore: circa il 75% del tempo
 gli studenti, oltre al lavoro con
l’insegnante, debbono svolgere lavoro
individuale nei laboratori, cui hanno
libero accesso fuori dall’orario di
lezione
14
Finlandia - 1
 nella
scuola di base:
elementi
di scienze integrate (età 7 -
13)
insegnamenti disciplinari (età 14 - 16)
 nel
Lykeon (16-19 anni circa):
obbligatori
 Biologia
 Fisica
 Chimica
per tutti:
2 corsi
1 corso
1 corso
(60 ore)
(30 ore)
(30 ore)
15
Finlandia - 2
oltre ai corsi obbligatori, ogni studente
sceglie un certo numero di corsi opzionali,
in parte strutturati in “indirizzi”
 per chi sceglie opzioni scientifiche:

 Biologia
 Fisica
 Chimica
3 corsi
7 corsi
4 corsi
(90 ore)
(210 ore)
(120 ore)
1 corso = ~ 30 ore di lezione + test ed
esami
 i corsi indicati si distribuiscono su più
anni
 ogni corso dura circa 2 mesi, esami inclusi

16
Finlandia - 3
 nel
Lykeon, i corsi sono distinti
ma
uno stesso insegnante tiene in
genere il corso di Fisica e quello di
Chimica
i
laboratori sono quasi sempre
polivalenti
ma
non sono usati in modo estensivo
 nella
zona di Helsinki c’è un centro
divulgativo di scienze applicate; le
scuole dell’area lo usano molto
 nei Licei si dipende molto dalle
singole municipalità
17
Science Education Now
Science Education Now
A Renewed Pedagogy for the Future of Europe
EUROPEAN COMMISSION
Directorate-General for Research
Science, Economy and Society
High Level Group on Science Education
Michel Rocard (Chair), Peter Csermely, Doris
Jorde, Dieter Lenzen, Harriet WalbergHenriksson, Valerie Hemmo (Rapporteur)
Disponibile su Internet
(www.ec.europa.eu/research)
2007
18
Recommendation 2 (1/2)
Improvements in science education
should be brought about through
the new forms of pedagogy: the
introduction of the inquiry-based
approaches in schools and the
development of teachers’ networks
should actively be promoted and
supported.
(pag. 17)
19
Recommendation 2 (2/2)
Teachers must remain the key
players in the process of reform,
but need better support that
complements
professional
training and stimulates morale
and motivation.
20
Encouraging Student Interest
in Science and Technology
Studies
OECD
Education & Skills
Vol. no. 23, 2008
pp. 1 - 134
Disponibile su
Internet
(www.oecd.org)
21
Results
The text examines overall trends in higher
education enrolments and the evolution of
S&T compared with other disciplines.
The results suggest that although absolute
numbers of S&T students have been rising
as access to higher levels of education
expands in OECD economies, the relative
share of S&T students among the overall
student population has been falling.
22
Recomandations
The report shows that encouraging
interest in S&T studies requires action to
tackle a host of issues inside and outside
the education system, ranging from
teacher training and curriculum design to
improving the image of S&T careers.
Numerous examples of national initiatives
are used to complement the analyses to
derive a set of practical recommendations.
23
Science Education in Europe: Critical
Reflections
A Report to the
Nuffield Foundation
Jonathan Osborne
Justin Dillon
King’s College London
Disponibile su Internet
(www.nuffieldfoundation.or
g)
24
Trend
If there is a trend, it is that school
science
is
becoming
more
integrated
across
Europe,
although the pace of change is
relatively slow.
(pag. 20)
25
Resistance
Nevertheless, because teachers’
own education tends to be in one
specific discipline, there is some
resistance to this trend, as in
France, where teachers generally
do not wish to teach integrated
science.
(pag. 24)
26
AGENDA
Identità dell’istruzione tecnica
L’insegnamento delle scienze in Europa
Filoni di pensiero ed esperienze
Linee guida per l’integrazione delle scienze
Conclusioni
A.F. De Toni
27
Foundations of the Unity of
Science
Otto Neurath, Rudolf
Carnap, Charles W. Morris
1a edizione, 1955
Ultima edizione,
University of Chicago
Press, 1970
28
Foundations of the Unity of
Science
The purpose of the International
Encyclopedia of Unified Science,
as originally conceived by the late
Otto Neurath, was to explore in
numerous
volumes
the
foundations of various sciences
and to aid the integration of
scientific knowledge.
29
Giuliano Toraldo di Francia
 Nato nel 1916, è professore emerito di
Fisica presso l'Università di Firenze.
È stato direttore dell'Istituto di ricerche
sulle onde elettro-magnetiche del CNR e
presidente della Società Italiana di Fisica
dal 1968 al 1973.

È stato anche presidente della Società
italiana di logica e filosofia della scienza.

30
Epistemologia del laboratorio
Non s’insisterà mai abbastanza sul fatto che
l’homo sapiens è tale perché è anche homo faber
e viceversa. S’insegni ai ragazzi a lavorare sul
serio e a lungo con le mani; è una prima,
fondamentale forma di sperimentazione fisica.
Si portino poi gli studenti in laboratorio e si
facciano lavorare con gli strumenti di misura; si
facciano eseguire a ciascuno di essi le vere e
proprie esperienze della fisica. È questa una
forma di didattica insostituibile e non la si può
leggere sul libro.
G. Toraldo di Francia, L’indagine del mondo fisico, Einaudi, Torino, 1976, pp. 931
10
Tratti comuni e diversità delle
scienze
Le metodologie delle varie scienze
hanno molti tratti generali
comuni; ma presentano anche
alcune differenze specifiche che è
pericoloso ignorare.
G. Toraldo di Francia, L’indagine del mondo fisico, Einaudi, Torino, 1976,
p.10
32
Richard Phillips Feynman
(1918 – 1988)
Fisico statunitense
Premio Nobel per la fisica
nel 1965
33
The Feynman lectures on
Physics
R. P. Feynman, R. B.
Leighton, M. Sands
Addison_Wesley Publishing
Company, London - Reading
(Massachussets) - Menlo Park
(California) - Don Mills
(Ontario), 1968
34
Le discipline secondo Feynman
La separazione delle discipline è
semplicemente un fatto di convenienza
umana, un fatto insomma del tutto
innaturale.
La natura non è affatto interessata alle
nostre separazioni artificiali, e i fenomeni
più interessanti sono quelli che rompono e
travalicano le barriere tra i vari campi del
sapere.
35
La fisica e le altre scienze
Il cap. 3 del libro di Feynman
fornisce un quadro sintetico e
accurato dei rapporti tra la fisica,
da una parte, e la chimica, la
biologia, l’astronomia, la geologia
e la psicologia, dall’altra.
36
Karlsruhe Physikkurs (KPK)
Corso sviluppato dal gruppo di
didattica della fisica dell’università di
Karlsruhe, guidato da Friedrich
Herrmann,
rivolto ai primi anni
della scuola secondaria superiore.
Utilizza un paradigma formale la cui
specificità sta nella proposta di un
approccio unificato all’insegnamento
delle scienze
F.
Herrmann, Der Karlsruhe Physikkurs, Aulis, Köln, 1995.
37
Ristrutturazione disciplinare della
fisica
Tiene conto dei seguenti criteri:
 l’utilizzo delle analogie
 l’abbattimento delle barriere tra la
fisica e le discipline scientifiche
affini (chimica,
biologia,informatica)
www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/
38
Energia in diversi campi di studio
Fonte: Michele D’anna, Il Karlsruher Physikkurs
39
AGENDA
Identità dell’istruzione tecnica
L’insegnamento delle scienze in Europa
Filoni di pensiero ed esperienze
Linee guida per l’integrazione delle scienze
Conclusioni
A.F. De Toni
40
Scienze integrate: un nuovo
ambito metodologico
Le Scienze Integrate non vanno
intese
come
una
nuova
disciplina, nella quale si fondono
discipline diverse, ma come
l’ambito di sviluppo e di
applicazione di una comune
metodologia di insegna-mento
delle scienze.
41
Come si realizza l’integrazione ?
L’integrazione
non
è
affidata
all’unicità
dell'insegnante; gli insegnanti possono essere
diversi per le diverse discipline.
Si realizza nel progetto che prevede:
 adozione di un linguaggio scientifico omogeneo
 modelli uniformi e comparabili
 temi e concetti che abbiano una valenza
unificante
42
Lavoro di gruppo
Il lavoro in team dei docenti di tutto il Consiglio di classe
nella programmazione dell’attività didattica prevede:
 progettazione
 momenti di confronto tra docenti su metodi e contenuti
 preparazione di prove di verifica dell’apprendimento
 valutazione dei risultati
43
Dipartimenti e aggregazioni
Potrà
essere
utile
istituire
un
dipartimento specifico e ricorrere anche
ad
altre
forme
di
aggregazione
territoriale, ad esempio per i laboratori e
per le attività di rilevazione, supporto e
controllo.
44
Didattica laboratoriale
L’approccio laboratoriale è un
elemento fondamentale nell’insegnamento integrato delle scienze.
Il laboratorio non è più inteso
semplicemente come un luogo
fisico,
ma
diventa
un
atteggiamento
mentale
nell’affrontare problemi.
45
Concetti e processi unificanti (1/3)




forniscono connessioni tra le discipline scientifiche
sono fondamentali e ampi
sono comprensibili e utilizzabili da persone che
intraprenderanno percorsi scientifici
possono essere espressi e sperimentati attraverso lo
studio delle scienze adeguandoli secondo l’età durante
l’intero percorso di studi
Fonte: National Science Education Standards, 2007, pag. 115
46
Concetti e processi unificanti (2/3)
 sistemi,
ordine e organizzazione
 evidenza,
modelli e spiegazione
 costanza,
cambiamento e misurazione
 evoluzione
 forma
ed equilibrio
e funzione
Fonte: National Science Education Standards, 2007, pag. 116-9
47
Concetti e processi unificanti (3/3)




categorie che permettono la facile transizione attraverso
vari domini di conoscenza
elementi strutturali che permettono esplicitazioni
contestuali plurime
facilitano lo studente ad adattarsi in modo flessibile alle
varie situazioni problematiche reali
facilitano l’espansione dello spazio mentale individuale
e collettivo aumentando la consapevolezza in merito a
come s’impara
48
Integrazione delle discipline scientifiche,
tecnologiche e umanistiche
Le Scienze Integrate permettono di sviluppare
e applicare una metodologia comune che
consente apprendimenti trasversali alle
diverse materie: le discipline scientifiche in
primis, compresa la Matematica, ma anche
tecnologiche fino a comprendere quelle
filosofico-umanistiche,
coinvolgendo
potenzialmente tutti i docenti del Consiglio di
Classe.
49
Valutazione dell’apprendimento
Potrà essere realizzata:
 recependola all’interno delle singole discipline
 oppure prevedendo una valutazione interdisciplinare di
“integrazione delle scienze” cui potrebbero fare riferimento
anche valutazioni di altre attività, come quelle di progetto
o di stage
50
Integrazione a valle e a monte
L’integrazione delle scienze mira a potenziare l’intima
connessione del sapere scientifico al fine di meglio
orientare gli alunni alla scelta degli studi successivi,
anche nell’ambito degli studi terziari, in particolare nel
secondo biennio e nel quinto anno.
Un miglior collegamento col triennio della scuola
secondaria di primo grado, con un percorso quinquennale
di
assolvimento
dell’obbligo,
può
qualificare
l’insegnamento delle Scienze Integrate, fornendo gli
elementi fondamentali della formazione di una cultura
scientifica di base.
51
AGENDA
Identità dell’istruzione tecnica
L’insegnamento delle scienze in Europa
Filoni di pensiero ed esperienze
Linee guida per l’integrazione delle scienze
Conclusioni
A.F. De Toni
52
Le connessioni inattese
Via via che la scienza si sviluppa, diventa
sempre più difficile averne una visione
complessiva; si cerca allora di dividerla in
tanti pezzi e di accontentarsi di un pezzo
solo; in una parola, ci si specializza.
Continuare in questa direzione sarebbe di
grave ostacolo ai progressi della scienza.
Lo abbiamo già detto: sono le connessioni J.H. Poincarè
inattese tra i diversi domini scientifici che (1854-1912)
rendono possibili tali progressi.
Specializzarsi troppo significa precludersi
la possibilità di stabilire tali connessioni .
(Scienza e Metodo, 1908)
53