Cosa hanno in comune la salvaguardia del clima e le sfide su Internet?
Per entusiasmare gli altri, devi essere tu stesso entusiasta. Chiunque incontri Frank Liebner - in classe con i suoi alunni o in occasione di un programma di formazione per insegnanti - può vedere la sua passione per la sua materia, la chimica. Tuttavia, per lui, la cosa più importante non è di mostrare l'effetto di un esperimento. Il suo obiettivo è formare gli studenti a riprodurre e analizzare i fenomeni scientifici da soli per migliorare la loro comprensione nel complesso. E per lui questo significa incoraggiare quanti più insegnanti possibile a consegnare le redini della classe ai propri studenti, in modo che possano fare le scoperte in autonomia.
Le domande e il valore degli esperimenti per gli studenti
Molti dei suoi colleghi sono spaventati da quello che credono sia il maggior impegno necessario per l’uso dei dispositivi digitali. La portata e la qualità della conoscenza acquisita dagli studenti grazie agli esperimenti giustifica questo sforzo extra? Per Frank Liebner, la risposta è decisamente sì, a condizione che l'esperimento sia strutturato in modo appropriato e gli obiettivi di apprendimento siano formulati in modo chiaro e sintetico per gli studenti. Allo stesso tempo, comprende le preoccupazioni dei suoi colleghi e offre l’aiuto necessario. Da più di 20 anni è coinvolto nella rete degli insegnanti T3.
La ricerca scientifica nell'insegnamento dei concetti
È personalmente convinto del valore degli esperimenti degli studenti ma prima di tutto di un approccio
scientifico basato su processi empirici. Frank Liebner collabora da anni con l' Istituto di Didattica in Chimica
dell'Università di Lipsia.
Assieme alla professoressa Rebekka Heimann, ha completato una serie di studi che hanno coinvolto gruppi di progetti praticamente da tutti gli Stati federali della Germania. Uno di questi studi ha considerato le possibilità di superare le false idee acquisite dagli studenti sul termine ioni, che sono state riconosciute nella letteratura di settore. Gli studenti calcolano in modo autonomo la struttura dei sali dagli ioni e le cause della conduttività elettrica delle soluzioni acquose durante gli esperimenti utilizzando la TI-Nspire™ CX e le sonde di temperatura e conduttività. Lo studio ha confermato che l'uso di strumenti digitali può rivelarsi un valido supporto nel processo di apprendimento.
La potenzialità insita negli esperimenti degli studenti per la capacità di acquisizione della conoscenza è ormai fuori discussione. Sono parte integrante degli standard educativi tedeschi per la chimica e per le altre materie di scienze naturali adottate dal KMK il 18 giugno 2020.
La sperimentazione è una questione di manualità
Gli studenti di Frank Liebner sono ora completamente convinti: gli esperimenti di chimica sono tutt'altro che
elementi volti a rendere l'argomento meno noioso. La sperimentazione è un lavoro duro e il loro insegnante ha un
occhio rigoroso per i dettagli. Inizia con la regola che durante gli esperimenti tutti gli studenti devono stare in
classe e non è consentito mangiare. Entrambe le regole sono essenziali per migliorare la supervisione della classe e
anche per ragioni di sicurezza. Liebner è ossessionato dai dettagli, ad esempio la provetta deve essere tenuta
correttamente e le sostanze chimiche devono essere aggiunte goccia a goccia, al centro della provetta, piuttosto che
fatte scorrere di lato. “La sperimentazione riguarda la manualità e richiede notevoli capacità motorie. Qui non
insegniamo solo competenze cognitive ma anche abilità manuali. È a questo riguardo che la mia materia differisce più
chiaramente dalla maggior parte delle altre."
Riscaldamento globale
C'è un ampio consenso su ciò che mantiene l’interesse degli studenti in classe, ma quali sono i loro interessi al di
fuori della scuola? Ad esempio, la salvaguardia del clima. Alcuni vedono il cambiamento climatico come un obiettivo
urgente, mentre altri hanno dubbi e non vedono l'ora di poter godere di estati più calde in futuro. Si potrebbe
guardare al fatto in entrambi i modi. Ma Frank Liebner crede che non si possa.
Crede che se sei veramente coinvolto nell'argomento, devi essere in grado di sostenere le tue argomentazioni con i fatti. "Capire il cambiamento climatico significa essere in grado di pensare in termini complessi e individuare le connessioni", ha suggerito Frank Liebner, che ha utilizzato questo titolo per il progetto. L'esempio dell'anidride carbonica è indicativo per la varietà dei processi da osservare. L'obiettivo di Frank era quello di fornire ai suoi studenti una panoramica della necessità di prendere in considerazione tutta una serie di fattori, utilizzando la TI-Nspire™ CX II-T CAS e una varietà di sensori, ad esempio per misurare il contenuto di CO2. Agli studenti è stato assegnato il compito di indagare la solubilità dell'anidride carbonica e come si relaziona e dipende dalla temperatura, dal contenuto di sale e dal movimento dell'acqua. Frank Liebner è stato felicissimo che “l'argomento sia stato accolto con interesse. Anche i seminari tenuti nella nostra scuola durante le vacanze estive sono stati molto apprezzati ... C'erano anche articoli sui giornali tedeschi".
Le sfide su Internet La maggior parte delle attività del tempo libero degli studenti è sconosciuta agli insegnanti. Sapere un po' di più su ciò che li tiene occupati sarebbe comunque un'ottima cosa. Prendiamo ad esempio le sfide su Internet. Le persone si filmano mentre svolgono le attività più rischiose possibili. Versarsi un secchio di acqua gelata può essere un'esperienza spiacevole, ma non esattamente pericolosa. La sfida dei deodoranti, invece, è una questione completamente diversa: prendi un qualsiasi deodorante spray e spruzzalo sulla tua pelle da breve distanza. In che modo potrebbe essere pericoloso? Il risultato è quello di fornire uno stimolo alla pelle assorbendo il calore dalla pelle. Ma le conseguenze possono essere pericolose. Dopo circa 15 secondi, la temperatura viene ridotta fino a meno 20° C, risultato: una grave ferita da congelamento. Utilizzando la TI-Nspire™ CX II-T CAS e un sensore di temperatura, l'effetto può essere facilmente illustrato e spiegato. Frank Liebner ha avuto l'idea in seguito a una presentazione di Julia Werthmüller, un'insegnante di chimica che sta attualmente completando una tesi di dottorato sul tema delle sfide su Internet e dei fenomeni scientifici connessi presso l'Università della Tecnologia di Darmstadt. Insieme, la coppia ha sviluppato un workshop, che è stato presentato lo scorso dicembre alla conferenza dei presidi delle scuole MINT-EC. Frank Liebner vede questo come una conferma delle sue idee. "Chiunque utilizzi i sensori per indagare sull'interazione tra una serie di fattori diversi e, di conseguenza, è in grado di riprodurre il processo, acquisisce una comprensione più profonda dei fenomeni scientifici e padroneggia più argomenti per discussioni ben fondate".
Materiale scaricabile (in tedesco)