Scienze naturali e tecnologia: un must per la Svizzera

L’innovazione è la chiave del progresso. Una forte capacità d’innovazione è primordiale af-finché la Svizzera possa preservare il proprio benessere e un ruolo di primo piano nella con-correnza internazionale. Il nostro paese ha bisogno di un’apertura alla ricerca e alle inno-vazioni tecniche e di un numero sufficiente di candidati nei settori della matematica, dell’informatica e della tecnica (MINT). Oggi, queste nuove leve non sono più garantite  e la situazione potrebbe diventare ancora più tesa con la prevista limitazione dell’immigrazione. È necessario un nuovo modo di pensare per invogliare un numero maggiore di giovani a lanciarsi in questo tipo di formazione. Studi MINT di qualità dovrebbero motivare in seguito i futuri insegnanti a suscitare presso i giovani un certo interesse per queste materie. Per promuovere i settori MINT, l’attrattività dei corsi di scienze naturali e di matematica dev’essere sviluppata a livello della scuola dell’obbligo. Il nuovo Piano di studi 21 fornisce numerose piste e questi sforzi devono essere attuati a livello liceale. 

Dopo che l’uomo ha fabbricato i suoi primi strumenti circa 2,6 milioni di anni fa, egli ha cercato di migliorare le proprie condizioni di vita ricorrendo alla tecnologia . La maggior parte dei grandi progressi della nostra civilizzazione sono dovuti a scoperte scientifiche e ad invenzioni tecnologiche: le civilizzazioni avanzate dell’antichità non sarebbero immaginabili senza l’allevamento del bestiame, la coltivazione dei campi, l’architettura, la ruota, la scrittura, le tecniche d’irrigazione o la navigazione. Tuttavia, questa evoluzione permanente è spesso stata frenata nel corso dei secoli, in particolare da divieti religiosi. Fino all’era dell’industrializzazione, il rapporto dell’uomo con la tecnica era spesso contrassegnato dalla speranza di una vita migliore.

All’inizio del 19^o secolo, la moltiplicazione delle ciminiere che emanavano del fumo e lo sviluppo del «lavoro a catena» hanno tuttavia provocato una prima svolta. Non è un caso se l’inizio dell’industrializzazione è coinciso con l’età del romanticismo. Il contrasto tra la natura originale e la tecnologia distruttrice degli esseri umani è stato messo in risalto. Nel suo romanzo Les Années d’apprentissage de Wilhelm Meister apparso nel 1821, Goethe esprime ciò che preoccupava un gran numero dei suoi contemporanei. «L’invasione della macchina mi tormenta e mi preoccupa, si abbatte su di noi come un uragano (…)». La paura della tecnica ritenuta come una minaccia esistenziale poteva anche trasformarsi in violenza, come la «guerra contro la macchina» lo ha dimostrato in vari paesi eurpei. In Svizzera, dei lavoratori indigeni avevano distrutto l’azienda di filatura e tessitura meccanica Corrodi & Pfister a Oberuster nell’Oberland zurighese.

Verso la fine del secolo, si è prodotto un cambiamento di mentalità radicale. Un’euforia tecnologica ha preso piede presso la popolazione europea. Si chiedevano treni sempre più veloci, le prime auto, audaci linee di montagna sulle Alpi e grandi battelli commerciali. Questo vento innovativo ha cominciato a indebolirsi nel 1912, quando il Titanic ha urtato un iceberg. Il suo naufragio ha segnato la scomparsa di un transatlantico che simbolizzava come nessun altro il trionfo della macchina. Gli avvenimenti traumatici delle due guerre mondiali hanno in seguito avuto degli effetti ancora più radicali, poiché alcune invenzioni tecniche erano allora servite per la prima volta per distruggere milioni di vite umane. Le critiche nei confronti della tecnologia provenienti prima di tutto dagli Europei durante il periodo del dopoguerra si sono scontrate fortemente con la velocità con la quale le invenzioni come il frigorifero o la televisione si sono diffusi negli anni ’50.

Da allora, lo scetticismo nei confronti delle novità non è mai completamente scomparso. Nonostante il trionfo dei computer e degli smartphones, esso è stato regolarmente alimentato – ad esempio a seguito della catastrofe di Chernobyl (1986). Da allora, numerose persone hanno un rapporto per lo meno ambivalente con la scienza e la tecnica: essi sono affascinati dalle nuove scoperte nello spazio e dalle possibilità offerte dai tablet informatici dell’ultima generazione ma preoccupati per i potenziali effetti dell’ingegneria genetica, dell’intelligenza artificiale o della nanotecnologia per l’uomo.  

Per i giovani di oggi, appare meno evidente proiettarsi in questo settore di conoscenze rispetto alle generazioni precedenti. Questo è piuttosto sorprendente se si considera il modo con il quale la digitalizzazione e l’automatizzazione hanno modificato radicalmente la società e il mondo del lavoro. Come attesta lo studio internazionale Rose («The Relevance of Science Education»), questa situazione si spiega in particolare con il crescente benessere: quando i bisogni materiali di una società sono coperti, la disposizione ad impegnarsi in un percorso di formazione di lunga durata tende a diminuire. Questo si riflette anche nella popolarità comparativamente debole dei settori MINT (matematica, informatica, scienza e tecnica) a scuola.

Per un’economia come la Svizzera, il cui successo dipende ampiamente dall’innovazione e dal progresso tecnico, questo scetticismo o questa indifferenza nei confronti del settore MINT sono estremamente problematici. Da un certo tempo, si costata una penuria di manodopera nella maggior parte delle professioni tecniche – le persone formate in Svizzera non bastano di gran lunga a coprire la forte domanda. Nel settore delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione, questo fenomeno è sistematicamente analizzato da alcuni anni. In 25 anni, il numero delle persone attive in questo settore è cresciuto quattro volte più in fretta del numero totale dei lavoratori in Svizzera. Secondo le ultime stime, entro il 2022 saranno necessari oltre 80'000 specialisti nel settore TIC, in particolare degli sviluppatori di software. Il numero dei diplomi ottenuti in questo settore è certo aumentato recentemente, ma non abbastanza per colmare la penuria che deriverà da una limitazione dell’immigrazione voluta da una maggioranza di Svizzeri. Bisognerà allora contare su una penuria di 30’000 specialisti nel settore TIC. 

Fare una previsione in ambito di materie MINT è difficile, ma indipendentemente dagli indicatori utilizzati, gli indici segnalano chiaramente che il problema continuerà ad accentuarsi. Per questo il Consiglio federale ha lanciato dopo il 2011 un’iniziativa tendente a combattere la penuria di personale qualificato.

I risultati di uno studio condotto nel 2014 su mandato della Segreteria di Stato dell’economia (Seco) sono eloquenti per tre dei gruppi di professioni del settore MINT (il settore delle scienze naturali non è stato presentato in quanto gruppo di professioni distinto).

Questa tabella rivela da una parte che esiste un problema di avvicendamento acuto in ognuno dei tre settori. Essa mostra inoltre dove il potenziale è ancora lungi dall’essere pienamente sfruttato, ossia nel settore femminile. Un’occhiata alla statistica sulla formazione mostra che le cose non sono in grado di cambiare così rapidamente. La percentuale delle donne nei settori MINT delle università e delle scuole universitarie professionali è certo passata dal 24 al 30% tra il 2002 e il 2010, ma da allora è rimasta invariata. Questa «disuguaglianza di genere» non è tuttavia iscritto nella pietra. In Italia e in Francia, ad esempio, la quota delle donne nei settori MINT è nettamente più elevata che in Svizzera. È dunque possibile agire.

La presenza insufficiente di manodopera femminile nelle professioni tecniche si spiega per diverse ragioni. Nei paesi occidentali, le professioni manuali sono tradizionalmente svolte innanzitutto dagli uomini. Non sorprende dunque che il grande pubblico abbia fino a poco tempo fa percepito l’ingegneria e il progresso tecnico (con la sua frequente vicinanza all’industria degli armamenti) come dei settori tipicamente maschili. I simboli d’identificazione sono quasi esclusivamente maschili. Queste condizioni quadro sociali non erano favorevoli a facilitare l’accesso delle donne alle formazioni MINT e continuano ad avere degli effetti.

Il 64% dei ragazzi, ma soltanto il 40% delle ragazze hanno indicato che la loro famiglia aveva suscitato il loro interesse per la tecnica. I padri e i nonni sono sistematicamente stati citati come modello in questo settore. La differenza tra i sessi è particolarmente sorprendente per quanto concerne la valutazione delle rispettive competenze tecniche.

La tabella è la stessa per quanto concerne la popolarità dei settori MINT nei licei. La fisica e le scienze naturali sono materie particolarmente ap-prezzate dai ragazzi. Le ragazze per contro pongono la fisica all’ultimo posto della classifica. I divari sono deboli per quanto concerne la mate-matica: essa è mediamente altrettanto impopolare tra le ragazze e i ragazzi. Questa classifica non è variata nel corso degli ultimi 30 anni e si riflette nei risultati: non si riscontrano così tante note insufficienti in nessun altro settore come in quello della matematica.

Per molto tempo, questa situazione è stata percepita con più o meno indifferenza. Le inchieste PISA (Programme for International Student Assessment) realizzate per la prima volta nel 2000 hanno lanciato un segnale d’allarme. Le prestazioni delle scolare e degli scolari svizzeri nel settore della lettura e delle scienze naturali si erano perfino rivelate inferiori alla media dei paesi dell’OCSE. Questa costatazione è stata piuttosto malvista dal nostro paese dai salari elevati e fiero del proprio sistema di formazione. I test PISA offrono certamente solo una panoramica limitata delle competenze dei nostri studenti, ma hanno posto in evidenza la necessità di agire. Un paese come la Svizzera, con un’economia così dipendente dall’innnovazione e dal know-how tecnico, deve evidenziarsi ampiamente dalla media dell’OCSE a lungo termine e cercare di allinearsi ai migliori del mondo. La politica della formazione ha preso sul serio questi risultati e attribuisce ora maggior peso a queste materie. Il successo non si è fatto attendere: dal 2003, le medie dei risultati PISA in Svizzera sono ampiamente superiori alla media dell’OCSE, almeno da un punto di vista statistico, anche de rimane ancora un margine di progressione. I risultati in matematica sono particolarmente rallegranti, poiché la Svizzera figura ora nel plotone di testa.

Oltre ai risultati dei test PISA, i numerosi appelli ed iniziative dell’economia hanno raggiunto il loro scopo. Oggi, è in generale incontestato che le competenze MINT e le formazioni professionali corrispondenti devono essere sviluppate. Lo Stato si mobilita a favore di questa causa, le università e le scuole universitarie professionali hanno reagito e la problematica è regolarmente presente nei media. Con il cambiamento tecnologico onnipresente e la digitalizzazione, la Svizzera non può evidentemente permettersi di trascurare la promozione per trovare nuove leve in questo settore. Di fatto, è in gioco il mantenimento a lungo termine della piazza industriale e d’innovazione elvetica. Non basta difendere lo status quo, poiché le esigenze poste dall’economia agli specialisti MINT aumentano continuamente. Oggi, il livello di competenze richiesto nella maggior parte delle professioni tecniche è nettamente più elevato rispetto a dieci anni fa. Le attività nell’industria ­– ad esempio polimeccanici, operatori in automazione, elettronici o sviluppatori di software – sono diventate più esigenti, poiché i compiti sono ora maggiormente diversificati e complessi. I giovani devono dunque disporre di eccellenti competenze nelle materie MINT per poter effettuare con successo un apprendistato impegnativo. E queste esigenze non si limitano più alle professioni industriali. Oggi, ci si attende dagli impiegati di commercio che sappiano gestire in maniera autonoma un sito Internet e delle applicazioni informatiche sono utilizzate in numerose professioni manuali.

La tendenza è chiara: in futuro, l’importanza dei settori MINT si rafforzerà per un numero crescente di professioni. Dal momento che è molto raro che l’interesse per i temi scientifici si sviluppi solo in età adulta, si tratta di suscitare un interesse già nella scuola elementare. Le condizioni per farlo ci sono: si può  affermare quasi con certezza che praticamente tutti gli scolari dei primi anni scolastici trovano le operazioni di calcolo appassionanti e che sono affascinati dagli esperimenti di chimica semplici. Inoltre, risolvono volentieri un problema mediante il computer. Questi bambini non mostrano sfiducia o un’ostilità verso la tecnica. A livello di scuola elementare e media, la sfida consiste nel favorire questa curiosità e nel coltivare l’interesse per i temi MINT fino all’età adulta. 

In Svizzera, sono state lanciate numerose iniziative tendenti a rendere le formazioni MINT più popolari. La promozione dei settori MINT figura nell’agenda politica di diversi cantoni(Troverete un riassunto qui), e anche le scuole universitarie professionali nonché le università si mobiliteranno. La Confederazione sostiene questi sforzi dal 2014 attraverso le accademie svizzere delle scienze (principalmente SATW e SCNAT) nell’ambito del programma «MINT Suisse», che sostiene vari progetti e organizza degli avvenimenti. Science et Cité, una fondazione partner delle accademie, propone in particolare dei campi di vacanza scientifici, dei forum e dei laboratori per gli studenti nonché delle esposizioni. Con il suo centro di formazione e di consulenza per l’insegnamento dell’informatica e delle materie MINT, la Scuola politecnica sostiene l’offerta di apprendistato scolastico attraverso iniziative proprie. L’economia ha anch’essa lanciato e sostenuto diversi programmi. Presentiamo brevemente di seguito alcuni progetti MINT coronati dal successo.

È opportuno far conoscere meglio gli strumenti esistenti e, se possibile, coordinarli. Tutti gli approcci sono promettenti e cercano di suscitare l’interesse dei giovani per i temi MINT attraverso il gioco. È una condizione indispensabile in alcuni settori MINT, in particolare per quanto concerne la matematica, si è costatato che il piacere di imparare diminuisce in maniera drastica quando le esperienze ludiche vengono sostituite dalla materia da imparare in vista di un esame. Invece di imparare nuove cose, si passa ad un modo «giusto o sbagliato», ciò che rafforza le note che puniscono la prestazione. Ogni persona per la quale la matematica non è più un processo di scoperta fatto con curisosità, ma un’integrazione laboriosa di ragionamenti estranei, perde rapidamente la voglia di partecipare e di approfondire.

È dunque importante lasciare sufficiente posto al piacere di sperimentare mediante esercizi e forme di apprendimento aperte (lavori pratici o collaborativi invece di un insegnamento puramente frontale) anche ai livelli d’insegnamento superiori. Uno studio condotto a lungo termine dall’Università di Monaco ha recentemente dimostrato che, in particolare per la matematica, l’insegnamento applicato e la motivazione svolgono chiaramente un ruolo molto importante rispetto all’intelligenza individuale per il successo accademico.

Non è dunque sorprendente che il presente dossierpolitica esamini altri approcci tendenti a promuovere i settori MINT, che accordano un’importanza particolare all’insegnamento della matematica a tutti i livelli.

Nonostante tutti gli sforzi profusi dagli ambienti politici ed economici per rafforzare le formazioni MINT e i notevoli successi ottenuti, l’obiettivo è stato solo parzialmente raggiunto: la quota delle donne nei cicli di studio MINT non aumenta ed è poco probabile che la penuria di manodopera specializzata nei MINT possa essere attenuata da un aumento del numero di studenti. Cosa fare per meglio promuovere queste materie?

Per quanto concerne i temi MINT, l’attuale riforma del piano di studi offre grandi opportunità che bisogna cogliere. Il Piano di studi 21, primo piano di studi comune delle scuole obbligatorie di tutti i cantoni germanofoni e multilingue, si focalizza su competenze che gli alunni dovrebbero poter acquisire. Il sapere non deve semplicemente essere immagazzinato, deve soprattutto poter essere applicato in maniera interdisciplinare. Questo concetto è giudizioso, soprattutto per la comunicazione di temi.  

Nel 2012 è stata introdotta la nota separata dei rami delle scienze naturali (fisica, chimica, biologia) per la maturità, aumentando nel contempo la loro importanza nei licei. In numerosi licei, sono state aperte classi MINT specifiche (Cf. ad esempio in Köniz). Nel corso di questi ultimi decenni, la scuola pubblica è stata teatro di un movimento in senso contrario. Il piano delle materie è stato al centro di alcune novità, tra cui l’apprendimento di una seconda lingua straniera. Alcuni contenuti sono stati ridotti altrove, ad esempio in matematica. Alcuni cantoni, ad esempio Berna, intendono reintrodurre nuovamente le ore d’insegnamento di matematica per permettere di inserire i nuovi moduli previsti dal piano di studio. È un errore. La matematica offre le basi indispensabili per apprendere gli altri settori MINT. Bisogna assicurarsi a tutti i livelli della scolarità, dalla scuola pubblica al liceo, che le ore d’insegnamento nei settori MINT tendano ad aumentare e non il contrario. L’attrattività dell’insegnamento a tutti i livelli scolastici dipende inoltre anche dai mezzi pedagogici utilizzati. Questi mezzi devono facilitare l’accesso ai settori MINT in maniera ludica e gettare dei ponti con la quotidianità. Nell’ambito della revisione in corso del piano di studi, numerosi mezzi pedagogici devono in ogni caso essere riesaminati. È un’occasione da non perdere. Contemporaneamente, le formazioni e le formazioni continue nelle Alte Scuole Pedagogiche devono orientarsi ad un’applicazione mirata e scientifica del Piano di studi 21.

Esistono dei buoni progetti per promuovere i settori MINT e questi stanno registrando un ottimo successo. Ma affinché la popolazione comprenda fino a quale punto siano importanti questi cicli di studio, occcorrerà ancora parecchio tempo e pazienza da parte di tutti gli attori interessati. Le mentalità cambieranno solo quando la popolazione sarà stata ampiamente sensibilizzata. Nelle famiglie e perfino negli asili si può già insegnare ai bambini in tenera età ad appassionarsi ai MINT attraverso dei giochi adeguati. La promozione dei MINT deve avvenire in un’ottica a lungo termine. L’economia e il mondo della formazione sono entrambi chiamati a sensibilizzare la società sull’importanza dei settori MINT.   

L’uomo e la tecnica hanno, da sempre, una relazione ambivalente. Nella storia, delle fasi d’euforia suscitate dal progresso si sono sempre alternate a fasi di scetticismo nei confronti dell’innovazione. Questi atteggiamenti hanno lasciato delle tracce anche in Svizzera. E tuttavia, la Svizzera è diventata, nel corso degli ultimi decenni, un paese innovativo per eccellenza - soprattutto, ma non solo nel settore dei MINT. Essa potrà proseguire ad evolvere solo se sarà in grado di mantenere la sua apertura nei confronti della ricerca e delle novità tecniche. E questo significa molto di più della rapida diffusione di nuovi gadget tecnici o di servizi online. Nel contempo, il fatto di sapere che dei giovani con buone conoscenze nel settore MINT trovino più facilmente un impiego non basta. Ciò di cui abbiamo bisogno è un riconoscimento generale, da parte della società, di queste competenze e di una formazione adeguata. Soltanto così sarà possibile risolvere a lungo termine il problema del ricambio generazionale in questi settori.

Soltanto una migliore accettazione dei settori MINT nell’ambito della società permetterà di sensibilizzare le famiglie, di far aumentare la quota femminile in questi settori, di indurre gli insegnanti a sentirsi responsabili per l’insegnamento dei cicli di studio MINT e, infine, di attenuare la penuria di manodopera specializzata. La scuola dell’obbligo svolge un ruolo importante per questa transizione. Il nuovo Piano di studi 21, attualmente introdotto nei cantoni germanofoni e multilingue, contiene numerose misure efficaci. Esso può mostrare degli effetti soltanto se i cantoni sono pronti a dare sufficiente peso ai settori MINT nei loro piani di studio.

La promozione dei settori MINT non è basata soltanto sulla scuola dell’obbligo. Anche il liceo svolge un ruolo chiave: in primo luogo, bisogna mantenere l’interesse per i settori MINT che, speriamo, sia stato suscitato nella scuola dell’obbligo. Secondo, la maggior parte dei futuri insegnanti sono passati dal liceo. Degli insegnanti motivati devono essere in grado di suscitare l’interesse dei ragazzi per dei temi tecnico-scientifici. Brutti voti, soprattutto in matematica e nelle materie MINT, come pure insegnanti demotivati dovrebbero essere considerati come un problema da risolvere. I settori MINT devono divertire gli insegnanti che si stanno formando; questi ultimi dovrebbero vedere l’importanza e il fascino suscitato da questi approcci e poter superare eventuali blocchi di fronte ai settori tecnici.

Per quanto concerne la promozione dei settori MINT, occorre concedere un’attenzione particolare al fossato esistente tra uomini e donne. Non è ammissibile che, in Svizzera, la proporzione di donne nelle formazioni MINT sia così bassa nel confronto internazionale. Affinché dia i suoi frutti, la promozione dei settori MINT dev’essere basata sul lungo termine. Non si tratta di organizzare delle misure affrettate, basate sul corto termine. Gli ambienti politici ed economici nonché le scuole di tutti i livelli, fino agli istituti di formazione degli insegnanti, sono chiamati ad impegnarsi maggiormente. In concreto, questo presuppone di mettere a disposizione informazioni e le relative offerte, di promuovere e meglio far conoscere i numerosi progetti sensati che sono emersi in questo settore negli ultimi anni. E, nei periodi in cui i fondi pubblici sono scarsi, occorre difendere con la stessa convinzione la promozione dei settori MINT.