LAboratori COncettuali e Multimediali e Giochi Esperimenti Idee: il Progetto LACOMGEI in collaborazione con il PLS-IDIFO6

Transcript

1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE LAboratori COncettuali e Multimediali e Giochi Esperimenti Idee: il Progetto LACOMGEI in collaborazione con il PLS-IDIFO6 Marisa Michelini, Alberto Stefanel Unità di Ricerca in Didattica della Fisica Università degli Studi di Udine marisa.michelini@uniud.it, alberto.stefanel@uniud.it Sito e materiali del progetto: Piano Lauree Scientifiche IDIFO6

2 Progetto LACOMGEI (marzo febbraio 2016) - Finanziato L.113/ MIUR diffusione della cultura scientifica con la scuola e per la scuola - Proposto e promosso dal CIRD-UNIUD - Progetto e direzione scientifica: M. Michelini - Attuazione: URDF UNIUD - con la collaborazione sinergica con IDIFO5-PLS ( laboratori didattici e di formazione insegnanti) e sinergia con progetti PID SU dell UNIUD - presentato e condiviso al Tavolo di Raccordo Scuola-Università (UNIUD e oltre 60 scuole del territorio, reti di scuole del comprensorio udinese e l USR-FVG). SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 2

3 Finalità e Obiettivi LACOMGEI Progettazione e realizzazione attività per promozione e diffusione della cultura tecnico-scientifica con e per la scuola attraverso le seguenti AZIONI - Coprogettazione e attuazione di laboratoriali per la scuola del I ciclo (esp GEI e lab CLOE) - Coprogettazione e attuazione di laboratori per le scuole superiori (CLOE e MASTERCLASS, esperimenti di fisica moderna) su temi di fisica moderna e in particolare riguardanti la meccanica quantistica, l ottica fisica, l elettromagnetismo e l elettrodinamica, massa ed energia, la superconduttività con l impiego di sensori on-line - Progettazione e messa a punto prototipi per esperimenti didattici - Esposizione mostre laboratorio per viste guidate e libere delle scuole (GEI; MOSEM; esperimenti con sensori on-line) - Seminari formativi (diffusione ricerche scientifiche degli scienziati dell ateneo friulano coinvolti nelle ricerche di punta in fisica; diffusione delle ricerche sulla didattica scientifica) - Formazione insegnanti - Manifestazione per la diffusione della cultura scientifica - Prestiti alle scuole - Pubblicazioni SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 3

4 Riepilogo principali attività condotte nell'ambito del Progetto LaComGEI Attività studenti di scuole I ciclo N N studenti coinvolti N docenti N attività SI SP SSP coinvolti scuole Laboratori CLOE scuola di base e visita mostra GEI Attività studenti SSS N N N docenti N attività Studenti coinvolti scuole Laboratori Didattici Scuola superiore Masterclass su fisica moderna IPPOG Masterclass su particelle elementari Visite guidate mostre laboratorio per le SSS Tot Attività di formazione insegnanti N N docenti N attività coinvolti scuole Seminari di formazione insegnanti (I e II ciclo) Corsi di formazione insegnanti (I ciclo) Laboratori didattici per futuri docenti in formazione (SFP) SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 4

5 Seminari Relatori Titolo DATA Part. G. Planinsich Two different approaches to studying student learning: pre-post gains and microgenetic anlaysis 27/04/ E. Etkina Two different approaches to studying student learning: pre-post gains and microgenetic analysis 27/04/ Monti Francesca Spettroscopia e micro-spettroscopia nel medio-infrarosso. Principi fiici e applicazioni in ambito tecnologico 18/05/ Komaromi La fisica ddelle ricerche saziali nella didattica secondaria- Giocare con le Annamaria particelle elementari: una esperienza didattica secondaria 26/10/ Cepic Mojca What is a role of liquid crystals in a liquid crystal displays 24/04/ Pospiech Gesche How to talk about quantum physics. Central concepts and their meaning 20/04/ Pospiech Gesche Modeling the interplaay between mathematics and physics. Theory and examples 17/04/ Bergia Silvio Le risposte attuali dei fisici dei problemi irrisolti riguardanti la gravità in chiave storica a partire dal libro "Gravità la forza che governa l'universo" 04/07/ Rossi G. P., MicheliniDialogo tra competenze sui modelli di trasposizionr didattcia e ricostruzione M. educativa 05/02/ Corni L'impostazione concettuale Image-Schema per l'educazione scientifica nella Federico Scuola di Base 18/02/ Landini A. Esempi di applicazione del'impostazione concettuale Image-Schema ed il caso del cuote come pompa per la circolazione del sangue 18/02/ Ruddock Ivan Alexander Brain and the electric Clock: the real father of television 25/02/ SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 5

6 LABORATORI DIDATTICI PER STUDENTI DELLA SCUOLA I CICLO laboratori in visita all intera mostra (1h) a singole sezioni (30 m X 2) Laboratori CLOE (1-1.5 h) A - Forze ed equilibrio B - Proprietà dei fluidi C - Celle elettrolitiche e pile D - Fenomeni elettrici E - Circuiti elettrici F - Circuiti logici G - Fenomeni magnetici H - Fenomeni termici con il computer on-line I e L - La luce e la visione K - L energia M - Il moto del sole P - La polarizzazione della luce S - Il suono T - Tempo. Visita GEI: Dall esplorazione spontanea dei bambini con gli oggetti di una sezione, ai loro percorsi esplorativi, alle loro domande come semi per nuove ricerche Laboratori CLOE: ambienti di apprendimento informale in cui studenti in piccolo gruppo o gruppo classe analizzano fenomeni quotidiani, esplorano semplici esperimenti /osservazioni utilizzano semplici apparati (giocattoli, materiali comuni), discutendo scenari relativi alla vita di tutti i giorni. SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 6

7 LABORATORI DIDATTICI PER STUDENTI DELLA SCUOLA I CICLO 14 Laboratori CLOE attuati presso UNIUD studenti Visite a mostra GEI e sue sezioni 634 studenti SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 7

8 Frequenza (%) LABORATORI DIDATTICI PER STUDENTI DELLA SCUOLA I CICLO Lab CLOE sull energia (N=103) Cosa sai sull energia? 52% genera criteri di identificazione del concetto di energia A) Forme tipi B) Ciò che fa funzionare le cose 19 6 C) ciò che produce movimento /capacità di fare lavoro D)prodotto dalle sorgenti 11 7 E) forza/potenza 11 F) Proprietà (tras/cons) 9 47 G) entità diffusa 5 H) elettricità o luce 4 4 I) associata ai viventi 4 L) Proprietà dei sistemi 26 18% esempi: processi/sistemi apparati elettrici 8 mulini/dighe 6 cibo 5 luce 5 Pannelli 2 Batterie 1 30 % NA Pre % Post % N criteri % pre SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI Q1 - Criteri identificazione dell'energia A B C D E F G H I L Categorie non esclusive N criteri % post PRE POST

9 Lab per studenti di SSS N. Classi N classi N studenti N studenti N Ins Masterclass Lab. Exp. A Lab. Did Lab CLOE MQ SC OT SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 9

10 Lab per studenti di SSS: ESPERIMENTI DI FISICA MODERNA - Effetto Ramsauer - Misura della velocità della luce - Diffrazione e polarizzazione della luce - Resistività in funztione T per superconduttori, metalli e semiconduttori - Effetto Hall nei metalli e semiconduttori - Esperimento di Frank e Hertz - Misura di e/m per l elettrone Misura di c Effetto Ramsauer Misura e(/m SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 10

11 Lab per studenti di SSS: Masterclass Ottica Fisica ore Data N scuole Scuola Classi N classi N studenti cl. 3 cl. 4 cl.5 N. stud IPSIA LS LS LC IPSIA, LS N. Ins SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 11

12 Lab per studenti di SSS: Masterclass Ottica Fisica Pre-test Seminario interattivo: La diffrazione della luce (dai comuni fenomeni di diffrazione, alla natura ondulatoria della luce, allo studio sperimentale, alla modellizzazione) Laboratorio sperimentale a gruppi: Esplorazione qualitativa della figura di diffrazione e acquisizione e analisi della distribuzione dell intensità luce diffratta da singola fenditura, da un ostacolo (filo) modelling Introduzione operativa della polarizzazione della luce Raccordo percorso universitario-percorso a scuola test out

13 Lab per studenti di SSS: Masterclass Ottica Fisica D) Distribuzione di intensità per feditura di 0,2 mm (N=271) Pre (%) A) Post (%) 7 97 B) Grafico distribuzione 17 C) D) 0 A B C D NA PRE POST 10 NR

14 Lab per studenti di SSS: Valutazione degli studenti sulla Masterclass Ottica Fisica Attività in cui si ritiene di aver imparato di più (% - N=271) Introduzione alla diffrazione Approccio alla polarizzazione Discussione sulla natura della luce Esperimenti e analisi dati SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 14

15 Lab per studenti di SSS: Valutazione dei docenti (N=27) VALUTAZIONE DELLA RICADUTA DIDATTICA In conclusione, dà un parere positivo sulla attività svolta? Ha avuto spunti didattici relativamente ai contenuti o alle metodologie che pensa di utilizzare nella sua attività curriculare? Le attività sono state utili ad aumentare la comprensione della disciplina da parte dello studente? Gli obiettivi che si prefiggeva di ottenere dalla sua partecipazione al progetto sono stati raggiunti? Le attività sono state stimolanti per gli studenti? Le attività hanno stabilito collegamenti con altre discipline? I contenuti erano accessibili con le conoscenze degli studenti? Gli studenti hanno potuto svolgere un ruolo attivo? I contenuti delle attività si raccordavano con quelli che si insegnano a scuola? Ampliamento conoscenze disciplinari Innovazione metodologie didattiche Accesso a strumenti e metodologie non disponibili presso la scuola Gli obiettivi che si prefiggeva di ottenere dalla partecipazione dei suoi studenti sono stati raggiunti? Legare la teoria a fenomeni osservabili Attivare interesse e motivazione per la fisica Far loro acquisire competenze operative in laboratorio Decisamente NO Più NO che SI Più SI che NO Decisamente SI SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 15

16 Conclusioni Le attività di LACOMGEI rispondono a precise esigenze delle scuole del territorio (non solo del Friuli) in merito a una formazione scientifica centrata sul laboratorio, l osservazione sperimentale, il coinvolgimento diretto degli studenti nella costruzione del personale percorso di apprendimento. Il contesto di educazione informale della mostra GEI e dei laboratori CLOE: sempre nuove opportunità di attività laboratoriali per le scuole del I ciclo Le proposte di Masterclass e laboratori didattici di diversa natura sulla fisica moderna sono state un ulteriore punto di forza del progetto di nuovo in risposta ad effettive esigenze delle scuole impreparate (salvo felici, quanto rare eccezioni) ad affrontare l insegnamento della fisica moderna, come previsto dalle indicazioni ministeriali. I positivi esiti sia valutativi, sia nell apprendimento emersi mettono in evidenza: - Il significativo impatto delle attività sull apprendimento degli studenti e un positivo feedback dei docenti in termini formativi e di continuità tra attività proposte e attività curricolari. - l importanza di progetti come LABCOMGEI, per attivare l innovazione didattica, stimolare la formazione insegnanti in tale senso, creare nuovi canali e modalità di collaborazione scuola università. marisa.michelini@uniud.it, alberto.stefanel@uniud.it Materiali del progetto: Grazie dell attenzione SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 16

17 Lab per studenti di SSS LABORATORI PER STUDENTI SCUOLE SUPERIORI TIPOLOGIE SCUOLE COINVOLTE NEI LAB DIDATTICI ITI; 2; 10% LC; 2; 10% LEA; 8; 30% Masterclass; 10; 37% IPSIA; 2; 10% LS; 12; 60% LSP; 1; 5% LSA; 1; 5% Lab CLOE; 4; 15% LD; 5; 18% SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 17

18 Lab per studenti di SSS: Masterclass Ottica Fisica Situazione: luce che passa attraverso una fenditura da 5-10 mm e una <1 mm. Prevedere che cosa ti aspetti di osservare sullo schermo S. Spiegare e illustrare Fenditura Larga (2 cm) Fenditura stretta (<1 mm ) (N=271) Pre Post Luce allargata Luce meno larga 48 La luce rimane la stessa La luce si espande 24 La luce rimane la stessa La luce si espande verticalmente (nella stessa direzione della fenditura) 21 La luce rimane la stessa Si espande allarga orizzontalmente 59 La luce rimane la stessa Più linne all interno 7 38 Pre % Post % Michelini, Stefanel DIFRAZION OTICHE 18

19 Lab per studenti di SSS: MQ Ore data Tipo Sc Scuole CL 4 CL 5 CL ST cl. 4 ST cl. 5 ST Ins 9 17-apr-15 LS,LC Grigoletti; Duca Abruzzi GO, Duca Abruzzi TV, Diacono Cividale 8 17-dic-15 LS Da Vinci; Flaminio 8 26-nov-15 LS, LC Duca Abruzzi TV; Duca Abruzzi GO; Quadri VI, Canova TV SIF, Padova 26/09/2016 Michelini,Stefanel LACOMGEI 19