In un contesto dove l’innovazione procede a passi da gigante in ogni campo del sapere e la tecnologia fa da protagonista e acceleratore, diventa sempre più evidente l’importanza della didattica in Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica (STEM) in quanto stimolo costante all’indagine e al senso critico.
Funzione esponenziale, numero di riproduzione Rt, incidenza dei casi positivi per milione di abitanti, rapporto percentuale tra casi positivi e tamponi effettuati: è dall’inizio dell’emergenza pandemica che sentiamo parlare ogni giorno di concetti matematici, prima relegati ai soli ambiti tecnici, oggi diventati improvvisamente non solo vocabolario ma anche patrimonio conoscitivo comune. La pandemia ha dato una nuova centralità alla scienza e nessuno metterebbe in discussione l’importanza della ricerca scientifica e tecnologica nella lotta contro il Covid-19. L’emergenza in corso, infatti, ha evidenziato che è la conoscenza scientifica la nostra prima arma di difesa. Risulta, quindi, fondamentale fornire a tutti gli strumenti utili a comprendere cosa sta succedendo, come comportarsi, e perché occorre seguire regole restrittive, spesso dolorose.
Sviluppare le competenze STEM
Se l’emergenza coronavirus ha fatto tornare alla ribalta l’importanza della didattica STEM, il dibattito sul loro insegnamento parte da molto più lontano. Infatti, già la rivoluzione informatica e la rapida spinta tecnologica che ne è conseguita avevano fatto emergere la necessità di fornire una formazione qualificata nel settore scientifico-tecnologico, che fosse in grado di sviluppare le skills necessarie a soddisfare le nuove esigenze economiche e produttive e affrontare le sfide di una società sempre più tecnologica.
Da qui è nata l’esigenza di adottare sin dai primi anni di scuola un approccio alla didattica STEM che garantisse una preparazione solida e pragmatica. In altre parole, una preparazione che andasse oltre il saper scrivere, leggere e far di conto, e insegnasse ai ragazzi ad essere cittadini consapevoli e capaci di confrontarsi con le sfide dell’era digitale.
A tal fine, sono state individuate quattro abilità principali: alfabetizzazione digitale, inventiva, comunicazione efficace, e alta produttività. Si comincia con l’analisi, la comprensione e l’utilizzo di dati in un contesto ampio e complesso come quello in cui viviamo. Si passa, poi, ad una fase di elaborazione di nuove idee, fino alla costruzione di efficaci relazioni interpersonali e comunicative. Seguendo questo percorso, gli studenti non sono valutati solo sulla base dei risultati accademici, ma anche sulla base di nuovi parametri, come la capacità di problem solving, il pensiero critico e innovativo e l’attitudine a lavorare in gruppo.
Didattica STEM: cos’è e quali sono i punti di attenzione
Numerosi studi si sono concentrati sulle metodologie didattiche, cercando di dare una risposta alla domanda: qual è il migliore approccio alla didattica STEM? Non esiste al momento una risposta univoca. Tuttavia, emerge chiaramente la necessità di integrare approcci e metodi differenti, che prediligano la praticità e l’applicazione dei concetti a contesti reali e non astratti. Ad esempio, si può dimostrare che una funzione esponenziale aiuta a comprendere le dinamiche di un’epidemia, oppure che la statistica può servire a capire i risultati degli exit poll elettorali o ad effettuare un’indagine sierologica.
Pertanto, bisognerà portare gli studenti a riflettere sul mondo reale, proponendo problematiche complesse e trasversali. Il miglior approccio dovrà affrontare diverse sfide, concettuali ancor prima che pratiche, e superare la netta divisione tra i campi del sapere, che nella realtà sono fortemente amalgamati.
In secondo luogo, c’è poi l’aspetto legato alle competenze degli insegnanti, che devono avere sia una profonda conoscenza dei contenuti, sia una conoscenza specialistica sulle modalità di trasmissione di questi, dal punto di vista prettamente pedagogico. Purtroppo, oggi sono numerosi gli insegnanti che riferiscono di non sentirsi sufficientemente preparati ad affrontare questo compito con i loro studenti, in particolar modo nei risvolti più tecnologici.
Infine, vi è l’aspetto economico, legato all’investimento di tempo e denaro necessario a rendere efficace la didattica STEM. Si richiedono, infatti, materiali e risorse che rischiano troppo spesso di essere annoverati tra gli extra invece che tra le priorità di chi programma e progetta le attività. Il problema della disuguaglianza torna tristemente alla ribalta oggi che la necessità di adottare la Didattica a Distanza (DAD) mette in forte difficoltà le famiglie più povere.
Quali approcci per una valida didattica STEM?
L’educazione STEM è stata definita come una meta-disciplina. Essa si basa su un approccio integrato, il cui contenuto viene affrontato e veicolato come un qualcosa di dinamico e fluido, non settorializzato.
Risoluzione di problemi, apprendimento collaborativo, integrazione dei contenuti e, letteralmente, “mani in pasta”con le attività hands-on sono le azioni su cui gli studi e le sperimentazioni convergono maggiormente nella definizione di una valida strategia di didattica STEM. Tali attività, infatti, mirano a formare una conoscenza integrata di diverse discipline e a risolvere problemi in modo collaborativo e in un’ottica costruttivista. Inoltre, queste azioni permettono di costruire i concetti a partire dagli stimoli incontrati nell’esperienza quotidiana e sono strumentali al raggiungimento di uno scopo pratico.
Il Problem Solving, ad esempio, richiede agli studenti di costruire la propria comprensione delle nuove conoscenze. Nel farlo, si concentra su cosa effettivamente conoscono, cosa hanno bisogno di sapere per risolvere il problema, e come possono acquisire quelle nozioni, secondo un approccio costruttivista.
Si inserisce, accanto e a supporto di questo, l’apprendimento collaborativo e cooperativo, che favorisce la creazione di team di lavoro e che può prevedere un diverso grado di coinvolgimento del docente. In questo caso, parte cruciale del processo di apprendimento diventa non solo il risultato finale, ma anche la creazione di dinamiche organizzative, comunicative e sinergiche all’interno del gruppo.
Partire dal caso pratico e costruire, man mano, il contesto di riferimento, raccogliendo e collegando tra loro le conoscenze che servono, rispondono alla necessità di integrare i contenuti delle discipline STEM, rendendoli parte di un sapere unico. Attraverso le attività pratiche gli studenti possono visualizzare con i loro occhi ciò che imparano e sperimentare attivamente l’apprendimento, osservando il ruolo della tecnologia nella vita di tutti i giorni.
L’approccio bottom-up
La combinazione di questi approcci è attualmente sempre più favorita, nel contesto scolastico, dalla possibilità di svolgere attività integrate in collaborazione con realtà esterne specializzate nella progettazione di percorsi educativi STEM. Tale soluzione risulta particolarmente seguita in ambiti come quello dell’educazione ambientale e della sostenibilità, dove non esistono soluzioni semplici e univoche a problemi complessi e dove le conoscenze prettamente tecniche si integrano con lo sviluppo di senso critico e civico. È il caso di alcuni progetti svolti a scuola con la cooperazione di insegnanti e personale dedicato alla divulgazione scientifica. Laboratori, storytelling creativi, giochi di ruolo, dibattiti e sfide digitali a squadre sui temi dell’acqua, energia e ambiente, ad esempio, sono stati ideati per parlare a studenti di ogni età nei progetti Pozzo di Scienza e La grande Macchina del mondo, con ricchi programmi rivisti ogni anno alla luce dell’esperienza svolta nelle classi.
Lavori in corso: un esempio di didattica STEM
Il progetto Lavori in corso – adottiamo la città è nato per contrastare la povertà educativa in 5 aree periferiche del Paese. L’obiettivo è non solo migliorare la qualità ambientale dei territori, ma anche rafforzare il tessuto sociale e culturale delle comunità locali. Inoltre, le attività destinate ai ragazzi consentiranno di ampliare l’offerta educativa scolastica attraverso l’impiego di nuove tecnologie, strumenti audiovisivi, nuovi linguaggi creativi, attività a diretto contatto con il territorio e serious games.
EuroUSC Italia, partner del progetto, guiderà i ragazzi nell’elaborazione di mappe territoriali tramite la consultazione di documenti e archivi storici, fotografie, e immagini catturate grazie all’ausilio di droni. Per svolgere al meglio questo lavoro, i ragazzi seguiranno un breve corso introduttivo sui droni e sull’utilizzo pratico delle nuove tecnologie per la raccolta, l’analisi e la rappresentazione grafica di dati. Alla fine, il progetto permetterà di far acquisire loro nuove competenze STEM (come la capacità di rilevare dati geografici ed urbanistici e rappresentarli su mappe a diverse scale, o la capacità di analisi statistica), valorizzare gli strumenti digitali all’interno di una relazione costruttiva e attiva con la propria comunità e il proprio territorio, e prevenire così fenomeni di “isolamento digitale” e dispersione sociale.
La didattica STEM per la sostenibilità
Come si è visto, l’approccio bottom-up permette di cogliere e lanciare nuove sfide agli studenti. Nell’ambito delle discipline STEM, serve ad approfondire, affinare e ampliare le opportunità di sfruttamento delle conoscenze collegate alla quotidianità. In una visione più generale, offre spunti diversi e nuovi codici interpretativi utili a far crescere la coscienza ambientale e sociale dei ragazzi e orientare i loro comportamenti verso uno stile di vita più sostenibile.
Pertanto, nella ricerca e nella definizione di strategie future per una didattica STEM più moderna, sarà assolutamente importante valorizzare il contesto scolastico e considerare prioritaria la possibilità di fornire ai docenti e a tutti coloro che intervengono nella progettazione e nelle attività gli strumenti concettuali, materiali ed economici più adeguati.
