Nell’esperienza scolastica di Lorenzo Mazzoni, la testimonianza di una dedizione al lavoro educativo, condotto con passione, con la preoccupazione del cammino conoscitivo degli studenti, con attenzione alla natura delle discipline e al loro sviluppo storico.
È stata un’avventura vissuta intensamente quella dell’insegnamento della fisica e della matematica da parte di Lorenzo Mazzoni, l’amico che ci ha lasciato all’inizio di febbraio. Un’avventura fatta di relazioni educative con gli studenti, di collaborazione e confronto costruttivo con i colleghi, di studio e di sviluppo culturale; e caratterizzata anche dalla partecipazione alla realizzazione di questa rivista, della quale è stato uno dei fondatori e, fino all’ultimo, attivo redattore.
Attraverso i suoi interventi e i suoi articoli, possiamo delineare i tratti distintivi di un insegnamento, in particolare della fisica, che non si riduca a un asettico trasferimento di conoscenze ma diventi contributo alla crescita e alla formazione integrale della persona.
Consapevolezza critica di un cammino di crescita
In un articolo sul N. 18, Il problema nell’insegnamento/apprendimento della fisica, emerge chiaramente la preoccupazione che l’apprendimento richieda «un’esperienza personale intesa come consapevolezza critica di un cammino di crescita», e come questo comporti «la non separazione tra il momento della comprensione e il momento della applicazione» e quindi una conseguente metodologia didattica. Lo studio della fisica «può diventare consapevolezza critica solo se l’apprendimento è intriso di tentativi, sia pur a livello elementare, di usare le categorie della fisica per leggere, descrivere e interpretare comportamenti reali e quindi, in un linguaggio più scolastico, anche per risolvere problemi». Ecco allora l’indicazione di una modalità di insegnamento «tesa a mostrare il cammino della fisica come un intreccio di domande alla realtà, di ipotesi, di problemi, di tentativi di soluzione.
La lezione non può essere soltanto l’enunciazione lineare di contenuti (…), ma deve essere svolta entro un orizzonte sintetico e in modo problematico. Si penetra e si comprende una teoria scientifica non quando ci si limita a memorizzare i risultati, e a metterli in relazione fra di loro in modo logico, ma quando se ne affronta anche la genesi, attraverso i nodi problematici su cui gli scienziati sono stati chiamati a lavorare».
Vengono quindi esemplificati una serie di problemi storici, classificati secondo uno schema originale e interessante che rispecchia i casi che si possono presentare nei problemi svolti dagli studenti: problemi con risposta errata, problemi solubili, problemi con più soluzioni, problemi aperti, problemi insolubili, problemi censurati.
La storia in laboratorio
Il riferimento ai casi storici mette in evidenza un altro aspetto dell’approccio all’insegnamento scientifico proposto da Mazzoni: la valorizzazione della dimensione storica.
Non basta infatti – osserva Mazzoni in un articolo sul N. 21, Esperimenti storici nell’insegnamento della fisica – sottolineare che una certa teoria fisica nasce da un certo problema, se questo viene posto astrattamente, perché «ciò non mostra il contesto storico culturale in cui il problema stesso si pone; tale contesto non solo illumina l’origine della domanda e determina in gran parte la modalità di formulazione del problema (rendendolo al tempo stesso più comprensibile), ma rende anche più comprensibile la modalità della risposta costituita appunto dalla legge fisica».
Non si tratta però di presentare semplicisticamente il resoconto storico delle vicende che hanno portato a una data legge o teoria; si tratta piuttosto di «un lavoro prevalentemente trasversale, quindi intimamente connesso alla quotidianità della didattica. Tale lavoro è teso a ricostruire un percorso, almeno in modo semplificato e tradotto didatticamente, che renda comprensibile l’intreccio di formule ed esperimenti e la legge fisica che ne deriva».
Ci si potrà soffermare sui momenti di genesi delle teorie, con il complesso gioco dei fattori culturali, del più ampio contesto storico, delle situazioni contingenti. Si potranno sottolineare i momenti di svolta, che spesso hanno portato a cambiamenti non solo delle singole teorie ma nella concezione stessa del sapere scientifico e nella modalità di indagine. E poi si potranno esporre e discutere, possibilmente riproducendoli in laboratorio o con simulazioni interattive, alcuni esperimenti storici.
Allo sviluppo di quest’ultima indicazione è dedicato l’articolo, frutto evidentemente anche di una diretta sperimentazione in classe da parte dello stesso Mazzoni. La rivisitazione e la riproposizione in classe di momenti della storia della fisica permette di sottolineare alcune categorie peculiari del lavoro sperimentale, come quelle di esperimento «ideale», esperimento «iniziale» o di svolta; esperimento «cruciale». Vengono quindi ripresi gli studi sul moto di Galileo, quelli sull’elettromagnetismo di Oersted e Faraday e il celebre esperimento di J.J. Thompson che ha le caratteristiche sia di un esperimento «iniziale», in quanto apre la problematica della struttura atomica, sia quelle di esperimento «cruciale» in quanto in grado di dire una parola conclusiva circa la natura dei raggi catodici.
L’attenzione alla dimensione storica nell’insegnamento scientifico, se non vogliamo che si riduca al puro inserimento di «pillole di storia» nella fredda sequenza di leggi e teorie, richiede un lavoro di approfondimento da parte dei docenti per mettere in dialogo le vicende storiche con l’oggi della scienza e cogliere i passaggi decisivi, le intuizioni, le domande che hanno mosso gli scienziati nel passato e che possono illuminare il presente della scienza.
È quel lavoro che Mazzoni ha condotto in profondità, documentandolo per noi in alcuni contributi rilevanti.
Come ne La Fisica tra Ottocento e Novecento, dove ha ricostruito le crisi e il conseguente processo di profonda revisione dei concetti fisici che ha portato alla nascita delle due nuove teorizzazioni, la relatività e la meccanica quantistica; e come ne La legge di Hubble–Lemaître, dove viene riesaminata la vicenda che ha portato alla nuova denominazione della legge di allontanamento delle galassie, ricostruendo una fase importante della cosmologia del Novecento.
Percorsi didattici
Dove maggiormente si vede l’approccio educativo/culturale all’insegnamento delle discipline scientifiche è nella presentazione di alcuni percorsi didattici che Mazzoni ha svolto in alcuni articoli nella sezione Scienz@Scuola; in essi si vede all’opera l’intreccio tra la preoccupazione pedagogica e quella epistemologica che tiene adeguatamente conto della natura del sapere scientifico e delle sue dimensioni sperimentale e storica.
In Eppur si muove…, si parte dall’osservazione che «nei libri di testo spesso la forza gravitazionale è introdotta, preceduta dalle leggi di Keplero, senza che si scorga la complessità della rivoluzione copernicana, senza cioè vederne le implicazioni scientifiche e culturali che hanno comportato la dissoluzione della cosmologia antica e medievale». Viene quindi proposto un percorso che rivisita l’evoluzione storica della concezione di Universo, dai primi modelli geocentrici dei greci – con la sola eccezione di Aristarco che poneva il Sole al centro – fino alla completa affermazione del modello eliocentrico. Le ipotesi di Copernico, le leggi di Keplero, le osservazioni di Galileo confluiscono nella sintesi newtoniana, seguita dalle decisive conferme sperimentali: non solo le misure dell’aberrazione stellare (J. Bradley, 1728) e della parallasse stellare (F. W. Bessel, 1838), ma anche quelle di Guglielmini e Calandrelli a Bologna nel 1791.
Nell’articolo La Luce, viene indicato un percorso che attraversa più momenti del tradizionale svolgimento dei corsi di fisica: il «fenomeno luce» infatti, oltre che nello studio della tradizionale ottica fisica, ricompare a proposito delle onde elettromagnetiche, nel problema dell’etere che è alla radice della formulazione della relatività, nella nascita della fisica quantistica (effetto fotoelettrico e concetto di fotone) e infine nella forma del fotone virtuale, nel nuovo concetto di forza della teoria quantistica dei campi.
In Spazio e Tempo nella Relatività Ristretta, il percorso è costruito tenendo in controluce le memorie dello stesso Einstein, per far emergere il nesso profondo tra la nuova teoria e la fenomenologia a cui si riferisce, nesso troppo spesso censurato da un approccio che privilegia il formalismo matematico. Nell’articolo vengono esposti «i passaggi essenziali di un percorso che riprende e chiarisce la problematica da cui è sorta la teoria della relatività, e ripercorre i passi che hanno portato a una nuova concezione di spazio e di tempo. Per lo studente questa può essere – osserva Mazzoni – un’esperienza interessante: trovarsi di fronte a una indagine sulle situazioni fisiche basata più sulla logica che sulle formule, che anzi inizialmente sono alquanto semplici, rispetto ad altri argomenti del corso di fisica. […] Il procedimento deduttivo che ricava le nuove relazioni tra due sistemi di riferimento in moto reciproco direttamente dai postulati della Relatività può costituire un prezioso esercizio mentale dello studente che si abitua a considerare che non tutti gli aspetti della realtà sono intuitivi; ma la loro apparente stranezza o anche contraddittorietà possono essere superate attraverso l’applicazione di uno schema mentale e di una logica deduttiva che ristabiliscono, a un livello più elevato e profondo, l’ordine, la simmetria e la coerenza della realtà».
Mario Gargantini
(Direttore di Emmeciquadro)
