Modelli

Dare una definizione esaustiva del concetto di modello è molto difficile in quanto a questo termine vengono attribuiti significati diversi tra di loro.
Nell’ambito delle scienze questo concetto presenta pure valenze o sfaccettature molto differenti. Tra queste ci vogliamo soffermare brevemente sull’uso di immagini o di schemi e sulla teorizzazione non figurativa.

Immagini o schemi
In questo caso un modello può essere un oggetto concreto come una “maquette”
(modello tridimensionale in scala ridotta), uno schema semplificante (sotto forma di immagine concreta o di messa in relazione di elementi diversi non figurativi) oppure una metafora, un’analogia.
Per quel che concerne lo statuto del modello analogico ricordiamo che in ambito pedagogico o nella divulgazione scientifica esso viene spesso utilizzato come modello “a posteriori” ed assume in questo caso una funzione di comunicazione.
Ad esempio in biologia la spiegazione della digestione come un’officina meccanica costituita da diversi elementi meccanici collegati tra di loro risponde all’esigenza di rappresentare più concretamente le diverse fasi del processo digestivo in modo da evitare le insidie e le difficoltà interpretative di un modello esclusivamente astratto.
L’uso di questi modelli comporta il pericolo di assumerlo come modello reale che spiega totalmente il processo studiato.
Il modello considerato come schema semplificante risulta pure un modello “a posteriori”. Partendo da una conoscenza più articolata esso deve rinunciare ai dettagli poco significativi per poter risultare efficace a livello di comprensione o di utilizzazione. In questo caso occorre operare una scelta degli elementi significativi per costruire con coerenza questo modello.
In questo contesto si pone quindi il problema del rapporto tra modello e realtà.

Teoria, leggi, modello e realtà
La distinzione tra modello e teoria e modello e legge non è sempre netta anche se
il modello sembra indicare una marcata volontà di stabilire una distanza tra discorso scientifico (teoria, leggi) e realtà.
La teoria può essere vista come un insieme di leggi di natura esplicativa e previsionale concepite spesso come la traduzione sul piano intellettuale dei fenomeni della natura. Il modello si rivela invece più apertamente come un artefatto, come un’interpretazione plausibile della realtà senza pretendere di esserne la traduzione fedele.
Per meglio illustrare quanto detto ci si può riferire a un testo di Einstein e Infeld che paragona il “sapiente” di fronte al mondo ad un uomo che cerca di capire il meccanismo funzionale di un orologio chiuso:
“ Egli vede il quadrante e le lancette in movimento, aspetta il tic-tac, ma non ha nessuna possibilità di aprire l’orologio. Se è ingegnoso, potrà crearsi alcune immagini del meccanismo, (…) ma non sarà mai sicuro che la sua immagine sia l’unica in grado di spiegare le sue osservazioni”.
Così, se si vogliono applicare queste riflessioni al concetto di modello, quest’ultimo si caratterizza come modello contingente, parziale, come uno tra altri possibili.
In questo caso il modello assume una funzione predittiva, di simulazione.
Si tratta di dare una spiegazione logica ad un dato fenomeno partendo dagli effetti conosciuti.

Il modello possiede quindi una funzione particolare in relazione alla conoscenza; è una costruzione che permette di mettere in gioco un insieme di variabili non direttamente accessibili all’esperienza per ragioni diverse.
Esso è costruito in funzione di una certa idea che ci si è fatti del reale che si vuole studiare, idea maturata attraverso osservazioni, conoscenze antecedenti, formulazione dei problemi…. Esso costituisce pertanto un oggetto di sostituzione che permette di lavorare su qualcosa d’altro rispetto al reale ma che tuttavia lo rappresenta in quanto ne riproduce alcune relazioni pertinenti.

Riassumendo, possiamo dire che il modello può essere visto come una spiegazione parziale, contingente ma coerente della realtà (interpretazione).
Questa spiegazione può essere:

•	“a posteriori” quando si parte dalla semplificazione di una conoscenza più complessa della realtà;
•	predittiva. Si cerca di spiegare lo svolgersi di una dato fenomeno, di individuare le regole che lo governano attraverso l’analisi degli effetti, dei dati concreti a disposizione (simulazione).

La modellizzazione nella scuola elementare

Fig. 1 Tipi di modellizzazione	scarica pdf

Nella SE la modellizzazione può essere utilizzata, nell’ambito della preparazione e della realizzazione di itinerari didattici con gli allievi, secondo le due accezioni di modello proposte in precedenza:

A.

È uno strumento che il docente deve utilizzare quando, scelta la tematica di studio e ricuperate le conoscenze scientifiche specifiche dell’argomento, imposta il lavoro di semplificazione di queste conoscenze (“savoirs savants”). Si tratta pertanto di un’attività che rientra nella preparazione e programmazione preventiva delle attività didattiche. Quest’attività di semplificazione del modello scientifico dell’adulto deve tenere in considerazione le conoscenze spontanee degli allievi in merito all’argomento scelto. In altre parole si deve operare una semplificazione in modo da definire un modello di conoscenza accessibile e quindi non troppo complesso in relazione alle conoscenze degli allievi e al loro livello cognitivo. Facendo riferimento allo schema precedente, la semplificazione che parte dall’alto del nostro asse principale dovrà portare alla definizione di un modello di conoscenza che non si trovi troppo lontano sull’asse rispetto alle loro RS. Nel corso del percorso formativo della SE il docente potrà poi (ad esempio in una classe successiva) riprendere questo modello ed approfondirlo in modo da costruire una conoscenza più articolata e complessa. A mo’ di esempio è riportato il problema relativo alla nutrizione delle piante. In questo caso sono riportati due possibili modelli che si possono costruire in relazione alla nutrizione delle piante. Il primo modello M1 lo riteniamo adatto per un I ciclo SE; il modello M2 può essere costruito in una 4a/5a SE. E’ importante rilevare che l’operazione preventiva di semplificazione serve al docente per orientarsi meglio nella costruzione di modelli che sappiano tenere in considerazione i livelli di sviluppo cognitivo degli allievi. Il docente eviterà di imporre agli allievi questi modelli “prefabbricati” ma li utilizzerà come possibile punto di riferimento nell’operazione di modellizzazione che parte dagli stessi allievi (vedi punto B). E’ possibile quindi, attraverso la costruzione di successivi modelli, avvicinarsi ad una conoscenza più elaborata e scientificamente corretta. In questo caso i modelli creati sono modelli “a posteriori” in quanto il docente li elabora partendo da una conoscenza più complessa della realtà e procedendo a una sua semplificazione.

B.

L’operazione di modellizzazione può partire dagli allievi stessi . Utilizzando le loro conoscenze, i dati raccolti osservando gli effetti di un determinato fenomeno, il docente stimolerà gli allievi a trovare dei modelli interpretativi del fenomeno. Nell’ottica costruttivista risulta fondamentale, ai fini della costruzione della conoscenza, portare gli allievi ad interrogarsi a riflettere e a confrontarsi attorno ad un determinato fenomeno. Stimolare gli allievi a creare dei modelli interpretativi implica l’esigenza di fornire loro degli aiuti, dei supporti didattici che sappiamo favorire l’immaginazione e la riflessione all’interno di regole di costruzione accettate come convenzione. La costruzione di modelli non è un obiettivo fine a se stesso ma occorrerà far capire agli allievi che la conoscenza che si costruisce non è qualcosa di statico ma è dinamica, in evoluzione e che i modelli elaborati permettono di spiegare i fenomeni e anche di formulare delle previsioni. Il fatto che spesso si debba modificare o anche negare l’intero modello, costruendone un altro, non solo non può essere visto come un limite della modellizzazione, ma al contrario stabilisce la possibilità di autocorrezione di un procedimento basato sulla costruzione dei modelli. Se un modello non permette più di spiegare ciò per cui era stato costruito , va cambiato, ricercandone altri che, a loro volta, potranno essere ulteriormente modificati. Il modello diventa quindi un tentativo di analisi della realtà che porta verso la sua comprensione. Nell’insegnamento delle scienze occorre anche lasciare spazio alla familiarizzazione degli allievi con in modelli favorendone la loro elaborazione. Molto spesso si tende ad orientare l’insegnamento verso la semplice assimilazione di conoscenze già elaborate, di modelli che sembrano avere un valore definitivo. In questo modo si trasmette un’idea sbagliata di ciò che è un modello che diventa strumento statico e invariabile, negando così la sua natura di approssimazione della realtà e la sua dimensione dinamica. Questo impedisce il confronto, conflittuale o meno, tra le rappresentazioni dell’allievo e le costruzioni scientifiche facilitando la conservazione di conoscenze da non mettere mai in discussione. Anche negli adulti si nota molto spesso l’incapacità di riflettere a partire da un modello ritenuto modificabile in modo da creare progressivamente una conoscenza sempre più strutturata ed articolata. Si rischia così una sicurezza assoluta nel proprio sapere e l’incapacità di valutazione delle proprie convinzioni. Le attività di sperimentazione e la modellizzazione non sono da considerare procedure contrapposte ma complementari , la prima essendo fondamentale quale verifica delle ipotesi formulate, la seconda come chiave di interpretazione dei fenomeni. Questo tipo di modellizzazione è di natura predittiva in quanto si cerca di trovare una spiegazione coerente con i dati a disposizione del fenomeno considerato. Riferendoci al nostro schema questo modalità di costruzione dei modelli parte dal basso, quindi dalle rappresentazioni degli allievi in modo da costruire un modello più evoluto rispetto alle conoscenze iniziali e con una sua coerenza interna.

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