TFA 2° ciclo a.a TFA 2° ciclo a.a I. Testa – DF1 Metodologie applicate alla didattica della Fisica Italo Testa

I. Testa – DF1 2 01/06/2016 Obiettivi  Orientamento in risultati e proposte della Ricerca in Didattica della Fisica (RDF)Ricerca in Didattica della Fisica  Esempi emblematici di difficoltà di apprendimento (DA) e strategie per risolverledifficoltà di apprendimento  Approcci per affrontare nodi disciplinari e realizzare attività di classe e laboratorio  Alcuni metodi e strumenti per la formazione iniziale e continua degli insegnanti

I. Testa – DF1 3 01/06/2016 Obiettivi Analizzare criticamente le proprie conoscenze disciplinari e verificarne la solidità in contesti diversi Individuare lacune/aree “grigie” da ri-costruire Trovare spunti per rimedi (lavoro personale e di gruppo) Confrontare punti di vista sulle presentazioni degli argomenti e trovare convergenza e consenso Reperire e scegliere materiali per progettare interventi didattici Sperimentare personalmente attività da proporre a futuri studenti di scuola superiore

I. Testa – DF1 4 01/06/2016 Metodologia del corso Il focus è la riflessione critica sulla propria conoscenza disciplinare e la costruzione della Conoscenza Pedagogica del Contenuto.Conoscenza Pedagogica del Contenuto La conoscenza della Fisica Generale è prerequisito essenziale. Se emergono lacune o aree grigie sono fornite indicazioni per una loro ri-costruzione autonoma Metodi, tecniche e materiali sono proposti via un approccio esperienziale; gli allievi sperimentano situazioni analoghe a quelle dei loro futuri studenti

I. Testa – DF1 5 01/06/2016 Conoscenza Pedagogica del Contenuto  È la trasformazione della conoscenza della disciplina (qui la fisica) in contenuti ed approcci da proporre agli studenti. E’ componente centrale della professionalità di un insegnante e va intesa come un amalgama di conoscenze disciplinari, pedagogiche e di comunicazione per la cui costruzione occorre notevole valore aggiunto

I. Testa – DF1 6 01/06/2016 Argomenti Alcuni temi riguardano comuni e resistenti difficoltà di apprendimento (DA) studiate in RDF Altri trattano aree grigie che usualmente emergono durante il corso Altri propongono contenuti che usualmente non fanno parte dei programmi tradizionali delle scuole secondarie superiori

I. Testa – DF1 7 01/06/2016 Esame La prova di esame consiste nella - presentazione critica di un’attività di classe, su un tema affine a quelli del corso, preparata autonomamente - analisi del portfolio

I. Testa – DF1 8 01/06/2016 Portfolio Raccolta personale di: - note sintetiche di tutte le attività; - collegamenti fra ciò che è stato comunicato e proprie esperienze e conoscenze; - indicazioni di difficoltà e del loro superamento; - note su letture da libri e materiali con commenti sul loro uso (o no) con i futuri studenti; lavori (questionari, problemi… ) svolti nel corso e a casa

I. Testa – DF1 Testi consigliati, Appunti e Links A. Arons Guida all’insegnamento della fisica Zanichelli Bologna 1992 Slides e materiali relativi al corso sono reperibili all’indirizzo: Progetto FFC - Fisica per la Formazione Culturale Sottoprogetto FORM - Formazione Insegnanti

Difficoltà di Apprendimento

I. Testa – DF /06/2016 Difficoltà di Apprendimento  Ostacoli incontrati dagli studenti e legati a: conflitti tra conoscenza comune e scientifica, libri e approcci inadeguati, ambienti di apprendimento scadenti, carenza di analisi fenomenologica, lacune in comprensione e/o uso della matematica, inefficaci tecniche di insegnamento  Le DA sono comuni, robuste, resistenti ad un insegnamento tradizionale e trasversali ai contesti. Vanno evidenziate e superate con attività basate su risultati di RDF

I. Testa – DF1 Realtà Conoscenza Senso Comune Valori pratici Linguaggio naturale Qualitativo Persistente Basato sulle capacità Contestuale Contraddittorio Incompleto Conoscenza Scientifica Valori speculativi Linguaggio formale Quantitativo Dinamico Rappresentativo Auto consistente Completo Le due conoscenze

I. Testa – DF1 Concezioni alternative Si abbandona la visione dello studente che arriva a scuola come “tabula rasa” Si abbandona la convinzione che dopo l’insegnamento schemi di ragionamento errati sono necessariamente superati Si abbandona la convinzione che la sola esposizione (chiara!) dei fenomeni e delle teorie sia sufficiente agli studenti per apprendere la fisica

I. Testa – DF1 Quale spiegazione per le Concezioni alternative? Consenso su un moderato costruttivismo: chi apprende costruisce attivamente una propria rete di conoscenze integrando le nuove con quelle pre-esistenti Cosa vuol dire imparare scienza da una prospettiva costruttivista?  Since science students generally will have constructed some alternative conceptions about the scientific concepts that are to be taught, students need to modify their existing conception into scientifically accepted conceptions during the course of receiving science instructors. This process is called conceptual change (CC)

I. Testa – DF1 Comportamentismo vs. Costruttivismo Knowledge Behaviourism Constructivism

I. Testa – DF1 Cambiamento concettuale Insoddisfazione con le concezioni esistenti Una nuova concezione deve essere comprensibile e plausibile Una nuova concezione deve servire a spiegare “meglio” quello che si vuol comprendere ed apprendere Strategie:  Mostrare risultati contro- intuitivi, anomali e/o inadeguatezza di conoscenze pregresse (conflitto cognitivo)  Riconoscere quelle che sono le intuizioni valide degli studenti e sostituire il concetto appropriato ad uno usato in maniera non appropriata (sostituzione di concetti)

I. Testa – DF /06/2016 Ciclo Previsione – Esperimento – Confronto (PEC)  Fase I: gli studenti esprimono previsioni su quanto accadrà in un esperimento o lavorando con un modello  Fase II: svolgono l’esperimento o usano il modello, raccolgono e analizzano i dati.  Fase III: confrontano le loro previsioni con i dati e spiegano somiglianze e differenze. Esempi di Strategie

I. Testa – DF /06/2016 Approccio “dal Reale all’Ideale” (R  I)  L’impostazione “dal Reale all’Ideale” propone percorsi che partono dallo studio di fenomeni complessi, ne cercano regolarità riproducibili che possono essere tradotte in regole formali e, attraverso una serie di astrazioni, si concludono nella descrizione di casi ideali. Le leggi fisiche che regolano questi ultimi acquistano cosi’ una plausibilità concreta e si riduce il rischio che siano memorizzate come mere formule. Esempi di Strategie

I. Testa – DF1 Esempi di Strategie Far emergere conoscenza intuitiva: porre un cubetto di ghiaccio su due tavolette, una di legno, una di metallo. Chiedere dove il ghiaccio si scioglierà prima Idea intuitiva NON corretta: […] Far riconoscere conflitto: il metallo ed il legno sono alla stessa temperatura ma il ghiaccio si scioglie prima sul… Risoluzione del conflitto: ruolo della conducibilità Far emergere conoscenza intuitiva: chiedere perché un corpo spinto dal basso sale su un piano inclinato liscio Idea intuitiva NON corretta: […] Far riconoscere conflitto: il corpo mentre sale è soggetto solo alla forza peso Risoluzione del conflitto: il corpo sale perché la spinta dal basso gli fornisce una velocità iniziale ≠ 0

I. Testa – DF1 Occorre far emergere concezioni alternative. Come? Questionari a risposta aperta con richiesta di commenti e/o spiegazioni Questionari a risposta chiusa con distrattori opportuni che emergono dalla ricerca Nelle domande adoperare “linguaggio comune” e riferimenti a eventi familiari per gli studenti

I. Testa – DF1 Perché non emergono le concezioni alternative? Esempio di prova “strutturata” (di una docente) La superficie terrestre, riscaldata dal….…….…, emette…...……che viene trattenuto dalle molecole di…………….……….…e di………………………..…...….. Di conseguenza, la temperatura media al suolo si mantiene intorno ai …. o centigradi. Questo fenomeno è detto …………… ………….. La conseguenza principale dell’aumento dell’effetto serra è…..……….………………………………………… I danni che ne derivano sono………………………………………………...……………………… Pensi di essere anche tu responsabile dell'aumento dell'effetto serra ed in che modo? …………………………… L’aumento dell’effetto serra può essere contrastato mediante il risparmio ……………., la riforestazione e riducendo le emissioni di ……….. ……………. facendo ricorso alle fonti …………… rinnovabili o alternative quali ………………………………. La differenza di temperatura che si riscontra nel corso dell’anno è detta…………..…...……. …………… annua Le …………………... sono linee che uniscono sulla carta i punti della superficie terrestre dove la temperatura media è la stessa

Questionari cinematica Risposte tipiche e commenti