Da alcuni anni nei paesi sviluppati si sta verificando un'importante diminuzione delle iscrizioni universitarie per i corsi di Matematica, Fisica e Chimica. Escludendo per ora l'Italia, negli altri paesi sviluppati il fenomeno interessa anche Ingegneria.

Quali possono essere le cause di un tale fenomeno?

• La mancanza di informazione scientifica?
• La mancanza di professionalità certa?
• Le presunte difficoltà a trovare una occupazione adeguata?
• Le occasioni di lavoro migliori in altri campi?
• L'insegnamento della Matematica e della Fisica nella scuola media?
• La figura negativa che i media danno della scienza?
• La pigrizia delle nuove generazioni?

Se escludiamo l'ultimo punto della lista possiamo osservare che tutti gli altri erano presenti anche quando le iscrizione erano alte. Anzi l'informazione scientifica è ora sicuramente migliore, e l'insegnamento della Matematica e della Fisica non è certo peggiorato. Basta chiedersi cosa abbiamo imparato noi, ai nostri tempi, di Fisica: se non altro molti libri sono migliorati. Le occasioni di occupazione, almeno per la Fisica, sono molto superiori, specialmente se paragonate ad altri indirizzi più frequentati. Sempre le persone anziane si sono lamentate della pigrizia delle nuove generazioni: questo è un argomento ricorrente. Tuttavia voglio far notare che effettivamente i ragazzi moderni, contrariamente a noi, si impegnano solo per le cose che loro considerano importanti, ed interessanti. Per esempio ora studiano ed imparano l'inglese certo meglio di noi, e se chiedete loro perché, vi dicono che è ovvio: lo considerano importante.

Molti Fisici di tutto il mondo, da ottimi "problem solvers", da qualche tempo si stanno impegnando con energia, affrontando argomenti vari con metodi personali e diversi nella speranza di risolvere il problema. Le verifiche sono difficili perché i risultati non sono immediati.

In Germania la Società Tedesca di Fisica ha coordinato una forte azione sia di informazione e propaganda, (per esempio con dimostrazioni perfino nei supermercati), che di azione sui professori di Liceo¹⁾. Loro sono convinti di avere bloccato il calo e di essere in leggera rimonta. Forse è un po' presto per trarre delle conclusioni.

Negli USA Fisici del livello del nobel L. Lederman, si occupano da anni di questo problema, e le iscrizioni sono sempre in calo.

In Francia il nobel Charpak ha organizzato un vasto programma insieme a molte "Grandes Ecoles" chiamato "La main a la pàte" per introdurre le scienze nella scuola elementare²⁾.

Anche il CERN, l'ESA e l'ESO hanno organizzato sull'argomento un convegno al CERN con persone provenienti da tutta Europa³⁾.

In Italia è stato fatto molto lavoro interessante sia per le Scuole Elementari che per le Medie Inferiori e Superiori⁴⁾ .

Dalla mia esperienza con gli studenti delle superiori, legata al tentativo di informarli sulle possibilità offerte dal corso di Fisica, ho scoperto che mediamente la loro opinione su materie come Matematica e Fisica è molto deludente. Infatti della Matematica dicono che è noiosa e difficile. La Fisica secondo loro tratta di questioni noiose, arcaiche, complicate che poco hanno a che fare con la loro vita. Sono infatti legate a cose come i pendoli, i tiri di artiglieria e le macchine a vapore. Serve per porre problemi astrusi, utili solo per rendere difficile la vita degli studenti. In ogni caso si tratta di una materia conclusa e senza applicazioni e futuro. Se con loro si apre il discorso, si vede che sono interessatissimi a questioni come i voli e le stazioni spaziali, i laser, il web, l'ambiente ecc., ma non passa loro nemmeno per la mente che queste cose abbiano qualche relazione con la Fisica.

Le statistiche dicono che il 10% dei ragazzi che esce dalla scuola elementare vorrebbe da grande fare lo scienziato. Che fine fanno queste vocazioni? Che abbia ragione L. Lederman che afferma che gli scienziati sono bambini che non maturano e perciò conservano intatta la curiosità infantile?

Va osservato che il calo delle iscrizioni universitarie nelle scienze cosiddette "dure" avviene quando la società raggiunge un alto grado di sviluppo ed è generalizzato a paesi con tradizioni culturali molto diverse e in materie con prospettive di occupazione e carriera differenti. Questi fatti fanno pensare che il problema sia dovuto ad una profonda mutazione sociologica e di orientamento del pensiero legata proprio allo sviluppo sociale, che va individuata prima di iniziare una qualsiasi azione. Dobbiamo affrontare una profonda contraddizione: le scienze dure inducono lo sviluppo e questo indurrebbe nei giovani un minore impegno nello studio delle scienze che lo hanno prodotto.

Possiamo chiederci quali profondi cambiamenti sociali e di pensiero sono apparsi con lo sviluppo. È mia opinione che il cambiamento più profondo sia la continua diminuzione del principio di autorità sia nella famiglia che nella società, e quindi la scarsità di figure con una qualche autorevolezza che sono sempre servite di riferimento alle giovani generazioni. Probabilmente l’aumento del benessere rende più facile la sopravvivenza e quindi sono meno necessari comportamenti di ubbidienza sia familiare che sociale. Se si vuole trovare un inizio a questo processo, questo può essere individuato nel '68.

Vale la pena di ricordare che uno dei bersagli preferiti del '68, in particolare in Italia, è stata la Fisica. Ne è un esempio il famoso racconto del biologo Giorgio Prodi: "Il Neutrone Borghese", che ben rappresenta il livello delle discussioni che si tenevano a Bologna durante le occupazioni. È stato un tentativo riuscito di togliere la Scienza ed in particolare la Fisica dal piedistallo di autorevolezza che si era guadagnata come responsabile principale dello sviluppo tecnologico con le sue conseguenze economiche, sociali e militari.

Quando storicamente si vive un momento in cui è accentuata la corsa verso l'uguaglianza sociale, qualsiasi tipo di disuguaglianza è vista come impedimento alla democrazia. La meritocrazia, che pure è essenziale allo sviluppo della scienza, è stata il bersaglio favorito del '68. Sono cose già viste nella storia. Basti ricordare che i giacobini, che erano contro la meritocrazia e perciò molto antiscientifici, dicevano che " il tecnicismo del linguaggio scientifico è un velo ingiustificato interposto tra il popolo e la verità", opinione che non ha certo aiutato il povero Lavoisier. Queste sono le realtà sociali con le quali dobbiamo confrontarci.

Come conseguenza della forte diminuzione del principio di autorità, le nuove generazioni si occupano solo delle cose che considerano importanti, categoria alla quale non appartiene certo la Fisica, come è insegnata attualmente in molti casi nei corsi preuniversitari.

Se analizziamo come è insegnata la Fisica in Italia nelle scuole di vario ordine e grado possiamo dire quanto segue:

• Per quanto riguarda l’Università l’insegnamento è molto valido per formare dei ricercatori di alto livello, almeno in quelle sedi dove i migliori si laureano in 4 anni. Sono sedi nelle quali l’insegnamento non è enciclopedico e dove si punta invece ad acquisire un metodo per imparare. Logicamente questo metodo è meno adatto per gli studenti meno brillanti per cui se si desidera avere molti studenti va trovato un modo di insegnamento adatto a loro, meno assiomatico e mirato a dare delle professionalità. Nei corsi di servizio spesso dovremmo impegnarci di più per lasciare il segno. Dove invece il sistema non funziona è per la formazione dei professori delle Scuole Medie. Qui c’è da ripensare tutta la questione.
• Nella Scuola Media Superiore i corsi legati a precisi programmi ministeriali sono generalmente enciclopedici, velleitariamente rigorosi e seguono la sequenza storica. Ci sono dei docenti particolarmente impegnati e bravi, che ottengono ottimi risultati. Mediamente però i professori di Fisica sono laureati in Matematica e spesso non amano la Fisica. E si vede. Per di più le materie scientifiche sono poco considerate rispetto a quelle letterarie e gli studenti lo sentono. Inoltre le materie letterarie, che da noi hanno una grande tradizione con professori mediamente soddisfatti del loro lavoro, danno l’impressione di essere legate alla vita delle persone, mentre quelle scientifiche sembrano artificiose e lontane.
• Nella Scuola Media Inferiore la situazione non è molto brillante e quando vengono usati metodi sperimentali come l’IPS anche se si fanno gli esperimenti spesso non si traggono le conclusioni ed i ragazzi non comprendono lo scopo della sperimentazione.
• Nella Scuola Elementare per l’insegnamento scientifico mediamente si fa molto poco, ma ai maestri veniva insegnato di introdurre gli argomenti scientifici partendo da fatti che incuriosivano i bambini, e non poche vocazioni scientifiche sono nate nella Scuola Elementare. Ora i maestri si formeranno all’Università e se i risultati saranno simili a quelli ottenuti nelle superiori non c’è da essere troppo ottimisti per il futuro.

Dopo queste osservazioni ci si potrebbe chiedere se vale la pena di continuare ad insegnare la Fisica prima dell'Università. Infatti materie come Economia, Ingegneria, Giurisprudenza, Scienze Politiche e Psicologia non sono insegnate nelle scuole medie ed non hanno scarsità di iscritti ai corsi universitari.

Sebbene la situazione non sia molto brillante credo che l’insegnamento della Fisica nei corsi preuniversitari sia una grande occasione per diffonderne la mentalità scientifica in modo capillare e positivo. Sono infatti convinto che una adeguata cultura scientifica dovrebbe essere patrimonio comune di ogni individuo di una società tecnologica ma democratica; oggigiorno, infatti, i cittadini sono chiamati a decidere su importanti questioni tecnologiche e scientifiche che li riguardano direttamente. E noi non vogliamo che dei "veli ingiustificati si interpongano tra il popolo e la verità", e non vorremmo nemmeno fare la fine di Lavoisier.

L'informazione extrascolastica non avrà mai un impatto paragonabile ad un buon insegnamento preuniversitario per quanti ingenti siano gli investimenti dedicati a questo scopo. Ma per ottenere un risultato positivo a livello di Scuola Secondaria e Primaria dobbiamo rivedere contenuti e modi di insegnamento. Sono necessari molto lavoro e molta organizzazione.

Iniziamo ad analizzare cosa può interessare delle nostre conoscenze a tutti i cittadini, per esempio: avvocati, medici, bancari, economisti, imprenditori, amministratori ecc.

L’insegnamento della Fisica per i cittadini dovrebbe avere i seguenti obiettivi:

• Familiarizzare tutti i con il metodo ed il linguaggio scientifico.
• Far comprendere la riproducibilità delle misure e conseguentemente il valore dell’incertezza nelle misure e nelle azioni.
• Imparare a leggere la natura con il metodo scientifico.
• Imparare a ragionare con gli ordini di grandezza.
• Saper discriminare tra gli aspetti importanti e quelli irrilevanti di un fenomeno.

- Stimolare la curiosità.

Si dovrebbe evitare di:

• Seguire il metodo della sequenza storica.
• Insistere con il rigore, in particolare quello matematico.
• Legare troppo la Fisica alla Matematica.
• Insistere con programmi completi e ciclopici.

Cosa fare:

• Introdurre percorsi che inizino con argomenti attuali ed attraenti,
• Introdurre solo la Fisica necessaria a spiegare l’argomento,
• Fare uso dei laboratori ma trarre sempre le conclusioni dopo gli esperimenti.
• È utile far emergere il legame filosofico, storico e ambientale coinvolgendo le altre materie.

Questi sono i percorsi che, per esempio, potrebbero essere proposti:

• Satelliti, voli e stazioni spaziali per introdurre la meccanica.
• Uno strumento musicale per introdurre le onde e la coerenza.
• Il cosmo per introdurre la termodinamica.
• L’energia solare per introdurre elettricità ed i nuovi materiali.
• Le competizioni di vela e di F1 per introdurre la fluidodinamica.
• Il LASER per introdurre l'ottica, le onde elettromagnetiche e la meccanica quantistica.
• Il web per introdurre l’elettronica.
• L’antimateria per introdurre le simmetrie in Fisica.
• I quark per introdurre le forze.
• ……………………………………………

Ovviamente possiamo pensare a quanti percorsi e programmi vogliamo, ma tutte queste cose non avranno alcun effetto se non ci occupiamo dei professori che queste cose devono applicare nelle scuole. Abbiamo ora un occasione unica nelle scuole di specializzazione per l’insegnamento secondario (SSIS). In queste scuole abbiamo forse l’opportunità per rimediare alle evidenti mancanze dell’insegnamento universitario per la formazione dei professori delle scuole medie. A queste nuove istituzioni partecipano anche alcuni professori di scuole medie e questa è una occasione eccezionale per entrare istituzionalmente nel loro mondo ed anche per cercare di coinvolgerli in alcune delle nostre ricerche e soprattutto per discutere con loro delle problematiche legate all’insegnamento. Queste scuole di specializzazione potranno rivestire un importante ruolo solo se molti colleghi che fino ad ora non si sono mai interessati a questi problemi se ne occuperanno con spirito costruttivo. Infatti il lavoro in queste scuole è enorme ed i colleghi che fino ad ora si sono occupati di didattica non sono certo sufficienti a coprire tutti i corsi. E soprattutto è necessario che molte persone riflettano sul problema dell'insegnamento della Fisica.

Questa analisi non ha nessuna pretesa di originalità. Probabilmente molte delle cose qui scritte sono state dette precedentemente ed anche forse provate. Tuttavia bisogna rendersi conto che il calo delle iscrizioni alle Scienze "dure" è drammatico, soprattutto se si legge questo fenomeno nel quadro di un rigetto collettivo di una mentalità razionale e scientifica, indispensabile al benessere ed alla democrazia. Un primo passo irrinunciabile per invertire questa tendenza è rendersi conto che i giovani moderni si impegnano solo per le cose di cui sono personalmente convinti e noi non possiamo permetterci di insistere a proporre la Fisica con programmi che non raggiungono mai i loro veri attuali interessi.

Possiamo auspicare che la SIF faccia da coagulo ad un coordinamento nazionale per progettare una nuova didattica della Fisica, che agisca sul ministero per fare in modo che i programmi concordati siano applicati a tutte le scuole e che incentivi i professori ad applicarli con spirito costruttivo.

La SIF dovrebbe anche coordinare l’azione degli enti di ricerca come l’INFN e l’INFM che sono disponibili ad aiutare i nostri sforzi e cercare anche di coinvolgere l’INAF e l’istituendo Istituto Enrico Fermi che si occuperà anche di divulgazione scientifica.

Bibliografia.

1. www.physik-21.de/index.html

2) www.inrp.fr/lamap/

3) Physics on stage. BR-171 February 2001, ESA Publication Division.

4) www.polare.it

M. Vicentini, M. Mayer. Didattica della Fisica. La Nuova Italia, 1996.

C. Bernardini, C. Tarsitani, M. Vicentini. Thinking Physics for teaching, Plenum Press 1995.

N. Grimellini, B. Pecori. La ricerca per la scuola di base a Bologna, La Goliardica Pavese 1991.

N. Grimellini, G. Segrè. Le rappresentazioni mentali degli studenti, Nuova Italia n^o 460, 1991.

G. Vegni, N. Bergomi. Ionization radiation Hypertext, Proc. GIREP Int. conf. New way of

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1. Frova. Perché accade ciò che accade. Superbur 2000.