Formazione in tecnologia e scienze naturali

Nel progetto «Contesti tratti dalla ricerca tecnologica» gli insegnanti in formazione del livello secondario I analizzano i progetti di ricerca della Scuola Universitaria Professionale di Lucerna – Ingegneria, fanno esperienza dei concetti fisici soggiacenti e ne derivano ambienti di apprendimento con un programma d’insegnamento per gli allevi del livello secondario I. Dal punto di vista specialistico beneficiano del supporto del personale scientifico della scuola universitaria professionale. I contesti tematici si riferiscono alle competenze del programma d’insegnamento 21, 3° ciclo, ambito Natura e tecnologia.

Finalità: promuovere l’interesse attraverso concetti fisico-tecnici per mezzo di contesti quotidiani dalla ricerca.

Il progetto è consistito nello sviluppare, organizzare e analizzare un evento didattico interdisciplinare destinato a dare vita, collaborando con aspiranti insegnanti della scuola elementare, architetti e tecnici, a una visione della tecnica intesa come prassi vissuta e processo integrato nel tessuto sociale e culturale. Sul piano dei contenuti i gruppi di studenti sono stati chiamati, partendo da un’impostazione aperta del compito da svolgere, a realizzare oggetti sul tema «Shelter: protezione, fuga, riparo». Ciascun gruppo ha messo a punto strategie di realizzazione confrontandosi con le concezioni individuali della tecnica e approcci disciplinari differenti. In sede di valutazione è emerso che il confronto fra gli studenti ha scaturito processi di apprendimento interdisciplinari, in termini p. es. di cambi di prospettiva o culture comunicative. Ne è nato un bacino di possibilità che offre l’opportunità di condividere contenuti e progetti che ne derivano.

Purtroppo dai prodotti realizzati nel quadro del progetto non traspaiono gli elementi del confronto e dell’incontro fra gli studenti e sul piano tecnico e dei contenuti emerge una scarsa complessità di approccio al compito assegnato. Questo risultato va attribuito fra l’altro a motivi strutturali: le scuole universitarie seguono una loro logica interna che si esprime per esempio in piani di studio e modelli di bandi di concorso non compatibili o in forme di comunicazione e visione diverse. Organizzare eventi per gli insegnanti richiede pertanto tempo ed energie. Si rilevano inoltre differenze culturali su temi e accompagnamento degli studenti o sulle forme di riscontro. Per gli studenti è stato impegnativo adattarsi specificamente e in poco tempo a elementi diversi e loro poco familiari dell’attività didattica e di apprendimento.

Il progetto si prefigge tre obiettivi principali. Da un lato, rafforza il dialogo interdisciplinare della formazione tecnica individuando e tematizzando le esigenze dei diversi soggetti coinvolti. Da questa attività deriva una sistematizzazione delle discipline a tutti i livelli scolastici, dalla scuola materna fino al livello secondario I. In secondo luogo, si sviluppano per mezzo di una cooperazione interdisciplinare unità didattiche e di apprendimento esemplari per il livello secondario I, con particolare attenzione alle materie relative a natura e tecnologia, nonché alla progettazione tecnica e tessile. Docenti e ricercatori delle alte scuole pedagogiche e tecniche apportano diversi background e prospettive specialistiche alla «tecnologia» e alla «formazione tecnica» e li analizzano con gli insegnanti attuali e futuri. Infine, si rileva l’efficacia delle unità didattiche e di apprendimento con un test delle competenze e un’approfondita valutazione di follow-up. I risultati vengono raccolti e presentati in occasione di conferenze e per mezzo di pubblicazioni specializzate.

Il presente progetto MINT rientra in uno studio empirico basato sulla didattica specialistica della progettazione tecnica. L’analisi ad ampio raggio si concentra sull’aspetto della qualità della lezione nella progettazione tecnica. I relativi dati sono stati rilevati nel giugno 2018 nei Cantoni di lingua tedesca.

Una Latent Profile Analysis (LPA) illustra i tre tipi di lezione allestendo per ciascuno un profilo specifico. La regressione logistica multinomiale che ne risulta indica che gli insegnanti tendono a un determinato tipo di lezione in quanto “spinti “ da un vissuto personale e professionale. Le interrelazioni fra tipi di lezione e grandezze d’influenza di tipo scolastico su allievi e allieve vengono evidenziate da un’analisi plurilivello (MSEM, 2-1-1).

Nel complesso emerge l’impatto positivo sulle persone in formazione di una lezione in cui i compiti sono impostati in modo aperto e la qualità della struttura è elevata. Dalle esperienze effettuate si possono trarre raccomandazioni per una didattica specialistica e spunti per lezioni rispettose delle pari opportunità nel campo della progettazione tecnica.

Con questo progetto si sviluppano quesiti e istruzioni per l’applicazione di metodi analitici come la «spettronomia UV» nei corsi di studi della PHBern e per gli alunni del livello secondario I (e II). Ci si pone altresì l’obiettivo di elaborare un piano per l’acquisto in comune di strumentazione analitica e uno schema d’uso condiviso. Ciò include l’elaborazione didattica dei relativi contenuti delle lezioni sia per l’insegnamento presso la PHBern (ed eventualmente la BFH) sia per la scuola dell’obbligo (ed eventualmente i licei). Infine, si valuta l’uso di tali dispositivi per ulteriori temi (p. es. l’invecchiamento del materiale ecc.).

Nell’ambito di questo progetto, il personale della PHBern e della Berner Fachhochschule concepisce basi, metodi, strumenti e materiali che consentono agli insegnanti di affrontare il tema del «suolo» insieme agli allievi. Gli scopi da raggiungere sono i seguenti risultati parziali:

1. analisi della situazione attuale e delle esigenze degli insegnanti e ricerca sulle basi dal punto di vista specialistico e della didattica specialistica;
2. schemi per gli insegnanti, approcci esemplari, autoesperimenti didattici (compresi strumenti/materiali nel luogo di formazione «suolo»);
3. documentazione/analisi/valutazione degli esperimenti con gli studenti;
4. realizzazione di corsi in diversi moduli di formazione iniziale e continua degli insegnanti presso la PHBern, in collaborazione con studenti e docenti della Berner Fachhochschule.

La PHBern e la BFH lavorano congiuntamente allo sviluppo di un’offerta didattica per la formazione di base al livello secondario I che sia in grado di veicolare i concetti fisici di base dell’elettronica. A questo proposito vengono sviluppati e sperimentati dei materiali didattici idonei. Inoltre viene elaborata un’offerta di formazione continua per gli insegnanti del livello target. I materiali didattici sono testati, valutati e migliorati nel contesto della formazione di base della PHBern Sec I, nel corso di studi Tecnologia della corrente continua della BFH, nella formazione continua e al livello target Sec I.

Il saper gestire in modo sostenibile le risorse naturali e riconoscere le interrelazioni ambientali riveste una grande importanza nella società attuale. Un aspetto di cui tiene conto anche il piano d’insegnamento 21 (cfr. i campi di competenza NT 1, 8 e 9 e le idee guida ESS). Studenti della PHBern elaborano insieme con esperti della BFH materiale didattico e dispositivi di misura tramite i quali gli alunni documentano presso scuole diverse, durante sei mesi, processi biotici e abiotici su una superficie test di 20m². Le osservazioni e i dati rilevati costituiscono un riferimento pragmatico al MINT. Vengono inoltre effettuate le prime esperienze con lavori scientifici. A medio termine l’offerta d’insegnamento e di apprendimento per gli insegnanti verrà ampliata.