La seguente proposta didattica è pensata per docenti di matematica e fisica di una classe di liceo (di qualsiasi indirizzo), preferibilmente una classe quarta o quinta. L’attività proposta vuole favorire sia una didattica delle competenze, basata sulla risoluzione di problemi di realtà attraverso equazioni matematiche, sia una riflessione critica sulla capacità esplicativa della matematica nella comprensione delle strutture d’ordine della realtà fisica e del ruolo che l’interrogazione filosofica e teologica può avere in questo contesto. Vuole quindi favorire un percorso interdisciplinare tra l’insegnamento del pensiero scientifico, della filosofia e della religione cattolica.
Il percorso proposto è pensato in modo da lasciar spazio ai docenti di personalizzare la complessità dei problemi di realtà proposti e l’approfondimento storico e filosofico, così da poter rispondere a diverse esigenze didattiche.
Metodologia didattica applicata: lezione frontale, think-group-share, brainstorming, utilizzo delle TIC.
Possibilità di team teaching: in questa fase è consigliato un lavoro in compresenza con il docente di storia e filosofia e con il docente di religione, in modo da dare continuità didattica nella fase successiva di team teaching.
Competenze da promuovere: stimolare l’ascolto, l’empatia, il coinvolgimento e la partecipazione attiva al processo di costruzione del sapere, utilizzo dei sistemi informatici.
La prima fase consiste nella proiezione di un video introduttivo che stimoli gli studenti ad un’interrogazione sulla “misteriosa” capacità esplicativa della matematica nella comprensione del mondo fisico, favorendo un ascolto attivo ed empatico. Si consiglia la visione di un estratto del video divulgativo “Mathematics is the queen of Sciences” promosso dal programma statunitense NOVA (si consiglia la visione fino a 10’20’’).
Al termine della proiezione il docente richiama l’attenzione proponendo la lettura condivisa della celebre lettera di Albert Einstein a Maurice Solovine, in cui il noto fisico dichiara il suo stupore di fronte all’intelligibilità della natura, parlando in termini di vero e proprio miracolo e di mistero insondabile. Ad ogni studente viene consegnata un copia cartacea della lettera che quindi viene commentata in classe insieme al docente/i. Si consigliano le seguenti pagine per una presentazione contestualizzata del brano scelto:
Einstein su scienza e religione
La classe divisa in gruppi di 4-6 alunni/e si organizza per un breve momento di discussione a gruppi (circa 10’). Il docente favorisce la discussione sulle principali questioni emerse nel brano letto, stimolando la partecipazione e il confronto critico all’interno dei gruppi. Il docente quindi richiama l’attenzione per un brainstorming finale, in cui i principali nuclei tematici vengono raccolti e organizzati in concetti chiave, anche con l’ausilio della lavagna multimediale (LIM). Questo momento finale di discussione favorisce, in un clima empatico e compartecipe, gli spunti di riflessione che animeranno il seguito dell’attività.
Metodologia didattica applicata: group work, peer education, think-group-share, team building.
Possibilità di team teaching: in modo da favorire il team teaching previsto in questa fase è consigliato un lavoro in compresenza con il docente di storia e filosofia e con il docente di religione.
Competenze da promuovere: sviluppo delle competenze nella risoluzione di problemi di realtà, capacità di sviluppare modelli matematici di fenomeni reali, sviluppo del pensiero critico e di una visione integrata di sapere scientifico e sapere umanistico, sviluppo delle capacità empatiche tra gli studenti e della capacità di costruire un clima cooperativo in team building.
Il docente/i dividono la classe in gruppi di 5-6 persone (stabiliti dal docente in modo da creare gruppi idonei) e assegna ad ogni gruppo un problema di realtà, diverso per ogni gruppo. Ogni gruppo ha quindi il compito di trovare l’equazione matematica in grado di modellizzare adeguatamente il problema assegnato, discutendo su eventuali approssimazioni e criticità del modello trovato e sulla possibile esistenza di più modelli matematici per il medesimo problema di realtà. La complessità del problema assegnato dipenderà dal livello di preparazione generale della classe e dagli argomenti trattati, variando sensibilmente da classi di liceo scientifico a classi di licei non scientifici (in un liceo scientifico questa fase potrebbe occupare un arco di tempo maggiore).
Ogni gruppo propone la sua formulazione matematica del problema assegnato e ne trova la soluzione numerica. Il docente invita ogni gruppo a riflettere sulle strutture d’ordine della realtà che vengono rivelate dalle equazioni trovate, e se le equazioni sono di per sé sufficienti a spiegare l’ordine del mondo che mettono in luce. Si invita quindi ogni gruppo ad approfondire questo tema secondo due direzioni possibili: la ricerca di ragioni fisiche, oppure, di ragioni filosofiche e/o teologiche, alla base di queste strutture d’ordine.
Ogni gruppo si consulta con il docente di fisica, di filosofia o di religione per ricevere materiale da visionare e analizzare per approfondire la direzione scelta. Si consiglia ai docenti la consultazione del portale disf.org per la scelta del materiale da proporre agli studenti. In particolare si consigliano le seguenti risorse:
1. Leggi naturali, di Giuseppe Tanzella-Nitti
2. Naturalismo e natura, di Cataldo Zuccaro Mario De Caro
3. Visioni e concezioni della natura fra scienza, filosofia e teologia, di Flavia Marcacci
4. Leggere il Libro della Natura, spunti dagli insegnamenti di Benedetto XVI
5. Il corso della natura e l’intervento di Dio nei miracoli, estratti della Summa Theologiae di
Tommaso d’Aquino
6. Creazione e leggi di natura nel Commento al Genesi, estratti da Esamerone di Basilio di Cesarea
Ogni gruppo quindi si organizza per la preparazione del lavoro di approfondimento, basato sulle fonti loro assegnate, da svolgere fuori dall’orario scolastico. Questo lavoro dovrà completarsi con la preparazione di un elaborato da presentare in classe, dove si mostrerà il problema di realtà di partenza, la sua formulazione e risoluzione matematica attraverso un’equazione, e si offriranno degli spunti di riflessione generali sulle possibili ragioni (fisiche, filosofiche, teologiche) esplorate nel lavoro di gruppo. Il docente/i si assicura che il lavoro dei gruppi si sviluppi secondo una certa pluralità di prospettive in modo da favorire un ricco e stimolante confronto nella fase finale dell’attività.
Metodologia didattica applicata: utilizzo delle TIC, flipped classroom, lezione partecipata, debate method.
Possibilità di team teaching: è consigliato un lavoro in compresenza con il docente di storia e filosofia e con il docente di religione, in modo da dare continuità didattica con il precedente lavoro.
Competenze da promuovere: sviluppo del pensiero critico e di una visione integrata di sapere scientifico e sapere umanistico, sviluppo delle capacità di partecipazione ad un dibattito pubblico.
Il percorso qui proposto si conclude con il dibattito finale in cui ogni gruppo presenta il proprio lavoro alla classe attraverso una breve presentazione (circa 10’). Al termine della presentazione segue un breve momento per domande e riflessioni (circa 5’-10’). I docenti sono invitati a far emergere gli aspetti salienti del lavoro svolto dai gruppi, evidenziando i principali argomenti fisici, filosofici e teologici messi in luce dai vari gruppi. L’intera esposizione dovrebbe durare circa 80’- 100’ (supponendo 4-5 gruppi in una classe media di 25-30 alunni). Segue un momento di riflessione finale da parte dei docenti in cui vengono riassunti gli aspetti più rilevanti emersi in questo percorso didattico. L’intera attività può diventare oggetto di valutazione, sia in base al lavoro svolto a casa dai gruppi sia in base alla partecipazione in classe dei singoli studenti.