Come rinnovare la didattica della Fisica

Presentazione sul tema: "Come rinnovare la didattica della Fisica"— Transcript della presentazione:

1 Come rinnovare la didattica della Fisica
Come rinnovare la didattica della Fisica? Una riflessione sulle criticità dell’insegnamento scientifico sulle pratiche didattiche sulle concezioni e gli atteggiamenti degli studenti su possibili percorsi innovativi Paola Falsini CIDI Firenze docente ISS “A.M.E. Agnoletti” Sesto Fiorentino Viareggio, 13 febbraio 2012

2 “Una riflessione sul curricolo di scienze non può prescindere da un dato ampiamente condiviso dalla comunità scientifica nazionale e internazionale: i risultati conseguiti nell’insegnamento in tale area sono molto deludenti e sprecano, nella maggior parte dei casi, il patrimonio di intelligenza dei giovani. Molte ricerche convergono nell’individuare la principale criticità nel modo in cui le scienze vengono proposte in ambito scolastico” (Rapporto Rocard, L’educazione scientifica oggi: un’istruzione rinnovata per il futuro dell’Europa, pubblicato il 17 giugno 2007 a cura della Commissione Europea)

3 Commissione De Mauro (2000):
“Si constata sia nella popolazione adulta che tra i giovani, un sempre più diffuso analfabetismo scientifico, rinforzato da una profonda demotivazione all’apprendimento e alla partecipazione” Gruppo di lavoro per lo sviluppo della cultura scientifica e tecnologica (Luigi Berlinguer, 2007): “In Italia la scienza è oggetto di apprendimento scolastico prevalentemente cartaceo, normativo, deduttivistico. Non è adeguatamente applicato il metodo scientifico sperimentale”

4 Regolamento Autonomia Scolastica Art. 6 (DPR.275/1999)

Autonomia di ricerca, sperimentazione e sviluppo Le istituzioni scolastiche, singolarmente o tra loro associate, esercitano l'autonomia di ricerca, sperimentazione e sviluppo, curando tra l'altro: la progettazione formativa e la ricerca valutativa; la formazione e l'aggiornamento culturale e professionale del personale scolastico; l'innovazione metodologica e disciplinare; la ricerca didattica sulle diverse valenze delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione e sulla loro integrazione nei processi formativi; la documentazione educativa e la sua diffusione all'interno della scuola; gli scambi di informazioni, esperienze e materiali didattici; l'integrazione fra le diverse articolazioni del sistema scolastico e fra i diversi sistemi formativi, ivi compresa la formazione professionale.

5 Dalla nota introduttiva alle Indicazioni per i Licei (2009):
“Esplicitazione dei nuclei fondanti e dei contenuti imprescindibili: intorno ad essi, il legislatore individua il patrimonio culturale condiviso, il fondamento comune del sapere che la scuola ha il compito di trasmettere alle nuove generazioni, affinché lo possano padroneggiare e reinterpretare alla luce delle sfide sempre nuove lanciate dalla contemporaneità, lasciando nel contempo all’autonomia dei docenti e dei singoli istituti ampi margini di integrazione e, tutta intera, la libertà di poter progettare percorsi scolastici innovativi e di qualità, senza imposizioni di metodi o di ricette didattiche. Ciò ha comportato la rinuncia ai cataloghi onnicomprensivi ed enciclopedici dei programmi” tradizionali“

6 “Le Indicazioni non dettano alcun modello didattico-pedagogico
“Le Indicazioni non dettano alcun modello didattico-pedagogico. Ciò significa favorire la sperimentazione e lo scambio di esperienze metodologiche, valorizzare il ruolo dei docenti e delle autonomie scolastiche nella loro libera progettazione e negare diritto di cittadinanza, in questo delicatissimo ambito, a qualunque tentativo di prescrittivismo. La libertà del docente dunque si esplica […] nella scelta delle strategie e delle metodologie più appropriate, la cui validità è testimoniata non dall’applicazione di qualsivoglia procedura, ma dal successo educativo”

7 Linee Guida della Provincia di Trento
“Tra gli aspetti di maggiore criticità vengono indicati i seguenti: prevale un insegnamento nozionistico, manualistico anziché per problemi; la priorità è assegnata alla trasmissione di contenuti anziché ad un processo di costruzione della conoscenza; nel passaggio da un livello scolastico all’altro si riparte sempre da zero in quanto manca qualsiasi idea di curricolo verticale; le attività di laboratorio (quando ci sono) servono a confermare conoscenze già possedute; lo studente apprende in modo passivo”.

8 Come rinnovare? Come dare senso a ciò che si fa a scuola? Come motivare all’apprendimento e alla partecipazione? Come rendere le discipline scientifiche occasione di formazione (al pari di quelle umanistiche)?

9 Insegnare Fisica … che frustrazione!
1984, Laurea in Fisica 1991, Liceo Scientifico, corso PNI gli studenti, la grande maggioranza, la Fisica non la capivano: potevano anche risolvere correttamente un esercizio (facile) in un compito, o rispondere correttamente a un test a scelta multipla, ma il senso, i significati, quelli sembravano assenti, estranei 1996, Gruppo di insegnanti di discipline scientifiche del CIDI di Firenze, coordinati dal prof. C. Fiorentini: Riflessione, vedere le cose da un punto di vista diverso, costruire un modo nuovo di insegnare Fisica

10 Frustrazione … Gli studenti:
Imparano a memoria definizioni o formule, identificano la fisica con un formulario Cercano di capire cosa l’insegnante vuol sentirsi dire per prepararsi a ripeterlo Chiedono di essere addestrati sugli esercizi che si aspettano nelle verifiche Ma esercitarsi nel manipolare una legge matematica, ricavando una grandezza dato il valore delle altre, serve forse ad approfondire il significato fisico che la legge sintetizza? e che differenza farà se le grandezze si chiameranno forza, massa e accelerazione oppure tensione, resistenza, intensità di corrente? Qualunque legge di proporzionalità diretta si potrebbe prestare allo stesso scopo, in modo del tutto indipendente dal significato dei simboli.

11 E ancora, gli studenti: Sono abituati, talvolta si potrebbe dire rassegnati, a riferire cose di cui non saprebbero spiegare il significato Non sono abituati a parlare o scrivere di fisica Si sono fatti l’idea che a una domanda di fisica si debba rispondere quasi sempre con una formula o con un calcolo Tutto ciò che è nel manuale è sulla stesso piano, senza tempo, senza storia, senza un prima e un dopo Non distinguono tra fenomeni e congetture sui fenomeni Imparare la Fisica o un’altra disciplina scientifica vuol dire imparare una serie di verità; non c’è nessuna idea della complessità dell’affermarsi di una teoria scientifica, della possibilità che possa essere modificata, ampliata o superata … …

12 “..ci si impadronisce delle lezioni di fisica in modo da poterle esibire in certi contesti di controllo, specialmente nello svolgimento dei compiti a casa e in occasione di test affrontati in classe. A questo scopo basta la memorizzazione di certe dimostrazioni, definizioni ed equazioni fondamentali, specialmente se gli studenti sapranno in anticipo che forma avrà il controllo. Se i problemi saranno posti in un quadro corrispondente alle attese, gli studenti daranno l’impressione di aver capito e questo significherà che l’obiettivo essenziale dell’insegnamento scientifico è stato raggiunto. Prevale, così, quello che ho chiamato il compromesso delle risposte corrette.” H. Gardner, Educare al comprendere, Feltrinelli 1993

13 una riflessione qualitativa sui fenomeni
“La maggior parte degli esercizi proposti tende a concentrarsi su procedure di calcolo e risultati finali che solo di rado inducono una riflessione sui fenomeni e sull’esperienza in grado […] di far superare le barriere concettuali. Si è messo in evidenza in diverse occasioni che la capacità di fornire risposte corrette […] ai problemi non comporta automaticamente la comprensione genuina dei concetti di base.” [A.B. Arons, Guida all’insegnamento della Fisica, Zanichelli, 1992] Necessità di una riflessione qualitativa sui fenomeni

14 Gli studenti hanno le loro idee …
”Proprio per sottolineare la considerazione dovuta alle concezioni possedute dai ragazzi ci è parso opportuno affiancarle nell’esposizione a “illustri” precedenti storici. Questo accostamento può sembrare irriverente a quegli insegnanti, e ancora ce ne sono, che tendono a leggere le risposte dei ragazzi come una sorta di casuali castronerie e non come indice rivelatore di un modo diverso di guardare e di elaborare conoscenza… Questo non toglie però che sarebbe ingenuità pensare che uno studente possegga una teoria scientifica generale e organica simile a quella affermatasi in qualche fase della storia della fisica per il solo fatto che propone soluzioni dello stesso tipo di quelle date in passato di fronte a problemi analoghi….Riteniamo che alcuni riferimenti all’evoluzione del concetto di forza ci possano aiutare a cogliere il ruolo svolto, nell’elaborazione delle idee, dal clima culturale dell’epoca in cui queste idee sono emerse e a intuire l’esistenza di un insieme di modi di guardare le cose, di esperienze di base che paiono essere bagaglio comune dell’uomo.” [Grimellini, Tomasini, Segré, Conoscenze scientifiche: le rappresentazioni mentali degli studenti, La Nuova Italia, 1991]

15 CENTRALITA’ DEL CONCETTO DI FORZA
“Nello studio della fisica, il principio d’inerzia e il concetto di forza sono stati, storicamente, due degli scogli più duri per gli studenti e finora è stata svolta in quest’area più ricerca cognitiva che in ogni altra. Non è sorprendente che il problema didattico in questo campo sia così difficile da risolvere, se si tiene conto di quanto tempo fu necessario all’inizio alla mente umana per chiarire questi aspetti dei fenomeni naturali. Coloro che affrontano tale studio per la prima volta devono sempre esaminare di nuovo almeno alcuni degli ostacoli e delle difficoltà originali, anche se si accelerano i tempi e si appiana la via fornendo guida e consigli.” A.B. Arons, Guida all’insegnamento della Fisica, Zanichelli 1992 M. Jammer in Storia del concetto di forza (Feltrinelli, 1971) parla di “nozione fondamentale e primitiva nell’ambito della teoria fisica”, ricordando anche che è uno dei primi concetti che vengono presentati nei manuali; inoltre osserva che la definizione esatta di qualunque concetto in ambito scientifico costituisce uno stadio avanzato e piuttosto tardo dello sviluppo di un concetto

16 Gli studenti hanno la tendenza ad associare al moto di un corpo una forza che agisce nella stessa direzione. Tale concezione sembra nascere dall’esigenza di una causa per giustificare la velocità del corpo

17 [E. Grant, La Scienza nel Medioevo, Il Mulino, 1983
“Il fatto che tanti studenti sentano la necessità dell’esistenza di una forza per mantenere in movimento un oggetto non significa però che essi necessariamente postulino l’esistenza, in ogni istante, di una forza esterna. … Per molti studenti la spinta ricevuta da un agente esterno resta immagazzinata nel corpo come un “capitale di forza”. Grimellini …, ] ”La teoria sull’impetus meglio sviluppata fu proposta da Giovanni Buridano al quale forse va anche attribuita l’introduzione del termine impetus come termine tecnico per indicare la forza impressa incorporea. Buridano riteneva che l’impetus fosse una forza motrice trasmessa da un motore iniziale al corpo messo in moto. La velocità e la quantità di materia di un corpo erano prese come misure della forza dell’impeto che produceva il moto. […] L’impeto fu considerato come il trasferimento all’interno di un corpo della forza motrice che Aristotele considerava esterna.” [E. Grant, La Scienza nel Medioevo, Il Mulino, 1983

18 G. BURIDANO (nato verso il 1290 e morto non prima del 1358, fu maestro e rettore della Facoltà delle Arti dell' Università di Parigi): “Il lanciatore imprime un certo impeto o forza motrice al corpo mobile, il quale impeto agisce nella direzione verso cui il motore ha spinto il corpo mobile…e’ da questo impeto che la pietra vien mossa dopo che il lanciatore cessa la sua azione. Ma l’impeto è continuamente ridotto dalla resistenza dell’aria e dalla gravità della pietra che la fa deviare in una direzione contraria a quella in cui l’impeto era naturalmente predisposto a farla muovere. Così il moto della pietra diventa sempre più lento, finché l’impeto è così ridotto o alterato che la gravità della pietra lo vince e spinge la pietra in giù al suo luogo naturale.” [Grant, 1983]

19 CONFUSIONE FORZA-VELOCITA’
“Quando la palla viene lanciata verso l’alto, la forza della spinta è maggiore di gran lunga rispetto a quella di gravità, perciò la palla continua ad andare verso l’alto. Via via che la forza della spinta diminuisce in seguito all’azione della gravità, la palla arriva a un punto in cui le due forze si eguagliano e da cui inizia la sua discesa. Per un istante sembra sospesa in aria ma, esaurita del tutto la spinta verso l’alto, la forza di gravità aumenta facendola così ricadere verso il basso.” CONFUSIONE FORZA-VELOCITA’

20 ESEMPIO: Si domanda se un proiettile, lanciato da una certa quota e che ricade alla stessa quota, impiega più tempo a salire o a scendere. Uno studente afferma che ”il proiettile impiega meno tempo a salire perché ha la spinta del fucile, mentre in discesa ha soltanto la forza di gravità”. Altri studenti la pensano diversamente: la salita sarà più lenta perché la forza di gravità contrasta il moto, la discesa più veloce perché l’oggetto fa la cosa più naturale (cfr Buridano)…

21 Importanza dell’uso del verbo avere Non forza come interazione ma forza che appartiene al corpo
Un ricercatore che si è occupato di questi temi, L. Viennot, parla di “capitale di forza”: esso viene introdotto dagli studenti quando il verso del moto è opposto a quello della forza effettivamente agente; esso permette di collegare la causa iniziale del moto al suo effetto visibile, attraverso un trasferimento di tale causa nell’oggetto stesso in movimento” [Grimellini…, 1991]

22 Studio sperimentale della caduta di un oggetto lanciato orizzontalmente da un tavolo: uno studente, pensando ad un proiettile sparato orizzontalmente da un fucile, si dice convinto che esso non cadrà se il percorso non è sufficientemente lungo da fargli esaurire la spinta ricevuta (altri suggeriscono qualcosa come la caduta di Wile E. Coyote…) E’ presente l’idea che due movimenti, quello in avanti e quello verso il basso, siano quasi in competizione, concezione che troviamo nella fisica di Aristotele, Tolomeo, fino anche a Tycho Brahe Quando uno studente usa l’espressione esaurire la spinta non possiamo dire con sicurezza che cosa intenda; e neppure possiamo sperare che sia lui a chiarircelo….

23 Questi schemi ingenui non sono coerenti,
Altro esempio: “un satellite in orbita intorno alla Terra è in caduta libera, ma la forza che gli è stata imposta gli permette di compiere un moto circolare intorno alla Terra” Questi schemi ingenui non sono coerenti, non hanno necessariamente una sistematicità … E’ comunque importante che l’insegnante capisca che il termine spinta non indica, probabilmente, una forza intesa in senso newtoniano come azione esterna su un oggetto; e non s’identificherà neppure completamente con il concetto di velocità …

24 Siccome il peso del carrello è costante durante il moto,
ESEMPIO: moto di un carrello lungo una rotaia priva di attrito inclinata un po’ rispetto all’orizzontale. Mediante una lampada a flash si possono registrare le posizioni del carrello a intervalli di tempo uguali e così ottenere informazioni sulla velocità media; senza troppe difficoltà si arriva a concludere che la velocità cresce proporzionalmente al tempo. Quali forze agiscono? Siccome il peso del carrello è costante durante il moto, sarà costante anche la reazione vincolare del piano e dunque sarà costante la risultante delle forze agenti. Dunque siamo giunti a una conclusione importante: se su un oggetto agisce una forza costante la sua velocità cresce proporzionalmente al tempo

25 DUBBIO: “se la velocità del carrello aumenta non vedo come la forza possa rimanere costante ” E’ un’osservazione che ci impone quasi di ricominciare daccapo!! Ho interpretato così il dubbio dello studente, alla luce della teoria dell’impetus: per lui la forza se la porta con se il carrello mentre scende, è acquistata da esso, gli appartiene tanto che, per es., potrà fare del male a qualcuno che cerchi di fermare il carrello!

26 ESEMPIO: si chiede agli studenti di elencare le forze presenti su un oggetto che si muove su un piano orizzontale ruvido dopo aver ricevuto una spinta; alcuni studenti (nonostante il lavoro precedentemente svolto sulle forze…!) hanno prodotto questo diagramma: “Quando l’oggetto è lasciato a se stesso ha acquistato velocità e quindi la forza della spinta c’è ancora, ma è sempre minore; …la forza d’attrito opposta diventerà maggiore della forza della spinta fino a fermare l’oggetto”.

27 Dunque, grande attenzione va posta
La forza come qualcosa di posseduto dall’oggetto, confusione tra i concetti di forza e velocità “…presenza di scogli concettuali sommersi che emergono puntualmente quando il problema proposto alla riflessione non è il banale esercizio di routine” Grimellini …, 1991] Dunque, grande attenzione va posta alla costruzione del concetto di forza come interazione: è evidente che al termine forza gli studenti non associano il significato che esso ha in fisica, e comunque non è detto che associno ad esso sempre lo stesso significato.

28 “Qual è la misura della forza di un corpo in moto?” (Leibniz)
Hermann von Helmholtz Über die Erhaltung der Kraft (1847) Sulla conservazione della forza [P.P.C., vol A, pag8-31] On the Conservation of Force E’ stato necessario molto tempo per acquisire e stigmatizzare quei significati che oggi assegnamo ai termini scientifici Fabio Bevilacqua, professore di Storia della Scienza all’Università di Pavia, nell’introduzione al testo di A.E. Haas, del 1909, Lo sviluppo storico del Principio di Conservazione della Forza afferma che: “Sia a Cartesio che a Leibniz mancava la distinzione tra il concetto di forza e quello di energia (problema ancora irrisolto nell'opera di Helmholtz del '47 e cui fa eco il titolo stesso del lavoro di Haas)”.

29 Che cosa dobbiamo intendere con forza della valigia?
Altri esempi sulla costruzione del concetto di forza… Disegnare le forze presenti su una valigia trolley trascinata da una persona: Che cosa dobbiamo intendere con forza della valigia?

30

31 Dalla vis inertiae alla massa inerziale il passaggio non è banale
DAI PRINCIPIA: DEFINIZIONE III: La forza insita o forza innata della materia è un potere di resistere per il quale ogni corpo, per quanto in esso ne risiede, tende a perseverare nel suo stato attuale, sia esso di quiete o di moto uniforme lungo una linea retta Dalla vis inertiae alla massa inerziale il passaggio non è banale “Il nocciolo della dinamica newtoniana stava nel rapporto tra forza interna e forza impressa, le due forze che in seguito, nello sforzo di chiarirne la natura, Newton chiamò ‘la forza innata ed essenziale, di un corpo’ e ‘la forza che agisce o è impressa sopra un corpo’. Il continuo sviluppo della sua dinamica si basò interamente su questi due concetti.” R. S. Westfall, Newton, Einaudi, 1989

32 Altro che sensate esperienze!
J. Ogborn, “Newton and common sense”, in Physics education, 1987: il motivo fondamentale per cui il concetto di forza come interazione riscuote pochi consensi tra gli studenti “… sta nella profonda dissomiglianza tra la visione del mondo proposta da Galileo e Newton e la conoscenza di senso comune sul moto… Newton è difficile perché suona sbagliato, quasi assurdo”. Altro che sensate esperienze! ”Non posso trovar termine all’ammirazione mia come abbia possuto in Aristarco e nel Copernico far la ragion tanta violenza al senso, che contro a questo ella si sia fatta padrona della loro credulità” [Galileo Galilei, Dialogo sopra i massimi sistemi]

33 Assenza d’aria e assenza di gravità Nell’ambito di una discussione, sulla gravità lunare, sono sempre numerosi coloro che affermano che non c’è gravità perché non c’è atmosfera. Lo schema concettuale sembra dunque essere:“aria e quindi gravità”, e non: “gravità e quindi aria” In una classe prima si discutono diverse rappresentazioni della forza di gravità: Una ragazza esprime forte perplessità: per lei gli schemi non sono equivalenti, quello corretto è il (c); per lei la gravità è qualcosa che ci schiaccia da sopra. E altri studenti sembrano condividere questo punto di vista… Cartesio: la pesantezza di un corpo è dovuta alla spinta di un nugolo di particelle e dunque la caduta è impossibile nel vuoto.

34 Le competenze dell’insegnante devono essere quindi di altro tipo rispetto alle competenze dello scienziato e le sole conoscenze disciplinari si rivelano assolutamente inadeguate. Scelta adeguata dei contenuti, sia in relazione alla loro rilevanza nell’ambito della disciplina, sia in riferimento all’età dello studente, al suo sviluppo cognitivo Scelte metodologiche: rilevanza dell’esperienza concreta come punto di partenza nella costruzione dei concetti, non attivismo fine a se stesso; elaborazione di percorsi che facciano cogliere allo studente il senso del fare scienza, che lo conducano a porsi domande del tipo <come facciamo a sapere che…?>

35 Come ottenere risultati migliori. Come dare senso a ciò che si insegna
Come ottenere risultati migliori? Come dare senso a ciò che si insegna? Come insegnare il fare scienza? Il punto di partenza nell’insegnamento della Fisica, nell’introduzione di un nuovo tema, di un nuovo ambito di fenomeni etc deve essere una situazione problematica: deve trattarsi di qualcosa di motivante per gli studenti e allo stesso tempo significativo per l’insegnamento scientifico La storia delle grandi idee, dei concetti, delle teorie scientifiche, emerse faticosamente anche nella mente di grandi come Galileo e Newton, può aiutare l’insegnante, nella ricerca di senso; può indirizzare la prassi didattica su percorsi nuovi, verso nuove metodologie, verso particolari scelte di contenuto

36 N. Nersessian, “Conceptual change in science and in science education” [Synthese 80: 163-183, 1989]
“There is substantial evidence that traditional instructional methods have not been successful in helping students to ‘restructure’ their commonsense conceptions and learn the conceptual structures of scientific theories. This paper argues that the nature of the changes and the kinds of reasoning required in a major conceptual restructuring of a representation of a domain are fundamentally the same in the discovery and in the learning processes”

37 ‘Learning by construction’
Il termine scoperta non è adatto a caratterizzare le nuove acquisizioni scientifiche: ‘Invention would provide a better characterisation, since scientific representations are constructed - they are made, not stumbled upon or found’ “I concetti scientifici non sono oggetti ‘scoperti’ da un esploratore, ma sono invece astrazioni create o inventate deliberatamente dall’azione dell’intelligenza umana” [Arons, 1992]

38 La difficoltà più grave, di cui sembra che i docenti, in generale, non siano consapevoli, riguarda la costruzione stessa dei concetti di velocità, accelerazione, forza quello che manca è proprio la consapevolezza che sia necessaria una fase di concettualizzazione Ai nostri studenti deve essere offerto questo processo di costruzione concettuale a partire dalle loro “nozioni intuitive” che “non sono perverse né strane; esse sono radicate nell’esperienza quotidiana” [Arons, 1992]

39 Costruzione di un percorso articolato,
di una storia, dove si raccontano problemi e congetture, esperimenti e misure, si affrontano problemi veri, problemi con cui si sono confrontati gli studiosi del passato e che si cercherà di far percepire come tali dagli studenti

40 “Come facciamo a sapere che…?”
Insegnare la scienza… ….ma anche il FARE SCIENZA Un approccio narrativo una storia un intrigo “Come facciamo a sapere che…?” [A.B. Arons Guida all’insegnamento della Fisica , Bologna, Zanichelli, 1992] La Terra gira intorno al Sole La Luna è illuminata dalla Sole La massa del Sole è 2x1030Kg Gli elettroni sono negativi e i protoni positivi La luce impiega circa 8 minuti per arrivare dal Sole alla Terra … … … Le leggi fisiche hanno una storia I nomi hanno una storia I numeri hanno una storia

41 Dare un senso a quello che si fa a scuola
la Storia della Scienza può aiutare l’insegnante a costruire percorsi didattici sensati Ripercorrere, anche se ovviamente con grandi semplificazioni, la strada che hanno percorso gli scienziati del passato: la storia delle grandi idee, dei concetti, delle teorie scientifiche, emerse faticosamente anche nella mente di grandi come Galileo e Newton, può aiutare l’insegnante, indirizzare la prassi didattica su percorsi nuovi, verso nuove metodologie, verso particolari scelte di contenuto Si presenteranno i problemi che hanno appassionato gli scienziati il contesto della scoperta le diverse congetture gli errori

42 CRITERI: Partire dall’esperienza, dall’osservazione dei fenomeni… Costruire un percorso di apprendimento, non una successione casuale di esperimenti e misure Obiettivo: la costruzione di nuovi strumenti concettuali

43 COSTRUZIONE DI UN PERCORSO DIDATTICO
Scelta di temi fondamentali all'interno della disciplina, adatti all'età degli studenti Costruzione di un contesto di senso attraverso la presentazione di un fenomeno o di una problematica, sia in forma diretta (laboratorio di fisica o attività a casa) sia attraverso la descrizione di esperimenti e osservazioni rilevanti nella storia della scienza (immagini, testi, simulazioni in internet, …) Ricerca di un'interpretazione attraverso la formulazione di domande significative a cui ogni singolo studente sia in grado di dare una risposta a partire dalle osservazioni effettuate e dalle conoscenze di cui è in possesso Discussione collettiva delle risposte; valorizzazione di tutte le ipotesi o risposte formulate, anche attraverso la considerazione delle teorie accreditate in passato e poi abbandonate (a cui somigliano spesso le idee degli studenti) Costruzione di concetti e definizioni e formulazione di leggi come momenti di sintesi collettiva di tutto il lavoro svolto

44 “Un primo criterio da osservare è quello di rinunciare all’enciclopedia delle scienze perché uccide, in un sol colpo, la cultura scientifica e il metodo. Ogni problematica scientifica importante ha bisogno di tempi e metodi adeguati per poter essere acquisita in modo significativo, per diventare competenza, e quindi la quantità dei contenuti va strettamente raccordata al tempo disponibile. In sostanza, l’obiettivo da perseguire deve essere la profondità e la significatività delle conoscenze: un buon curricolo scolastico in ambito scientifico è dunque quello che, effettuando scelte precise, seleziona e propone alcuni temi da esplorare e approfondire nel corso di tutto il primo ciclo in una logica di curricolo verticale, una quantità di contenuti e di esperienze effettivamente compatibili con un apprendimento significativo”.

45 Alcuni percorsi didattici elaborati e sperimentati:
La nuova concezione del movimento alla base della nascita della fisica classica (dal 2004, 6 mesi, 2h settimanali) La spiegazione dei moti celesti e dei moti locali (dal 2005, 4 mesi, 3h settimanali) Dal“Nulla si crea nulla si distrugge” al concetto di energia (dal 2006, 3 mesi, 3h settimanali) Dalle macchine termiche ai principi della Termodinamica (dal 2007, circa 2 mesi, 3h settimanali) Dall’idea dell’Horror vacui al concetto di pressione (dal 2002, 2 mesi, 2h settimanali) L’interpretazione dei fenomeni elettrici mediante il concetto di carica elettrica… (dal 2010, 1 mese, 2h settimanali)

46 Non nego le difficoltà che rimangono…
La demotivazione degli studenti… La tendenza degli studenti a cercare di capire cosa l’insegnante vuole sentirsi dire… Le poche ore e i tanti studenti per classe…

47 Bibliografia Progetto Fisica, edizione italiana del Project Physics Course, Zanichelli A.B. Arons, Guida all’insegnamento della Fisica, Zanichelli 1992 Grimellini, Tomasini, Segré, Conoscenze scientifiche: le rappresentazioni mentali degli studenti, La Nuova Italia, 1991 De Maria, Ianniello, Storia e Didattica della Fisica, Aracne, 2004 F. Bevilacqua, L’evoluzione del concetto di energia in Fisica, disponibile sul sito N. Nersessian, Conceptual change in science and in science education, Synthese 80: , 1989

48 L’educazione scientifica nella Scuola
F. Cambi, F. Gattini, La Scienza nella Scuola e nel Museo, Editore Armando, 2007 F. Cambi,L. Barsantini, D. Polverini, Formare alla scienza nella scuola secondaria di secondo grado, Editore Armando, 2007 P. Falsini, S. Pirollo, Il principio di conservazione dell’energia, in Didattica delle Scienze, nov 2009-aprile 2010 P. Falsini, La fisica ingenua resiste, in La Fisica nella Scuola, anno XXXVII, n. 1/2004 P. Falsini, Un numero, una storia, in Nuova Secondaria, 5/2004 P. Falsini, La scienza all’indietro, in Nuova Secondaria, 10/2008