Toolkit per i docenti del progetto Chain Reaction

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Risorse per i docenti

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L’Inquiry nell’Educazione Scientifica
In molti paesi gli organi di governo che si occupano di
Istruzione hanno intrapreso azioni e politiche
finalizzate a migliorare l’esperienza degli studenti e la
loro partecipazione nei confronti dell’educazione
scientifica. Un obiettivo comune perseguito da queste
politiche è la promozione della ricerca scientifica come
metodo efficace per sviluppare la comprensione da
parte degli studenti delle procedure e dei concetti
scientifici.

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L’Inquiry nell’Educazione
Scientifica
E’ dimostrato che la ricerca (Inquiry) scientifica
migliora:
La motivazione degli studenti
La partecipazione degli studenti
La comprensione che gli studenti hanno della
Natura della Scienza

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Ma cosa si intende esattamente
con “Inquiry”?
Quando si parla di “Scientific Inquiry” (Ricerca
scientifica) i principali elementi a cui si fa riferimento
sono due:
La conoscenza scientifica che concerne i fatti, i
fenomeni, le teorie e i modelli usati per spiegare e
interpretare fatti e fenomeni;
La progettazione, l’esecuzione di esperimenti
scientifici e la gestione delle procedure relative
all’esecuzione dell’esperimento scientifico( le quali
comprendono non solo la raccolta dei dati ma
anche l’analisi e l’interpretazione degli stessi).

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Ma cosa si intende esattamente
con “Inquiry”?
Il ricercatore è il protagonista della Ricerca Scientifica,
è una figura indispensabile per condurre una ricerca
scientifica: è lui che si occupa di analizzare e studiare
l’interazione tra le variabili in gioco e di effettuare una
ricerca produttiva che supporti la costruzione di un
nuovo sapere.
Lo studente impegnato in attività di Scientific Inquiry si
immedesima nel ruolo di ricercatore e agisce come un
vero ricercatore.

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Come può essere Rappresentata?
La “Scientific Inquiry” rappresenta il modo di lavorare deli
scienziati. Il modello riportato di seguito (Harwood, 2004)
riassume le caratteristiche della ricerca (Inquiry) sia dal
punto di vista degli studenti che da quello degli scienziati.

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Cosa imparano studenti impegnati
in attività di Scientific Inquiry?
Dati, evidenze, teorie e spiegazioni
Come raccogliere ed analizzare i dati scientifici
Come l'interpretazione dei dati, e l‘utilizzo del
pensiero creativo, forniscono l’evidenza per testare
le idee e sviluppare teorie.
Come le spiegazioni di molti fenomeni possono
essere sviluppate per mezzo di teorie scientifiche,
modelli e idee.
Che ci sono alcune domande a cui la scienza
attualmente non è ancora in grado di rispondere e
altre a cui la scienza non potrà mai fornire una
risposta

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Cosa imparano studenti impegnati
in attività di Scientific Inquiry?
Abilità pratiche e di ricerca
Fare progetti per testare idee scientifiche,
rispondere a domande oppure risolvere problemi di
carattere scientifico.
Raccogliere i dati provenienti da diversi tipi di fonti
(ricerche e pubblicazioni di altri scienziati, libri,ecc.),
comprese le fonti rese disponibili dalle moderne
tecnologie informatiche.
Lavorare in modo accurato alla raccolta dati diretta,
sia individualmente che con gli altri.
Valutare metodi di raccolta dati e esaminare la loro
validità e affidabilità come prova scientifica.

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Cosa imparano studenti impegnati
in attività di Scientific Inquiry?
Abilità di comunicazione
Ricordare, analizzare, interpretare, applicare e
mettere in discussione le informazioni e le idee
scientifiche
Utilizzare approcci scientifici sia qualitativi che
quantitativi per dare risposta a domande di ricerca
Presentare le informazioni, sviluppare, argomentare
e trarre conclusioni utilizzando un linguaggio
scientifico, tecnico e matematico, ricorrendo se
necessario a convenzioni, simboli e strumenti di
Informazione e Comunicazione Tecnologici (TIC).

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Applicazioni e implicazioni per la
Scienza
Gli studenti impareranno a:
Conoscere gli sviluppi scientifici e tecnologici
contemporanei: i loro vantaggi, svantaggi e rischi.
Quali ragioni spingono gli scienziati a prendere
decisioni sia scientifiche che tecnologiche,
comprese quelle che sollevano questioni di
carattere etico, sociale, economico e ambientale.
Come le incertezze nel sapere scientifico e le idee
scientifiche cambiano nel tempo. E qual è il ruolo
della comunità scientifica nel convalidare questi
cambiamenti.

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L’utilizzo degli Pupil Research Brief
(PRBs), i nostri Moduli Didattici
Molti PRBs sono attività simulate, che consentono agli studenti
di lavorare realisticamente come farebbero ricercatori nella vita
reale.
Le informazioni fornite agli studenti sono poste in maniera
tale da consentire loro di lavorare consapevolmente
all’attività di simulazione.
Le simulazioni di ricerca contenute nei PRBs sono
focalizzate sul portare a termine uno o più determinati
compiti legati ad un certo contesto reale.
Gli studenti devono di volta in volta adattarsi al contesto
fornito progettando una ricerca scientifica che permetta loro
di dare risposta al problema scientifico al centro del PRBs

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Quali sono i benefici della
simulazione?
Le simulazioni forniscono un contesto, tratto da situazioni di
vita reale, nel quale gli studenti sono i protagonisti, dei
partecipanti attivi responsabili delle loro azioni e decisioni.
Le simulazioni incoraggiano l’utilizzo di un approccio
cooperativo, creano un’atmosfera stimolante e creativa e
aiutano lo sviluppo della capacità di “problem solving” e delle
abilità comunicative e, inoltre, migliorano la conoscenza e
comprensione dei concetti scientifici.
La simulazione consente agli studenti di acquisire una
maggiore consapevolezza dei ruoli ricoperti da scienziati e
ricercatori e delle attività in cui questi sono coinvolti.

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Prima fase della simulazione:
Preparazione
Accertarsi di avere un‘approfondita conoscenza di
quelli che sono gli obiettivi, i contenuti e le attività
previsti dalla simulazione, inoltre, bisogna ovviamente
saper gestire l’organizzazione della simulazione
stessa.
La fase di preparazione di una simulazione include:
La suddivisione degli studenti in gruppi
La ripartizione del materiale e dell’attrezzatura
L’organizzazione di ciò che si farà e verrà stabilito
anche quando si farà.

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Seconda fase della simulazione:
Briefing
In questa fase il docente deve introdurre il contesto per l’attività
di simulazione avendo cura di suscitare l’interesse e la curiosità
degli studenti.
E’ possibile presentare la struttura dell’attività e distribuire la
“Scheda Studenti”, interpretando, ad esempio, il ruolo di un
direttore o supervisore di ricerca che convoca i suoi sottoposti
per discutere con loro quali saranno i prossimi filoni di ricerca in
cui il gruppo sarà impegnato. In questo modo il docente può
fornire agli studenti una visione di ciò che li aspetta creando un
contesto realistico, stimolante e coinvolgente.
In ogni attività, alla fine delle “Schede Docenti”, è possibile
trovare informazioni e approfondimenti inerenti l’argomento
scientifico al centro della simulazione.

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Terza fase della simulazione:
L’azione
Gli studenti si responsabilizzeranno lavorando autonomamente, il
compito del docente consisterà principalmente nell’essere un attento
osservatore esterno. Non mancheranno però occasioni in cui il
docente dovrà intervenire per coordinare i gruppi durante le attività
come quelle di ricerca, esposizione/argomentazione orale, etc… Il
docente infatti sarà anche il moderatore delle discussioni e aiuterà a
trarre le dovute conclusioni, se necessario.
Ovviamente il docente dovrà intervenire restando fedele al ruolo
ricoperto all’interno del contesto della simulazione, ponendo
domande del tipo: “Come pensi di poter fare ciò in un laboratorio?”
oppure “Di quali informazioni necessitiamo per fare questo?” o
ancora “Dove potremmo trovare queste informazioni?”.

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Quarta fase della simulazione:
Discussione
Gli studenti si troveranno spesso ad essere protagonisti di una
o più discussione (di tutta la classe o di piccoli gruppi di lavoro),
queste saranno indispensabili per:
Affrontare e correggere eventuali misconcezioni o idee
errate relative agli argomenti oggetto dell’attività di ricerca.
Sviluppare le abilità di argomentazione.
Imparare a confrontarsi costruttivamente con altri pari.
Imparare a sintetizzare i risultati ottenuti dall’attività di
ricerca.

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Quinta fase della simulazione:
Presentazione dei risultati
Dopo aver portato a termine il lavoro di ricerca riassumendo i
risultati della ricerca in relazioni, presentazioni, filmati etc… gli
studenti dovranno presentare formalmente ai loro pari i risultati
del loro lavoro, proprio come fanno i veri ricercatori. Questa
fase permetterà agli studenti di sviluppare diverse capacità e
competenze, infatti dovranno:
Sintetizzare i risultati del loro lavoro
Utilizzare un linguaggio appropriato al contesto scientifico
della simulazione
Saper rispondere e argomentare ad eventuali obiezioni
mosse da altri studenti

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Ricorda:
presta attenzione alla formazione dei gruppi,
all’assegnazione dei ruoli e dei compiti;
Incoraggia a partecipare e cooperare;
fissa le scadenze e mantieni alto l’interesse;
osserva e registra i progressi.

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Raccomandazioni per una buona
discussione di gruppo.
Creare il giusto clima, seguendo le seguenti regole di base:
non interrompere gli altri;
ascolta gli altri quando parlano;
rispetta le opinioni altrui;
non sei obbligato a elaborare interventi;
evitare commenti inappropriati;
condividere il proprio lavoro e assegnare ruoli e
responsabilità;
aiutare gli altri se possibile e richiesto.

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Raccomandazioni per una buona
discussione di gruppo
Incoraggiare l’ascolto attivo;
Assegnare compiti e obiettivi in maniera chiara, fissando una
scadenza e fare in modo che gli studenti abbiano informazioni
di base e conoscenze sufficienti;
Organizzare i gruppi di lavoro con criterio:
privilegiare gruppi composti da 3 o al massimo 4 persone;
gli studenti possono creare autonomamente i gruppi, ma
l’insegnante si riserva il diritto di modificarli;
dare tempo sufficiente affinché il gruppo si amalgami.

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Conoscenze di base
Tutti i progetti di ricerca sono basati su una conoscenza inziale
dell‘argomento o del fenomeno in esame. I ricercatori,
nell’intraprendere una nuova indagine scientifica, probabilmente
si imbatteranno in qualcosa a loro già noto. Per questa ragione
all’inizio di un nuovo progetto, effettuano una ricerca (detta
revisione della letteratura scientifica preesistente) su ciò che è
attualmente noto sull’argomento.
Perché pensi che gli scienziati facciano ciò?

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Articoli di ricerca utilizzati nei PRB
I PRBs cercano di dare un’idea di quale sia l’attività di revisione della
lettarura scientifica preesistente. Ciò avviene attraverso la lettura di
articoli di ricerca scritti appositamente in forma di relazioni, riepiloghi
dei convegni, estratti e note dei libri, etc.
Tutto il materiale è scritto in maniera tale che gli studenti possano
comprenderlo.
Un PRB inizia con una mail che introduce articoli e note. In alcuni
casi potrebbe essere necessaria un’ulteriore guida. A questo
provvede il “briefing” o discussione iniziale.
Le prime due fasi del PRB aiutano a maturare un’appropriata struttura
mentale. Deve essere chiaro agli studenti lo scopo del lavoro di
ricerca e gli stessi dovranno essere motivati a portare avanti la loro
ricerca scientifica.

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Strategie di apprendimento attivo da
integrare con l‘Inquiry
Tecniche di lettura attiva.
Scrittura attiva.
Piccoli gruppi di dialogo (SDG): discussione punto per punto.
Piccoli gruppi di dialogo (SDG): Metodo del puzzle.
Problem solving/lavoro di ricerca in gruppo.

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Tecniche di lettura attiva (Directed
Activities Related to Text - DARTs)
Le attività DARTs (Directed Activities Related to Text)
aiutano gli studenti a comprendere i concetti contenuti
in un testo, a confrontarli con le idee che già
posseggono, a selezionare le informazioni essenziali e
rielaborarle in un forma più consona al loro stile.
Di seguito riportiamo alcuni tipi differenti di DARTs in
uso.

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DART: “Cloze”
L’insegnante cancella alcune parole in un testo a
intervalli regolari o irregolari. Gli studenti devono
quindi completare il testo riempiendo gli spazi vuoti
con le prole appropriate. Sebbene questo tipo di
attività non venga utilizzato nei nostri PRBs, in quanto
potrebbe ridurre il realismo dello scenario, si potrebbe
utilizzare questa tecnica per l’analisi del materiale
scritto a conclusione dell’attività.

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DART: Sequenziamento
I paragrafi e le sezioni di un testo sono disposti in
modo disordinato e gli studenti devono disporli nel
corretto ordine. Questa attività incoraggia le
discussioni all’interno dei gruppi e fa in modo che gli
studenti ragionino realmente sul contesto. Questa
tecnica può essere utilizzata ovunque sia descritta una
procedura sperimentale all’interno del Modulo PBR.
Gli studenti possono ricostruire il procedimento prima
di eseguirlo.

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DART: Enfasi
Questa tecnica richiede che gli studenti evidenzino
singole parole, frasi, dati o periodi all’ interno del testo.
Sottolineando, evidenziando o cerchiando le parole
chiave gli studenti devono valutare ciò che leggono
per decidere cosa ritengono maggiormente
importante. Ciò li aiuta a sviluppare l’abilità di
selezionare dettagli importanti da un insieme
d’informazioni, per esempio leggi, equazioni,
spiegazioni, ecc. … In seguito è possibile discutere le
parole o le frasi evidenziate.

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DART: Etichettatura
L’etichettatura dei diagrammi può essere utilizzata per
incoraggiare la lettura al fine di raccogliere informazioni
specifiche. Ciò fa in modo che gli studenti si concentrino
sulla ricerca delle idee nascoste nel testo e che le
annotino in un diagramma piuttosto che ricopiarle
semplicemente. Questo modo di fare potrebbe essere
particolarmente utile quando gli studenti si apprestano a
preparare la presentazione del loro lavoro. Si consiglia di
sostenere alcuni studenti in questa attività con ulteriori
richieste scritte e domande.

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DART: Elaborare domande e/o identificare i
punti chiave dell’apprendimento:
Agli studenti è dato un testo e viene richiesto loro di
individuare i punti chiave dell’apprendimento e
formulare una serie di domande, alle quali altri gruppi
di studenti possono cercare di dare risposta. In questo
modo il testo viene analizzato almeno due volte, una
quando vengono formulate le domande e l’altra
quando gli altri gruppi cercano di dare una risposta a
queste.

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DART: Modificare/correggere il
lavoro degli altri:
Revisionare ed eventualmente correggere il lavoro
altrui richiede un’attenta concentrazione nella lettura
del testo e una profonda comprensione di
quest’ultimo. Quest’attività inoltre incoraggia la lettura
attiva.

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SDG: discussione punto per puto
Questo tipo di discussione prevede che l'insegnante mantenga
sempre tutto sotto controllo ed è particolarmente utilizzato per quegli
studenti non ancora del tutto pronti a gruppi di discussione aperta. La
chiave di preparazione è creare una scaletta. Questo espediente è
ottimo quando i primi punti in scaletta sono pensati per essere ben
specifici (ad esempio, elenca 5 motivi per cui..., oppure pensa a 4 tipi
di...) e successivamente, diventano più aperti (ad esempio, perché
pensi che...? o ancora prova a decidere quali...)
La discussione può essere allargata a tutta la classe per incoraggiare
scambi tra i gruppi, con l'insegnante a guidare la discussione. Ad altri
gruppi può essere chiesto di esporre i propri risultati. Questi possono
essere presentati in forma di cartellone, relazione o breve resoconto.

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SDG: metodo del puzzle
Questa metodologia incoraggia la discussione all’interno dei
gruppi e si fonda sulla collaborazione tra i membri dello stesso
gruppo o di gruppi diversi. Tutti i membri del gruppo hanno il
compito di fare una ricerca su un argomento per poi illustrare
agli altri membri del gruppo le informazioni ricavate. Si
potrebbero invitare tutti i gruppi ad approfondire e fare ricerche
su tutti i temi al centro dell’attività di ricerca oppure impostare
l’attività, in maniera più costruttiva, chiedendo ai diversi gruppi
di approfondire aspetti o temi diversi su cui poi relazioneranno
ai compagni.
E' importante che gli studenti abbiano cura di individuare e
segnalare ai compagni quelli che ritengono essere i punti
chiave del loro argomento di ricerca.

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Problem solving/lavoro di
ricerca in gruppo
Una volta formati i gruppi di ricerca, per renderne efficace il
lavoro sarà necessario che ciascun gruppo:
abbia ben chiaro l'obiettivo da perseguire e il compito che
deve svolgere
sia in grado di identificare e descrivere ciò che è
necessario alla riuscita del progetto di ricerca
sappia proporre idee, valutarle e selezionare le migliori
stili un piano d'azione e si organizzi per assegnare a
ciascun membro del gruppo compiti e relative scadenza
monitori il piano d'azione
valuti continuamente i progressi e i risultati ottenuti

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Tabella riassuntiva
Nelle slides seguenti verrà mostrata una tabella
riassuntiva costruita per aiutare gli studenti ad
affrontare un problema o indagine utilizzando un
approccio strutturato:

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Tabella riassuntiva
Domande chiave... Suggerimenti che vi
aiuteranno a rispondere
alle domande
Scopo Qual è il
problema?
Bisogna essere sicuri di aver compreso il
problema. Potrebbe essere d’aiuto
scriverlo con parole vostre,
rappresentarlo graficamente o descriverlo
a qualcun altro.
Revisione Cosa stai
cercando di
ottenere
veramente?
Potresti aver bisogno di prendere
informazioni da più fonti.

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Tabella riassuntiva
Domande chiave... Suggerimenti che vi
aiuteranno a rispondere
alle domande
Criteri per
una buona
riuscita
Su quali dati si
basa il problema
e cosa sai su di
essi ?
Quali
informazioni e
quali materiali ho
a disposizione ?
Il problema si basa su…
Devo fare ricerche su…
Posso prendere spunto da…
I materiali che ho sono…
Le persone a disposizione sono…
Il tempo a disposizione è…

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Tabella riassuntiva
Domande chiave... Suggerimenti che vi
aiuteranno a rispondere
alle domande
Criteri per
una buona
riuscita
Come capire se
il tuo lavoro è
terminato con
successo?
Criteri essenziali (la soluzione deve
contenerli).
Una soluzione soddisfacente deve…
Criteri auspicati ( questi possono dare
una soluzione migliore, ad esempio
disegni, colori, etc…).
Una soluzione di successo deve inoltre…
Idee Quali idee hai
per risolvere il
problema?
Condividi le tue idee, sii pieno di
immaginazione, fantasioso e costruttivo

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Tabella riassuntiva
Domande chiave... Suggerimenti che vi
aiuteranno a rispondere
alle domande
Revisione Le tue idee sono
adatte alla
soluzione del
problema?
Assicurati che le idee che hai avuto siano
in linea con i criteri che hai individuato
necessasri alla buona riuscita della tua
ricerca.
Scelta Come si può
decidere quale
idea sia
migliore ?
Fai una lista con le tue idee migliori.
Potresti utilizzare un sistema di punteggi
per aiutarti a decidere (vantaggi + ;
svantaggi -).
Per ogni idea i punti di forza sono…
Per ogni idea i punti deboli sono…

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Tabella riassuntiva
Domande chiave... Suggerimenti che vi
aiuteranno a rispondere alle
domande
Revisione Quale idea si
adatta meglio ai
tuoi criteri ?
Controlla la corrispondenza tra criteri e
idee selezionate.
Scelta Qual è il tuo
piano d’azione ?
Come pensi di
metterlo in
praatica ?
Stabilisci un piano d’azione.
Il materiale e le informazioni necessarie
sono…
Una checklist e un programma per
realizzare il tuo progetto sono…
Chi fa cosa, dove e come ?

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Tabella riassuntiva
Domande chiave... Suggerimenti che vi
aiuteranno a rispondere
alle domande
Monitoraggio
e controllo
Come fare a
verificare che
tutto sta
andando
secondo i piani?
Controlla costantemente il piano d’azione
Controlla costantemente i criteri di
riuscita.
Controlloa Ci sei riuscito ?
Avresti potuto
farlo meglio e
come ?
Assicurati che la soluzione soddisfi i tuoi
criteri.

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Scrittura attiva
La fase di comunicazione dei risultati ottenuti dal lavoro di
ricerca previsto dal PRB fornisce agli studenti un’opportunità
reale per impegnarsi nella scrittura attiva finalizzata alla
realizzazione di una presentazione del proprio lavoro.
Quest’attività sarà particolarmente utile per la preparazione alla
conferenza Express Yourself.

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Scrittura attiva
La scrittura attiva consente agli studenti di scrivere per un
pubblico vasto e per diversi scopi. Essa include forme di
scrittura come:
diari;
relazioni;
articoli di giornali e riviste;
Copioni e appunti per interviste televisive e radiofoniche;
proposte per finanziamenti di ricerca;
lettere, poesie, opere teatrali;
presentazioni e poster.

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Scrittura attiva
La scrittura attiva dovrebbe essere incoraggiata in modo
tale che gli studenti possano sentirsi liberi di chiedere
chiarimenti e ordinare le idee scientifiche e le informazioni
raccolte per scopi reali utilizzando parole proprie.
Si insegna agli studenti a:
assumersi la responsabilità dei propri elaborati scritti;
chiarire ed esprimere le proprie idee;
comunicare i propri risultati agli altri;
esprimere le proprie idee riguardo concetti e teorie
scientifiche.

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Scrittura creativa
La scrittura creativa aiuta a mantenere il senso di realtà
stabilito nei PRB con gli studenti, in quanto viene offerta
loro l’opportunità di comunicare con un’ampia platea,
diversa da quella del solo insegnante, così come accade
alla conferenza Express Yourself.
La scrittura creativa infine è particolarmente utile
nell’aumentare l’interesse e l’entusiasmo degli studenti
verso le scienze, ed è anche una piacevole e divertente
alternativa alla solita relazione scritta che usualmente
viene richiesta a conclusione di attività scientifiche.