Didattica della Fisica I

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1 Didattica della Fisica I SSIS - a.a. 2007/08 IX Ciclo L. Martina Dipartimento di Fisica - Università del Salento Sezione INFN - Lecce

2 -Obiettivo del corso: Assumere un atteggiamento costruttivista nella progettazione didattica di alcuni temi di Fisica, seguendo percorsi di tipo storico, tecnologico, di interesse sociale e sperimentale. Temi Fisica e Apprendimento Ottica Fisica Interazione Radiazione Materia Principi di Meccanica Quantistica Applicazioni della MQ Simmetrie in Fisica I Problemi nell Insegnamento della Fisica

3 Bibliografia essenziale 1. M. Vicentini, M. Mayer: Didattica della Fisica, La Nuova Italia (1996) 2. E. Roletto: L'insegnamento delle scienze sperimentali, La Fisica nella Scuola XXXVI n. 2 Suppl. (2003) 3. M. De Paz: L'apprendimento, La Fisica nella Scuola XXXVI n. 2 Suppl. (2003). 4. G. Bachelard: Il nuovo spirito scientifico, Laterza (Bari, 1978). 5. G. Holton et al: Fisica, a cura del PSSC, trad di A. Suvero, Zanichelli (Bologna, 1973). 6. R. P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands: La Fisica di Feynman, Addison -Wesley Pub. Co. (Amsterdam,1975) 7. U. Amaldi: Corso di Fisica (Zanichelli, Bologna 1999) 8. B. Rossi: Ottica, Masson (Milano, 1984). 9. A. Frova: Luce, Colore, Visione, BUR (2000) C. 10.Bernardini: Prima lezione di fisica, Editori Laterza (2007)

4 Insegnamento/Apprendimento della Fisica 1. Chi è l insegnante di Fisica? 2. Apprendimento fine dell Insegnamento 3. Insegnamento/Apprendimento 4. L uomo sceglie, immagazzina, elabora, trasforma, recupera l informazione 5. Insegnamento/ Conoscenza comune/scientifica /Contesto Sociale Contesto scuola Studenti Insegnanti Fisica Società Contesto scientifico

5 Mondo naturale Modello dell ADATTAMENTO COGNITIVO 1) ASSIMILAZIONE 2) ACCOMODAMENTO Modello di costruzione della conoscenza (comune) Raccoglie Riceve informazioni dati osservativi NON NECESSARIAMENTE Individuo NON NECESSARIAMENTE Coerenti Coerenti Formalmente Controllati Costruisce Strutturate Verificati Schemi di conoscenza Rappresenta Modelli di realtà (campi delimitati) Comunità sociale Sviluppa capacità di Prevedere/Controllare/ Ricercare nuove informazioni/ Immaginare esperienze diverse Quindi può Verificare e modificare La conoscenza è il risultato di una costruzione individuale

6 Reti di Conoscenza Rete Coerente Inserimento di nuova conoscenza Rete Incoerente Livello di conoscenza Il processo di apprendimento si manifesta attraverso stati di conoscenza sistematizzata t Le conoscenza sistematizzata sono quelle che riusciamo a comunicare (esplicitamente), quindi a insegnare

7 Siamo Tutti FISICI.!!!! APPRENDIMENTO SPONTANEO CONOSCENZA COMUNE APPRENDIMENTO INDOTTO CONOSCENZA DELLE DISCIPLINE (FISICA) ATTRAVERSO L ISTRUZIONE

8 Modelli di Apprendimento Comportamentismo (Apprendimento Indotto) Quali sono le Risposte a Stimoli all apprendimento? Cognitivismo (Apprendimento Spontaneo) Qual e lo Sviluppo delle Strutture Cognitive, guidato dalle funzioni cognitive caratteristiche dell uomo? Carattere ATTIVO del soggetto conoscente APPRENDIMENTO SPONTANEO Soggetto conoscente APPRENDIMENTO INDOTTO Ruolo del Linguaggio Strategie di acquisizione ed elaborazione delle informazioni Caratteristiche degli schemi di conoscenza

9 Modelli di Insegnamento Insegnamento/Apprendimento Didattica Insegnante Studenti A) Modello trasmissivo -> ricezione - uso Emettitore Ricevitore Impronta intellettuale Sapere (Attivo) Tabula rasa : USO del SAPERE B) Metodo costruttivista > comprensione - uso Capacita metariflessiva sulle conoscenze Capacita di attivazione degli schemi di apprendimento Produrre Istruzioni per Scegliere significati Costruire nuovi significati Negoziare significati

10 Insegnamento Con il metodo trasmissivo Lezione frontale Studio individuale Verifica Ipotesi Metodologiche 1. L allievo è un soggetto neutro 2. Esiste la trasparenza comunicativa 3. La comunicazione ottimale è instaurata dall insegnante 4. Esiste la razionalità comune 5. Esiste la comprensione a posteriori

11 Pregi del metodo trasmissivo Capacità di fornire molteplici informazioni ad un uditorio numeroso Uditorio richiesto 1. Motivato 2. Analogia delle strutture mentali/culturali di docente/discenti 3. Possesso di informazioni di base consolidate. Motivi di insuccesso 1. Scarsa motivazione degli allievi 2. Non neutralità degli schemi mentali dell allievo 3. Non omogeneità degli schemi mentali insegnante/allievo

12 La conoscenza scientifica Deriva da 1. Fatti oggettivi e incontrovertibili? 2. Capacità di osservare senza preconcetti? 3. Da attente osservazioni si deducono leggi e teorie scritte nei fatti?

13 Mondo naturale Modello di costruzione della conoscenza scientifica Comunità scientifica Raccoglie dati osservativi POSSIBILMENTE Coerenti Controllati Verificati Scienziato o Comunita Scientifica Costruisce Schemi di conoscenza Riceve informazioni NECESSARIAMENTE Coerenti Formalmente Strutturate Rappresenta Modelli di realtà intersoggettivi in campi relazionati Sviluppa capacità di Prevedere/Controllare/ Ricercare nuove informazioni/ Immaginare esperienze diverse Quindi può Verificare e modificare La conoscenza scientifica è il risultato di una costruzione sociale

14 Identificare significati universali nella ripetibilita di certe circostanze Riconoscere la categoria di appartenenza del fenomeno Astrarre dalle circostanze concomitanti l evento (Universo, Spazio, Tempo, Materia) Stabilire relazioni di causalita Ideare Modelli Rappresentativi Definire scale di rilievo Sviluppare un Linguaggio Tecnico

15 Rapporto conoscenza scientifica / conoscenza comune Quali sono gli schemi della conoscenza comune Quali le differenze con lo schema scientifico Qual è il processo di costruzione della conoscenza comune chemi utili per prevedere e controllare gli eventi dell ambiente Apparati culturali diversificati Dewey conoscere per fare -> fare per conoscere Piaget epistemologia genetica: organizzazione logica e evoluzione psicologica Neisser processi cognitivi: ricezione, codifica, trasformazione, riduzione, recupero dell informazione.

16 Insegnamento delle Scienze Lo studente e messo in rapporto con i contenuti, I modelli e i processi definiti dalla comunita scientifica Non e possibile separare contenuti da metodi Interesse per le regolarita completato dalla capacita di cogliere le differenze

17 L ostacolo epistemologico I professori di scienze ritengono che il pensiero inizi come una lezione, che si possa far comprendere una dimostrazione ripetendola punto per punto. Essi non hanno compreso che quando l adolescente arriva in classe possiede già delle conoscenze empiriche salde. Si tratta allora non tanto di acquisire una cultura (scientifica) sperimentale, ma piuttosto di cambiare la cultura sperimentale (comune), di abbattere gli ostacoli già accumulati nella vita quotidiana. G. Bachelard: Il nuovo spirito scientifico, trad. it. Laterza (Bari, 1978) In che misura?

18 Metodo costruttivista L insegnante può aiutare l allievo: 1. Offrendogli situazioni problematiche 2. Facendone saggiare la (in)adeguatezza delle proprie concezioni 3. Rendendolo consapevole di tale inadeguatezza 4. Stimolandone l esigenza ad acquisirne di nuove (più vicine a quelle scientifiche) Processo dialettico tra vecchie e nuove concezioni Prospettiva tridimensionale dell apprendimento Dimensione costruttivista individuale Dimensione sociale Dimensione interattiva (allievo) (insegnante e gruppo classe) (allievo e ambiente naturale/sociale)

19 Riassumendo Rapporto fra insegnamento e apprendimento Inquadramento epistemologico La formalizzazione La mappa concettuale e come si costruisce Il metodo di indagine scientifica Il linguaggio scientifico