da "Naturalmente", Bollettino di informazione degli insegnanti di Scienze Naturali, articolo di Bolettieri G., Istituti Editoriali e Poligrafici Internazionali Pisa-Roma, anno XVIII, n. 3, 2005, pp. 38-42
L'apprendimento cooperativo applicato alla valutazione dei rischi geologici,

Introduzione

Lo studio dei grandi eventi naturali (terremoti, eruzioni, alluvioni, frane) costituisce un'ottima opportunità per la realizzazione di attività didattiche cooperative finalizzate alla conoscenza specifica di questi fenomeni geologici intesi come processi legati alla dinamica terrestre a piccola-media-grande scala e al coinvolgimento delle scuole in programmi di difesa e di prevenzione.

L'importanza di questi temi risulta evidente se si pensa che i terremoti sono di gran lunga le catastrofi naturali che causano più vittime e danni al mondo e circa un terzo della popolazione del nostro pianeta vive in zone considerate "a rischio". L'imprevedibilità del terremoto e la scarsa resistenza allo stesso della maggior parte degli edifici esistenti fanno del rischio sismico quello più grave e maggiormente temuto. A questo proposito, purtroppo, si deve menzionare l'ultimo terremoto di potenza elevatissima (Magnitudo 9,3 della scala Richter) avvenuto nell'Oceano Indiano (il peggiore terremoto degli ultimi quarant'anni) e il conseguente maremoto (tsunami) che ha devastato l'Asia sud orientale colpendo luoghi ad alto flusso turistico quali la Malaysia, le Maldive, la Thailandia, lo Shri Lanka e l'India.

L'Italia è un paese ad alto rischio che ha subito in passato, ma anche recentemente, eventi tellurici catastrofici (1976: Friuli; 1980: Campania e Basilicata; 1997: Marche; 2002: Puglia e Molise). 

I fenomeni idrogeologici (frane e inondazioni), a causa soprattutto di un'ampia instabilità geologica del territorio e a sempre più pressanti interventi dell'uomo, sono un altro rischio ampiamente diffuso in Italia. E se solo per un terzo del nostro paese si può parlare di "alto rischio", il "medio dissesto idrogeologico" è presente praticamente ovunque. Di fatto, il nostro territorio risulta il più colpito da questo tipo di eventi calamitosi in Europa (38% delle vittime) nell'ultimo ventennio.

Considerate tali premesse, la scuola, in quanto istituzione deputata alla crescita intellettuale dei giovani, si configura come luogo ideale per avviarli alla riflessione sulla stima del rischio. Tale programma di lavoro presenta peraltro una attrattiva se non altro a livello di curiosità, e può pertanto risultare efficace grimaldello per suscitare nel processo di apprendimento quel coinvolgimento emotivo da parte del discente che da più parti è indicato come essenziale in ordine all'efficacia del processo stesso. Tale attrattiva costituisce un "valore aggiunto" particolarmente prezioso quando riferito ad ambiti curricolari spesso avvertiti come ostici, come tipicamente accade con le discipline scientifiche (Cervesato, 2004).

La progettazione di un'unità didattica

A scuola si privilegiano le conoscenze e le competenze disciplinari determinate e si trascurano, spesso, i processi di pensiero di più elevato profilo, cioè le capacità[1].

Le abilità cognitive, cioè le capacità delle quali ci occuperemo, devono essere utilizzabili in classe e nella vita di tutti i giorni. Le cosiddette abilità di pensiero comprendono sia le abilità di base (classificare, comparare, descrivere, trovare le ragioni) che quelle di livello più elevato: dalla inferenza (operazione mentale per ricavare una o più informazioni non esplicitate in modo da mettere in relazione due informazioni esplicitate) al ragionamento analogico (capacità di risolvere un problema essendo noto come si risolve un problema simile), dal problem posing (presa di coscienza ed analisi del problema), al problem solving (soluzione del problema), dalla capacità di scoprire alternative possibili a quella di organizzare modelli di significato più generale, fino alla capacità di gestire l'imprevisto.

Per raggiungere le capacità mentali superiori, l'insegnamento delle scienze può dare importanti contributi. Le attività pratiche tradizionali e, ancora meglio, le attività che comportano la risoluzione di problemi (problem solving) favoriscono il pensiero critico e la creatività, stimolando la curiosità e promuovendo la discussione fra pari. Fondamentali risultano sia la manipolazione diretta di oggetti e di strumenti scientifici, che si realizza in laboratorio, sia l'osservazione diretta della natura. Queste modalità favoriscono e arricchiscono i processi di apprendimento, stimolando il desiderio di conoscere.

In particolare le scienze della terra presentano una forte valenza formativa concorrendo a maturare il senso di responsabilità del cittadino nella soluzione del problema delle risorse e dei rischi del territorio. Permettono, inoltre, la comprensione delle relazioni che intercorrono nell'ambiente e permettono il consolidamento e la capacità di lettura del territorio nei suoi aspetti naturali ed antropici.

Il docente che intende promuovere un progetto collaborativo nella sua classe può organizzare l'attività secondo lo schema (Tab.1) riportato di seguito (Banzato e Minello, 2002)

 

 

 

Durante la prima fase sono illustrati agli studenti le attività da svolgere e i contenuti fondamentali da sviluppare. Molto importante è verificare le conoscenze minime necessarie per procedere senza eccessive difficoltà (punto A della Tab.1).

Un'unità didattica potrebbe essere strutturata in varie fasi che coinvolgono l'intera classe, o più classi, attraverso l'impiego di differenti modalità di studio: l'analisi qualitativa, l'analisi quantitativa e l'interpretazione dei dati.

Di seguito sono elencati gli obiettivi generali (punto B della Tab.1) che una unità didattica sulle scienze della terra, e in particolare sui terremoti e altre calamità naturali, dovrebbe raggiungere:

• Stimolare la consapevolezza dell'importanza che le conoscenze di base delle scienze della terra rivestono per la comprensione della realtà in cui si vive; consapevolezza finalizzata all'assunzione di atteggiamenti degni dell'uomo circa gli interventi di previsione, prevenzione e difesa dai rischi geologici.
• Promuovere un approccio sperimentale alla didattica della scienza attraverso l'acquisizione del metodo del "saper fare" (misurare, osservare, formulare ipotesi e verificarle, acquisire ed elaborare le informazioni, esprimere e confrontare le proprie idee con quelle degli altri).
• Rappresentare la complessità dei fenomeni in molteplici modi: disegni, descrizione orale e scritta, simboli, tabelle, diagrammi, grafici, semplici simulazioni, elementari formalizzazioni dei dati raccolti.
• Rappresentare e costruire modelli matematici interpretativi di fatti e fenomeni, anche provvisori e parziali, utilizzando sistematicamente il linguaggio simbolico e il formalismo conosciuto.
• Tener conto delle eventuali connessioni con altre discipline (un approccio non esclusivamente settoriale permette di far maturare negli studenti la capacità di collegare correttamente gli elementi esaminati, utilizzare strategie differenti e osservare da più punti di vista un problema).
• Favorire processi di introduzione e di uso delle nuove tecnologie nella didattica.

La pianificazione e i compiti da assegnare agli alunni (punto C e D della Tab.1), per questo tipo di attività che comporta tempi medio-lunghi, è fondamentale. Un sistema di cooperative learning di tipo formale[2] (Bolettieri G., 2004) che si presta bene in questo caso è il sistema jigsaw (puzzle), una specifica tecnica che ha raggiunto ormai trent'anni di successi in campo educativo e didattico. Proprio come in un puzzle, ogni pezzo (ogni parte attribuita ad uno o più studenti) diviene essenziale per la piena comprensione e il completamento del prodotto finale. Se ogni parte di lavoro è essenziale, allora anche lo studente che la possiede è essenziale: è proprio questo che rende questa strategia efficace.

Gli studenti, appartenenti ad una o più classi, vengono divisi in gruppi di 4 ciascuno. In un gruppo strutturato con il jigsaw ogni studente è responsabile di ricerche o compiti ben definiti relativi al tema scelto e agli obiettivi da raggiungere.

Gli studenti, a cui è assegnato uno specifico compito, non riportano direttamente in gruppo il risultato del loro lavoro ma si incontrano precedentemente con altri alunni "esperti" dello stesso argomento per raccogliere informazioni, approfondire il loro argomento e ripetere le loro presentazioni. Ciò è particolarmente utile per quegli studenti che hanno iniziali difficoltà nell'apprendimento o che si confondono nell'organizzazione del lavoro.

Quando gli esperti hanno raggiunto dimestichezza e conoscenza di determinati argomenti o tecniche, oltre che sicurezza nell'esporre ciò che hanno appreso, tornano al gruppo di appartenenza ed insegnano ai compagni di gruppo ciò che hanno imparato in modo da istruire tutti i compagni nella loro "specialità". Al termine delle relazioni ogni studente viene sottoposto ad una valutazione costruttiva da parte dei suoi compagni di gruppo.

Questo sistema di apprendimento incoraggia l'ascolto, il coinvolgimento, l'empatia dando a ciascuno una parte essenziale da giocare nell'attività di apprendimento.

I membri del gruppo devono lavorare insieme per raggiungere uno scopo comune e ogni persona dipende dalle altre. Nessuno studente può comprendere completamente se non lavora con gli altri. Questa cooperazione è determinata dalla progettazione stessa della lezione e facilita l'interazione tra gli studenti, portandoli a valutare i contributi degli altri come un compito comune.

Fase molto importante consiste nel monitoraggio del lavoro di gruppo (punto E della Tab.1): quando sorgono dei problemi, per esempio qualche membro domina sugli altri, oppure il gruppo incontra particolari difficoltà nel realizzare il compito assegnato, il docente interviene in modo appropriato. Se però la situazione crea disagi temporanei è opportuno lasciare che il responsabile del gruppo si occupi di gestire la situazione.

Per la verifica (punto F della Tab.1) i quesiti a scelta multipla possono diventare uno strumento efficace per valutare la comprensione-competenza raggiunta dagli allievi su un particolare concetto.

L'apprendimento e il buon esito di una carriera scolastica sono influenzati, a parità di capacità cognitive, dalla motivazione e dal concetto di sé che ha l'allievo. Una scarsa autostima e poche motivazioni rivestono spesso un ruolo decisivo nei casi di rendimento scadente, di reazioni eccessive alle difficoltà e agli insuccessi, e possono condurre all'abbandono scolastico. Da ciò nasce la necessità che si sviluppi e si consolidi l'abitudine a tenere conto anche del contributo di autovalutazione degli alunni. Ciò favorisce una realistica conoscenza di sé e promuove processi motivazionali capaci di sostenere lo sviluppo delle potenzialità individuali.

 

 

Un'applicazione

Ho avuto l'opportunità di organizzare e progettare un'unità didattica sul rischio geologico durante l'anno scolastico 2002-2003 presso l'Istituto Tecnico Commerciale e per Geometri "Ferruccio Niccolini" di Volterra. Questa iniziativa era inserita all'interno di un progetto più ampio nato per stimolare gli alunni del biennio ad apprendere metodi di studio efficaci.

 

Tenuto conto che gli aspetti didattici generali (scelta dell'argomento, obiettivi, pianificazione, monitoraggio e valutazione) sono stati esposti nel paragrafo precedente, sottolineerò in particolare i passaggi fondamentali attraverso cui gli alunni hanno realizzato il progetto cooperativo.

Nel caso specifico il gruppo, attraverso una serie di analisi e considerazioni progressive, ha valutato, con l'ausilio di una scheda preparata dal docente (vedi scheda di lavoro), della mappa della massima intensità macrosismica[3] (Fig.1), della carta delle precipitazioni medie annue (Fig.2) e di altro materiale di consultazione, sia il rischio sismico () che quello idrogeologico ()[4] di alcune aree di un certo territorio. Nell'esempio riportato ho scelto di analizzare con gli alunni  ed  di alcune regioni italiane. Ad ogni gruppo, è stata assegnata una regione per essere studiata dal punto di vista sismico ed idrogeologico attraverso fattori di pericolosità (,), vulnerabilità (,) ed esposizione (,). Dopo aver valutato opportunamente i pesi dei tre contributi, essi hanno calcolano i due rischi della regione rispettivamente con le relazioni:  e  (il valore ottenuto è compreso tra 2 e 150).

 

Vediamo quali sono stati i passaggi più complessi e alcuni aspetti di cui tenere maggiormente conto in attività didattiche di questo tipo.

 e  sono ricavabili rispettivamente dal confronto della carta della massima intensità macrosismica e delle precipitazioni medie annue con la carta geografica regionale, assegnando ad ognuna un valore compreso tra 1 e 5 (vedi Scheda di lavoro). Essendo spesso le aree vaste ed eterogenee può essere necessario effettuare una stima della pericolosità per mezzo di una media ponderata di tutto il territorio considerato. Per esempio, si misurano o si calcolano le aree geografiche approssimate per ogni classe di pericolosità corrispondente (), si moltiplica il valore ottenuto per il valore della classe di appartenenza (), quindi si sommano tutti i contributi ottenuti e si dividono per l'intera area regionale (), in definitiva la relazione da utilizzare è la seguente: .

La densità di popolazione è conosciuta a livello regionale (carta geografica politica) per cui basta attribuire un valore ad  ed  compreso tra 1 e 3 (vedi Scheda di lavoro), ma può essere necessario effettuare una stima dell'esposizione più accurata. In effetti, questo è particolarmente vero per  in considerazione del fatto che le alluvioni più distruttive avvengono lungo i rami fluviali principali (dove si concentrano le attività umane e i centri abitati ed industriali).

Più difficile è la stima della vulnerabilità. Saranno gli esperti dei gruppi a dare un peso a  e  dopo uno studio accurato delle situazioni in esame; essi dovranno stabilire, sulla base delle loro conoscenze e attraverso la consultazione di ulteriore materiale messo a loro disposizione, il valore da attribuire in base ai fattori di vulnerabilità (vedi Scheda di lavoro). All'inizio dello studio la stima sarà di tipo qualitativo (classi di vulnerabilità), ma in base alle conoscenze successive gli studenti potranno attribuire un valore numerico: questo ha il peso maggiore nella stima del rischio (fino a 10). Per una stima della vulnerabilità più accurata, ma più lunga e laboriosa, bisognerebbe conoscere i principali indicatori territoriali ed economici regionali, come quelli forniti dall'ISTAT.

 

 

Di seguito sono riportate, in forma sintetica, le fasi del progetto e i passaggi più importanti in cui sono suddivise:

 

I Fase (2 ore)

1. Breve ripasso delle unità didattiche studiate precedentemente (prerequisiti) inerenti il progetto: conoscenza della dinamica endogena ed esogena della terra, acquisizione del concetto di rischio ambientale, prevenzione e previsione del rischio con particolare riguardo alla situazione italiana, lettura ed interpretazione di carte tematiche.
2. Spiegazione degli obiettivi (visti nel paragrafo precedente) da raggiungere, delle modalità di lavoro e di valutazione.
3. Formazione dei gruppi e nomina del responsabile di ogni singolo gruppo: si dividono gli studenti in gruppi di 4 persone; il gruppo dovrebbe essere eterogeneo per abilità, genere, e razza/etnia.
4. Organizzazione della classe e dei materiali.
5. Chiarimenti e discussione con gli alunni sui punti problematici.

 

II Fase (4 ore)

1. Assegnazione del materiale: scheda di lavoro, mappa della massima intensità macrosismica, carta delle precipitazioni medie annue, cartine geografiche regionali politiche e fisiche, testi di varia natura (utili ad una corretta valutazione della vulnerabilità), eventuali attrezzature informatiche ed uso dei software più diffusi.
2. Valutazione del rischio generale dal punto di vista qualitativo della regione presa in esame da parte di tutti i componenti del gruppo e nomina, all'interno del gruppo, di due sottogruppi di esperti che si occuperanno rispettivamente del rischio sismico e idrogeologico della regionale assegnata.
3. Formazione di "gruppi di esperti" temporanei unendo tra loro alunni che abbiano la stessa parte: in questo modo gli esperti avranno tempo e modo per discutere dei punti essenziali del loro lavoro e potranno confrontare a più ampia scala la situazione della loro regione con le altre (nella stima della vulnerabilità regionale diventa importante necessariamente il confronto con il contesto nazionale) e il reperimento di materiale supplementare: può essere opportuno che l'insegnante incoraggi a fare domande di chiarificazione tra gli esperti.
4. Gli esperti tornano al loro gruppo di appartenenza, espongono le loro considerazioni e successivamente, dopo aver studiato accuratamente l'area in esame, propongono le classi di vulnerabilità sismica () e idrogeologica ().
5. Valutazione del rischio sismico ed idrogeologico dal punto di vista quantitativo. Dopo aver assegnato un valore di  e  regionale, si procede alla valutazione di , ,  ed , ed infine al calcolo di  e .
6. Consegna dei risultati e del materiale prodotto al proprio responsabile.

 

III Fase (4 ore)

1. Il responsabile di ogni gruppo espone a tutti i risultati e le considerazioni che sono emerse dallo studio della regione che gli è stata assegnata e scrive su una lavagna o su un tabellone precedentemente preparato i risultati numerici ottenuti (, ).
2. A questo punto, grazie alle valutazioni del rischio sismico ed idrogeologico di tutte le regioni considerate, ogni gruppo procede alla realizzazione di istogrammi rappresentativi (vedi Fig.3), al fine di rendere confrontabili i valori regionali, e scrive una breve relazione in cui sono interpretati i risultati.
3. Ipotizzata una situazione di emergenza, per esempio un terremoto o un'alluvione in una certa area della regione (per esempio una data provincia), gli alunni di ogni gruppo costruiscono un diagramma di flusso che illustri un possibile piano di emergenza e di soccorso.
4. Consegna degli elaborati al docente.

 

IV Fase (2 ore)

1. Durante l'ultima lezione si assegna un test che fa parte della valutazione complessiva dell'intero progetto didattico: è essenziale chiedere di spiegare le ragioni della risposta data; gli studenti così imparano a riflettere sul proprio pensiero e a dare una risposta ragionata alle domande proposte.
2. Considerazioni conclusive da parte degli alunni sull'intero progetto e pareri sul grado di soddisfazione e/o difficoltà avvertita.

 

 

 

 

 

Bibliografia

 

Banzato M., Minello R., 2002, Imparare insieme, Roma.

Bolettieri G., 2004, L'apprendimento cooperativo, Naturalmente n. 2, pag. 44-47.

Cervesato I., 2004, Analisi dei rischi ed educazione alla razionalità, Nuova Secondaria n.3, pag. 92, Ed. La Scuola.

http://www.ingv.it

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