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Sintesi degli interventi
L'EDUCAZIONE SCIENTIFICA DI BASE CONDIZIONE NECESSARIA DELL'INNOVAZIONE TECNOLOGICA PER UNO SVILUPPO SOSTENIBILE
Edoardo Boncinelli
Si può coltivare la ricerca scientifica per motivi diversi.
Lo si può fare per capire come è fatto il mondo,
ivi compresi gli esseri viventi e noi stessi; oppure per applicare
queste conoscenze allo scopo di produrre risorse, beni materiali
e salute. E’ chiaro però che senza acquisizione
e accumulazione di conoscenze non ci può essere neppure
un’adeguata attività di tipo applicativo. Senza
la ricerca di base, guidata dalla curiosità e alimentata
dall’intelligenza e dalla creatività, non ci può
essere ricerca applicata. Se la prima si ferma, la seconda appassisce
e dopo un po’ si arresta. A parte il fascino ed il valore
educativo della ricerca, non c’è dubbio che la
ricchezza e la potenza delle nazioni non si misura oggi in termini
di cannoni e di carri armati, ma sulla base del loro sviluppo
scientifico e tecnologico. Occorre quindi investire e impegnarsi
per una ricerca che dia garanzie per il futuro, economico, culturale
e civile del paese. Oltre tutto, quello dello scienziato è
il mestiere più bello del mondo!
LA MARGINALIZZAZIONE DELLA FORMAZIONE SCIENTIFICA IN ITALIA: ORIGINI, CONSEGUENZE. PROPOSTE PER UN'INVERSIONE DI TENDENZA
Giuseppe Tognon
La marginalizzazione della formazione scientifica di base in
Italia ha radici lontane. Non è soltanto il risultato di quella
impostazione idealistica della scuola italiana che troppo spesso
si considera all'origine di tutti i mali. Le indagini internazionali
sull'apprendimento e sulle competenze dei nostri studenti mostrano
che le lacune sono vaste e profonde in tutti i campi del sapere,
anche in quello linguistico e letterario o artistico e musicale.
D'altra parte, altri indicatori segnalano che la scuola italiana,
e non soltanto la scuola primaria, non è da disprezzare, anzi!.
Il problema dell'alfabetizzazione scientifica non è dunque da
affrontare come un'emergenza, ma come un'occasione per modernizzare
e rendere più flessibili i percorsi scolastici, recuperando
la grande tradizione del saper fare, dello sperimentare, del
descrivere e del raccogliere, e per fare della scuola la sede
per una attività educativa che non riguardi soltanto la popolazione
scolastica. Le domande da porsi sono numerose e tutte ugualmente
importanti: 1) come rafforzare le conoscenze scientifiche e
tecniche nella scuola anche selezionandole 2) come formare ed
orientare tutti gli insegnanti ad un metodo di lavoro costruito
sul rigore scientifico 3) come aprire la scuola alla domanda
sociale sempre più forte di informazione riguardo alla qualità
della vita e alla costruzione di un modello di sviluppo sostenibile
4) come valorizzare il patrimonio documentario e scientifico
accumulato nel nostro paese 5) come intensificare la divulgazione
e migliorare la manualistica. Il processo ha certamente bisogno
di una regia centrale, ma non può prescindere da un impegno
condiviso per far crescere anche in Italia quella cultura del
merito e della valutazione che sono la premessa per sostenere
la sfida della competizione globale e del progresso.
DALLA MATEMATICA ANTICA ALLE MATEMATICHE MODERNE
Lucio Russo
Se la didattica della matematica non può rimanere ancorata a
concezioni superate sul piano scientifico, essa non può neppure
inseguire le novità della ricerca, che in gran parte restano
inaccessibili a livello della scuola secondaria. Si propongono
una serie di esempi di un uso didattico di elementi tratti da
tutta la storia della matematica. Si propone, in particolare,
di recuperare dalla matematica antica l'equilibrio tra intuizione
e rigore e la trasparenza delle motivazioni applicative delle
teorie. Alcuni settori della matematica moderna, come ad esempio
la teoria dell'informazione e il calcolo delle probabilità,
possono d'altra parte fornire contenuti aderenti alle nuove
tecnologie e metodi corrispondenti alle nuove concezioni.
COSMOLOGIA E COSMOGONIA
Maurizio Busso
L'Astronomia offre molti percorsi per guidarci non solo alla
conoscenza del cosmo, ma anche, attraverso questa, alla riflessione
critica sui nostri sistemi di pensiero, sulla loro evoluzione
storica, sulla loro limitatezza. In ciò mantiene una sua tradizione
fondamentale di disciplina strettamente legata alla filosofia,
di parte integrante di un più vasto Umanesimo. Esempi rilevanti
di ciò possono essere ricavati dalla cosmologia (intesa come
ricerca di un modello per la struttura e l'evoluzione dell'Universo
nel suo insieme) e dalla cosmogonia (termine oggi spesso usato
per indicare più limitatamente la formazione del sistema solare
e la genesi in esso delle strutture complesse, quali i pianeti
e i satelliti). Si cercherà di illustrare ciò con due esempi
rappresentativi. Nel primo, partendo dalla domanda classica
del paradosso di Olbers (se ci sono tantissimi 'soli' attorno
a noi, perché la notte è buia?) si delineerà la risposta della
cosmologia attuale, sottolineando i restanti dubbi e le ombre
che ancora ci avvolgono. Nel secondo, recenti scoperte dell'astrofisica
nucleare e delle scienze meteoritiche saranno utilizzate per
illustrare alcune sconcertanti conclusioni sulla possibile unicità
(o almeno sulla peculiarità) della nostra stella. Tutto questo
dovrebbe essere ben presente ogni volta che ci si interroghi
sulla vita nell'Universo e sul nostro destino. Purtroppo la
natura problematica della ricerca astronomica non è abitualmente
sottolineata: la spettacolarità delle immagini dai satelliti
rimane spesso fine a se stessa nella divulgazione scientifica,
inducendo così alla superficialità. E' compito specifico di
una didattica seria correggere queste tendenze e includere l'astrofisica,
come le altre scienze, nel panorama più vasto della cultura
moderna.
DALLA FISICA CLASSICA ALLA FISICA DEI SISTEMI COMPLESSI
Carlo Bernardini
Diceva Bertrand Russell che ai suoi connazionali, inglesi, la
fisica newtoniana piace perché ha la struttura ordinata dell'orario
ferroviario. E Jean Perrin invitava a considerare l'atomismo
come il modello in grado di sostituire "il visibile complicato
con l'invisibile semplice". Nel corso dei secoli, semplice e
complicato si sono intrecciati in varie forme, dal riduzionismo
alla descrizione statistica. Pian piano, il determinismo è morto,
la nozione di "stato di un sistema" ha preso il sopravvento,
la probabilità ha sostituito la certezza, la stessa meccanica
classica ha mostrato impossibilità inedite che hanno generato
tutta una matematica nuova ed originale (caos deterministico
nei sistemi non lineari). E' anche accaduto che l'opera di precursori
come Poincaré sia passata inosservata per decenni, e si può
riflettere sul perché.
NUOVE FRONTIERE DELLA RICERCA CHIMICA. GREEN CHEMISTRY
Francesco Fringuelli
La chimica ha contribuito in questi ultimi 60 anni in modo determinante
all'attuale standard di benessere della società e a migliorare
la qualità della vita. L'enorme sviluppo industriale che ne
è derivato e l'uso non corretto dei prodotti sia a livello industriale
che personale, ha determinato ciò che comunemente è noto come
degrado ambientale. Oggi si sta prendendo coscienza che l'obbiettivo
primario non è solo produrre, ma importante è anche come produrre
e che non possiamo solo consumare ma che dobbiamo anche imparare
a consumare. Per concretizzare questo cambiamento di mentalità
è, però, necessaria una nuova chimica. La Green Chemistry è
un'area di frontiera della ricerca chimica che progetta, produce
e utilizza sostanze e processi chimici a scarso o nullo rischio
ambientale sostituendo reazioni e tecnologie tradizionali con
reazioni e tecnologie innovative che riducono o eliminano reagenti,
prodotti e solventi pericolosi per l'uomo e l'ambiente. Green
Chemistry significa nuova mentalità, nuove idee, nuove scelte
politico-economiche, nuovi centri di ricerca, nuovi laboratori.
SISTEMI MOLECOLARI NANOSTRUTTURATI
Raimondo Germani
Con il termine "sistema molecolare nanostrutturato" si intende
una struttura molecolare, costituita da una singola macromolecola,
da un aggregato di molecole o da un cluster di atomi o di ioni,
che presenta almeno una delle tre dimensioni dello spazio nell'ordine
dei manometri. Sono materiali che esibiscono proprietà e funzioni
peculiari a causa della loro piccola dimensione (1 nm-100 nm).
A questa scala di dimensioni, alcune delle loro proprietà sono
intermedie tra le proprietà del materiale a livello macroscopico
e le proprietà quantiche delle molecole, e spesso possono essere
inusuali rispetto alle due classi di materiali. La possibilità
di manifestare funzioni peculiari ed utili rende questi sistemi
particolarmente interessanti in molteplici applicazioni tecnologiche.
Negli ultimi anni sono state coniate, e stanno entrando nell'uso
comune, diverse parole collegate con la parola nano- come: nano-robotica,
nano-elettronica, nano-biolelettronica, nano-medicina, nano-catalisi,
nano-sensoristica, nano-biosensoristica. Tutti questi neologismi
possono essere riassunti con due termini nanoscienza e nanotecnologia.
Con questo ultimo termine si intende la capacità, da parte dell'uomo,
di progettare, sintetizzare e manipolare materiali, dispositivi
e sistemi, aventi proprietà particolari, tramite il controllo
della materia a livello atomico e molecolare, nella scala appunto
delle dei manometri. La nanoscienza, per il suo carattere multidisciplinare,
è un settore che trae linfa dalle più tradizionali discipline
scientifiche come la chimica, la fisica, la biologia, la medicina,
l'ingegneria, l'elettronica. I materiali nanostrutturati trovano,
e troveranno sempre più, applicazione come: catalizzatori, materiali
per l'elettronica, chips, materiali ottici, sensori, conduttori,
semiconduttori, isolanti, ecc.. Possono essere utilizzati in
settori quali; bonifiche ambientali, purificazione dell'acqua,
celle a combustibile, celle fotovoltaiche, trasporto e rilascio
di farmaci, processi di riconoscimento molecolare a livello
biologico per la cura del cancro, terapia genica ed altro ancora.
In questa relazione saranno presi in rassegna alcune, delle
più significative, famiglie di sistemi molecolari nanostrutturati
di natura inorganica ed organica, aventi una architettura molecolare
covalente e non-covalente. Verranno esaminate sinteticamente
le caratteristiche, le proprietà più salienti e le loro applicazioni.
Alcune delle famiglie che verranno prese in considerazione sono:
nanoparticelle di oro, quantum dots, dendrimeri, ciclodestrine,
nanostrutture a base di carbonio come i nanotubi ed i sistemi
supramolecolari autoorganizzati di natura anfifila.
DALL'ORGANISMO A GAIA: VITA E INTEGRAZIONE DI VITE
Marcello Buiatti
Nella seconda metà dell'Ottocento la Biologia, che era fino
ad allora stata essenzialmente descrittiva è diventata sperimentale
ed ha adottato il metodo di analisi riduzionista che punta a
conoscere un sistema biologico assemblando le conoscenze ottenute
sui singoli componenti. Questa concezione, coerente con la rivoluzione
industriale in atto all'epoca, sottende la equivalenza fra sistemi
viventi e macchine essendo queste ultime appunto costituite
da elementi indipendenti assemblati secondo un unico progetto
elaborato da esseri umani. Nella conferenza si partirà da questa
svolta per discutere il paradigma meccanico che ne è derivato
alla luce dei dati della Biologia contemporanea. Questa, in
particolare nei primi anni di questo millennio ha smentito con
chiarezza l'ipotesi di equivalenza fra vita e non vita e dimostrando
che gli esseri viventi sono in realtà reti di elementi interdipendenti
in continuo cambiamento che elaborano il proprio programma durante
il ciclo vitale in funzione dei segnali interni ed esterni.
Si commenterà poi il fatto che, per la prima volta nelle scienze
della vita, i dati sono in netto contrasto con l'immaginario
scientifico corrente e con quasi tutta la divulgazione scientifica.
Questo per un processo, del tutto originale, di virtualizzazione
e distacco dalla reltà che sta coinvolgendo la nostra civiltà
attuale con possibili conseguenze estremamente negative sulla
vita degli esseri viventi tutti inclusa la nostra specie.
DALLE SCIENZE ANALITICHE ALLA SCIENZA DELLA COMPLESSITÀ
Mario Tei
Nell'evoluzione del pensiero scientifico si è passati dalla
scienza analitica alla scienza della complessità, dalla certezza,
all'incertezza, dal particolare al sistemico. Tutti gli oggetti
chiave della fisica,della chimica, della biologia e dell'astronomia:
atomi, molecole, cellule, organismi ….. ecosistemi, astri, galassie,
costituiscono sistemi complessi. In natura tutti i sistemi sono
aggregati di sistemi, "il nostro mondo organizzato è un arcipelago
di sistemi nell'oceano del disordine" dice Edgar. Morin. Un
sistema complesso presenta numerose proprietà: è un'unità globale
costituita da parti diverse in interrelazioni, è aperto, dinamico
…ridondante, regolato da processi retroattivi ... in evoluzione…..
Per modellizzare struttura e comportamento dei sistemi complessi,
caratterizzati e influenzati da un'enorme numero di variabili,
è necessario ricorrere a particolari algoritmi matematici (equazioni
differenziali non lineari) la cui soluzione richiede il supporto
di potenti computer. Sotto l'aspetto pedagogico, contrariamente
alla scienza analitica, che educa a disaggregare, a parcellizzare,
a isolare (e che comunque rimane fondamentale per la conoscenza
della natura), la scienza dei sistemi complessi educa ad aggregare,
promuove la comprensione dell'oggetto globale, sistemico, multidimensionale.
Quindi, le proprietà comuni dei sistemi complessi possono costituire
una chiave di interpretazione interdisciplinare per riunire
fisica, chimica, biologia e astronomia? Alla luce di questo
cambiamento paradigmatico, possiamo, come fa Morin, ipotizzare
una Scuola dove non si insegnano più le discipline come tali,
ma queste vengono inserite in contesti quali, l'Universo, la
materia, la vita, l'umano? Così da riscoprire, nel contesto,
le domande primordiali: cos'è l'essere umano?
La vita ? La società? Il mondo? La verità? ….. E anche un'Università
riorganizzata in facoltà: del cosmo, della Terra, della vita,
dell'umano, dei problemi mondializzati …?
IL LIBRO DI TESTO SCIENTIFICO DI OGGI E DI DOMANI
Federico Enriques
Si tenta di delineare il quadro dei libri scolastici di scienze
di oggi e di domani anche alla luce dello "ieri" Il quadro è
più frutto di convinzioni e ricordi personali che di una ricerca
organica. Si cerca di definire concetto e tempi delle generazioni
di libri scientifici, inquadrandoli in un sistema didattico
che comprende il docente ed altri strumenti. Si illustrano i
principali pilastri (es. esposizione chiara di contenuti corretti,
importanza del metodo generale della scienza e particolare di
ogni disciplina) ed i principali snodi (es. ruolo del laboratorio,
rapporti con altre scienze, diversi gradi di rigore, scienza
come elemento fondamentale della cultura occidentale, scienza
e cittadinanza, strumentalità verso le professioni e gli studi
futuri, libro e diversi stili di apprendimento). Ci si domanderà,
terminado più con dei punti di domanda che con dei punti fermi,
se, in che misura, in quale direzione le nuove ed imminenti
indicazioni nazionali, l'ingresso massiccio dei computer nelle
scuole e la necessità di rapportarsi con sistemi di valutazione
nazionali e internazionali, potranno avere influenza su tali
pilastri e tali snodi. Il titolo della comunicazione è: "Libri
con la proboscide". Si parte da una constatazione: nessuno zoologo
potrebbe affermare con sicurezza che fra 100 anni vi saranno
ancora degli elefanti, ma potrebbe assicurare che, se ci saranno
ancora, avranno la proboscide. E' un po' lo stessi per i libri.
Forse domani non ci saranno più, ma, se ci saranno, non saranno
molto diversi da quelli attuali.
CHI INSEGNA A CHI?
La formazione degli insegnanti per la Scuola,
dal 1999 è delegata all'Università. Oggi gli Atenei formano
insegnanti per la Scuola dell'infanzia, Primaria, Secondaria
di I e di II grado. Il modello attuale in base alla legge delega
n. 53/2003, è destinato a cambiare. L'art. 5 prevede una facoltà
specialistica che forma gli insegnanti, non più provenienti
dalle varie facoltà disciplinari, attraverso un corso quinquennale
professionalizzante. In questo cambiamento occorre chiederci:
nella facoltà specialistica le competenze disciplinari saranno
sufficientemente approfondite per garantire un proficuo lavoro
didattico? Chi curerà gli aspetti didattico-pedagogici che si
riferiscono alle specifiche età evolutive degli alunni che frequentano
i vari ordini di Scuola? Nella formazione iniziale e in quella
ricorrente, quali ruoli avranno l'Università, la Scuola dell'autonomia,
le Direzioni Regionali e gli IRRE?
INFLUENZA DELLE METODOLOGIE MEDIATICHE NELLA DIDATTICA CURRICOLARE
Giovanni Stelli
L'uso didattico della televisione è necessariamente integrativo
(questa integrazione può essere naturalmente di grande importanza:
si veda l'esperienza della "Enciclopedia multimediale delle
scienze filosofiche" realizzata della RAI e dall'Istituto Italiano
per gli Studi Filosofici). La televisione è infatti un mezzo
multimediale, ma non interattivo. Le cose stanno diversamente
per quanto riguarda il computer, che è oggi un mezzo multimediale
e interattivo (in certi limiti da precisare). E infatti a proposito
dell'uso del computer nei processi di insegnamento/apprendimento
che si è sviluppato nell'ultimo decennio un dibattito molto
vivace e conflittuale. Il dilemma potrebbe essere così formulato:
"didattica multimediale" o integrazione della multimedialità
nella didattica? La multimedialità deve essere vista come un
fattore ausiliario della didattica cosiddetta tradizionale (intendendo
con questo termine l'attenzione prioritaria dedicata alla concettualizzazione
come obiettivo dell'insegnamento/apprendimento), un fattore
certamente potente e di grande efficacia; la multimedialità
va pertanto integrata in forme specifiche, da studiare e definire
volta per volta in relazione alle discipline e ai problemi.
Si possono brevemente indicare due direzioni da esplorare. a)
Risalire a monte delle NT (Nuove Tecnologie) per comprenderne
i principi di funzionamento, onde evitar che il giovane si rapporti
alle NT solo come consumatore (che legge, al massimo, le istruzioni
per l'uso), restando ad esse profondamente estraneo sul piano
della conoscenza. b) L'uso concettuale delle NT (e quindi della
multimedialità/interattività), che è un uso del tutto possibile.
Occorre a tal proposito, in primo luogo, individuare con precisione
quali spazi effettivi, che la didattica tradizionale non può
coprire, possono essere occupati dalle NT. In secondo luogo,
si tratta di costruire da parte del docente un uso concettuale
delle NT in relazione ai problemi posti dalle singole discipline.
IL LABORATORIO SCIENTIFICO PER LA SCUOLA ITALIANA: IL MODELLO FOLIGNO
Pierluigi Mingarelli
Nei primi anni '60 fu istituito, a Foligno, un Laboratorio Centrale
di Scienze Sperimentali. Inizialmente destinato a sede per l'aggiornamento
degli aiutanti tecnici presso i gabinetti scientifici dei Licei
Classici e degli Istituti Magistrali, esso è, poi, diventato
sede per l'aggiornamento dei docenti di discipline scientifiche
a livello nazionale, con il tempo è stato dotato di una notevolissima
varietà e quantità di attrezzature e di materiali relativi alla
Chimica, alla Biologia, alla Fisica generale, all'Ottica, all'Acustica,
alla Geografa e alla Geologia. Dalla fine degli anni '80 è stato
scarsamente utilizzato, a causa della mancata disponibilità
di personale, è stato frequentato dalle scuole della Città di
Foligno e del territorio, soltanto grazie alla disponibilità
e all'impegno volontario di alcuni docenti. La sede del Laboratorio,
collocata in Palazzo Canditoti Brunetti, un prestigioso edificio
risalente al XVIII secolo, è stata dichiarata inagibile a seguito
del terremoto del 1997; esisteva, pertanto, il concreto rischio
che le attrezzature scientifiche, nel 1990 affidate in possesso,
dal Ministero della Pubblica Istruzione, al Liceo Scientifico
di Foligno andassero, in pratica, perdute. All'inizio dell'anno
scolastico 1998-1999 il Provveditore agli Studi di Perugia,
dott. Salvatore Maria Miccichè, ha affidato incarico all'attuale
direttore, prof. Pierluigi Mingarelli, di coordinare le attività
necessarie al trasferimento e alla ripresa delle attività del
Laboratorio. Attraverso l'intervento della Regione dell'Umbria,
della Provincia di Perugia, del Comune di Foligno, della Fondazione
Cassa di Risparmio di Foligno, di numerose aziende dell'area
e, soprattutto, grazie all'intervento delle Organizzazioni Sindacali
C.G.I.L. e dell'Associazione degli Industriali tramite il Fondo
di solidarietà a favore delle popolazioni dell'Umbria e delle
Marche, sono state reperite le risorse finanziarie per il trasferimento
dei materiali e la ristrutturazione della nuova, attuale, sede.
Il contributo più significativo, sotto ogni aspetto, qualitativo
e quantitativo è stato apportato dai volontari dell'Associazione
Nazionale Alpini, A.N.A., che erano stati presenti a Foligno
durante la fase dell'emergenza seguita agli eventi sismici .
Tra il 1999 ed oggi il Laboratorio è stato ampliato sia nella
superficie coperta, sia con la realizzazione di un Orto Botanico.
Attualmente il Laboratorio di Scienze Sperimentali, da un punto
di vista giuridico, è un Consorzio di scuole, costituito ai
sensi della normativa sull'autonomia scolastica. Il Laboratorio
di Scienza Sperimentali comprende:
Laboratorio di Chimica;
Laboratorio di Biologia molecolare;
Laboratorio di Informatica;
Laboratorio di matematica;
Laboratorio di Meteorologia;
Laboratorio di Microbiologia;
Planetario;
Orto Botanico;
Sala Riunioni. |
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