Problemi e situazioni-problema nell’insegnamento delle scienze

È ormai largamente condivisa l’opinione che il sapere scientifico che si dovrebbe acquisire a scuola non può ridursi a una «accumulazione non problematica di fatti relativi al mondo» ( Driver 2000). Possedere un sapere significa, «in primo luogo, essere capaci di utilizzare ciò che si è appreso, di farvi ricorso per risolvere un problema o chiarire una situazione» (Giordan, 1987). Nelle discipline scientifiche, l’abilità a risolvere problemi è un obiettivo d’apprendimento perché ritenuta una dimensione importante della formazione disciplinare. L’attuale tendenza a privilegiare la costruzione di competenze contribuisce a rinforzare la necessità di sviluppare la capacità di risolvere problemi. Una competenza integra un insieme complesso di apprendimenti, si esprime in modi differenziati, è legata a una famiglia di situazioni ed è associata alla risoluzione di problemi. Una persona competente è in grado di riconoscere i tipi di problemi che affronta, di elaborare strategie di risoluzione, di eseguire in modo efficace i compiti previsti dalla strategia prescelta e di valutare in modo adeguato i risultati ottenuti. La capacità di risolvere problemi è strettamente legata alla modellizzazione: saper costruire e utilizzare modelli è essenziale per risolvere problemi scientifici; è una delle azioni più efficaci dal punto di vista intellettuale, poiché i modelli sono strumenti di intelligibilità. Di conseguenza, la padronanza dei problemi scientifici e la modellizzazione delle situazioni empiriche sono due aspetti strettamente legati del sapere scientifico (Orange, 1997). Nel contesto scolastico, la risoluzione di problemi può essere concepita come obiettivo educativo o come strategia di apprendimento. Nel primo caso, si tratta di un atto intellettuale complesso, che non si produce come spontanea conseguenza dell’acquisizione di conoscenze, ma che gli allievi devono sviluppare mettendo in atto i procedimenti intellettuali che tale attività richiede. Nel secondo caso, si tratta di un dispositivo pedagogico in grado di favorire apprendimenti significativi e permanenti nella misura in cui ogni esperienza di risoluzione di un problema è suscettibile di arricchire la base di conoscenze dello studente. Nel corso degli ultimi decenni, molti programmi di formazione, sia nel settore tecnico e professionale sia in quello della formazione generale, sono stati fondati su metodi che prevedono l’acquisizione di contenuti e procedimenti specifici di una disciplina a partire da problemi trattati in classe. L’uso corrente del termine “problema”, tuttavia, non è privo di ambiguità e merita una discussione accurata.