Didattica per la Fisica

D’Innocenzo (prof. ass.), L. Martina (ric. conf.), L. Renna (prof. ass.) L. Solombrino (prof. ass.)

Personale tecnico

E. Cannone (Dip. Fis.), A. Guido (Dip. Fis.) - a disponibilità parziale.

S. Pascali (Dip. Fis.), un ulteriore posto in pianta organica.

Finalità

Alla base del progetto si trovano le seguenti motivazioni:

Promuovere la costituzione di un gruppo di ricerca che coinvolga inizialmente docenti del Dipartimento di Fisica e successivamente anche docenti della Scuola Secondaria Superiore (S.S.S.), allo scopo di perseguire gli obiettivi appresso indicati.

Fornire adeguate prestazioni professionali alle numerose richieste di aggiornamento e collaborazione su problemi di didattica della Fisica che provengono agli istituti universitari dalle Scuole secondarie operanti nel territorio salentino.

Analizzare le conoscenze fisiche fornite dagli attuali corsi di laurea, allo scopo di valutare in che misura esse siano sufficienti a consentire un’azione didattica degli insegnanti che sia incisiva sulla formazione scientifica e culturale degli studenti.

Effettuare una adeguata sperimentazione ed elaborazione di moduli didattici e di proposte concrete di attività di laboratorio da affrontarsi sia a livello universitario che della S.S.S. L’avvio del nuovo ordinamento del corso di Laurea in Fisica e l’istituzione della Scuola Interateneo di Specializzazione (SIS) che ha sede in Lecce suggeriscono, infatti, di adottare nell’insegnamento della fisica moderne tecnologie didattiche (tra queste, l'uso del computer on-line, di strategie multimediali quali l’ipertesto, ecc.).

La ricerca si propone una riflessione critica sull’attuale organizzazione didattica della fisica e su aspetti fondamentali della disciplina soprattutto nei corsi di Fisica di base, per la S.S.S. e nei corsi rivolti alla formazione degli insegnanti. In questo ambito la ricerca riguarda anche la possibilità di proporre un’organizzazione dei contenuti, diversa da quella tradizionale, che permetta l'inserimento di argomenti della fisica moderna e contemporanea.

La ricerca è impostata sullo sviluppo e la sperimentazione di strumenti, materiali e metodologie didattiche idonei a stimolare possibili cambiamenti concettuali e metodologici degli schemi di insegnamento/apprendimento della disciplina.

Il progetto prevede la realizzazione di modelli di formazione (iniziale e continua) per i docenti della S.S.S. da utilizzare in corsi di aggiornamento e da sottoporre a sperimentazione didattica. Lo scopo è quello di cercare di superare da un lato le difficoltà d’integrazione tra competenze di didattica disciplinare e competenze di carattere psicopedagogico generale e, dall’altro, le eventuali carenze nella formazione disciplinare fornita nel corso di laurea.

Metodi

Il supporto didattico può essere articolato attraverso due tipi di interventi:

Uso del Laboratorio.

Uso di nuove tecnologie e metodologie.

Il Laboratorio come strumento didattico sarà utilizzato per l’individuazione di attività didattiche rivolte alla comprensione del rapporto teoria/esperimento e per la comprensione della metodologia d’indagine nella Fisica o finalizzata all’apprendimento dei concetti fisici. La linea di ricerca è dedicata a quegli esperimenti di fisica che siano rappresentativi per la ricchezza delle problematiche coinvolte. Questi esperimenti possono, secondo i casi, essere realmente eseguiti in laboratorio o essere simulati al computer o solamente analizzati.

Il secondo aspetto riguarda da una parte l’individuazione delle modalità d’uso e dei problemi di comprensione del materiale scritto e le metodologie di analisi del testo, attraverso ad es. l’uso di mappe concettuali; dall’altra la progettazione e sperimentazione di prodotti e modelli di intervento didattico basati su tecnologie multimediali e di prototipi di materiali curriculari che utilizzino appieno le potenzialità pedagogiche offerte dalle tecnologie informatiche (Computer Based Laboratory (MBL), Computer Assisted Instruction (CAI), software didattico specifico, ipertesti, ecc.).

Obiettivi a breve termine:

Indagine sulle principali difficoltà connesse con i nodi concettuali della fisica di base attraverso percorsi basati su combinazioni di attività di laboratorio e modellizzazione (con particolare riferimento alla meccanica classica).

Sperimentazione di modelli di formazione iniziale e continua degli insegnanti di fisica. In questo ambito è di interesse l’insegnamento della fisica moderna nella S.S.S.

Apprendimento di concetti di fisica attraverso l’utilizzazione di tecnologie informatiche, impiegate come amplificatori cognitivi, informativi e collaborativi (utilizzo di software per unità didattiche sulla cinematica e sulla dinamica). Il lavoro prevede l’utilizzazione di approcci ipertestuali di tipo multimediale, che permettono di articolare il processo di apprendimento in fasi di modellizzazione e formalizzazione compatibili con una didattica personalizzata.

Analisi di una sperimentazione di un percorso didattico sull'oscillatore armonico per il triennio della S.S.S.

Strumentazione

Strumentazione di base per la ricerca: alcuni PC con periferiche, sensori ed interfacce per l'acquisizione on-line, software di base, modem ecc. Il dipartimento ha disponibili dei server che possono funzionare da supporto locale alla rete di comunicazione.

Locali

Le attrezzature saranno allocate nei Laboratori Didattici del Dipartimento di Fisica e in aule della Facoltà di Scienze Mfn.

Durata della fase iniziale: 18 mesi

Presentazioni e lezioni frontali Importi

Notebook Armada Compaq E500 PII 400 TFT 14"

Modem 128Mb CD ROM24X Ethernet L. 6.620.000

Video Proiettore Philips Hopper SV10 LCD Matrice Attiva

600 ANSI LUM L. 6.200.000

Mini Laboratorio

PC PIII 500 64Mb 18.1Gb CD ROM 48X 2343000 x 2 = L. 4.686.000

Elenco della strumentazione di base per esperienze di fisica

(materiale PASCO fornito dalla ditta Elitalia di Milano)

Interfaccia 750 (Standard 750 Physics Bundle) corredata da numerosi sensori per la realizzazione di circa 60 esperimenti in linea col computer L. 9.128.000

Sistema per lo studio dei moti oscillatori L. 3.062.000

Guidovia a cuscino d’aria per esperienze di cinematica e di dinamica + Compressore + accessori vari L. 3.896.000

Strumentazione per esperienze di termodinamica L. 2.202.000

Primo parziale L. 35.794.000+ IVA = L. 42.952.800

Sistema di base per lo studio dell’ottica L. 3.089.000

Sistema di base per lo studio dei fenomeni elettromagnetici L. 2.975.000

Multimetro digitale universale L. 495.000

Sistema di base per lo studio della radioattività L. 4.805.000

Generatore digitale di funzioni L. 2.389.000

Oscilloscopio a memoria L.4.778.000

Sistema completo per lo studio del moto rotazionale L. 2.617.000

Secondo parziale L. 21.148.000+IVA = L. 25.377.600