Proposta PLS 2019/2020

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1 Proposta PLS 2019/2020 Le proposte del Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia in ambito fisico del Piano Lauree Scientifiche per l anno scolastico 2019/2020 sono modificate per tenere conto delle nuove indicazioni di Ministero che consentono di certificare i Laboratori PLS come ore di Alternanza Scuola Lavoro. A tal fine, la collaborazione con i docenti di Matematica e Fisica e con i referenti per l Alternanza dovrà essere rafforzata. Teniamo a sottolineare che le attività del PLS prevedono la collaborazione fra scuola e università in fase di progettazione ed esecuzione. E' dunque prevista una partecipazione attiva dei docenti. In caso di particolari ed eccezionali esigenze, si chiede di contattare il referente dell attività. 1) Laboratorio extra-curricolare: Fotografia e Olografia Si tratta di un programma di avvicinamento allo studio degli elementi ottici coinvolti nei processi di formazione delle immagini bidimensionali e tridimensionali. L attività è indirizzata agli studenti del quarto e quinto anno delle scuole Secondarie di II grado e ai loro insegnanti come possibilità di aggiornamento metodologico. L'attività prevede 4 giornate per un totale di 16 ore organizzate in 2 settimane successive + una eventuale giornata aggiuntiva di registrazione di ologrammi in data da concordare. Date proposte: da concordare in febbraio Termine per l iscrizione: 16 dicembre 2019 Programma: 1. Formazione delle immagini in ottica geometrica Proiezioni, ombre. Formazione delle immagini con una camera stenoscopica: costruzione della camera e studio delle proprietà al variare della geometria del sistema. Richiami sulle proprietà dei mezzi trasparenti (rifrazione), formazione delle immagini con le lenti, funzionamento dell'occhio, funzionamento della macchina fotografica, effetto dei parametri del sistema (diaframma, focale, tempi di esposizione, sensibilità del materiale...) sulla formazione delle immagini. 2. Immagini bidimensionali e tridimensionali La visione stereoscopica, stereogrammi, film 3D, illusioni ottiche. Richiami di ottica ondulatoria: interferenza, costruzione di un interferometro, figura di interferenza al variare della fase relativa delle onde. 3. Introduzione all'olografia Introduzione all'olografia: sistemi di registrazione degli ologrammi, analisi della formazione delle immagini, immagini reali e virtuali, visione di ologrammi già registrati. Via Valleggio, Como (CO) Italia Tel /6112/6113/6114 Fax segreteria.dipsat@uninsubria.it PEC: segreteria.disat@pec.uninsubria.it Web: P.I C.F Chiaramente Insubria!

2 4. Registrazione di ologrammi Costruzione del sistema di registrazione e visualizzazione degli ologrammi, predisposizione delle soluzioni chimiche per lo sviluppo delle lastre olografiche, registrazione, sviluppo e riproduzione di ologrammi di piccoli oggetti Metodologia: Attività in laboratorio. 2) Laboratorio extra-curricolare: Polarizzazione della luce Lo studio della polarizzazione della luce e un argomento interessante sia per le classi quarte che per le quinte. Scopo del programma e di introdurre teoricamente e misurare sperimentalmente la polarizzazione di stati della luce diversi tramite strumenti ottici e rivelatori. Verra costruito e studiato un interferometro basato du elemento ottici polarizzanti. L'attività prevede 4 giornate per un totale di 12 ore in data da concordare. Date proposte: da concordare tra fine gennaio - inizio febbraio Termine per l iscrizione: 16 dicembre 2019 Programma: 1. Proprietà ondulatorie della luce Descrizione della luce come onda elettromagnetica, definizione di polarizzazione del campo elettrico oscillante. Fenomenologia della polarizzazione. 2. Manipolazione della polarizzazione Polarizzatori, lamine a mezz onda e a quarto d onda, beam splitter polarizzatori. Verifica della legge di Malus. 3. Determinazione della polarizzazione di uno stato ignoto Si utilizzano polarizzatori, lamine a quarto d onda e a mezz onda, fotodiodi e oscilloscopio per determinare la polarizzazione di una luce. Metodologia: Attività in laboratorio. 4. Interferometro di Mach Zehnder con beam splitter polarizzatori Trattazione macroscopica e microscopica. Misura della figura di interferenza. 2

3 3) Laboratorio extra-curricolare: Introduzione alla robotica Scopo del laboratorio è di introdurre i ragazzi che non frequentano scuole ad indirizzo informatico alla programmazione e al controllo software di apparecchiature e dispositivi. L attività si avvarrà di un kit Lego Mindstorms che permette di costruire degli automi dotati di sensori e di scrivere dei programmi di controllo. Per un ottimale utilizzo dell'attrezzatura a disposizione, le iscrizioni al corso saranno limitate a 18 partecipanti. E necessario il computer portatile. L'attività prevede 9 giornate da 2.5 ore + 1 ora di recupero (opzionale), per un totale di ore organizzate in 10 settimane. Date proposte: 18, 25, 26 ottobre, 8, 15, 22, 29 novembre, 6, 13, 20 dicembre (18.00) Termine per l iscrizione: 15 novembre 2019 Programma 1. Introduzione alla programmazione Verranno introdotti i concetti base legati alla programmazione di istruzioni per il controllo di strumenti e la raccolta dati attraverso i sensori. Verranno costruiti semplici esempi basati sul linguaggio di programmazione di Lego Mindstorms. 2. Controllo di un automa Verranno costruiti programmi per il controllo e l acquisizione dati per un automa già costruito. I ragazzi divisi in gruppi di 4-5 persone sceglieranno un progetto di automa tra quelli presenti nel sito della Lego e decideranno il tipo di misure e azioni da effettuare. 3. Costruzione e programmazione di un automa Ogni gruppo di studenti costruirà da zero l automa scelto, scriverà i programmi di controllo necessari ed effettuerà le misure decise. Questa attività verrà ripetuta per un massimo di tre volte per tre gruppi diversi di studenti. Tempo allocato: 8 ore Eventuale espansione in ambito Alternanza Scuola Lavoro: reallizzazione di esperimenti di meccanica e fotonica utilizzando la strumentazione Lego Mindstorms. 3

4 4) Aggiornamento docenti Quantum Skills: Meccanica Quantistica e Quantum Technologies per la Scuola Superiore Il percorso è parte di una sperimentazione all interno del progetto europeo Quantum Flagship ( che promuove azioni di formazione sulle tematiche delle Quantum Technologies e che ha tra i suoi obiettivi quello di rafforzare la collaborazione tra enti di ricerca e realtà scolastiche. Il percorso prevede tre momenti a cui i docenti possono aderire e coinvolgere le loro classi 1. Percorso di formazione e aggiornamento per i docenti Percorso di formazione e aggiornamento rivolto ai docenti di scuola superiore sui contenuti fondamentali di Fisica Quantistica previsti dal Quadro di Riferimento per l insegnamento della Fisica nei Licei Scientifici e Licei Scientifici Opzione Scienze Applicate (Quadro di riferimento relativo alla seconda prova scritta dell esame di Stato di Fisica per i Licei Scientifici Protocollo del 15 dicembre 2015 e protocollo 286 del 14 gennaio 2016). I materiali relativi al corso (dispense, slide, risorse digitali, prove di verifica) saranno poi disponibili su una piattaforma web dedicata in modo che i docenti possano utilizzarli a supporto della loro attività di insegnamento in classe. Il percorso si svolgerà tra fine ottobre e novembre 2019 per un totale di 5 incontri che prevedono lezioni e attività laboratoriali. 2. Percorso di formazione sulle Quantum Technologies per i docenti Percorso di formazione sulle Quantum Technologies e realizzazione di laboratori in classe in collaborazione con ricercatori universitari in Didattica della Fisica. Per questa parte del progetto è chiesto ai docenti di progettare insieme ai ricercatori per realizzare una serie di lezioni da realizzare in classe in orario scolastico sui temi alla base della Fisica Quantistica contemporanea legata ai Quantum Computers (stati quantistici, principio di sovrapposizione, indeterminazione e misura quantistica, entanglement e disuguaglianze di Bell, crittografia quantistica) utilizzando approcci teorici e metodologie che vengono dai risultati di recenti sperimentazioni didattiche a livello italiano e internazionale. Il percorso si svolgerà tra dicembre 2019 e aprile 2020 e prevede momenti di co-progettazione tra docenti e ricercatori e la realizzazione di una serie di interventi in classe che saranno co-gestiti dai docenti e dai ricercatori. 2. Spring School sulle Quantum Technologies per docenti e studenti: Spring School sulle Quantum Technologies rivolta a un gruppo di studenti delle classi quinte e a docenti di matematica e fisica. Si propone un percorso intensivo in Università che attraverso lezioni e esperienze di laboratorio affronterà i temi della fisica quantistica sperimentale legati al funzionamento dei Quantum Computers. La Spring School si svolgerà dal 14 al 17 aprile 2020 presso il Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia dell Università dell Insubria a Como. Riunione organizzativa dell attività mercoledì 9 ottobre 2019, ore 14:30 aula VA3. 4

5 Tutte le attività si svolgeranno presso il Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia dell Università degli Studi dell Insubria, via Valleggio 11, Como. Per informazioni: Maria Bondani, maria.bondani@uninsubria.it tel.: Filippo Pallotta, fpallotta@uninsubria.it tel.: Como, 3/10/2019 5