L insegnamento del Laboratorio di Fisica. Alcune considerazioni didattiche

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1 L insegnamento del Laboratorio di Fisica Alcune considerazioni didattiche

2 La Fisica nasce come scienza sperimentale, ma è spesso insegnata in modo soltanto teorico. Senza il supporto del laboratorio, si riduce così a un elenco di leggi e concetti che lo studente tende a memorizzare senza comprenderne il significato. Dalla prefazione al testo Guida al laboratorio di fisica, a cura dell AIF

3 Il ruolo del laboratorio nell insegnamento della Fisica Molti progetti didattici, di sperimentazione,... pongono in primo piano il ruolo del laboratorio nell insegnamento della Fisica.

4 Solo quando cerchiamo di mettere in contatto la parte teorica e quella pratica della nostra preparazione cominciamo a sentire in pieno l effetto di quella che Faraday ha chiamato inerzia mentale - che non è solo la difficoltà di riconoscere, negli oggetti concreti che ci stanno davanti, la relazione astratta che abbiamo appreso sui libri, ma il doloroso sforzo necessario per strappare la mente dai simboli e concentrarla sugli oggetti, e poi di nuovo dagli oggetti ai simboli Ma quando abbiamo superato queste difficoltà e siamo riusciti a gettare un ponte sull abisso tra astratto e concreto, non otteniamo solo un nuovo frammento di conoscenza: acquistiamo i rudimenti di una dote mentale permanente. James Clerk Maxwell

5 La realtà, specie in Italia, èmolto diversa. Un analisi condotta alcuni anni addietro dall AIF ipotizzava alcune cause...

6 1. Mancanza di motivazioni adeguate e di preparazione specifica degli insegnanti

7 2. Carenza di tempo

8 3. Carenza di spazi, strutture e finanziamenti

9 Sembra che a parte alcune abilità manuali, non si riscontrino differenze significative tra chi ha seguito dei corsi di laboratorio e chi non ne ha seguito.

10 Tutto questo implica una migliore definizione degli obiettivi del lavoro di laboratorio e una maggiore attenzione ai problemi specifici

11 Obiettivi specifici Il lavoro di laboratorio non è utile se consiste solo nell eseguire una serie di istruzioni per arrivare al risultato giusto, come in una ricetta.

12 Può essere educativo se offre situazioni per sviluppare la percezione, l osservazione, la discussione, la formulazione di ipotesi, il ritorno all esperimento,

13 L opinione prevalente è quella di assegnare un ruolo autonomo al laboratorio, e non semplicemente subordinato all insegnamento teorico della Fisica.

14 Delineazione di alcuni obiettivi specifici: di formazione di comportamento

15 Obiettivi di formazione

16 Rendere reali i fenomeni attraverso l esperienza Il piano inclinato nel libro e nella realtà. SISSIS, Anno 2002

17 Abituarsi a vedere i problemi e cercare le soluzioni

18 Incoraggiare osservazioni e descrizioni accurate e quantitative

19 Sviluppare abilità manipolative specifiche La realizzazione di un calorimetro artigianale, SISSIS 2001

20 Verificare criticamente fatti e principi noti

21 Usare tecniche e strumenti di laboratorio

22 Identificare e separare le variabili da cui dipende un fenomeno

23 Formulare ipotesi

24 Organizzare esperienze di verifica delle ipotesi

25 Raccogliere i dati e organizzarli in tabelle, grafici,.. angolo 20 scatola con pesi Raccolta n 5 Posizione (m) Raccolta n 5 Posizione (m) angolo 15 scatola senza pesi Tempo (s) Tempo (s)

26 Elaborare i dati

27 Costruire o scegliere modelli per interpretare i dati E = m a 2 E = m b 2 E = m c 2

28 Individuare soluzioni nuove ai problemi

29 Obiettivi di comportamento Il lavoro di gruppo, tipico del laboratorio, ha anche degli obiettivi specifici di comportamento

30 Obiettivi di comportamento Il lavoro di gruppo, tipico del laboratorio, ha anche degli obiettivi specifici di comportamento Saper collaborare con i compagni

31 Obiettivi di comportamento Il lavoro di gruppo, tipico del laboratorio, ha anche degli obiettivi specifici di comportamento Saper collaborare con i compagni Saper organizzare il proprio lavoro

32 Obiettivi di comportamento Il lavoro di gruppo, tipico del laboratorio, ha anche degli obiettivi specifici di comportamento Saper collaborare con i compagni Saper organizzare il proprio lavoro Saper organizzare il proprio tempo

33 Obiettivi di comportamento Il lavoro di gruppo, tipico del laboratorio, ha anche degli obiettivi specifici di comportamento Saper collaborare con i compagni Saper organizzare il proprio lavoro Saper organizzare il proprio tempo Saper distinguere ruoli e responsabilità nel gruppo

34 Obiettivi di comportamento Il lavoro di gruppo, tipico del laboratorio, ha anche degli obiettivi specifici di comportamento Saper collaborare con i compagni Saper organizzare il proprio lavoro Saper organizzare il proprio tempo Saper distinguere ruoli e responsabilità nel gruppo Saper discutere e confrontare le proprie idee con gli altri

35 Obiettivi di comportamento Il lavoro di gruppo, tipico del laboratorio, ha anche degli obiettivi specifici di comportamento Saper collaborare con i compagni Saper organizzare il proprio lavoro Saper organizzare il proprio tempo Saper distinguere ruoli e responsabilità nel gruppo Saper discutere e confrontare le proprie idee con gli altri Saper valutare i risultati del proprio lavoro

36 Obiettivi di comportamento Il lavoro di gruppo, tipico del laboratorio, ha anche degli obiettivi specifici di comportamento Saper collaborare con i compagni Saper organizzare il proprio lavoro Saper organizzare il proprio tempo Saper distinguere ruoli e responsabilità nel gruppo Saper discutere e confrontare le proprie idee con gli altri Saper valutare i risultati del proprio lavoro Saper individuare i propri errori, valorizzando la discussione comune

37 Ruolo dell insegnante

38 Ruolo dell insegnante Assicurare un lavoro di formazione, fornendo contenuti e metodo

39 Ruolo dell insegnante Assicurare un lavoro di formazione, fornendo contenuti e metodo Rispondere alle questioni che sorgono

40 Ruolo dell insegnante Assicurare un lavoro di formazione, fornendo contenuti e metodo Rispondere alle questioni che sorgono Fornire un abitudine al lavoro pratico e manuale in laboratorio

41 Ruolo dell insegnante Assicurare un lavoro di formazione, fornendo contenuti e metodo Rispondere alle questioni che sorgono Fornire un abitudine al lavoro pratico e manuale in laboratorio Assistere nell uso della strumentazione

42 Ruolo dell insegnante Assicurare un lavoro di formazione, fornendo contenuti e metodo Rispondere alle questioni che sorgono Fornire un abitudine al lavoro pratico e manuale in laboratorio Assistere nell uso della strumentazione Favorire la curiosità e l attenzione alla realtà, nonché la fantasia e la creatività, unita al rigore e alla precisione

43 Organizzazione di un laboratorio didattico

44 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente)

45 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti

46 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro

47 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro Numero esperimenti da effettuare

48 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro Numero esperimenti da effettuare Tempo da dedicare al laboratorio

49 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro Numero esperimenti da effettuare Tempo da dedicare al laboratorio Lavoro singolo e/o di gruppo

50 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro Numero esperimenti da effettuare Tempo da dedicare al laboratorio Lavoro singolo e/o di gruppo Importanza del contenuto delle esperienze e della metodologia

51 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro Numero esperimenti da effettuare Tempo da dedicare al laboratorio Lavoro singolo e/o di gruppo Importanza del contenuto delle esperienze e della metodologia Esecuzione di esperimenti standard o realizzazione di esperienze nuove

52 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro Numero esperimenti da effettuare Tempo da dedicare al laboratorio Lavoro singolo e/o di gruppo Importanza del contenuto delle esperienze e della metodologia Esecuzione di esperimenti standard o realizzazione di esperienze nuove Aspetti qualitativi e quantitativi nelle esperienze

53 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro Numero esperimenti da effettuare Tempo da dedicare al laboratorio Lavoro singolo e/o di gruppo Importanza del contenuto delle esperienze e della metodologia Esecuzione di esperimenti standard o realizzazione di esperienze nuove Aspetti qualitativi e quantitativi nelle esperienze L analisi dei dati

54 Organizzazione di un laboratorio didattico Ruolo del laboratorio (supporto all insegnamento della Fisica o materia indipendente) Numero di studenti coinvolti Spazio disponibile / posti di lavoro Numero esperimenti da effettuare Tempo da dedicare al laboratorio Lavoro singolo e/o di gruppo Importanza del contenuto delle esperienze e della metodologia Esecuzione di esperimenti standard o realizzazione di esperienze nuove Aspetti qualitativi e quantitativi nelle esperienze L analisi dei dati La valutazione del lavoro degli studenti (inclusa nella Fisica o a parte?). Se a parte, come? (Tesine, dimostrazioni alla classe, )

55 Uso delle risorse disponibili

56 Uso delle risorse disponibili Inventario delle attrezzature di base, della strumentazione esistente, delle esperienze complete e di quelle realizzabili modificando il materiale esistente

57 Uso delle risorse disponibili Inventario delle attrezzature di base, della strumentazione esistente, delle esperienze complete e di quelle realizzabili modificando il materiale esistente Esecuzione delle esperienze da parte dell insegnante

58 Uso delle risorse disponibili Inventario delle attrezzature di base, della strumentazione esistente, delle esperienze complete e di quelle realizzabili modificando il materiale esistente Esecuzione delle esperienze da parte dell insegnante Valutazione delle risorse umane disponibili

59 Uso delle risorse disponibili Inventario delle attrezzature di base, della strumentazione esistente, delle esperienze complete e di quelle realizzabili modificando il materiale esistente Esecuzione delle esperienze da parte dell insegnante Valutazione delle risorse umane disponibili Preparazione di schede sintetiche per ogni esperienza

60 Uso delle risorse disponibili Inventario delle attrezzature di base, della strumentazione esistente, delle esperienze complete e di quelle realizzabili modificando il materiale esistente Esecuzione delle esperienze da parte dell insegnante Valutazione delle risorse umane disponibili Preparazione di schede sintetiche per ogni esperienza Descrizioni scritte dettagliate di ogni esperienza, raccolte in un volume personalizzato per il laboratorio in questione

61 Uso delle risorse disponibili Inventario delle attrezzature di base, della strumentazione esistente, delle esperienze complete e di quelle realizzabili modificando il materiale esistente Esecuzione delle esperienze da parte dell insegnante Valutazione delle risorse umane disponibili Preparazione di schede sintetiche per ogni esperienza Descrizioni scritte dettagliate di ogni esperienza, raccolte in un volume personalizzato per il laboratorio in questione Realizzazione di supporti multimediali e risorse Web con la descrizione del materiale e/o delle esperienze

62 Conclusioni E necessaria una riflessione da parte di ciascun insegnante per definire il ruolo e l organizzazione di un laboratorio di fisica