Didattica e Tecnologie

Viaggio nelle STEM:"Alla scoperta della balena Giuliana degli abissi" a cura di Rosa Anna Lepore*

Il mondo dell’informazione è pervaso da notizie che colorano spesso negativamente le nostre giornate, questa che sto per presentarvi sicuramente vi stupirà, come ha stupito me piacevolmente. In Basilicata sulle rive del lago artificiale della diga di San Giuliano ad 8 Km da Matera, sono stati rinvenuti, casualmente, i resti fossili di un antico esemplare di balena alla quale è stato dato il nome di “Giuliana degli Abissi”.

       Il singolare ritrovamento risale all’agosto del 2006, ad opera di Vincenzo Ventricelli, che durante una passeggiata scoprì i resti di questa enorme balena, in parte sepolti  nell’argilla, sulla riva della diga di San Giuliano, che ha dato il nome all’esemplare. Iniziarono da quel giorno le varie segnalazioni ai funzionari della soprintendenza, che erano già al corrente della sua presenza. Dopo svariati interventi sono state istituite le campagne di scavo  per il recupero del fossile, coordinate dagli esperti dell’Università di Pisa. Oggi i reperti sono esposti al museo Museo Nazionale “Domenico Ridola” di Matera, dove è possibile esplorare il suggestivo allestimento multimediale con tecnologia 2D e 3D di “Giuliana degli Abissi”. All’interno sono state girate scene molto suggestive della serie televisiva:”Imma Tataranni-Sostituto procuratore”, ambientata a Matera.

Ma chi è Giuliana? Il più grande cetaceo del Pleistocene mai ritrovato, con i suoi 26 metri di lunghezza ed un peso stimato di circa 150 tonnellate che era libera di nuotare in un antico mare pleistocenico, più di un milione di anni fa. Dopo un lungo periodo Giuliana è stata estratta completamente dal letto dell’argilla che l’aveva protetta e custodita.

Al museo Ridola l’esposizione racconta la storia di questo fossile di cetaceo che risulta essere uno dei più grandi fossili di balena mai rinvenuti, forse il più grande esemplare che abbia mai solcato le acque dell’antico mare. Gli studi compiuti, che permettono di datare l’animale tra 1,5 e 1,25 milioni anni fa, risalente al Pleistocene inferiore-medio, hanno messo in evidenza forti affinità con la balenottera azzurra (Balaenoptera musculus), la specie di cetaceo vivente. Il percorso espositivo dedicato alla balena Giuliana si compone di diverse sale: dopo la prima, dedicata alla scoperta e alle fasi del difficile recupero, ci si ritrova nell’ambiente interamente dedicato al cetaceo, che accompagna i visitatori a compiere un viaggio immersivo davvero emozionante.

Partendo da questa ambientazione possiamo avviare la nostra indagine in ambiente STEM, acronimo inglese STEM  riferito a diverse discipline – Science, Technology, Engineering e Mathematics, ovvero Scienze, Tecnologia, Ingegneria, Matematica –  e indica l’insieme delle materie scientifiche-tecnologiche-ingegneristiche, ritenute necessarie allo sviluppo di conoscenze e competenze scientifico-tecnologiche, richieste prevalentemente dal mondo economico e lavorativo.  Per costruire un percorso di apprendimento da far vivere ai  ragazzi a scuola,  possiamo utilizzare la metodologia ispirata all’Inquiry Based Learning, sfruttando la presenza dei nuovi ambienti di apprendimento innovativi  corredati da strumenti digitali, software, app e kit didattici per la sperimentazione, per tentare di ricostruire l'habitat naturale del cetaceo. È possibile incuriosire i ragazzi e creare direttamente un nuovo percorso di apprendimento accattivante, basato su domande e strategie di problem solving.

La Balena Giuliana ci viene incontro, stimola la nostra fantasia, ci invita all’esplorazione e in un attimo docente e alunno si incontrano e decidono di progettare e camminare insieme in questo percorso che è di insegnamento e apprendimento, fatto di condivisioni, scoperte che guidano tutti nel mondo magico delle STEM. Le metodologie STEM e il corretto approccio sono di fondamentale importanza oggi, in quanto sono la base del disegno futuro del mondo della conoscenza, che indirizza e supporta l'emisfero delle scoperte scientifiche e tecnologiche, invoglia i ragazzi allo studio e soprattutto lavora per il superamento del divario di genere, aprendo tanti scenari ed orizzonti per le Donne STEM con collegamenti tra esperienze  del passato, del presente e del futuro.

Se potessimo ripercorrere le tappe del ritrovamento potremmo favorire negli studenti la curiosità e l'apprendimento interattivo. La tecnologia ci viene incontro ma direi che ci siamo proprio. la balena Giuliana ci conduce verso la metodologia dell’Inquiry Based Learning (IBL), basata sull’indagine, fondamento della pedagogia dell’apprendimento esperienziale di John Dewey, sostenuto grazie alle teorie costruttiviste degli anni ’60, periodo nel quale, in opposizione al metodo tradizionale di lezione, si propone il modello dell’apprendimento basato sulla scoperta. In tempi più recenti tale metodologia viene largamente promosso grazie al Rapporto Rocard del 2007, pubblicato dalla Commissione Europea, la quale pone l’IBL o l’IBSE (Inquiry Based Science Education) come approccio per coinvolgere gli studenti in un apprendimento attivo, partecipativo, interattivo e applicativo nell’ambito delle scienze. L’Inquiry è una metodologia didattica che si basa sull’investigazione e stimola gli studentie a formulare domande, mettere in atto azioni utili a risolvere problemi e a comprendere in maniera più profonda lo studio dei fenomeni. Gli studenti sono al centro del processo e vengono orientati all’attività di indagine, guidati dal docente, che è facilitatore, attraverso diverse fasi preparatorie fino alla concettualizzazione, con lo sviluppo di domande, la creazione di ipotesi e successive verifiche. Sono presenti i tre momenti salienti dell’investigazione:

  1. esplorazione
  2. sperimentazione
  3. interpretazione dei dati emersi dall’indagine.

Nella progettazione dell’attività di Inquiry Based Learning, partendo ovviamente dai preliminari obiettivi formativi, il docente potrà decidere se proporre un percorso formativo basato sulla consequenzialità della proposta delle indagini, oppure selezionare uno o più livelli sui quali basare la propria attività formativa. E’ importante predisporre un setting dell’aula per lo svolgimento delle attività finalizzate a creare gruppi di lavoro, con tecniche di cooperative learning, privilegiando attività da svolgere sia a distanza che in presenza, utilizzando i canali comunicativi tra e nei gruppi di alunni, valorizzando un uso consapevole e produttivo degli strumenti digitali, per favorire la co-costruzione delle esperienze di apprendimento da parte degli studenti, suddivise in step e fasi di lavoro.

L’intera attività di Inquiry Based Learning (IBL)Teaching & Learning Centre - UniGe.it   può essere progettata sulla base del 5 E del Model proposto da Bybee & Landes nel 1990 il quale, attraverso le sue cinque E, delinea un learning cycle approach perfettamente applicabile alla progettazione delle attività:

Le cinque E stanno per engagement, exploration, explanation, elaboration ed evaluation e rispettivamente racchiudono questi significati:

  • ENGAGEMENT: introduzione alla metodologia e prima osservazione di un fenomeno o di un’esperienza, un problema dato volto ad essere indagato, nel nostro caso possiamo partire dalla domanda chi era Giuliana?
  • EXPLORATION: fase sperimentale di manipolazione e applicazione delle conoscenze (ricerca bibliografica,internet,ricercare dati e informazioni, verifica delle fonti, prima esperienza concreta di apprendimento, esplorazione di domande e ipotesi)-Organizzare una visita al Museo e un’escursione sul luogo di ritrovamento.
  • EXPLANATION: mappatura e discussione dei primi dati emersi, con l’introduzione di un framework, scheda teorica di riferimento che permetta di contestualizzare ciò che è apparso dalle ricerche preliminari (leggi, teorie ecc.). Cos’è un fossile, come avviene il processo e la conservazione.e’ possibile realizzare un esperimento in classe sul processo di fossilizzazione.
  • ELABORATION: elaborazione delle conoscenze appena acquisite e successiva sperimentazione attiva delle stesse, elaborare un prodotto, utilizzando metodologie immersive, la progettazione di ambienti 2D e 3D, e realtà aumentata con la creazione di presentazioni accattivanti.
  • EVALUATION: predisposizione di momenti di riflessione e di feedback formativi, occasioni di autovalutazione e predisposizione di momenti/attività di valutazione formativa e/o certificativa, di peer review.

Dalle attività sopra descritte è possibile preparare una pianificazione per gruppi e una presentazione delle attività svolte, con scambi e fasi di presentazione plenarie. È proprio questo il lavoro dello scienziato, il metodo scientifico sperimentale che da Galileo Galilei è giunto intatto sino a noi.

Il docente aiuta i ragazzi ad organizzare le attività, indicando modalità e tempi, invita ciascun studente ad elaborare alcune prime ipotesi di risposta alle domande emerse. Attiva l'interesse e la motivazione degli studenti iniziando con l’individuare una tematica, proponendola in chiave di problem solving. Favorisce l’interazione tra gli studenti tra loro per far emergere una o più domande investigabili sul tema proposto. Si formulano le prime ipotesi. Il docente divide la classe in gruppi, affidando già compiti specifici agli studenti. Nel piccolo gruppo si confrontano le singole ipotesi per arrivare a formulare un’unica proposta investigativa. Ciascun gruppo procede all'avvio della fase investigativa e apre il lavoro di ricerca. Il docente assegna i ruoli e monitora facilitando il lavoro di investigazione. Dopo aver effettuato attività di riflessione gli studenti nei gruppi di lavoro passano alle fasi di sperimentazione e documentazione, con la creazione di un prodotto finale, avvalendosi  dell’utilizzo di vari strumenti digitali. I gruppi dovranno ben documentare l’azione del processo che porta a risultati e conclusioni. I prodotti saranno presentati e condivisi tra i gruppi delineando la prossima indagine.

Esempio concreto di raccolta delle informazioni:

1.0-informazioni di base, il racconto

Tutto parte dall’osservazione diretta dei resti paleontologici, dialogano insieme i canali visivi e percettivi, lo facciamo durante la visita al museo o esplorando l’allestimento multimediale che racconta la storia di questo fossile di cetaceo che, con i suoi 26 metri di lunghezza, risulta essere uno dei più grandi fossili di balena mai rinvenuti, forse il più grande esemplare che abbia mai solcato le acque del Mar Mediterraneo.  Gli studi compiuti, che permettono di datare l’animale tra 1,5 e 1,25 milioni anni fa, ovvero nel Pleistocene inferiore, hanno messo in evidenza forti affinità con la balenottera azzurra (Balaenoptera musculus), la specie di cetaceo oggi vivente che raggiunge le dimensioni maggiori.

2.0-lezione al  museo-tra reperti e tecnologie digitali nel museo interattivo

<<.....Si può visitare al museo Ridola di Matera dove è stato allestito il percorso espositivo dedicato alla Balena Giuliana che  si compone di diverse sale: dopo la prima, dedicata alla scoperta e alle fasi del difficile recupero, ci si ritrova nell’ambiente interamente dedicato alla projection mapping che accompagnerà i visitatori in un viaggio immersivo ed emozionante. Ideata dal visual artist Silvio Giordano e realizzata da ETT SpA, azienda del Gruppo SCAI. Qui, si fondono le tecniche più avanzate in un’opera dal grande impatto visivo: animazione 2D e 3D, compositing e motion graphic. Seguono le sale espositive in cui sono mostrati alcuni resti del fossile già restaurati e interessanti reperti riconducibili alla fauna e alle piante acquatiche del paleoambiente in cui la balena è stata ritrovata. Attraverso un monitor il visitatore potrà seguire i lavori in corso nel laboratorio di restauro del fossile, allestito nell'Ex Palazzina Fio del Museo Ridola; completa questo racconto il fumetto “La Regina degli abissi” (Osanna Edizioni) appositamente realizzato dall’illustratore e fumettista Giulio Giordano>>

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fig.1 il restauro

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fig.2 il luogo del ritrovamento-Sponda Lago di Giuliano

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fig.3 esemplare di balena azzurra

4.0-Citare le fonti - Creare un repository delle risorse

<<Le attività svolte sono state complesse e hanno richiesto il coinvolgimento di più attori, da Annamaria Mauro, direttrice del Museo nazionale di Matera, insieme a Francesco Canestrini, soprintendente della Sabap, la Soprintendenza Archeologia Belle Arti e Paesaggio della Basilicata, assieme a Giorgio Sobrà, direttore dell’Istituto centrale per il restauro di Matera,  Giovanni Bianucci, paleontologo del dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa, e la stessa amministrazione comunale. Importante fornire una visione d’insieme ai nostri alunni, che potranno avere l’idea concreta che dietro tutto questo lavoro ci sono, persone e specialisti.>>

È possibile creare una banca dati e una repository delle risorse sarà importante per avere a disposizione tutti i materiali e i riferimenti scientifici utili alla realizzazione dell’esperienza con la suddivisione in sezioni: Testi-Video-Audio-Immagini ecc.

5.0-Approfondimenti scientifici specialistici

Le scoperte scientifiche hanno consentito all’umanità di percorrere le varie tappe dell’evoluzione e se ci soffermiamo ad osservare un paesaggio, esso è il frutto di azioni esogene, antiche che non  sono evidenti ai nostri occhi. Ma il racconto della storia dei paesaggi naturali e della comparsa della vita sulla terra è segreto? Chi può rivelarlo, ma è ovvio il rinvenimento dei fossili, sono gli unici testimoni della vita del passato, siamo sulla buona strada. Già ma chi è il paleontologo? E’un geologo che dopo tanti anni di studio è diventato uno specialista, egli con tanto lavoro fisico, porta alla luce reperti, che saranno datati in laboratorio e potranno raccontare la storia geologica del luogo, dell’ambiente in cui vivevano le specie ritrovate, l’età, il clima. Parliamo di piante e animali, ma questa branca delle scienze geologiche è talmente vasta da essere suddivisa in paleontologia dei vertebrati e degli invertebrati. Vi assicuro da qui parte l’infinito, si apre un mondo di conoscenze affascinanti, che ci spiegano come in un libro la storia della vita sulla terra. Attenzione parliamo di tempo geologico. Se volessimo allargare le conoscenze per poter capire i processi di formazione ed evoluzione dobbiamo vestire i panni del geologo che ci racconterebbe che:“descrizione dell'area ed inquadramento geomorfologico:...Il Lago di San Giuliano e la collina di Timmari sono localizzati nella porzione centro orientale della Fossa Bradanica, un’ampia depressione tettonica allungata da NO a SE, che dal punto di vista geologico-strutturale, si sviluppa dopo gli eventi tettonici del Pliocene medio e si estende tra l’Avampaese Apulo ad Est e l’Appennino meridionale ad Ovest (Fig. 4).  Essa è colmata da sedimenti argillosi e sabbioso-conglomeratici plio quaternari formatisi in acque da poco a moderatamente profonde, nei quali si possono distinguere numerose formazioni che costituiscono una successione continua regressiva (Valduga, 1973). Il basamento è prevalentemente calcareo–dolomitico (Cretaceo), riferibile alla “Formazione del Calcare di Altamura”, affiorante ad oriente di Matera a partire dalla gravina omonima e in corrispondenza delle depressioni vallive prodotte dal Torrente Gravina e dal fiume Bradano. Sui calcari del Cretaceo giacciono in trasgressione i depositi marini del ciclo sedimentario plio-pleistocenico il cui termine basale è costituito dalle “Calcareniti di Gravina” roccia calcarea granulare porosa e fossilifera, di età Calabriana affiorante prevalentemente nelle parti più elevate delle gravine (Boezi et al., 1971).” Dalla descrizione è possibile tradurre il racconto con immagini, animazioni, e la creazione di un glossario dei termini specialistici.

Gli studi STEM promuovono, dunque, la metodologia dell’IBL, che è molto apprezzata dagli studenti ed è fondamentale per l’acquisizione delle competenze di problem solving. Gli studenti imparano ad analizzare criticamente le situazioni, a sviluppare ipotesi e a cercare soluzioni basate su dati e prove scientifiche. Tutto questo serve ai nostri ragazzi certo, avranno vissuto un’esperienza nuova, scoperto un nuovo metodo di studio, di ricerca, acquisito competenze relazionali, di progettazione, di creazione ed elaborazione di un prodotto, che è in grado di viaggiare per catturare la curiosità e l’interesse di tutti. Possiamo dire che Giuliana degli abissi emersa dal suo lontanissimo passato ha contribuito ad arricchire e costruire il futuro delle ragazze e dei ragazzi del terzo millennio.   

*Docente di Scienze, dott.ssa in Geologia

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