Approccio metodologico esperienziale all’astronomia Corso di aggiornamento per docenti “La didattica dell’Astronomia al Planetario di Caserta” Lunedì 5 settembre – Mercoledì 7 settembre 2011 Approccio metodologico esperienziale all’astronomia Qualche principio generale Pietro Di Lorenzo Planetario di Caserta dilorenzo@planetariodicaserta.it

Sommario - Il Planetario di Caserta - Offerta didattica - Struttura delle lezioni /spettacolo - La didattica della scienza: problemi e metodi - Strategie per proposte laboratoriali

Il Planetario: com’è fatto 5 proiettori DLP Dolby Surround 5.1 cluster di 7 computer In Space System linguaggio programmazione ad oggetti possibilità di generazione di script originali database di 1.200.000 stelle, oggetti 3D aria condizionata e forzata

I proiettori

La plancia di controllo e comando

La didattica del Planetario Come prenotare la visita Struttura delle lezioni /spettacolo Le possibili lezioni / spettacolo Scuole dell’Infanzia Scuole Primarie Scuole Secondarie di Primo Grado Scuole Secondarie di Secondo Grado

La didattica del Planetario A. Come prenotare la visita Richiedere via mail o fax la prenotazione (data, orario, classe, lezione scelta) Ricevere la conferma della prenotazione Pagare l’importo e inviare la ricevuta via fax o via mail

La didattica del Planetario Giorni: dal Martedì al Venerdì Orari: dalle 9 alle 18 Capienza: fino a 41 studenti e docenti Prezzi: € 180 a lezione € 150 a lezione (scuole Primarie e Secondarie Primo Grado della Città di Caserta) lezioni successive alla prima nella stessa giornata: 4,5 € a studente (2 docenti gratis)

La didattica del Planetario Struttura delle lezioni /spettacolo Presentazione del Planetario (2’30’’) Almanacco del giorno: costellazioni visibili, loro miti e stelle; eventuali oggetti del cielo profondo, pianeti, transito della Luna, alba e tramonto del Sole, posizione del Sole nello Zodiaco (4’-5’) Lezione / spettacolo scelta (40’) Momento di sintesi / brain storming (5’)

Punti di criticità del Planetario - lavoro continuo - costi / difficoltà di gestione - prospettive breve / medio termine - mancanza di una rete istituzionale - limitazione negli spazi

Punti di forza del Planetario - livello tecnologico molto superiore a quello delle playstation - sforzo per parlare la lingua dei “nativi digitali” - incuriosire, appassionare, stimolare - flessibilità / adattabilità / on-demand - filosofia del lavoro in rete - affiancamento al docente - approccio parallelo: laboratorio esperienziale

Didattica della scienza: storia (1861 – 1960): diffusione dei “gabinetti scientifici” (anche in provincia!) Esempio: Istituto Provinciale Agrario di Caserta (poi Regio Istituto Tecnico “G. Garibaldi”)  Collezioni del Museo “Michelangelo” di Caserta - docenti di “spessore” universitario - strumenti di precisione e sensibilità “scientifica” - pochi studenti - molto tempo a disposizione.

Galvanometro astatico di Nobili. F. De Palma, Napoli, 1864 Didattica della scienza: storia Galvanometro astatico di Nobili. F. De Palma, Napoli, 1864

Spettroscopio fine sec. XIX Didattica della scienza: storia Spettroscopio fine sec. XIX

Pirelli, Milano – Spezia, 1902 Didattica della scienza: storia Pirelli, Milano – Spezia, 1902

Didattica della scienza: storia Metodologia (1861 – 1960): - lezione “frontale” - nessuna multimedialità (neanche foto a colori!) - strumenti “inavvicinabili” - dimostrazione collettiva rituale (docente) del fatto sperimentale - simulazione rigorosa del metodo scientifico

Firenze, Istituto Tecnico Toscano, 1910 Didattica della scienza: storia Firenze, Istituto Tecnico Toscano, 1910

Didattica della scienza: storia Lezione di Fisica, Istituto Tecnico Toscano, Firenze Alinari s.d.

Didattica della scienza: recente (1960 - ): - laboratorio a scuola: pochi, spesso poco e male funzionanti; - strumenti di precisione e sensibilità “didattica”; - molti studenti (scuola di massa); - poco tempo a disposizione; - introduzione della “virtualità”: filmati, VHS, TV, PC, apparati di simulazione.

Didattica della scienza: recente Metodologia: - lezione sostanzialmente “frontale” - spinta alla multimedialità / virtualità accessoria (la tecnologia risolve tutti i problemi!!!!) - mancanza di concretezza - narrazione del fatto sperimentale - semplificazione procedurale del processo scientifico osservazione fenomeno intuizione geniale deduzione “magica” della formulazione matematica

Lo studente oggi - generazione digitale - esperienze multimediali solide e prolungate sviluppate competenze ipertestuali / multidisciplinari mancanza di concretezza / fisicità - difficoltà di attenzione / concentrazione - buone capacità di studio / lavoro in gruppo -

OCSE PISA 2009 Campione italiano rappresentativo - di tutte le regioni - di tutti gli indirizzi di studio totale di 1.097 scuole, 30.905 studenti Prove Invalsi

OCSE PISA 2009: MATEMATICA Italia: 483 OCSE: 496

OCSE PISA 2009: MATEMATICA

OCSE PISA 2009: SCIENZE Italia: 489 OCSE: 501

OCSE PISA 2009: SCIENZE

Ruolo docente nell’Autonomia - carico di lavoro quotidiano /curricolo; - difficoltà di comunicazione con gli studenti “digitali” - dinamiche dirigenza / docenti e docenti / docenti - mutato rapporto scuola / famiglia - carenza di fondi / strutture / strumenti - autoformazione. Obbligo morale e deontologico.  Forti motivazioni personali  eroico sforzo individuale di propulsione

La Ricerca – Azione (I) Kurt Lewin (action-reserch, 1940 – 1950) “Teoria di campo”: - la comprensione di fenomeni sociali e psicologici dipende dall’osservazione dinamica di forze agenti - i comportamenti dipendono dalla configurazione del campo psicologico a quel dato momento.

La Ricerca – Azione (II) - Ricerca: momento di conoscenza scientifica della realtà - Azione: contributo all’attivo cambiamento di essa. Coniugare sperimentazione e finalità applicative Ricercare mentre si interviene / intervenire mentre si comprende. Teorie scientifiche e pratica devono intrecciarsi I ricercatori / membri della comunità devono utilmente cooperare e condividere bisogni, competenze e risorse.

R-A: modello procedurale ciclico - Formulazione ipotesi e obiettivi - Attuazione azioni trasformative - Verifica effetti intervento - Aggiustamento - Riformulazione ipotesi e obiettivi Criterio guida: utilità attuale e potenziale, rilevanza sociale del cambiamento introdotto Differenze col metodo “ricerca scientifica”.

Ricerca - Azione: fasi del lavoro - Programmazione - Attuazione - Verifica attività e procedure Utilizzo di competenze e risorse differenti. Contestualizzazione continua Criticità del metodo: - impossibile generalizzare - numeri statisticamente non significativi - lavoro continuo di studio / programmazione

Ricerca - Azione: punti di forza è procedura flessibile; comporta verifica sistematica di tutte le sue fasi; offre conoscenza molto approfondita della realtà; consente integrazione tra conoscenza teorica e la su applicazione; - produce effetti già durante attuazione.

Esperienze nazionali e locali - progetto SeT (MIUR, 1998 – 2001) - progetto Lauree Scientifiche (2005 – 2010) - progetto Mat@bel prof. Smaldone, Corsi in Uganda Progetti L. 6/ 2000  Scientia Magistra Vitae - progetto MUSE (prof. E. Sassi) Obiettivi comuni: - migliorare didattica scienza / tecnologia - formazione docenti - accrescere competenze scientifiche base studenti

MUSE More Understanding with Simple Experiments Sviluppato in European Physics Society (2008).   Obiettivi principali: suscitare interesse e curiosità negli studenti con esperimenti semplici e materiali “poveri”; stimolarli per ottenere comprensione accurata dei fenomeni; proporre agli insegnanti approcci e mezzi da utilizzare nella pratica di classe ampliando gamma delle loro scelte.

MUSE Destinatari primari: - insegnanti in servizio - pre-servizio insegnanti - ricercatori in didattica della fisica e in pedagogia Ricadute “indirette”: - studenti - cittadinanza

AVE Valore Aggiunto nell’Educazione. Punti cruciali: discussioni, proposte, ricerche su possibili come favorire la comprensione degli studenti; evidenziare ragionamenti ingenui in conflitto con la conoscenza fisica; dar rilievo ad aspetti del fenomeno spesso non presentati nel materiale didattico.

AVE: strategie Verso gli studenti: 1) appropriarsi degli esperimenti 2) sollecitare punti di vista differenti, personali e originali 3) sviluppare capacità di discussione critica col docente 4) discussione collettiva su come il “senso comune” spiega il fenomeno.

AVE: appropriarsi degli esperimenti - favorire l'integrazione degli esperimenti nei processi di insegnamento; - organizzare esperienze facili da assemblare, usando oggetti facili da reperire a basso costo o riciclati; - motivare e coinvolgere: (ricerca materiali, preparazione apparati e realizzazione diretta esperimento).

AVE: apprezzare punti di vista “altri” organizzare fasi apprendimento (domande su fenomeni, previsioni esperimenti, risultati modelli); - costruire applicazioni in contesti diversi  confronto risultati; comunicare / formalizzare per trovare punti in comune / differenze utili  collegare altri argomenti; - familiarizzare con diversi approcci (cosa succede se si cambia?)   identificare variabili rilevanti e parametri; - affrontare criticità e argomentazioni “rituali” che possono indurre comprensioni fuorvianti.

AVE: discutere tra/con gli studenti - far emergere idee ingenue e schemi di ragionamento inappropriati; - innescare dinamiche cognitive interattive mediante strategie di apprendimento tra pari e condivisione di punti di vista; - affrontare ed interagire con idee, strutture mentali e processi profondamente radicati nell'esperienza dello studente.

AVE: problemi comuni e domande Devono servire come: - esempi di criticità nella comprensione del fenomeno; - ricerca di plausibili motivazioni sottostanti il fenomeno attraverso il riferimento a dati sperimentali e ai modelli; - collegamento ad altri fenomeni simili.

Allenarsi “duramente” all’incontro con lo studente! Autoformazione Allenarsi “duramente” all’incontro con lo studente!