J.J. Schwab, noto biologo, collaboratore del Biological Sciences Curriculum Study, uno dei più noti programmi sperimentali di biologia, identifica infatti all'interno di ciascuna disciplina sia strutture sostanziali (concetti, idee fondamentali, quadri di valore) sia strutture sintattiche (procedure metodologiche, prove, criteri, modelli di indagine, strumenti utilizzati, ecc.).
Le une non possono essere indagate o acquisite senza la collaborazione delle altre e viceversa. Anzi, più specificatamente: è la presenza in noi di determinate strutture concettuali che ci conduce a selezionare certi dati, a porre certi problemi, ad avanzare certe ipotesi. Non c'è secondo Schwab un metodo di indagine che parta dal nulla. Nel momento in cui ci si pone un problema da risolvere e abbiamo la necessità di raccogliere dati, è lo stesso problema a diventare per noi, per il ricercatore, l'indicatore-guida sia nella raccolta dei dati che nella formazione di ipotesi di soluzione. L'attenzione di Schwab è calibrata sulla indagine, nella sua intima connessione però con le "strutture concettuali" della disciplina in questione: sono queste che permettono l'insorgere dei problemi da risolvere; che rendono possibile e comprensibile l'uso di certi termini e che consentono di raccogliere dati ed interpretarli. Ciò significa che scienze e tecnologie diverse si rifanno a schemi concettuali differenti. Ma differenti sono anche le loro strutture sintattiche, ovvero le loro procedure metodologiche.
Si giunge ad escludere così una contrapposizione netta tra "contenuti" e "metodi" e si sottolinea come, in qualsiasi ambito di ricerca, metodi e contenuti non siano separabili, e che i "metodi non sono la vita per la costruzione della scienza, ma piuttosto fanno parte essi stessi della scienza" . Il riferimento è alla teoria deweyana, in cui l'identificazione di fondo tra metodo d'apprendimento e metodo della scoperta scientifica poteva far pensare: 1) all'esistenza di un unico metodo scientifico valido per tutti i campi del sapere; 2) alla possibilità di ritenere di essere giunti a conclusioni valide solo in virtù del metodo seguito nell'indagine, con il rischio che si educasse più ad un dogmatismo scientifico che alla scienza vera e propria.
Le fasi del metodo scientifico per Schwab sono allora le seguenti: 1) la formulazione del problema, che nasce dalla giustapposizione di un principio d'indagine (o struttura sostanziale) con alcuni fenomeni indice; 2) la ricerca dei dati, che suggerisca le possibili soluzioni del problema; 3) la riformulazione del problema, per includervi queste possibili soluzioni; 4) la scelta dei dati necessari a risolvere il problema; 5) il piano dell'esperimento e di raccolta dati;
6) l'interpretazione dei dati per mezzo delle strutture sostanziali e delle nozioni precedenti già in possesso del ricercatore.
L'indagine, come si vede, nasce da un quadro concettuale ben preciso (il principio d'indagine) e non si conclude se non con una nuova interpretazione, già pronta a revisioni e trasformazioni. Per l'allievo, ciò significa sottolineare e cogliere innanzitutto la specificità di ogni corpus disciplinare (le strutture sostanziali e sintattiche della chimica sono diverse da quelle della matematica o della fisica), ma anche il ricorso alla "sintassi della scoperta", in quanto abito cognitivo che contestualizza e relativizza ogni nuova affermazione all'interno di un discorso disciplinare mai dato una volta per tutte, ma soggetto a cambiamenti proprio per il carattere autocorrettivo della scienza.
In termini più concreti l'apprendimento può avvenire per scoperta, tramite l'indagine, purché l'alunno sia in possesso di quei nodi concettuali relativi alle discipline di studio da cui solo può emergere la necessità e la possibilità di una ricerca. Saranno quei nodi concettuali a orientare l'indagine verso certi dati invece che verso altri, verso certi tipi di esperimenti, di ipotesi, di interpretazione. L'importanza attribuita poi alla "interpretazione dei dati" più che alla conclusione della ricerca (come invece accadeva in Dewey) rafforza l'insegnamento di strutture concettuali, e non di leggi o di verità e conoscenze "stabili ed eterne". Il concetto di struttura rimanda infatti a quello di costruzione con le sue regole interne di azione e di equilibrio. Per questo motivo Schwab lega le strutture concettuali ad un certo tipo di indagine, che egli chiama fluida o a lungo termine: è infatti un tipo di indagine che tenta di accrescere costantemente la validità delle strutture sostanziali, individuando l'inadeguatezza e la debolezza di un principio di spiegazione e sostituendolo con una nuova struttura, tale da cogliere maggiormente la complessità del campo di studio.
Nell'insegnamento "l'esposizione scientifica e tecnologica non deve riguardare allora un assetto stabile e codificato della conoscenza, ma deve procedere tra incertezze, errori, tentativi, contraddizioni. Gli studenti devono, a loro volta, praticare la ricerca sviluppando capacità di analisi critica, di interpretazione e di valutazione di una indagine scientifica già conclusa, ma in cui si cerca di riprodurre certe condizioni originarie della ricerca e della logica della scoperta" .Su questa strada Schwab è in linea con Bruner, il cui metodo della scoperta consente al discente di essere messo di fronte a problemi e ad obiettivi per i quali deve inventarsi metodi e mezzi di soluzione, a contraddizioni tra fonti di informazioni di cui cercare il bandolo della matassa, a individuazione di strutture o di simmetrie in situazioni in cui tali caratteri non si presentano in modo esplicito.
Simulare l'impresa scientifica e tecnologica in questa maniera così ricca ed articolata, con il coinvolgimento delle proprie risorse intellettive ed emotive, significa aver dato modo a colui che cresce di saggiare la complessità del procedere di una ricerca, ma soprattutto la consapevolezza che lavorare con le tecnologie è possibile solo se ci si pone in un atteggiamento di interrogazione, di risposta, e di selezione continua delle informazioni [U.M.].
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