PROGETTO LAUREE SCIENTIFICHE Fisica V. Picciarelli Dipartimento Interateneo M. Merlin Università degli Studi - Bari Bari 27/1/2005

Analisi (sintetica) della situazione Crisi delle vocazioni scientifiche: iscritti all’università Classe di laurea Flessione Chimica % Fisica % Matematica % Classe di laurea Flessione Chimica % Fisica % Matematica % I nostri studenti di Scuola Superiore sono agli ultimi posti nelle classifiche europee relative alla preparazione di base in Fisica e Matematica Classe di laurea Flessione Chimica % Fisica % Matematica %

Conseguenze Conseguono: Difficoltà a far fronte alle richieste di ricercatori e tecnici di alta qualificazione scientifica Impossibilità di reclutamento qualificato a livello universitario per far fronte al turn-over generazionale Difficoltà di reperire un numero sufficiente di docenti qualificati di materie scientifiche per l’insegnamento scolastico Difficoltà d’inserimento, a livello universitario, degli studenti nei CdL del settore scientifico

Obiettivi generali del Progetto Nazionale Obiettivi generali: Incrementare il numero d’immatricolati ai CdL delle Classi 21, 25 e 32 Incrementare il numero di laureati delle Classi 21, 25 e 32 Azioni mirate proposte Potenziare l’Orientamento pre-universitario Sintonizzare meglio la formazione dei laureati con le esigenze del mondo del lavoro Potenziare ed incentivare le attività di Stage degli studenti universitari Potenziare le offerte di formazione post-universitaria Mettere a punto un dettagliato piano di comunicazione

Articolazione del Progetto locale Il progetto locale attiene all’azione Potenziare l’Orientamento pre-universitario ed è articolato i due iniziative: Laboratori di fisica di base e avanzati per studenti e docenti delle SMS Data base di problemi di fisica in formato a risposta multipla per l’autovalutazione delle conoscenze e competenze di fisica degli studenti

Obiettivi specifici dell’ Iniziativa 1 (laboratori) Promuovere situazioni d’apprendimento significativo che favoriscano un vero e proprio orientamento formativo per gli studenti Progettare e sviluppare attività di laboratorio intese come occasioni per promuovere la padronanza degli approcci metodologici di base tipici della fisica utilizzabili in situazioni diverse Dare agli studenti (direttamente o indirettamente mediante i loro insegnanti) attraverso il coinvolgimento in attività di laboratorio il giusto quadro epistemologico della disciplina

Laboratori di Fisica: modalità di attuazione Laboratorio di Fisica per studenti e docenti Progettazione e sviluppo di un laboratorio con sensori on-line Progettazione e sviluppo di un laboratorio di Fisica di base 2 Corsi di laboratorio di Fisica di base per 40 studenti 2 Corsi di laboratorio di Fisica di base per 40 docenti 2 Corsi di laboratorio di Fisica con sensori per 40 studenti 2 Corsi di laboratorio di Fisica con sensori per 40 studenti

Laboratori di Fisica: caratteristiche delle modalità d’attuazione Attenzione ai contenuti per tener conto di quanto realisticamente, nei limiti di tempo e risorse a disposizione, gli insegnanti riescono a fare. Insomma... un sano pragmatismo per avere buone garanzie di trasferibilità in contesto scolastico Attenzione agli impegni di docenti e studenti (quindi non più di un incontro settimanale) Coinvolgimento massimo dei docenti... a due livelli (nei Gruppi che progettano le attività, predispongono il materiale didattico di supporto e provvedono al monitoraggio di ogni attività e nel feedback richiesto ai corsisti sulla base del loro coinvolgimento nelle attività di laboratorio) Gruppi non numerosi (massimo 20 docenti/studenti) e co- presenza di 2 docenti/tutor per assicurare la massima assistenza durante gli incontri. Replica dei corsi con un coinvolgimento complessivo di 80 docenti e 80 alunni

Laboratori di Fisica: motivazione delle scelte Perchè … due tipi di laboratorio (di base e on-line)? Tener conto di contesti scolastici diversi: scuole sprovviste quasi del tutto di strumentazione di laboratorio … e scuole che, fornite di strumentazione avanzata in esemplari multipli come PC e sensori on-line, ne fanno un uso limitato, a causa della poca familiarità dei docenti con questo tipo di supporto Didattico coinvolgere i docenti e gli studenti? Ovviamente ogni iniziativa di orientamento formativo disciplinare deve necessariamente passare attraverso i docenti, che sono i soggetti naturalmente deputati a tale attività, per un’ampia partecipazione e motivazione degli studenti, che sono i destinatari finali. Gli studenti, coinvolti nei laboratori, possono fornire un feedback immediato sulla validità di quanto proposto

Motivazione delle scelte …. Perché … Monitoraggio continuo di ogni specifica attività Per acquisire informazioni (da docenti e studenti) sull’adeguatezza dei contenuti e l’effettiva trasferibilità in contesto scolastico Assistenza ai docenti e scuole nel metter su laboratorio e nel reperire materiale didattico di supporto a basso costo Ovviamente … le limitate disponibilità finanziarie e la convinzione che è necessario disporre di un numero sufficiente di dispositivi di laboratorio in esemplari multipli per permettere agli studenti di lavorare a piccoli gruppi

Laboratori di Fisica:stato dell’iniziativa Sono stati individuati i due gruppi di lavoro docenti universitari (Picciarelli, Rainò e Spinelli) e della scuola (Battista, Mortato, Schirinzi, Nisio e Losciale) per la progettazione e lo sviluppo delle attività (realizzazione/acquisto di dispositivi necessari, sviluppo di fogli di lavoro per docenti e studenti, di questionari per la valutazione …) E’ stato predisposto un programma di massima per i contenuti dei corsi di base e con sensori on-line E’ stato predisposto il calendario per gli incontri di Laboratorio di base (12 della durata di 3 ore dalle 16-19), da effettuarsi presso il Dipartimento di Fisica, per i primi due gruppi: 20 docenti e 20 studenti E’ stato promosso questo incontro informativo, al quale sono stati invitati tutti i Dirigenti della SMS della regione, per raccogliere le adesioni Sulla base delle adesioni verrà predisposto il programma dettagliato delle altre attività Sono state avviate le procedure per l’acquisto di materiale hardware e per la realizzazione di materiale di supporto

Contenuti di massima del corso di base 1 Introduzione alle misure, errori e loro valutazione ed interpretazione 2 Cinematica dei moti rettilineo uniforme e uniformemente accelerato 3 Moto parabolico in campo gravitazionale 4 Molla: calibrazione ed uso come sensore di forza 5 Equilibrio su un piano inclinato 6 Sistemi oscillanti: pendoli e molle 7 Analisi fenomenologica del raffreddamento con metodo numerico 8 Fenomenologia della dinamica dei fluidi con metodi numerici 9 Conduttori ohmici e non ohmici 10 Legge di Joule ed equivalente termico in acqua 11 Scarica di condensatori e condensatori in serie e i parallelo 12 Ottica geometrica e fisica: indice di rifrazione, banco ottico e diffrazione

Contenuti di massima del corso con sensori 1 Traguardo ottico on-line: moti unidimensionali e rotazionali 2 Sensore di posizione: moti unidimensionali e oscllatori 3 Misura del coefficiente d’attrito con traguardo ottico on-line 4 Dinamica delle rotazioni con traguardo ottico on-line 5 Pendoli accoppiati con sensore di posizione 6 Dinamica di un carrello su un piano inclinato con sensore di posizione 7 Legge di Boyle e determinazione dello zero assoluto con sensore di pressione 8 Rapporto dei calori specifici dell’aria con sensore di pressione 9 Studio sperimentale della legge di Stevino con sensore di pressione 10 Velocità di propagazione del suono in aria e in metallo con sensore acustico 11 Bottiglia come risonatore: studio mediante sensore acustico 12 Fenomeni d’induzione magnetica mediate misure di tensione on-line

Obiettivi specifici dell’Iniziativa 2 (data-base di problemi di Fisica) Messa a punto di uno strumento, utilizzabile con finalità diverse, per la valutazione/autovalutazione delle conoscenze e competenze di Fisica acquisite dagli studenti In particolare realizzare un data base di problemi di Fisica significativi, a risposta multipla, che in riferimento all’eterogeneità delle tematiche e dei livelli di approfondimento con cui sono presentate nelle diverse tipologie di scuole, siano classificabili per contenuti concettuali e livello d’impegno cognitivo richiesto agli studenti per rispondere siano adeguatamente commentati, sulla base delle diverse tipologie di risposte proposte, per suggerirne agli insegnanti diverse modalità d’uso

Data base di problemi: modalità d’attuazione Ricerca sulle sulle difficoltà d’apprendimento della fisica ed in particolare sui pre-concetti e sui modelli proposti per la loro rimozione Costruzione del data-base e messa a disposizione in rete su un server Apertura di un forum per commenti Insegnanti: accesso mediante password per feedback ai responsabili ed uso in contesto scolastico Studenti: accesso diretto per autovalutazione in fase pre-iscrizione all’università o uso in contesto scolastico per approfondimenti/motivazione

Data base problemi: caratteristiche delle modalità d’attuazione Vasto e ben consolidato background di ricerche didattiche Coinvolgimento su questa tematica, già in fase di progettazione e realizzazione del data base, d’insegnanti di SMS Valenza pratica che lo strumento può avere - per valutazione sommativa e formativa dell’apprendimento - come occasione per il docente di rilevare forme di ragionamento errate comuni negli studenti da cui partire per precisazioni, approfondimenti e discussioni di gruppo …; - opportunità per l’insegnante di conoscere, attraverso i commenti alle soluzioni, sia le difficoltà concettuali sia i livelli tassonomici d’impegno cognitivo richiesti

Data base di problemi: motivazione delle scelte Convinzione che gli strumenti di valutazione disponibili per gli insegnanti possono essere migliorati; è opportuno spostare l’enfasi nell’utilizzazione degli strumenti di valutazione evidenziando anche appropriati anche la loro valenza per la diagnosi di apprendimenti errati e promozione di approfondimenti; anche l’auto-valutazione (fatta in modo autonomo dagli studenti) può essere occasione di orientamento formativo disciplinare

Data base di problemi: stato dell’iniziativa Il Gruppo di docenti universitari e della SMS è stato già costituito ed è al lavoro (Università: Stella, Di Gennaro, Evangelista e Selvaggi; SMS: Albrizio, Caroppo, Gadaleta, Sardella) Sono state definite dettagliatamente le modalità di scrittura e sono stati già approntati in forma di bozza preliminare circa 100 items E’ stata già impostata la parte per l’erogazione on- line dei test su piattaforma Moodle E’ in fase d’attuazione la gara per l’acquisto del server

Finanziamento attualmente disponibile FINANZIAMENTI ( Euro) MIUR – Università* MIUR – Scuola – Studenti MIUR – Scuola – Docenti7.107 Ateneo Dipartimento di Fisica (gruppo Didattica)*7.500 INFN*7.000 Altri Enti Totale *Totale fondi gestiti direttamente dal Dipartimento61.968

Previsioni di spesa per i fondi gestiti direttamente dal Dipartimento Voce di spesaEuroDescrizione Materiale inventariabile PC e 10 interfacce per on-line Materiale di consumo Materiale per i kit di laboratorio, cancelleria, fotocopie CD … Personale universitario di ruolo –docenti - Non è previsto alcun compenso per i 7 docenti universitari coinvolti Personale universitario di ruolo – altro Compensi per personale tecnico d’officina, tecnici di laboratorio, amministrativo Personale di ruolo della scuola contratti con docenti della scuola coinvolti nelle due iniziative pari a euro + spese per i docenti corsisti Spese generali ed organizzazione1.500 Spese di pulizia, guardiania, luce, telefono, riscaldamento, piccola manutenzione … Totale gestito Dipartimento61.968

Laboratori: adesioni all’iniziativa Le adesioni all’Iniziativa 1 avverranno attraverso la segnalazione, entro una settimana, dei Dirigenti delle Scuole sul modulo disponibile nelle cartelle e che in ogni caso potrà essere richiesto al responsabile dell’iniziativa all’indirizzo Essendo le disponibiità per i corsisti limitate sarà forse necessario effettuare una selezione. I criteri base per tale selezione saranno principalmente coinvolgere il maggior numero di scuole, tener conto della disciplina d’insegnamento e della tipologia di laurea posseduta dal candidato corsista I nominativi dei docenti partecipanti ai corsi per docenti e il numero di studenti delle scuole che potranno essere coinvolti nei corsi per studenti saranno comunicati a tutte le scuole che avranno segnalato la loro adesione Ai partecipanti verrà rilasciato un attestato comprendente la segnalazione del numero di ore del corso ed un allegato con i contenuti

Data base di problemi: adesioni all’iniziativa Le adesioni all’Iniziativa 2 avverranno attraverso la segnalazione dei docenti interessati sul modulo disponibile nelle cartelle e che in ogni caso potrà essere richiesto al responsabile dell’iniziativa all’indirizzo I nominativi degli studenti interessati all’utilizzazione del data base dovranno essere segnalati al responsabile dell’iniziativa dai loro Ai docenti e studenti che intendono utilizzare il data base verrà fornita la password per l’accesso al server

Conclusioni Più che di conclusioni si tratta di un auspicio: Riuscire a creare una rete di relazioni con il mondo della scuola che, grazie anche ad altre iniziative recentemente attivate in ambito Orientamento universitario, permetta, nell’interesse comune, di raggiungere gli obiettivi fissati.