Quello che segue è un estratto dei programmi, orari di insegnamenti e prove di esame per la scuola media statale (D.M. 9 febbraio 1979) relativo all'insegnamento di Scenze matematiche, Chimiche, Fisiche e Naturali.

Il testo è stato acquisito tramite scanner e potrebbe contenere alcuni errori.

Chi lo desiderasse può scaricarne la versione RTF cliccando qui.

SCIENZE MATEMATICHE, CHIMICHE, FISICHE E NATURALI

Indicazioni generali

L'educazione scientifica, che deve interessare l'intero processo formati­vo, ha il propriò centro specifico negli insegnamenti delle scienze matemati­che, chimiche, fisiche e naturali.

Obiettivi

È obiettivo qualificante del processo educativo attraverso tali insegna­menti l'acquizione da parte dell'alunno del metodo scientifico, quale metodo rigorosaménte razionale di conoscenza che si concreta nelle capacità concet­tuali e operative di:

-             esaminare situazioni, fatti e fenomeni;

-             riconoscere proprietà varianti e invarianti, analogie e differeuze;

-             registrare, ordinare e correlare dati;

-   porsi problemi e prospettarne soluzioni;

-             verificare se vi è rispondenza tra ipotesi formulate e risultati speri-mentali;

-             inquadrare in un medesimo schema logico questioni diverse;

-             comprendere la terminologia scientifica corrente ed esprimersi in modo chiaro, rigoroso e sintetico;

-   usare ed elaborare linguaggi specifici della matematica e delle scien­ze sperimentali, il che fornisce anche un contributo alla formazione linguisti­ca;

-             considerare criticamente affermazioni ed informazioni, per arrivare a convinzioni fondate e a decisioni consapevoli.

Suggerimenti metodologici

a)  Attività sperimentale.

Il processo di avviamento al metodo scientifico proposto agli alunni dovrà rispettare i tempi e le modalità di apprendimento caratteristici della loro età: dovrà quindi muovere da ciò che può stimolare la loro curiosità e la loro intuizione, da esperienze facilmente comprensibili, dalla operatività, e indirizzare alla sistematicità, grazie alla progressiva maturazione dei processi astrattivi.

Pertanto gli allievi saranno impegnati, individualmente e in gruppo, in momenti operativi, indagini e riflessioni opportunamente guidati ed integrati dall'insegnante, giungendo, secondo la natura del tema, a sviluppi matemati­ci più approfonditi e generali e, rispettivamente, ad un quadro coerente di risultati sperimentali. In molti casi l'indagine sperimentale e quella matemati­ca potranno proseguire a lungo assieme, integrandosi senza confondersi.

Si sottolinea l'importanza di questa attività di laboratorio non solo, come è ovvio, per le scienze sperimentali, ma anche per la matematica (procedimenti di misura, rilevazioni statistiche e costruzioni di grafici, costru­zioni di geometria piana e spaziale, ecc.). Peraltro, l'insegnante, nello svilup­po dei concetti matematici, non dovrà rimanere esclusivamente ancorato a modelli materiali, tenendo conto che la matematica ha specifici obiettivi e che il suo apprendimento progredisce attraverso i metodi che le sono propri. Si metteranno in rilievo le differenze fra il certo e il probabile, fra il continuo e il discreto, fra leggi matematiche e leggi empiriche.

b)  Studio, lettura e consultazione.

A conclusione del corso, in modi e in forme adeguati alla sua età e ai compiti formativi della scuola media, l'allievo giungerà ad acquisire:

a) i quadri generali nei quali le conoscenz'e scientifiche si collocano;

b) una prima sistemazione dei concetti portanti e delle strutture specifiche della matematica e delle scienze sperimentali.

Le nozioni acquisite nel corso del triennio non dovranno quindi rimane­re sconnesse ed occasionali; inoltre, per evitare genericità, gli alunni dovran­no impadronirsi di conoscenze precise, da considerare irrinunciabili.

I risultati delle osservazioni e delle conoscenze acquisite mediante proce­dimenti attivi di ricerca verranno integrati con l'utilizzazione critica di infor­mazioni ricavate dalla lettura e dalla consultazione di uno o più libri e dal ricorso a mezzi audiovisivi.

Avviamento alla collocazione storica della scienza

L'insegnante di scienze avvierà l'alunno ad una prima riflessione sulla dimensione storica della scienza, presentando, con esempi significativi, sia le linee di sviluppo della scienza dal suo interno, sia la stretta correlazione esistente fra l'evoluzione scientifica e quella della condizione umana.

Rapporti tra le varie discipline

I docenti di scienze matematiche, chimiche, fisiche e naturali, oltre a realizzare in modo naturale, all'interno della cattedra, correlazioni e collega­menti fra le discipline che vi afferiscono, dovranno sviluppare stretti rapporti di collaborazione con i docenti di tutte le altre discipline. È nell'ambito di questa collaborazione che troverà un posto importante l'impegno di tutti i docenti nel programmare una serie di attività concernenti l'educazione sani-tana.

Ripartizione oraria

La matematica e le scienze sperimentali concorrono unitariamente a realizzare gli obiettivi dell'educazione scientifica; ciò non esclude la specifici­tà dei contributi che esse autonomamente recano. Pertanto i programmi che seguono sono articolati secondo le due componenti predette.

Dati i frequenti collegamenti e la costante interazione prevista nel lavoro di classe fra la matematica e le scienze sperimentali, n6n è possibile stabilire una rigida ripartizione dell'orario settimanale fra le due aree. Appare tuttavia necessario prevedere per ciascun anno una distribuzione equilibrata dei tempi da dedicare rispettivamente alla matematica e alle scienze sperimentali.

Indicazioni per la matematica Obiettivi.

Nell'ambito degli obiettivi enunciati nella premessa agli insegnamenti, l'insegnamento della matematica si propone di:

-             suscitare un interesse che stimoli le capacità intuitive degli alunni;

-             condurre gradualmente~a verificare la validità delle intuizioni e delle congetture con ragionamenti via via più organizzati;

-             sollecitare ad esprimersi e comunicare in un linguaggio che, pur conservando piena spontaneità, diventi sempre più chiaro e preciso, avvalen­dosi anche di simboli, rappresentazioni grafiche, ecc. che facilitino l'organiz­zazione del pensiero;

-   guidare alla capacità di sintesi, favorendo una progressiva chiarifi­cazione dei concetti e facendo riconoscere analogie in situazioni diverse, cosi da giungere a una visione unitaria su alcune idee centrali (variabile, funzione, trasformazione, struttura...);

-   avviare alla consapevolezza e alla padronanza del calcolo.

Suggerimenti metodologici.

Per il conseguimento degli obettivi predetti, si farà ricorso ad osservazio­ni, esperimenti, problemi tratti da situazioni concrete, cosi da motivare l'attività matematica della classe, fondandola su una sicura base intuitiva.

Verrà dato ampio spazio all'attività di matematizzazione intesa come interpretazione matematica della realtà nei suo vari aspetti (naturali, tecnolo­gici, economici, linguistici...) con la diretta partecipazione degli allievi.

Nel programma i contenuti sono raggruppati in "temi" e non elencati in ordine sequenziale, al fine di facilitare la individuazione di quelle idee che appaiono essenziali allo sviluppo del pensiero matematico degli allievi. I temi non devono essere quindi intesi come capitoli in successione, ma argomenti tratti da temi diversi potranno, in sede di programmazione, alternarsi ed integrarsi nell'itinerario didattico che l'insegnante riterrà più opportuno.

Ciò consentirà di introdurre taluni argomenti in anticipo rispetto alla loro sistemazione logica, il che può essere utile per analizzare situazioni concrete, interpretare fenomeni e collegare fra loro nozioni diverse; in tal caso l'insegnante si limiterà, in una prima fase, a fornire una visione d'insieme adeguata allo sviluppo mentale degli alunni, per ritornare sugli stessi argomenti con maggiore profondità, in momenti successivi. Nello stesso spirito, l'insegnante utilizzerà subito, con naturalezza, le nozioni che l'alunno possie­de dalla scuola elementare. Si terrà conto, in ogni caso, della necessità di richiamare, yolta a volta, i concetti e le informazioni necessari per innestare lo sviluppo dei nuovi temi e problemi.

La matematica potrà fornire e ricevere contributi significativi da altre discipline.

Si tenga presente, al riguardo, che la matematica fornisce un apporto essenziale alla formazione della competenza linguistica, attraverso la ricerca costante di chiarezza, concisione e proprietà di linguaggio, e, anche, mediante un primo confronto fra il linguaggio comune e quello più formale, proprio della matematica.

Con l'educazione tecnica, la matematica può integrarsi sia fornendo mezzi di calcolo e di rappresentazione per la fase progettuale, sia ricevendone ausilio per la propria attività.

Analogamente, possono essere trovati momenti di incontro della mate­matica con la geografia (metodo delle coordinate, geometria della sfera...), con l'edìicazione artistica (prospettiva, simmetrie…) ecc.

Orientamenti per la "lettura” dei contenuti

Nello svolgimento del programma si terrà presente che una nozione può assumere più chiaro significato se messa a raffronto con altre ad essa parallele o antitetiche: così, per illustrare una proprietà si daranno. anche esempi di situazioni in cui essa non vale: ad esempio la numerazione decimale potrà essere pienamente intesa se confrontata con altri sistemi di numerazione.

Il linguaggio degli insiemi potrà essere usato come strumento di chiarificazione, di visione unitaria e di valido aiuto per la formazione di concetti. Si eviterà comunque una trattazione teorica a sé stante, che sarebbe, a questo livello, inopportuna.

Analogamente, grafi. e diagrammi di flusso potranno essere utilizzati come un linguaggio espressivo per la schematizzazione di situazioni e per la guida alla risoluzione di problemi.

Lo studio della geometria trarrà vantaggio da una presentazione non statica delle figure, che ne renda evidenti le proprietà nell'atto del loro modificarsi; sarà anche opportuno utilizzare materiale e ricorrere al disegno. La geometria della spazio non sarà limitata a considerazioni su singole figure, ma dovrà altresì educare alla visione spaziale. È in questa concezione dinamica che va inteso anche in tema delle trasformazioni geometriche.

Il metodo delle coordinate con il rappresentare graficamente fenomeni e legami fra variabili, aiuterà a passare da un livello intuitivo ad uno più razionale. Alcune trasformazioni geometriche potranno essere considerate anche per questa via.

L'argomento "proporzioni" non deve essere appesantito imponendo, come nuove, regole che sono implicite nella proprietà delle operazioni aritmetiche, ma deve essere finalizzato alla scoperta delle leggi di proporzionalità (y = kx; xy = k).

Nella trattazione delle potenze verrà dato particolare risalto alle potenze di 10, per il ruolo che esse hanno nella scrittura decimale dei numeri e, quindi, nella nozione dì ordine di grandezza, anche in relazione al sistema metrico decimale. Ove se ne ravvisi l'opportunità, si potrà accennare anche alla le~ge di accrescimento esponenziale.

Si terrà presente che "risolvere un problema" non significa soltanto tipplicare regole fisse a situazioni già schematizzate, ma vuoI dire anche affrontare problemi allo stato grezzo per cui si chiede all'allievo di farsi carico completo della traduzione in termini matematici.

Nell'ambito di questo lavoro di traduzione si troverà, tra l'altro, una motivazione concreta per la costruzione delle espressioni aritmetiche e.per le relative convenzioni di scrittura.

Anche le equazioni e le disequazioni troveranno una loro motivazione nella risoluzione di problemi appropriati. L'insegnante potrà, inoltre, presentare equazioni e disequazioni in forma unificata, utilizzando l'idea di "frase aperta” (enunciato con una o più variabili).

La riflessione sull'uso dei connettivi concorre alla chiarificazione del linguaggio e del pensiero logico.

L'introduzione degli elementi di statistica descrittiva e della nozione di probabilità ha lo scopo di fornire uno strumento fondamentale per l'attività di matematizzazione di notevole valore interdisciplinare. La nozione di probabilità scaturisce sia come naturale conclusione dagli argomenti di statistica sia da semplici esperimenti di estrazioni casuali.

L'insegnante, evitando di presentare una definizione formale di probabilità, avrà cura invece di mettere in guardia gli allievi dai più diffusi fraintendimenti riguardanti sia l'interpretazione dei dati statistici sia l'impiego della probabilità nella previsione degli eventi. Le applicazioni non dovranno oltre-passare il calcolo delle probabilità in situazioni molto semplici, legate a problemi concreti (ad esempio nella genetica, nell'economia, nei giochi).

Il tema "Corrispondenze e analogie strutturali" non darà luogo .ad una trattazione a sé stante. Nel corso dei tre anni, tutte le volte che se ne presenti l'occasione, si faranno riconoscere analogie e differenze fra situazioni diverse, come approccio alle idee di relazione e struttura.

Va sconsigliata l'insistenza su aspetti puramente meccanici e mnemonici, e quindi di scarso valore formativo. Si eviterà l'imposizione di regole che potrebbero essere più naturalmente individuate in altri contesti più appropriati. Ad esempio, argomenti come là scomposizione in fattori primi, la ricerca del massimo comune divisore e del minimo comune multiplo, il calcolo di grosse espressioni aritmetiche, l'algoritmo per l'estrazione della radice quadrata, il calcolo letterale avulso. da riferimenti concreti, non dovranno avere valore preponderante nell'insegnamento è tanto meno nella valutazione.

Indicazioni per le scienze sperimentali

Obiettivi.

Nel quadro delle finalità esposte nelle indicazioni generali, l'insegna-mento delle scienze sperimentali si propone di introdurre gli allievi in modi e forme adeguati all'età, ad una visione della natura e dell'ambiente umano che poggi sul rigore critico e sulla coerenza che caratterizzano il metodo scientifico

In questo modo gli allievi potranno:

-    imparare a conoscere le strutture e i meccanismi di funzionamento della natura, considerati nelle dimensioni spaziale e témporale;

-    scoprire l'importanza di formulare ipotesi, non solo per spiegare fatti e fenomeni ma anche per organizzare correttamente l'osservazione;

-               individuare le strette interazioni fra mondo fisico, mondo biologico e comunità umane;

-    maturare il proprio senso di responsabilità nell'impatto con la natura e nella gestione delle sue risorse;

-               conseguire capacità che permettano un approfondimento autonomo di conoscenze scientifiche e un controllo sull'attendibilità delle fonti di informazione;

-               acquistare consapevolezza della continua evoluzione delle problematiche e delle conoscenze scientifiche.

Suggerimenti metodologici

L'osservazione diretta di fatti, fenomeni e ambienti, considerati nel loro insieme e progressivamente analizzati nei particolari, mettendo in evidenza interazioni e trasformazioni, porterà all'individuazione di problemi.

Gli allievi saranno guidati dall'insegnante ad osservare e a discutere fra loro per prospettare soluzioni ed ipotesi interpretative e quindi ideare esperimenti per verificarne o confutarne la validità.

La discussione abituerà ad ascoltare gli altri, a farsi idee proprie e a prospettarle liberamente.

Il momento dell'ideazione e progettazione dell'esperimento servirà a chiarire che cosa ci si propone di mettere alla prova, a individuare variabili e relazioni di causa ed effetto e a stimolare la creatività nell'escogitare modi e mezzi di realizzazione dell'esperimento stesso.

L'esecuzione dell'esperimento, individuale o a gruppi, oltre a sviluppare abilità manuali, fornirà occasioni per effettuare misure, controllando la precisione e l'accuratezza dei dati quantitativi ottenuti.

La raccolta sistematica dei dati, la toro elaborazione ed il confronto con dati ricavati da fonti indirette (libri, tabelle, ecc.) abitueranno alla necessità di -valutare il grado di attendibilità di ogni informazione.

La relazione scritta (in forma sintetica) corredata di disegni, tabelle e grafici, costituirà per gli allievi un momento di riflessione, di verifica, di acquisizione, oltre che dei concetti, di un linguaggio appropriato.

È ovvio che gli esperimenti non potranno prescindere da momenti didattici in cui si farà uso della comunicazione, sia scritta sia orale (informazione, spiegazione, illustrazione dell'insegnante), sia per immagini (sussidi adiovisivi); ciò è inevitabile nel caso di quelle tematiche che richiederebbero conoscenze e processi troppo complessi per essere correttamente affrontate in modo sperimentale.

Anche in tali momenti dell'attività didattica si dovrà comunque provvedere ad una organizzazione problematica dell'esposizione e ad un uso critico ed analitico dei testi e di altri sussidi.

Si ribadisce comunque l'efficacia di un contatto diretto con la natura e con l'ambiente umano, compiendo ricerche su ecosistemi facilmente raggiungibili e sugli aspetti delle trasformazioni che l'uomo ha operato sull'ambiente. Sono altresì necessari l'aggiornamento e la informazione su gh avvenimenti di rilevanza scientifica.

Sulla base di tale impostazione si tenderà a favorire non solo l'apprendimento della scienza, ma anche la maturazione psicologica dell'allievo, attraverso un passaggio graduale delle operazioni concrete ad operazioni astratte.

Osservazioni sui Contenuti

L'area delle conoscenze scientifiche, entro le quali dovrà svolgersi l'apprendimento dell'allievo, è stata rappresentata in cinque grandi temi: "materia e fenomeni fisici e chimici"; "la Terra nel sistema solare" "struttura, funzioni ed evoluzioni dei viventi"; "l'uomo e l'ambiente" "progresso scientifico e società".

La sequenza di tali temi non è impegnativa circa l'ordine in cui l'insegnante li dovrà trattare

Anche i singoli temi non potranno essere esauriti in un unico momento; al contrario, essi ricorreranno in periodi diversi del corso triennale, quando cioè si rilevi necessario per opportuni approfondimenti o ampliamenti dei concetti o per effettuare collegamenti con argomenti diversi di ·questo o di altro insegnamento.

I temi sono stati articolati in un certo numero di contenuti e tendono a rispondere alla richiesta che, in accordo allo sviluppo attuale della società, lo Stato e i cittadini rivolgono agli insegnanti per una formazione di base degli allievi nell'arco dell'obbligo scolastico: teini e contenuti sono perciò da considerarsi fondamentali per tutto il Paese.

I temi e i contenuti sono integrati con alcune indicazioni di lavoro che non ne esauriscono, beninteso, tutte le potenzialità: tali indicazioni rappresentano solamente uno tra i possibili itinerari didattici che l'insegnante predisporrà, in accordo col consiglio di classe, in relazione agli interessi e alla maturità degli alunni, nonché alle esigenze del contesto territoriale e socio-culturale nel quale la scuola opera.

Nello svolgere il suo lavoro, perciò, l'insegnante eviterà la improvvisazione; d'altra parte, egli non dovrà neppure sentirsi legato ad una troppo rigida attuazione di sequenze prestabilite. Potrebbe verificarsi, infatti, che il desiderio di trattare tutte le voci delle indicazioni di lavoro concordate, entrasse in conflitto con l'impostazione sperimentale che il piano didattico in ogni caso dovrà avere: infatti l'attività sperimentale può richiedere tempi diversi da quelli necessari per far acquisire conoscenze da documenti scritti.

L'impostazione sperimentale deve essere comunque considerata fondamentale e prioritaria rispetto alla preoccupazione di trattare tutti gli argomenti.

L'elencazione dei contenuti e stata presentata di norma secondo un taglio disciplinare. Tuttavia, durante la programmazione e lo svolgimento delle attività didattiche, i vari argomenti verranno selezionati e collegati tra loro in una impostazione in cui le discipline scientifiche siano strettamente integrate, cosicché l'alunno sia guidata a cogliere in un aspetto unitario il senso della realtà che lo circonda, pur riconoscendo la funzione specifica delle diverse discipline che concorrono all'analisi dei fenomeni,. situazioni e ambienti. Sarà comunque opportuno evitare la pura memorizzazione di definizioni standardizzate e di termini specialistici fini a se stessi.

Nello sviluppare il tema "l'uomo e l'ambiente" l'insegnante avrà occasione per soffermarsi sugli aspetti biologici della sessualità; questo momento educativo andrà curato nell'ambito di una pedagogia d'insieme assunta dall'intero consiglio di classe nel rispetto del grado di maturazione fisico-psichica dei singoli allievi e con un coinvolgimento attivo e responsabile delle singole famiglie. Esso potrà cosi contribuire a far si che l'alunno prenda coscienza del proprio corpo in. modo equilibrato e corretto,

Infine l'educazione sanitaria, che rappresenta una delle finalità dell'insegnamento delle scienze naturali, non sarà un momento isolato del processo educativo: non si esaurirà perciò "nell'educazione alla salute" del tema "l'uomo e l'ambiente", bensì potrà vedersi come motivo ricorrente anche in altri temi, come ad esempio "struttura, funzione ed evoluzione dei viventi" e "progresso scientifico e società", nel cui ambito rientrano anche i problemi dello sviluppo tecnologico, della prevenzione antinfortunistica e dell'educazione alla sicurezza.