CHE COSA È
E’ uno strumento di analisi, di scoperta e di invenzione.

Riflessione
Gi artefatti moderni non lasciano intuire cosa ci sia al loro interno, mentre esaltano la funzione per la quale sono stati costruiti.
Ecco allora la lavatrice lava, il ciclomotore trasporta, la videocamera cattura immagini, e così via.
Gli artefatti occupano uno spazio e sono l’insieme ragionato di parti, ognuna delle quali svolge un preciso compito.
La scoperta del funzionamento di ogni singola parte e’ appunto l’obiettivo primario dello strumento “scatola nera”.

PROCEDURA
Tenuto conto del fatto che ogni oggetto può essere rappresentato graficamente, anche con schemi, l’operazione di scoperta può avvenire anche senza smontare l’artefatto in esame.
Quattro sono le parti fondamentali in questo strumento:

1. L’analisi dei dati in entrata
2. L’analisi dei dati in uscita
3. La definizione del contesto in cui si opera
4. L’ipotesi e la verifica del funzionamento.

Esempio
Il docente disegna alla lavagna un interruttore con i due cavi di collegamento; a fianco, un rettangolo e, di seguito, una lampadina con i relativi cavi.

Definiamo le quattro parti fondamentali dello strumento “scatola nera”:

Il docente pone all’alunno il problema da risolvere:

“Se agisco sull’interruttore, come fa la lampadina ad illuminarsi?”

L’alunno deve copiare sul suo quaderno quanto il docente ha disegnato alla lavagna e, all’interno del rettangolo, ipotizzare quanto serve a risolvere la situazione problematica.

Il rettangolo e’ la scatola nera, è lo spazio in cui l’alunno ha la libertà di effettuare tutte le operazioni logiche ed associative necessarie.
In questo modo l’alunno crea e consolida nuove conoscenze, abbandona lo studio mnemonico a favore di una consapevole presa di coscienza del fatto che ciò che già conosce può essere utilizzato nella realtà delle cose e fornirgli spunti di ragionamento e di creatività.
La verifica utilizza l’inferenza deduzione (se … allora …) e permette di controllare l’effetto desiderato nella porta d’uscita.
All’interno della scatola nera ogni parte utilizzata deve essere verificata singolarmente, per cui la verifica finale appare come verifica sommativa delle parziali.

Tornando all’esempio, se l’alunno traccia il percorso dei fili conduttori, dovrà chiedersi se essi sono collegati in modo logico e corretto; oppure, se ha inserito una pila, dovrà verificare o ipotizzare che essa sia carica.

Al termine della fase analitico – progettuale, se le condizioni sono adatte e se i materiali utilizzabili sono di facile lavorabilità, si può prevedere la realizzazione pratica e verificare se quanto costruito risponde a quanto progettato.
Compito del docente, in questa fase, e’ di procurare il materiale necessario; detto in parole semplici, lasciare sul tavolo molti oggetti: fra loro quelli adatti per il lavoro, in modo che l’allievo possa scegliere ed organizzare quanto necessita. Non deve essere un’operazione di bricolage o di assemblaggio di un kit preconfezionato, ma un’operazione logico – manuale in cui le operazioni di confronto, scelta, discriminazione sono alla base del processo intellettivo.
E’ importante evidenziare il fatto che nulla deve essere lasciato al caso e che il docente deve, all’inizio dell’attività didattica, prevedere anche il più piccolo dettaglio in modo da evitare empirismi ed improvvisazioni che poco hanno a che fare con una mirata azione educativa e formativa, specialmente in ambito tecnologico.

RISULTATI ATTESI

• Apprendimento significativo, non mnemonico
• Capacità di leggere i dati in una situazione problematica
• Capacità di collegare i dati
• Capacità di porsi problemi
• Capacità di ipotizzare soluzioni reali per la risoluzione della situazione problematica
• Sviluppo di capacità critiche
• Acquisizione della terminologia specifica
• Capacità di descrizione di fatti, processi, sistemi
• Acquisizione di autonomia operativa.

DOVE SI APPLICA
I campi di applicazione sono molti e diversificati: si può scoprire il funzionamento di una leva di primo genere oppure un sistema di produzione industriale, un supermercato o un impianto di depurazione.
La scoperta di un congegno semplice porta a definire molto dettagliatamente forma, funzione, principi scientifici applicati e quant’altro; nel caso di un sistema sarà necessario dapprima definire i blocchi logici dell’insieme, poi, scoprendoli uno ad uno, giungere alla definizione in dettaglio delle singole componenti.
Sulla base di queste considerazioni, ecco come risulta un semplice congegno:

e come invece appare un sistema o una parte di esso:

L’uomo, nella costruzione del suo pensiero, giustappone le conoscenze, articolandole in modo da fornire un progetto, una frase, un disegno. Lo strumento “scatola nera” segue il percorso inverso, alla ricerca degli elementi che hanno dato vita a quell’insieme, motivandone le scelte e cercando alternative.