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Svelare l’errore scientifico

Affrontare efficacemente misconcezioni e preconcetti errati in classe.

18 novembre 2014

Relatore: Giulia Realdon

Definizione •Il termine misconceptions compare negli anni ’80 nel mondo anglosassone nel campo della fisica (Di Sessa, 1983) e dell’economia (Twersky e Kahneman, 1983) col significato di idee che differiscono dalle definizioni e spiegazioni accettate dagli scienziati

•«Misconcetti, misconcezioni, concezioni errate, fraintendimenti, sono i termini italiani utilizzati in letteratura in corrispondenza del termine inglese “misconceptions (Zan, 2000)

Misconcezioni

Pseudodoxia Epidemica (Sir Thomas Browne, 1672)

•Nota anche come “Enquiries into Common and Vulgar Errors” è un esempio di giornalismo scientifico ai tempi di Newton

•Contiene discussioni sulle credenze popolari relative a minerali, piante, animali, storia e geografia (ad es. sul calendario, le stagioni, il moto apparente del Sole, l’orientamento, il Nilo, l’Egitto…)

Anche David Hume tratta di misconcezioni nel XVIII secolo

Un vecchio problema

Immagine:wikipedia

Aspetti teorici

• Lo studio delle misconcezioni si inserisce nella tradizione del cambiamento concettuale (Piaget, 1950, Carey, 1985)

• Lo studente non è una tabula rasa, ma porta con sé idee pre-esistenti su come funziona il mondo, spesso errate a causa della sua limitata esperienza fenomenologica

• Chiamate anche pre-concezioni o modelli alternativi, le misconcezioni sono spesso resistenti all’insegnamento tradizionale

Aspetti teorici

•L’ostacolo maggiore all’apprendimento delle scienze “non è ciò che manca ai bambini, ma ciò che i bambini possiedono, cioè i loro schemi concettuali spontanei e alternativi alle teorie che gli insegnanti cercano di trasmettere” (Carey, 2000)

•In genere gli studenti mantengono le loro misconcezioni al di fuori della classe (Donovan, Bransford, Pellegrino, 1999) o creano degli ibridi tra misconcezioni e concetti corretti (Boon, 2009, Hansen, 2010).

(Committee on Undergraduate Science Education - National Research Council, 1997, DiSpezio 2010)

•misconcezioni legate all’esperienza quotidiana (o m. analogiche)

•misconcezioni fattuali

•misconcezioni concettuali

•misconcezioni legate al linguaggio

•credenze non scientifiche

Classificazione delle misconcezioni

• Si tratta dell’estensione di concezioni corrette in un dato contesto a un contesto diverso, in cui non sono più applicabili

• Uno scolaro può osservare come gorgogliano le bolle d’aria in una bibita quando ci soffia dentro con una cannuccia ed interpretare come bolle d’aria quelle che si formano durante l’ebollizione dell’acqua

• L’aspetto simile dei due fenomeni lo porta a trarre conclusioni errate.

Misconcezioni legate all’esperienza quotidiana (o m. analogiche)

Un pesce è un pesce

Tratto da Fish is Fish, di L. Lionni, 1970

Questa storia illustra i rischi dovuti al fatto che le persone costruiscono nuova conoscenza basandosi sulle conoscenze che già

possiedono

Il Sole sarebbe diverso dalle altre stelle

Immagine tratta da apod.nasa.gov

• Consistono in conoscenze errate relative a fatti

• Per esempio, ritenere è che l’alternarsi delle stagioni sia dovuto alla diversa distanza Terra-Sole

• Un’altra comune misconcezione fattuale è la presenza di uno strato di roccia fusa al di sotto della crosta terrestre

• Altri esempi: il fatto che le nubi siamo formate da vapore acqueo, che il Sole sorga esattamente a Est,…

Misconcezioni fattuali

Il Sistema Solare, tratto da www.channel4.com

L’interno della Terra, tratto da www.tildee.com

Il colore può favorire l’idea di un interno “liquido”

Distanze e dimensioni sono rappresentate in modo furviante

“vapore”, tratto da images.dailytech.com

Nubi, tratto da staff.concord.com

La nubi conterrebbero “vapore acqueo”

• Consistono in erronea comprensione di concetti come le leggi fisiche

• Ad esempio ritenere che due oggetti di diverso peso specifico cadano (nel vuoto) con diversa velocità è una misconcezione concettuale relativa all’accelerazione di gravità

• Anche qui c’entra l’esperienza, ossia l’aver visto cadere con diversa velocità corpi soggetti all’attrito dell’aria

• Altri esempi: confusione tra calore e temperatura, deduzione sullo stato liquido del mantello basata sull’isostasia della litosfera

Misconcezioni concettuali

Isostasia, tratto da portalsaofrancisco.com.br

tratto da: wintersolstice_Danilo_Pivato

L’analogia con l’iceberg è fuorviante: il mantello non è liquido

In Italia il Sole non è mai allo zenit

Buco dell’ozono ed effetto serra: due fenomeni diffusamente

confusi e fraintesi

Lo strato di ozono, tratto da: acer.acre.com

tratto da Koshland Science Museum

Qualche stereotipo sull’evoluzione: l’adattamento, la “marcia del

progresso” e l’albero della vita

tratto da cabinetmagazien.org

tratto da: evolution.berkeley.edu

tratto da: Getty images

• Sono legate all’uso improprio di espressioni del lessico comune per veicolare concetti scientifici e sono tipiche dei media o della divulgazione, ma possono essere generate anche in un contesto scolastico

• L’uso di metafore antropomorfe per descrivere fenomeni scientifici, per esempio, può dare origine a idee di tipo animistico o finalistico applicate ad oggetti inanimati o non dotati di intenzionalità

• Una pianta non “deve” assorbire l’acqua dal terreno e le radici non “hanno lo scopo”, ma piuttosto la funzione di fare ciò

• A volte anche una traduzione imprecisa può essere alla base di questo tipo di misconcezione: come la “doppia elica” o i “Mars canals”

Misconcezioni legate al linguaggio

Fotosintesi, tratto da sciencewithme.com

I “canali” di Marte descritti da Schiaparelli, tratto da wikimedia.org

Un Sole troppo “umano”

• Dette anche pseudoscienze, sono appunto credenze, cioè sono basate sulla fede in una fonte ritenuta attendibile, in contrasto con lo scetticismo e la pretesa di prove (evidence) a supporto delle affermazioni, elementi tipici del procedimento scientifico

• Esempi di questo tipo sono la credenza nel valore predittivo del momento della nascita, alla base degli oroscopi o la credenza in varie leggende metropolitane: la simulazione da parte della NASA delle missioni Apollo sulla Luna, l’arrivo degli alieni nell’Area 51 del Nevada, le “scie chimiche”

Credenze non scientifiche

Per documentarsi e approfondire:

• http://attivissimo.blogspot.it/p/indice-delle-indagini-antibufala.html

• http://www.bufale.net/home/

• http://www.butac.it

• http://www.cicap.org/new/index.php

• http://italiaxlascienza.it/main/datalink/

• http://www.snopes.com/info/whatsnew.asp

• http://www.csicop.org

• http://www.badscience.net

Misconcezioni, bufale e leggende metropolitane, “cattiva scienza”

• L’evoluzione del pensiero scientifico infantile: fisica ingenua, biologia ingenua, psicologia ingenua

• La “fisica ingenua” è infatti quel «sistema di credenze intorno alle proprietà degli oggetti inanimati che popolano il mondo della nostra esperienza» (Bozzi, 1990) e che il più delle volte sono delle convinzioni stereotipate erronee

• Analogamente si formano le idee sul mondo vivente e sulla mente propria e altrui (theory of mind)

Misconcezioni perché

Misconcezioni infantili

• Teleologia promiscua tendenza infantile ad attribuire finalità non solo agli artefatti umani e alle parti di esseri viventi, ma anche a fenomeni e oggetti naturali non viventi (Kelemen, 2005, Girotto, 2008)

• Animismo + intenzionalità Tendenza ad attribuire carattere vivente e intenzionale a oggetti inanimati (ad es. il Sole, le nuvole) e a tutto ciò che ha una struttura complessa e apparentemente non casuale (Piaget, 1926, Gergely e Csibra, 2003, Vallortigara, 2008)

• Dualismo mente-corpo mente ≠ cervello (Bloom, 2004)

• Emergerebbero due sistemi cognitivi nel corso dello sviluppo, coesistenti e a volte in competizione (Evans, 2003, Hood, 2009):

• in età prescolare: un sistema intuitivo, naturale, automatico, euristico e implicito

• in seguito: un sistema concettuale-logico, analitico-razionale, deliberativo, intenzionale-sistematico ed esplicito

• Secondo alcuni autori il sistema intuitivo non scompare del tutto nell’età adulta e può riaffiorare in condizioni patologiche (ad es. M. di Alzheimer)

Sistemi cognitivi coesistenti

•secondo l’approccio costruttivista un processo di apprendimento significativo coinvolge l’interpretazione di nuove informazioni alla luce delle precedenti idee e credenze

•è quindi necessario partire proprio dalle misconcezioni per realizzare un cambiamento concettuale (McCuin, Hayhoe, Hayhoe, 2014)

•qualche fattore a cui prestare attenzione:

• tenere presente il ruolo dell’ambiente di provenienza dello studente, dei suoi modelli culturali e valori

• evitare situazioni che provochino imbarazzo e rifiuto da parte dello studente

Approcci didattici alle misconcezioni

• engage previous knowledge: far emergere le misconcezioni utilizzando varie metodologie:

• discussione di gruppo

• test specifici (basati su repertori di misconcezioni)

• disegno

• far ricercare informazioni: webquest (opportunità di apprendere un uso critico della rete)

• se possibile proporre esperienze laboratoriali, simulazioni e modellizzazioni

• far argomentare e confrontare le diverse idee degli studenti

• proporre lavori di gruppo su mappe concettuali

Approcci didattici alle misconcezioni

Far emergere le misconcezioni

Repertorio di misconcezioni raccolte nell’ambito di Project 2061, tratto da:

assessment.aaas.org

tratto da:www.nagt.org/nagt/jge/abstracts/sep05.html#v53p471

NOVITÀ 2012 - ARCHIMEDE EDIZIONI

http://assessment.aaas.org/topics (Project 2061, list by topic)

http://undsci.berkeley.edu/teaching/misconceptions.php (Understanding Science website, misconceptions about science)

http://www.ems.psu.edu/~fraser/BadScience.html (about “bad” science teaching)

http://bioliteracy.colorado.edu (resources for biology teaching: uncovering student’s previous knowledge and misconceptions)

http://newyorkscienceteacher.com/sci/pages/miscon/ (data base of science misconceptions and teaching resources)

http://amasci.com/miscon/miscon.html (list of science misconceptions, bad science and teaching resources)

http://k12s.phast.umass.edu/~nasa/misconceptions.html (from "Earth Science misconceptions" by William C. Philips, 1991)

http://serc.carleton.edu/NAGTWorkshops/intro/misconception_list.html (NAGT website, Earth Science misconceptions)

RISORSE SULLA RETE

NOVITÀ 2012 - ARCHIMEDE EDIZIONI

CONSIGLI DI LETTURA M.Piattelli Palmarini: Fisica, quando l’apparenza inganna, Corriere della Sera 10/12/1997 http://archiviostorico.corriere.it/1997/dicembre/10/Fisica_quando_apparenza_inganna_co_0_97121010236.shtml

B.Scapellato: Misconcezioni astronomiche (dal blog “l’ingrediente segreto”) http://ingredientesegreto.linxedizioni.it/2013/07/08/misconcezioni-astronomiche/

Girotto-Pievani-Vallortigara: Nati per credere, Codice edizioni 2008

B.M.Hood: Supersenso, Il Saggiatore 2009

B. Goldacre: La cattiva scienza, Bruno Mondadori 2009

Committee on Undergraduate Science Education, National Research Council: Science Teaching Reconsidered: A Handbook, National Academy Press 1997 www.nap.edu/openbook.php?record_id=5287

M.S.Donovan e J.D.Bransford (editors): How Students Learn History, Mathematics, And Science In The Classroom, National Academy Press 2005 http://www.nap.edu/openbook.php?isbn=0309074339

M.DiSpezio: Misconceptions in the science classroom, Sci Scope 34 no1 S 2010 p. 16-19, 21 http://science-education-ccsu.wikispaces.com/file/view/misconceptions+in+science+classroom.pdf

R.M.Barrier: Astronomical misconceptions, The Physics Teacher Vol. 48, May 2010 http://www.thesciencehouse.org/images/stories/about/TPT-Astro_Article5_2010.pdf

Informazioni utili

il link per scaricare i materiali che avete visto oggi l’attestato di partecipazione valido ai fini dell’esonero

Prossimamente riceverete:

sul sito

www.pearson.it

trovate il calendario completo della formazione

Prossimi appuntamenti

Analisi e comprensione in Matematica mediante Mappe Concettuali

Metodi per migliorare negli studenti la capacità di analisi concettuale degli argomenti affrontati

25 novembre 2014

Relatore: Roberto Catanuto

ScienceFactory www.pearson.it/scienze-matematica

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