Evoluzione delle specie: Animazioni, simulazioni e percorso didattico in terza media

Breve premessa per i lettori di Matematicamente.it

Questa tesi è il risultato di un percorso didattico svolto in una terza media.

Il percorso era dedicato all'evoluzione delle specie.

I punti di forza di questa tesi sono:

• Aver presentato separatamente i vari meccanismi che portano all'evoluzione delle specie (mutazioni e variabilità, selezione naturale, tempo).
• Aver creato durante lo svolgimento del percorso il Sito Online delle Lezioni [1] ad uso dei ragazzi, con i materiali prodotti ed usati a scuola.
• Aver fatto svolgere ai ragazzi un'attività (una specie di "telefono senza fili basato sui disegni") che ha portato alla creazione di varie animazioni [2] e di un filmato che è stato poi reso pubblico su Internet per mezzo di YouTube [3].

Le animazioni costituivano varie linee di discendenza di uno stesso disegno. I ragazzi durante l'attività svolgevano in certo senso, senza saperlo sul momento, il ruolo di copiatori di geni. Le varie parti del disegno venivano infatti copiate e passate ai compagni numerose volte. I vari disegni rimessi insieme portavano infine alla creazione delle animazioni.

• Aver usato diverse simulazioni al computer per vedere e giocare con gli effetti della selezione (si veda il sito delle lezioni).

Ringrazio tutti i lettori di Matematicamente.it.

[1] Sito delle lezioni:

http://www.guzman.it/3EDinoCompagni2008/3EDinoCompagni2008.html

[2] Animazioni

http://www.guzman.it/3EDinoCompagni2008/pesce/PesciMutantiColori.html

[3] Filmato con le animazione prodotte con i disegni dei ragazzi:

http://www.youtube.com/watch?v=W0mgWEl2mjc

Scuola di specializzazione per l'insegnamento secondario della Toscana

Sede di Firenze

VIII ciclo

Indirizzo: Scienze Naturali

Classe di Concorso: A059

Relazione finale di Tirocinio e Laboratorio di Didattica

(Scienze Naturali per la Scuola Media)

Animazioni, simulazioni e l'evoluzione delle specie

Supervisore Specializzando

Letizia de Luca Guzman Tierno

Anno accademico 2007-2008 2

Indice

1. Introduzione. Riflessioni sui due anni di SSIS. 4

2. Riflessioni sull'esperienza del laboratorio di didattica 7

3. Tirocinio attivo: Percorso Didattico di Scienze. I meccanismi dell'evoluzione. 9

Titolo del percorso didattico 10

Discipline interessate 10

Classe di riferimento e collocazione nel tempo scuola 10

Premessa e motivazioni della scelta 10

Collocazione del percorso didattico 11

Metodologie didattiche utilizzate 11

Obiettivo generale 13

Descrittori di competenze 13

Prerequisiti 13

Risorse 14

Fasi del percorso di scienze 16

Fase 1. Evoluzione: pensiamoci! (online) 16

Fase 2. Era un pesce! (online) 18

Fase 3. Ma chi lo dice che le specie evolvono? (online) 22

Fase 4. La selezione? Proviamo! (online) 24

Fase 5. Il rotolone del tempo!? (online) 26

Fase 6. Cosa abbiamo imparato? 28

Fase 7. Vediamo se ho capito! (online) 29

Verifica. (online) 30

Come si sono svolte le lezioni di scienze 33

1 Discussione aperta ("brain storming") (online) 34

2 I pesci mutanti. (online) 41

3 Presentazione al computer (online) 45

4 Simulazioni al computer (online) 47

5-6 Il rotolone del tempo. (online) 49

7 Verifica (online) 50

Conclusioni 51

Il sito delle lezioni 52

Bibliografia e Siti Internet di riferimento 56

Siti con i materiali di questa tesi 57

3

1. Introduzione. Riflessioni sui due anni di SSIS

Ho una formazione scientifica e per la precisione matematico-informatica. Mi sono dottorato in matematica e successivamente ho preso una seconda laurea in informatica. Ho tuttavia sempre coltivato un vivo interesse per le materie umanistiche ed in particolare per le discipline affini alla psicologia ed alla pedagogia. È stato proprio questo interesse che mi ha portato a scegliere di provare a diventare un insegnante.

Anche prima di frequentare la SSIS, avevo la convinzione che per diventare insegnanti fossero necessari una formazione tecnico-disciplinare specifica piuttosto accurata ed un forte interesse per gli aspetti pedagogici, psicologici e didattici. Da questo punto di vista, i due anni di SSIS hanno prodotto su di me due principali effetti. Il primo è stato quello di aver rafforzato la suddetta convinzione ed anzi di avermi sempre più convinto dell'estrema importanza degli aspetti didattici, pedagogici e psicologici. Il secondo effetto, forse ovvio ma non scontato, è stato quello di avermi permesso, aiutato e spronato a muovere appunto i primi passi nel vasto e complesso mondo della didattica, della psicologia e della pedagogia.

Non vi è dubbio quindi, da questo punto di vista, che i due anni di SSIS si sono rivelati per me come due anni veramente importanti ed utili. Senza i corsi della SSIS sarebbe infatti stato impensabile riuscire ad affrontare la molteplicità e la varietà dei temi ai quali ho potuto invece, anche se marginalmente, avvicinarmi.

I corsi, i materiali messi a disposizione, i libri suggeriti, le scadenze e gli esami sono tutti aspetti (e ne ho citati solo alcuni) che mi hanno costretto a lavorare su determinati temi prestabiliti. Senza tali vincoli, ossia senza una scuola che conduca gli studenti attraverso un percorso, riuscire ad iniziare una propria formazione in certi settori diventa un'impresa quasi proibitiva. In altre parole, sono convinto che una "scuola per la scuola" o "scuola della scuola" sia utile è necessaria.

Il fatto che parlando di insegnamento si finisca inevitabilmente per parlare di meta-livelli (come in "scuola per la scuola") non è, io credo, un fatto casuale. È ben noto come molti grandi pedagoghi, sociologi e psicologi abbiano posto l'accento sul fatto che per imparare e capire davvero qualcosa bisogna fare un percorso meta-cognitivo. Mi riferisco

1

per esempio a Morin che dice "pas de connaissance sans connaissance de la connaissance"

1 E. Morin, Edizione italiana:

La Méthode, tome 3, La connaissance de la connaissance. Il metodo 3. La

Feltrinelli, Milano, 1989.

conoscenza della conoscenza, 4

2

o a Rogers con il suo "imparare ad imparare" o, ancora, a Watzlawick, Beavin e Jackson quando sottolineano l'importanza semantica degli aspetti metacomunicativi della

3

comunicazione.

È logico allora aspettarsi che una scuola che insegna ad insegnare debba necessariamente, nella forma e nel contenuto, mostrare ed affrontare aspetti concernenti vari meta-livelli (della conoscenza, dell'apprendimento, dell'insegnamento). La mia formazione di matematico mi porta a pensare che si tratti di aspetti molto interessanti.

Si tratta, a mio modo di vedere, di aspetti che hanno notevole importanza nel definire il ruolo stesso dell'insegnante e che, pertanto, ogni (futuro) insegnante dovrebbe affrontare.

L'indubbia fatica che ho dovuto fare (come ogni studente della SSIS) e l'iniziale smarrimento e perdita di riferimenti quando ho iniziato la SSIS, sono dovuti in gran parte, io credo, al doversi trovare ad affrontare dei livelli di pensiero sconosciuti (i meta-livelli di cui parlavo prima) per i quali non disponevo ancora degli schemi e delle strutture mentali necessarie. Lavorare su questo piano, ribadisco, è stato senz'altro formativo.

Un ruolo fondamentale lo ha giocato infine il tirocinio. Entrare nelle scuole, entrare nelle aule, interagire con i ragazzi e gli altri insegnanti, fare le prime esperienze dirette, conoscere con mano la realtà che dovrà diventare il nostro riferimento quotidiano, sono esperienze che hanno un valore incalcolabile. Le due esperienze di tirocinio che ho fatto, mi hanno portato a fare numerosi pensieri sui contenuti e le modalità della didattica e sui modi di relazionarsi con i ragazzi.

La professione dell'insegnante

La professione dell'insegnante, volendola esercitare bene, non è una professione semplice.

Se non si può discutere sul fatto che un insegnante deve conoscere ciò che insegna e deve quindi avere una formazione tecnico-disciplinare specifica, ancora meno, a mio avviso, si può discutere il fatto che l'insegnante:

• Deve intendersi di didattica in quanto disciplina che studia i processi di insegnamento-apprendimento.
• Deve intendersi di pedagogia in quanto disciplina che studia i processi educativo-formativi.
• Deve intendersi, almeno in parte, di psicologia dal momento che si ha a che fare e si gestiscono relazioni fra persone.
• Deve interessarsi di sociologia per comprendere i processi su scala sociale a cui l'istituzione scolastica partecipa.

2 C. Rogers, Giunti-Barbera, Firenze, 1973.

Libertà nell’apprendimento,

3 P. Watzlawick, J.H. Beavin, D. Jackson, Norton&Company, New

Pragmatics of Human Communication,

York, 1967. 5

A queste conoscenze-capacità, che ritengo assolutamente fondamentali, se ne possono aggiungere facilmente molte altre: capacità organizzative, conoscenza delle regole, delle leggi e dei meccanismi della scuola, ecc.

Possiamo ravvisare nel precedente elenco un progressivo allargamento degli orizzonti: dall'insegnare-apprendere, all'educare-formare, al relazionarsi, allo stare nella società. Il processo di insegnamento-apprendimento è in effetti un particolare processo di educazione-formazione il quale, a sua volta, è un particolare esempio di relazione e le relazioni, costituiscono, la base della società.

Questo progressivo allargamento porta con sé l'implicazione che per insegnare bisogna occuparsi anche di pedagogia, di psicologia e sociologia.

Questa catena di implicazioni non è affatto un mero gioco di astrazioni, essa infatti può essere in certo senso invertita: se la relazione che un insegnante instaura con il gruppo classe funziona bene allora tende a funzionare bene anche il processo di educazione-formazione e, a sua volta, tende funzionare bene anche il processo di insegnamento-apprendimento.

Visto l'ampio numero di conoscenze e capacità che un docente deve avere, risulta senz'altro naturale ed importante che vi sia una scuola che gestisce e si prende cura della formazione degli insegnanti. Una tale scuola permette di conoscere le pratiche migliori, di rapportarsi con le varie idee presenti in letteratura, di conoscere gli errori da evitare, di muovere i primi passi in un territorio controllato, di sperimentare. Non vi è dubbio quindi, come avviene per tutti i mestieri, che una scuola di formazione degli insegnanti porta sicuramente dei benefici a chi dovrà praticare il mestiere di insegnante, ma anche, di conseguenza, a tutto il sistema scolastico. 6

2. Riflessioni sull'esperienza del laboratorio di didattica

Credo che una scuola per l'insegnamento non avrebbe senso senza un'area dedicata a studiare, affrontare e discutere i problemi della didattica. Da questo punto di vista l'area didattica della SSIS gioca quindi un ruolo fondamentale.

Nello specifico dei corsi di area didattica a cui ho preso parte io vorrei sottolineare alcuni aspetti.

Innanzitutto sono rimasto molto contento che fosse proposto un approccio laboratoriale. Quanto detto è volutamente ambiguo, potrebbe infatti significare che nelle lezioni di didattica veniva proposto di usare nelle scuole un approccio laboratoriale, oppure che nelle lezioni stesse si usava un approccio laboratoriale. Tale ambiguità rientra e si rifà a quanto detto nell'introduzione riguardo ai meta-livelli che la SSIS affronta. Quanto detto è volutamente ambiguo perché, mostrando con ciò una coerenza tra fare e proporre, le lezioni di didattica hanno quasi sempre avuto un approccio laboratoriale ed hanno sempre proposto un tale approccio come fondamentale per la scuola.

Sono rimasto contento che venisse proposto un tale approccio per vari motivi.

Innanzitutto perché avevo sempre creduto che il tradizionale modo di fare lezione non abbia una grande efficacia e validità. In secondo luogo perché, pur non credendo ai metodi tradizionali, non avevo affatto le idee chiare su quali potessero essere altre metodologie e la SSIS mi ha aiutato a conoscerle. In terzo luogo perché nel proporre durante le lezioni stesse un approccio laboratoriale, fatto di discussioni ed attività di gruppo, le lezioni dell'area didattica sono risultate stimolanti, utili e non noiose come sarebbero state se avessimo semplicemente dovuto stare seduti ad ascoltare.

Con le lezioni di didattica ho imparato a capire cos'è un percorso didattico ed ho imparato ad avere la sensibilità necessaria ad immaginare un percorso didattico. Ho imparato ad immaginare le reazioni dei ragazzi ed a pensare i percorsi avendo sempre in mente tali reazioni.

Le molte discussioni e lavori di gruppo fatti durante le lezioni di didattica risultano importanti per abituarsi a stare con gli altri. Allenano e migliorano la capacità di relazionarsi con gli altri, di capirli e di farsi capire. Tutti questi sono aspetti importanti per un (futuro) insegnante.

È stato importante anche poter discutere di metodologie e cominciare a conoscere le idee ed i nomi di importanti pedagoghi e sociologi. Da questo punto di vista devo alle lezioni di didattica il fatto di avermi fatto conoscere Edgar Morin che trovo un autore e

7

pensatore formidabile (vicino anche al tipo di astrazioni che la mia mente di matematico predilige).

Di assoluta ed estrema importanza sono state le lezioni fatte nel laboratorio di chimica (con la prof.ssa Letizia de Luca ed il prof. Roberto Caporali).

Io, che ho una formazione matematica e non ero mai entrato in un laboratorio chimico o di biologia, ho potuto, con gran gioia, mettere mano a provette e becchi bunsen e scoprire che certi esperimenti si possono fare davvero e non sono solo speculazioni astratte scritte sui libri. All'inizio, devo dire, ero un po' timoroso: avevo paura di fare dei guai, di rompere qualche strumento, di non avere la manualità necessaria. Poi, abbastanza in fretta, ho capito che anch'io potevo fare la mia parte e ho preso parte agli esperimenti con gran gusto. Anche da questo punto di vista le lezioni di laboratorio sono state fondamentali: solo provando si può scoprire e sapere come, se e quando si può fare un esperimento.

Sono venuto via dalla, fortunatamente lunga, serie di lezioni di laboratorio di chimica, portando via con me molte idee di esperimenti che potrò ripetere nelle scuole medie. Alcuni sono molto semplici ed altri sono spettacolari, alcuni si possono fare senza attrezzature o accortezze particolari mentre altri richiedono qualche strumento.

L'importante è che le lezioni di laboratorio mi hanno lasciato questo repertorio di esperimenti ed immagini mentali che sento come miei e che potrò riusare quando farò lezione. 8

3. Tirocinio attivo: percorso didattico di scienze

I meccanismi dell'evoluzione

Presentazione del percorso e del lavoro svolto.

Durante il tirocinio attivo ho progettato e portato avanti con la classe un precorso dedicato ai meccanismi dell'evoluzione. Le idee di base che ho voluto seguire nella progettazione di questo percorso sono state le seguenti:

• Scomporre il funzionamento dell'evoluzione nelle sue componenti.
• Coinvolgere i ragazzi con varie attività.
• Fare ampio uso di nuove tecnologie.

L'idea di fare uso delle nuove tecnologie nasceva dalla convinzione che per i ragazzi di oggi, nati e cresciuti nell'era digitale, un tale approccio potesse risultare molto più vicino ai

4

loro modi di produrre, pensare ed elaborare la conoscenza. 5

Durante lo svolgimento di questo percorso ho creato il sito online delle lezioni in cui i ragazzi potevano rivedere il materiale delle lezioni (presentazioni, simulazioni, ma anche il materiale prodotto da loro stessi (scritte, giochi) disegni, animazioni).

6

prodotta con i disegni dei ragazzi è stata anche messa su

L'animazione YouTube

finale

di modo che i ragazzi hanno potuto mostrarla ad amici e parenti.

Il sito delle lezioni, le simulazioni al computer, l'attività che ha portato a produrre l'animazione e l'inserimento dell'animazione stessa su YouTube hanno avuto un forte potere trainante durante lo svolgimento delle lezioni.

Credo di poter dire che il percorso è risultato molto stimolante per i ragazzi e che abbia perciò avuto una notevole efficacia nel portarli a pensare ed a fare proprie molte delle questioni connesse con l'argomento affrontato.

4 Vi è da anni un'ampia discussione su questi temi. Può risultare interessante a tale proposito, la visione dei seguenti video:

"Pay Attention" (YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=_M_336pDWoM)

http://www.youtube.com/watch?v=dGCJ46vyR9o

"A vision of students today"

"Did You Know" (YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=ljbI-363A2Q)

5 Sito delle lezioni: http://www.guzman.it/3EDinoCompagni2008/3EDinoCompagni2008.html

6 Animazione finale su YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=W0mgWEl2mjc 9

Titolo del percorso didattico

"L'evoluzione degli esseri viventi"

Discipline interessate

Biologia, Informatica.

Classe di riferimento e collocazione nel tempo scuola

Terza classe della scuola secondaria di primo grado.

Premessa e motivazioni della scelta

La scelta di dedicare il percorso didattico all'evoluzione è dovuta alla voglia di provare a cimentarsi nell'ideazione di un percorso e nell'insegnamento di un argomento che risulta essere di ampio respiro e caratterizzato dalla presenza di molteplici aspetti complessi che interagiscono fra sé.

Nel proporre un percorso sull'evoluzione si tratta in primo luogo, a mio modo di vedere, di tratteggiare, evidenziare e fare emergere il concetto stesso di evoluzione.