Didattica della Fisica I

Didattica della Fisica I

SSIS - a.a. 2007/08 IX Ciclo

L. Martina

Dipartimento di Fisica - Università del Salento Sezione INFN - Lecce

http://www.fisica.unile.it/~martina/allow_listing/SSIS/

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

-Obiettivo del corso

“costruttivista”

nella progettazione didattica di alcuni temi di Fisica,

seguendo percorsi di tipo storico, tecnologico, di interesse sociale e sperimentale.

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)

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

Fisica

Insegnanti

Società Studenti

Contesto scientifico

Contesto scuola

Modello di costruzione della conoscenza (comune)

Raccoglie dati osservativi

NON NECESSARIAMENTE Coerenti

Controllati Verificati

Riceve informazioni NON NECESSARIAMENTE

Coerenti

Formalmente Strutturate

Prevedere/Controllare/

Ricercare nuove informazioni/

Immaginare esperienze diverse Modelli di realtà (campi delimitati)

Schemi di conoscenza Individuo

Mondo naturale

Comunità sociale

Verificare e modificare Costruisce

Rappresenta

Sviluppa capacità di

Quindi può

La conoscenza è il risultato di una costruzione individuale costruzione individuale

Modello dell’ADATTAMENTO COGNITIVO 1) ASSIMILAZIONE

2) ACCOMODAMENTO

Reti di Conoscenza

Rete Coerente

Inserimento di nuova conoscenza

Rete Incoerente

t Livello di conoscenza

•Il processo di apprendimento si manifesta attraverso stati di conoscenza sistematizzata

•Le conoscenza sistematizzata sono quelle che riusciamo a comunicare (esplicitamente), quindi a insegnare

Siamo Tutti FISICI….!!!!

• CONOSCENZA COMUNE

• CONOSCENZA DELLE DISCIPLINE (FISICA)

ATTRAVERSO L’ISTRUZIONE

•APPRENDIMENTO SPONTANEO

•APPRENDIMENTO

INDOTTO

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

Soggetto conoscente

APPRENDIMENTO SPONTANEO

APPRENDIMENTO INDOTTO

Ruolo del Linguaggio

Strategie di acquisizione ed elaborazione delle informazioni Caratteristiche degli schemi di conoscenza

Modelli di Insegnamento

Insegnamento/Apprendimento

Insegnante Studenti Didattica

A) Modello trasmissivo -> ricezione - uso

Impronta intellettuale

Sapere (Attivo) Tabula rasa : USO del SAPERE

Emettitore Ricevitore

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

Insegnamento

Con il metodo trasmissivo

• Lezione frontale

• Studio individuale

• Verifica

Ipotesi Metodologiche

1. L’allievo è un soggetto neutro soggetto neutro

2. Esiste la trasparenza trasparenza comunicativa

3. La comunicazione ottimale comunicazione ottimale è instaurata dall’insegnante

4. Esiste la razionalit razionalit à à comune comune

5. Esiste la comprensione a posteriori comprensione a posteriori

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

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?

Modello di costruzione della conoscenza scientifica

Raccoglie dati osservativi POSSIBILMENTE

Coerenti Controllati

Verificati

Riceve informazioni NECESSARIAMENTE

Coerenti

Formalmente Strutturate

Prevedere/Controllare/

Ricercare nuove informazioni/

Immaginare esperienze diverse Modelli di realtà intersoggettivi

in campi relazionati Schemi di conoscenza

Scienziato o

Comunita’ Scientifica Mondo

naturale

Comunità scientifica

Verificare e modificare Costruisce

Rappresenta

Sviluppa capacità di

Quindi può

La conoscenza scientifica è il risultato

di una costruzione sociale costruzione sociale

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

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

Schemi 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.

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

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 ?

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

naturale/sociale)

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