SCIENZ@SCUOLA/ I sistemi del Corpo Umano: Respiratorio e Circolatorio. «Fare scienza» nella Classe Seconda della Secondaria di Primo Grado

- Claudia Finzi, Daniele Vanzulli

Alla Secondaria di Primo Grado, anche la complessità del corpo umano si può studiare in modo rigoroso: un percorso sperimentale sviluppato con gradualità per imparare a vedere l’uomo intero.

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Una sfida lanciata agli insegnanti della secondaria di primo grado, al gruppo di ricerca Educare insegnando, quella di studiare il corpo umano conquistando uno sguardo unitario sull’uomo. Una sfida aperta su diversi fronti: non nascondere la complessità, ma affrontarla in modo graduale nel corso del triennio; non esaurire al primo incontro i diversi temi, ma costruire percorsi ricorsivi passando dalla semplice osservazione alla raccolta dei dati, alla sperimentazione e alla spiegazione dei fenomeni. Una sfida raccolta che ha prodotto risultati interessanti per l’apprendimento e una varietà di progetti realizzati in modo originale in ogni situazione locale. Presentiamo il percorso svolto in una classe seconda, costruito tenendo conto della educazione al lavoro osservativo compiuta in prima e con un rilancio previsto per la classe terza ..e oltre.

Quest’anno in seconda media, mi trovo davanti una classe di ragazzi particolarmente curiosi e vivaci. Da un certo punto di vista però questo non basta, perché a volte vedo come essi concepiscano il mondo delle scienze come un insieme di notizie più o meno eclatanti, divulgate da giornali o TV, assunte in modo acritico.
Già in prima il lavoro di osservazione, sviluppato su temi diversi in tutto l’arco dell’anno, li ha aiutati a scalzare la misconcezione di scienza, ma mi sono subito accorta nell’affrontare lo studio del corpo umano che il rischio principale era di raccogliere su questo argomento moltissime domande sulle malattie, sulle curiosità, che non contribuiscono né a costruire un percorso di apprendimento, né a far crescere in loro l’abitudine a usare consapevolmente il metodo scientifico.
Perciò lo scopo delle lezioni è stato quello di far comprendere il corpo umano nella sua complessità. E, grazie anche alla stretta collaborazione con i colleghi insegnanti di classe e con esperti, ho utilizzato varie tipologie di attività pratiche ponendo molta attenzione alle fasi di studio del fenomeno (raccolta di dati, interpretazione della variabilità, relazione del lavoro svolto, eccetera).

I punti chiave dei contenuti

In particolare, ho cercato di far sperimentare che il corpo umano:

  1. Non è assemblato in modo casuale: ogni organo, ogni tessuto ha una funzione specifica; tale funzione è in stretto collegamento con la sua anatomia;

  2. È composto da sistemi diversi per funzione ma strettamente collegati e interagenti gli uni con gli altri;

  3. Non è un sistema isolato (come spesso dalle semplificazioni dei libri di testo si è portati a pensare) ma anzi pieno di risorse, capace di adattarsi all’ambiente e alle sollecitazioni; ogni persona reagisce comunque in modo diverso.

I punti chiave del metodo

Ognuno dei sistemi da me affrontati è stato introdotto attraverso un lavoro pratico.
Il sistema digerente è stato introdotto attraverso un lavoro sul gusto e sull’alimentazione con l’aiuto dell’insegnante di tecnologia e di alcuni tecnologi alimentari. Il sistema respiratorio e circolatorio attraverso una raccolta e interpretazione di dati sulla frequenza cardiaca con l’aiuto dell’insegnante di scienze motorie. Intendo svolgere il sistema locomotore costruendo con i ragazzi delle leve.
Al termine di ogni argomento ho chiesto a ogni ragazzo di produrre degli schemi che poi correggiamo insieme che li aiutino a studiare con precisione anatomia e fisiologia di ogni organo Riprendo a ogni passaggio la tabella sotto riportata che ho loro fornito.

La tabella, elaborata da Puppi e Speciani per un saggio di prossima pubblicazione, è costruita su criteri che sono stati ampiamente discussi nell’ambito del gruppo di ricerca “Educare insegnando”, promosso dall’Associazione “Il Rischio Educativo”, cui partecipo da parecchi anni, anche con lo scopo di sperimentarne la validità nella didattica della scuola italiana.

Questa tabella, che tra l’altro si caratterizza anche per la terminologia innovativa, si è rivelata molto utile perché non solo riassume, ma colloca in uno sguardo d’insieme, le principali funzioni che si compiono nel corpo umano, mettendole in relazione con i sistemi di organi che le compiono in modo specifico.

La suddivisione apparentemente «strana», in funzioni metaboliche di base e funzioni della vita di relazione (cui si unisce la fondamentale funzione riproduttiva) rompe lo schema frammentario abituale (organo, apparato, funzione specifica), ma permette di identificare chiaramente ciò che è assolutamente necessario per vivere.
Perciò la scelta di sviluppare in contemporanea la respirazione e la circolazione, che racconto di seguito come esempio di percorso svolto, è venuta naturale.

 

 

Il sistema respiratorio e cardiocircolatorio

 

Come esemplificazione riporto il lavoro sul sistema respiratorio e cardiocircolatorio, svolto in collaborazione con l’insegnante di Scienze Motorie, Daniele Vanzulli.

 

Prima fase: raccolta dati e interpretazione

 

I ragazzi hanno raccolto i dati sulla propria frequenza cardiaca (semplicemente contando il numero delle pulsazioni in un minuto – dopo adeguato addestramento).
Abbiamo messo questi dati in tabella e poi in grafico usando il programma Excel.
A partire dalla lettura di questi dati, e aiutati anche dall’analisi dell’andamento dei grafici (tra l’altro abbiamo imparato a calcolare la media), sono sorte molte domande e riflessioni, che riporto nel riquadro che segue.

Dapprima in palestra, aiutati dal docente di Scienze Motorie, abbiamo misurato le frequenze cardiache prima di un esercizio, subito dopo l’esercizio (corsa scatto e corsa di resistenza) e dopo il recupero.

 

Poi abbiamo raccolto in classe le frequenze cardiache prima di un’interrogazione e a casa, la sera prima di andare a letto e trattenendo il respiro.

 

 

 

Per facilitare il confronto tra tutti i dati raccolti abbiamo anche costruito una tabella e un grafico «totali» sia per ogni singolo ragazzo, come riportato nell’esempio di seguito, sia per tutta la classe.

 

nomea ripososcattorecupero scattocorsa di resistenzarecupero resistenzatrattenendo il respiroprima dell’interrogazioneprima di addormentarsi
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Sono nate numerose considerazioni, sollecitate dalle domande dei ragazzi, che qui riassumo.

 

Dai quaderni degli appunti …

 

A RIPOSO
La grandezza del cuore dipende dal bisogno di sangue che hanno i muscoli. Abbiamo la prova: in un “non sportivo” si registrano più battiti al minuto che in uno sportivo. Quindi il cuore è più grande in uno sportivo, e lo sportivo a riposo si “riposa” di più perché il suo cuore deve fare meno battiti.

DURANTE L’ESERCIZIO
Se la frequenza cardiaca massima dipende da molti fattori, fra cui l’età, a parità di età uno sportivo pompa più sangue di un non sportivo perché il suo cuore è più grande.

DIFFERENZA FRA SCATTO E RESISTENZA
Nello scatto i battiti al minuto sono di più che nella resistenza perché il lavoro muscolare è più intenso. La media nello scatto per la nostra classe è 161, mentre per la corsa di resistenza è 138.

RECUPERO
Perché pur essendo nella stessa situazione che in condizioni di riposo i battiti al minuto sono di più? Per rispondere dobbiamo capire dove il nostro corpo prende il glucosio che unitamente all’ossigeno deve dare energia: il glucosio è stato immagazzinato nel fegato e nei muscoli come riserva (glicogeno), quindi all’inizio dello sforzo, visto che all’improvviso viene richiesto glucosio, il corpo lo prende da lì. Alla fine dello sforzo però deve ridarlo ai magazzini quindi ci mette un po’ a tornare allo stato normale. Questo illustra come il corpo umano è capace di adattarsi alle situazioni rispondendo alle sollecitazioni.

TRATTENENDO IL RESPIRO
I battiti scendono subito perché il nostro corpo capisce che c’è poco ossigeno e quel poco che c’è cerca di trattenerlo più a lungo possibile: raziona l’ossigeno, sempre per quello che abbiamo detto della capacità di adattarsi.

PRIMA DI DORMIRE
I muscoli sono a riposo, i battiti scendono di frequenza perché c’è meno bisogno di ossigeno e glucosio.

CON LA PAURA
O per l’interrogazione o per i film di paura i battiti sono di più perché nel nostro corpo viene mandata in circolo l’adrenalina, un ormone che aumenta la frequenza cardiaca.

 

Seconda fase: studio dei sistemi

 

Dopo aver trattato in dettaglio il sistema respiratorio e quello cardiocircolatorio ho chiesto ai ragazzi di produrre schemi riassuntivi che li aiutassero a studiare.
Ho dato loro solo questa indicazione: «distingui fra anatomia e fisiologia e aiutati nella produzione pensando al viaggio dell’ossigeno e dell’anidride carbonica».
La lettura degli schemi (di cui propongo alcuni esempi) mi ha molto sorpreso, perché mi sono accorta che ogni alunno ragiona in modo diverso, ma non per questo un modo può ritenersi più efficace di un altro; inoltre ho colto in ogni schema quel metodo che mancava all’inizio dell’anno, una sistematicità di trattazione degli argomenti svolti, sempre orientata a cogliere lo scopo dell’anatomia e della collocazione di ogni organo, non avulsa da un contesto generale, perfino nel trattare l’argomento delle malattie, sempre così «caro» ai ragazzi.

 

Lo schema di Giacomo

 

 

Lo schema di Elisabetta

 

 

Lo schema di Giorgio

 

 

 

Una prima valutazione

 

Alla secondaria di primo grado, il tema «corpo umano» spesso non è troppo gradito né agli studenti (a cui sembra di ripetere cose già sapute) né agli insegnanti, che si dibattono tra due aspetti necessari: il rigore e la precisione – ormai irrinunciabili alla scuola secondaria- e la comprensibilità (perché certi livelli di approfondimento, per esempio di carattere biochimico, sono ancora troppo ostici).
Nell’esempio di percorso riportato ho evidentemente compiuto delle scelte: per esempio ho tenuto distinto, e sviluppato in tempi successivi, il fenomeno «esterno» della respirazione – di più facile comprensione – da quello che avviene all’interno del corpo; non è stato facile spiegare come avvengono gli scambi gassosi a livello degli alveoli e, in ogni caso, ho parlato del fenomeno fisico della diffusione, ma non della pressione parziale.
Mi è sembrato importante far capire che ogni funzione avviene in presenza di una struttura specifica: l’ossigeno si lega all’emoglobina e così può venir trasportato con il sangue in tutto il corpo, ma non mi sono spinta a parlare dei meccanismi chimici; analogamente, ho raccontato che la produzione di energia avviene nei mitocondri, ma non sono entrata in dettagli che sarebbero stati solo da memorizzare.
Al termine del lavoro, nel corso del quale ogni ragazzo è stato interrogato almeno due volte, posso sicuramente dire che ho visto ciascuno di essi muoversi con grande impegno e gusto, per quanto sono capaci.
Le domande che mi sento rivolgere finalmente sono sempre di più volte a capire le motivazioni di un fenomeno registrato personalmente in un contesto più ampio.

 

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Claudia Finzi (Insegnante di Scienze) e Daniele Vanzulli (Insegnante di Scienze Motorie – Scuola secondaria di primo grado “Paolo VI” di Rho –  L’attività presentata è stata svolta in una classe seconda  ed è stata discussa nel Gruppo di Ricerca Educare Insegnando,  promosso dalla Associazione “Il Rischio Educativo” – Milano)

 

 

 

 

 

© Pubblicato sul n° 49 di Emmeciquadro







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