Decifrare il codice: come i dipartimenti di matematica e scienze di Aiglon stanno sfatando i miti e stimolando l'impegno

Per molti bambini, la scienza e la matematica sono associate all'apprendimento mnemonico e a un senso di confusione. Queste materie, fondamentali per comprendere il mondo che ci circonda, spesso sviluppano la reputazione di essere aride e difficili. Nel Regno Unito, ad esempio, i sondaggi hanno scoperto che metà dei bambini trova le materie troppo difficili e noiose.

È un mito che gli insegnanti dell'Aiglon stanno cercando di sfatare. "Il nostro obiettivo non è solo quello di mettere in atto i fondamenti matematici", spiega Peter Bromfield, responsabile della matematica all'Aiglon College. "È quello di sbarazzarci delle idee sbagliate che alcuni bambini hanno, quando pensano di non essere bravi in matematica o scienze, e di aiutarli a sentirsi sicuri e felici nelle loro classi".

Apprendimento pratico

Per riuscirci, bisogna iniziare a rendere il soggetto il più possibile pratico, in alcuni casi letteralmente. "Abbiamo un progetto chiamato Giant's Hands, in cui diamo agli studenti una grande fotocopia della mia mano e diamo loro il compito di creare un modello a grandezza naturale di quanto sarebbe grande quella persona", afferma il signor Bromfield. Il progetto potrebbe essere divertente, ma richiede anche agli studenti di attingere a molte delle cose che hanno imparato. "Stanno usando concetti matematici come rapporti e proporzionalità e competenze statistiche come raccolta, interpretazione e presentazione dei dati".

I progetti consentono inoltre agli studenti di esplorare l'argomento in modo creativo e di essere guidati dai propri interessi. "Un progetto recente riguardava l'individuazione di schemi e sequenze", ricorda Rona Watson, vicedirettrice di matematica all'Aiglon College. "Uno studente è andato via e ha affrontato il problema usando le istruzioni 'if' in un foglio di calcolo. Non era qualcosa che avevamo imparato, ma lui è così interessato che il progetto gli ha permesso di mettersi alla prova".

Questo approccio pratico e pratico è fondamentale anche per una buona istruzione scientifica, e qualcosa che è una parte fondamentale del percorso scientifico di ogni Aigloniano per diventare giovani scienziati impegnati che ottengono risultati di alto livello nei loro esami. "Se dovessi sederti in un'aula e ascoltarmi insegnare la termodinamica per sei mesi, probabilmente ti annoieresti", afferma Andy Bowes Lyon, responsabile scientifico di Aiglon. "Quindi, invece, la vera enfasi è sull'apprendimento esperienziale". Ciò significa che quasi ogni lezione di scienze ha un elemento pratico. "Il nostro ambiente unico ci consente di fare astronomia ad alta quota sulle Alpi; svolgere lavoro di biologia ed ESS circondati da montagne, pascoli alpini e natura incontaminata; e intraprendere progetti innovativi come il nostro satellite".

Il progetto CubeSat è una nuova iniziativa studentesca finanziata grazie alla filantropia della comunità Aiglon che consentirà agli studenti Aiglon di lanciare in orbita il proprio satellite. È un progetto affascinante e unico che esemplifica l'approccio esperienziale della scuola.

Il risultato di questo approccio esperienziale all'apprendimento è che gli studenti sviluppano un amore intrinseco per la materia, qualcosa che traspare davvero nei progetti scientifici personali. "Oltre alle attività pratiche di routine, tutti gli studenti del 12° anno hanno una settimana da parte per svolgere il proprio corso di scienze individuale", afferma il signor Bowes Lyon. "Dal vasto numero di indagini che stiamo supportando, l'ampiezza vede quelle che vanno dall'effetto del suono sulla crescita delle piante; a un'analisi delle microplastiche trovate nella neve, alle caratteristiche di portanza di diverse sezioni di profili alari e molto, molto altro. Questi progetti hanno richiesto attrezzature su misura, tecnologia di analisi chimica all'avanguardia, gallerie del vento e mille altre disposizioni per consentire agli studenti di coltivare le proprie passioni. Alcuni progetti apportano un cambiamento reale fin dall'inizio, ad esempio uno studente bhutanese ad Aiglon ha studiato la resistenza alla flessione dei mattoni di fango compositi. Le lezioni che ne derivano influenzeranno la scelta dei materiali da costruzione nei villaggi remoti del Bhutan".

Negli ultimi anni, i progetti degli studenti sono stati di così alto livello da essere inseriti in competizioni internazionali. "Ogni anno gli studenti competono in competizioni STEM come le Olimpiadi della scienza. Abbiamo avuto alcuni successi notevoli, con studenti selezionati per rappresentare la Svizzera alle finali internazionali", afferma il signor Bowes Lyon.

Una comunità di supporto

Non importa quanto "fuori dagli schemi" alcuni progetti possano sembrare, la configurazione di Aiglon significa che gli studenti hanno il supporto necessario per perseguirli. "Abbiamo un buon rapporto studenti-insegnanti, quindi quando hai qualcuno che vuole provare qualcosa di iper-ambizioso, possiamo davvero supportarlo", spiega il signor Bowes Lyon. 

Sia i dipartimenti di matematica che di scienze hanno potuto attingere all'aiuto della più ampia rete Aiglon quando si tratta di supportare gli studenti e garantire che prosperino in queste materie. "L'anno scorso abbiamo avuto uno studente che stava svolgendo un progetto di entanglement che richiedeva la costruzione di un laser specialistico", ricorda il signor Bowes Lyon. "All'inizio del progetto, ha avuto la possibilità di parlare con il professor Sir Tejinder Virdee, un genitore di ex studenti ed ex membro del consiglio di amministrazione e una figura di spicco del CERN. Il professor Virdee ha quindi messo in contatto lo studente con la sua rete all'interno della quale c'erano accademici in grado di consigliare su come realizzare il laser TEA di cui avrebbe avuto bisogno come parte del suo progetto".

Più vicino a casa, il dipartimento di matematica ha facilitato simili connessioni tra studenti più giovani e più anziani. "Abbiamo 10 studenti che entrano nel 13° anno che si sono iscritti per fornire tutoraggio di matematica agli studenti dell'11° anno che vogliono sostenere l'Additional Maths IGCSE", afferma il signor Bromfield. Di conseguenza, gli studenti più grandi saranno in grado di sviluppare le proprie capacità di tutoraggio, qualcosa che è profondamente radicato nella cultura di Aiglon, e gli studenti più giovani avranno la possibilità di spingersi oltre. "Ciò consentirà loro di spingersi davvero oltre il programma", sottolinea il signor Bromfield.

Creare momenti "Eureka!"

Oltre a fornire un supporto pratico, questo genere di connessioni sta anche aiutando a dissipare un altro mito di vecchia data su scienza e matematica: che non abbiano alcun uso nel mondo reale al di fuori dell'istruzione formale. "È qualcosa che a volte senti", dice il signor Bromfield. "Gli studenti potrebbero dire, quando mai avremo bisogno di questo nella vita reale, signore?"

Naturalmente, gli insegnanti stessi vedono — e spiegano agli studenti — il valore delle materie, anche per coloro che non continueranno a studiarle dopo aver lasciato Aiglon. "In fisica facciamo un sacco di modelli. E quella modellazione matematica che utilizziamo ha applicazioni in ambito aziendale, economico, delle scienze sociali e in molti altri", spiega il signor Bowes Lyon.

Ma queste connessioni con la comunità Aiglon più ampia hanno aiutato gli studenti a vedere questo in pratica. "Abbiamo tenuto webinar con ex studenti Aiglon che sono diventati imprenditori di successo grazie alla loro formazione in chimica, ad esempio", afferma il signor Bowes Lyon. "Vedi studenti che hanno questa specie di momento 'Eureka!', in cui improvvisamente capiscono 'ecco dove la scienza può portarmi'".

Anche l'ambiente in cui gli studenti imparano contribuisce a creare questi momenti di ispirazione. Il dipartimento di matematica, ad esempio, ha recentemente subito una ristrutturazione che ha creato uno spazio molto più universitario che incoraggia la partecipazione. "Abbiamo una stanza che ha un grande Tabella di Harkness in esso, un altro che ha la forma di una ciambella, e ci sono lavagne ovunque", spiega il dott. Watson. "Ha davvero cambiato il modo in cui gli studenti partecipano. Qualcuno che potrebbe essere stato titubante nello scrivere qualcosa per paura di sbagliare ora non ha le stesse riserve, perché sa che può cancellarlo subito e ricominciare da capo".

Il signor Bromfield ha sperimentato qualcosa di simile in questo nuovo ambiente didattico. "Sono finiti i giorni in cui c'era un insegnante in piedi davanti a scrivere domande su una lavagna", afferma. "Con l'attuale configurazione, tutti gli studenti sono in grado di vedersi e sono pronti a comunicare; questo li fa sentire come se avessero una voce e crea un ambiente collaborativo".

Durante l'estate 2024, Aiglon rinnoverà un laboratorio di fisica e due di biologia. La scuola ha un totale di otto laboratori scientifici. La prima fase di sviluppo ha visto i laboratori di chimica completamente rinnovati nel 2023. La seconda fase aggiornerà i laboratori di fisica e biologia. Entro l'autunno 2024 avremo sette laboratori didattici completamente modernizzati, con la visione di accrescere ulteriormente questa offerta nei prossimi anni.

Il duro lavoro paga

Questo approccio pratico ed esperienziale all'insegnamento della matematica e delle scienze è lontanissimo dall'apprendimento mnemonico che molti di noi potrebbero associare a queste materie. Ma è direttamente in linea con la filosofia educativa più ampia di Aiglon e sta dando i suoi frutti. 

Prendiamo l'esempio della matematica di livello superiore. Mentre storicamente la materia era qualcosa che molti studenti ritenevano "troppo difficile", oggi sempre più studenti scelgono di studiarla. "Stiamo assistendo a un numero crescente di studenti che studiano matematica di livello superiore", riferisce il signor Bromfield. "L'anno scorso avevamo una classe, quest'anno ne abbiamo due e l'anno prossimo speriamo di avere tre classi di studenti che la studiano". È un modello che si sta verificando anche nel dipartimento di scienze, che ha preparato bene gli studenti per i corsi STEM in alcune delle università più acclamate al mondo.

Lo stigma è stato duro da eliminare, ma il messaggio che gli insegnanti stanno inviando agli studenti è chiaro: se sei disposto a impegnarti, otterrai il supporto di cui hai bisogno per avere successo. "Ricordiamo agli studenti che ogni materia di livello superiore è difficile", afferma il signor Bromfield. "Ma se lavori duro, andrai bene e ti divertirai".