I test preparati dalla terza indagine internazionale sulla matematica e sulle scienze (TIMSS), per quanto riguarda il campo della fisica, si possono suddividere in tre fasce di scolarit? terza media, terza superiore e quinta superiore.

I quesiti proposti si dividono nelle due categorie dei test a scelta multipla e dei test aperti, questi ultimi sono inferiori in numero all’altra tipologia.

Per quanto riguarda la scuola media non ?chiaro il principio che ha ispirato la scelta delle domande, in quanto queste non sembrano correlate fra di loro allo scopo di mettere in evidenza eventuali punti deboli o misconcezioni nella preparazione degli studenti, ma paiono pi?orientate alla verifica di una conoscenza un po?superficiale. Ad esempio si investiga sulla maggiore o minore energia accumulata da una molla, argomento che peraltro potrebbe anche non essere stato trattato dagli studenti cos?come accade per altri test anche se gli ambiti considerati sono abbastanza ristretti, ma non ci si cura di capire cosa pensa lo studente a proposito dell’energia se, ad esempio, la confonde o no con la forza, richiamandosi in questo significato al linguaggio di senso comune. Il livello matematico dei test ?comunque a un livello non formalizzato e non si richiedono relazione che lo studente, per la sua et?e la sua maturazione, potrebbe solo memorizzare. Interessanti, comunque, alcuni quesiti che riguardano la capacit?dello studente di fare stime e approssimazioni: quanto accuratamente si pu?misurare con un righello, quale multipli o sottomultiplo di un’unit?di misura scegliere per eseguire una data misura, come distinguere sostanze diverse.

Di qualit?decisamente superiore risultano i test rivolti agli studenti che frequentano la terza classe degli istituti superiori. In questo caso la scelta dei quesiti pare seguire un filo logico che metta in evidenza le capacit? acquisite dagli studenti relativamente ad ambiti che potremmo definire fondamentali, dove per fondamentali non si intendono i principi base della meccanica o della termodinamica o quant’altro, ma la capacit?di saper lavorare su argomenti connessi col linguaggio della fisica. Ad esempio sono presenti test sui grafici che richiedono sia la capacit?di costruirli sia di leggerli sia di estrapolarne dei dati; test su istogrammi o su tabelle; test che richiedono che si interpretino semplici relazioni matematiche per ricavarne delle informazioni; test su stime di superfici e altri ancora. Questi quesiti non vertono necessariamente su argomenti di carattere fisico, ma ci?che li rende interessanti ?proprio la loro connessione con il linguaggio della fisica, senza la cui padronanza ?poi veramente difficile trattare argomenti pi?“classici? ^[1]. Anche in questo caso non mancano test pi?nozionistici che mal si amalgamano con i precedenti, quali quelli sull’energia nucleare o i CFC, ma nel complesso questi sono una netta minoranza.

Completamente diversa pare invece la filosofia che ha ispirato la realizzazione dei test rivolti agli studenti delle quinte classi superiori. Innanzi tutto appare imponente la quantit?di argomenti trattati spaziando non solo attraverso tutta la fisica classica, ma anche su gran parte della fisica moderna. Non si vuole qui affermare che la fisica moderna non vada affrontata, ma certo la scelta dei temi da trattare deve essere oculata e in ogni caso questi devono essere sviluppati con tutte le dovute cautele perch?in molti casi ?richiesta la padronanza di strumenti matematici che gli studenti delle scuole superiori non possiedono^[2]. Certo ?che la vastit?degli argomenti posti in verifica obbliga l’insegnante a una sorta di rincorsa che lo porti al traguardo del maggior numero di soggetti trattati e gli studenti a lavorare ad una sorta di processo di addestramento. Insomma questi test sembrano sostenere una didattica tradizionale in cui gli argomenti sono proposti in maniera sostanzialmente formalizzata in modo tale da tradurre lo studio di questi, da parte dello studente, nell’acquisizione di una serie di formule o definizioni da ricordare per superare il compito scolastico.

Eppure innumerevoli ricerche condotte da ricercatori di tutto il mondo, con test di tutt’altro tipo rispetto a quelli qui presi in analisi, mostrano quanto sia necessario lavorare proprio nel modo opposto e, vista l’ampiezza delle ricerche effettuate e la pressoch?totale concordanza di risultati, ?abbastanza difficile metterne in dubbio la validit? Inoltre diventa difficile sostenere che le risposte insoddisfacenti fornite dagli studenti siano una sorta di “fiera della castroneria?da imputare principalmente alla incapacit?e alla svogliatezza dei ragazzi.

In un problema^[3] posto a 780 matricole della Facolt?di Scienze e Ingegneria dell’Universit?di Bologna tendente a mettere in evidenza se gli studenti hanno acquisito l’idea di forza come interazione e abbandonato l’idea di “forza come capitale posseduto dal corpo? si sono ottenuti risultati corretti solo nel 9% dei casi. E questi erano certamente gli studenti migliori e pi?motivati della scuola media superiore, probabilmente capaci di recitare a memoria un gran numero di formule e definizioni: eppure la loro idea di “capitale di forza? che ?un’idea sicuramente di senso comune, non era stata minimamente scalfita. Ma domande di questo tipo sono sostanzialmente assenti fra quelle proposte e quindi le eventuali risposte corrette fornite dagli studenti non risolvono il problema di sapere se questi hanno abbandonato le loro conoscenze di senso comune. Ad esempio si pone qualche problema di ottica ma non si chiarisce se gli studenti hanno abbandonato una teoria della visione di senso comune che porta a “vedere? la luce come una sorta di alone attorno all’oggetto. Considerazioni analoghe si possono fare per la meccanica e l’idea di forza come interazione e per gli altri campi trattati.      Nei test della TIMSS non si tiene nel dovuto conto il fatto che gli studenti sono anche loro portatori di una “scienza di senso comune?che condiziona poi fortemente il passaggio ad una visione “pi?scientifica?

Certo ?che se un sistema scolastico decidesse, a mio parere saggiamente, di sfrondare gran parte dei contenuti ora proposti per la fisica e di riorganizzare la didattica su basi completamente diverse da quelle attuali, in modo da far evolvere gli studenti (tenendo conto che non sono dei professionisti della fisica^[4]), dalle conoscenze di senso comune a quelle pi?accreditate scientificamente per mezzo di un’ampia riflessione storico-culturale, la valutazione di questa nuova impostazione, ottenuta con i test internazionali, sarebbe certamente negativa.

^[1] Si veda il testo di Arons, Guida all’insegnamento della fisica, Zanichelli, cap.1.

^[2] Si veda a questo proposito le considerazioni di Arons su come presentare l’atomo di Bohr, cap. 10.

^[3] Il test ?riportato in Conoscenze scientifiche: le rappresentazioni mentali degli studenti, a cura di Grimellini e Segr?- La Nuova Italia.

^[4] Si veda a questo proposito quello che dice Frova in Perch?accade ci?che accade, Biblioteca Universale Rizzoli.