The Effectiveness of an Integrated 9E Learning Cycle and Tetrahedral Representation Model on Students' Motivation and Attitude Toward Hydrocarbons

La chimica spesso sembra una lingua lontana per gli studenti, una materia fatta di particelle invisibili e simboli astratti che sembrano scollegati dal mondo in cui camminano ogni giorno. Questo è particolarmente vero per gli idrocarburi, le molecole a base di carbonio che formano l'ossatura di combustibili, plastiche e dell'aria stessa che respiriamo. In molte classi, questi concetti vengono insegnati attraverso la memorizzazione e lezioni rapide, lasciando che gli studenti lottino con il divario tra ciò che possono vedere e ciò che sono chiamati a immaginare. Quando il materiale sembra troppo astratto, gli studenti perdono la spinta a imparare e il loro atteggiamento verso la materia diventa negativo. Per risolvere questo problema, gli educatori hanno iniziato a testare nuovi modi per insegnare, combinando due approcci specifici: un ciclo di apprendimento che guida gli studenti attraverso un processo di scoperta passo dopo passo, e un modello visivo che li aiuta a tradurre le idee tra ciò che possono vedere, ciò che non possono vedere e i codici matematici che gli scienziati usano per descriverli.

Un team di ricercatori in Etiopia ha voluto vedere se fondere questi due metodi potesse effettivamente cambiare il modo in cui gli studenti percepiscono la chimica. Hanno lavorato con 176 studenti del decimo grado in quattro scuole pubbliche, dividendoli in diversi gruppi per testare vari stili di insegnamento. Un gruppo ha appreso utilizzando il metodo standard del libro di testo, mentre gli altri hanno sperimentato il nuovo approccio integrato o uno dei due metodi da solo. L'obiettivo non era solo vedere se gli studenti imparassero più fatti, ma misurare se la loro motivazione ad apprendere e il loro atteggiamento generale verso la materia migliorassero. I ricercatori hanno anche prestato molta attenzione al fatto che i ragazzi e le ragazze rispondessero in modo diverso a questi nuovi stili di insegnamento, una questione che da tempo alimenta il dibattito nell'educazione scientifica.

I risultati hanno mostrato un chiaro cambiamento in classe. Gli studenti che hanno sperimentato i nuovi modelli di insegnamento sono diventati più coinvolti e hanno sviluppato un'ottica più positiva sugli idrocarburi rispetto a quelli istruiti con il metodo tradizionale. Sebbene il gruppo che utilizzava il combinato ciclo di apprendimento passo dopo passo e il modello visivo multi-livello abbia ottenuto i punteggi medi più elevati, l'analisi statistica ha rivelato che questo gruppo non era significativamente più efficace dei gruppi che utilizzavano il ciclo di apprendimento o il modello visivo da soli per quanto riguarda la motivazione. In effetti, tutti e tre i gruppi di intervento sono stati ugualmente validi nel potenziare la spole degli studenti a imparare. Tuttavia, riguardo agli atteggiamenti, l'approccio combinato ha mostrato un vantaggio distinto rispetto al solo ciclo di apprendimento, sebbene abbia performato in modo simile al modello visivo utilizzato singolarmente. In questo gruppo combinato, gli studenti si sono mossi attraverso un processo strutturato che partiva dal collegare le nuove idee a ciò che già sapevano, per poi passare all'esplorazione pratica e, infine, collegare tali scoperte alle applicazioni nel mondo reale. Hanno anche praticato la traduzione dei concetti attraverso quattro diversi "livelli": il livello macroscopico delle cose che si possono vedere e toccare, il livello microscopico di atomi e molecole invisibili, il livello simbolico delle formule chimiche e l'elemento umano, che connette la scienza alla società e alla vita quotidiana.

Quando i ricercatori hanno esaminato i dati, hanno scoperto che, sebbene il gruppo combinato avesse i punteggi medi più alti, gli altri gruppi di intervento erano statisticamente comparabili nel promuovere la motivazione. Tutti i gruppi di intervento, indipendentemente dal modello specifico utilizzato, hanno superato significativamente la classe tradizionale sia nella motivazione che nell'atteggiamento. Interessantemente, lo studio ha rilevato che, sebbene i ragazzi e le ragazze iniziassero con livelli di interesse simili, i ragazzi nei gruppi di intervento finivano con atteggiamenti leggermente più positivi verso la materia rispetto alle ragazze. Tuttavia, la differenza di motivazione tra i generi non era significativa, suggerendo che sia i ragazzi che le ragazze beneficiassero equamente della natura attiva e pratica del nuovo stile di insegnamento.

Prima dell'intervento, le interviste con gli studenti hanno rivelato un comune senso di distacco. Descrivevano la chimica come difficile, astratta e noiosa, notando che erano spesso destinatari passivi di informazioni con poche possibilità di porre domande o esplorare idee autonomamente. Dopo l'introduzione dei nuovi metodi di insegnamento, il tono è cambiato completamente. Gli studenti hanno riferito che le lezioni sembravano più un viaggio di scoperta. Hanno apprezzato l'opportunità di lavorare con i compagni, usare simulazioni per visualizzare le particelle invisibili e vedere come la chimica che stavano imparando si applicasse alle loro vite. Uno studente ha osservato che la capacità di muoversi tra il vedere un fenomeno, immaginare le particelle, scrivere l'equazione e comprendere l'impatto nel mondo reale rendeva l'apprendimento fluido e significativo.

I ricercatori hanno concluso che questi modelli integrati sono uno strumento potente per trasformare il modo in cui gli studenti vivono la chimica. Abbattendo la barriera tra teoria astratta e realtà concreta, l'approccio ha aiutato gli studenti a superare la paura e la noia che spesso affliggono le classi di scienze. Lo studio suggerisce che quando agli studenti vengono forniti gli strumenti per visualizzare l'invisibile e connettere il proprio apprendimento al mondo circostante, la loro naturale curiosità viene riaccesa. Sebbene il campione sia specifico di una sola regione, i risultati offrono un caso convincente per passare dalla memorizzazione mnemonica verso metodi di insegnamento che coinvolgano attivamente gli studenti nel processo di pensiero scientifico.