RISORSE TECNOLOGICHE PER L’ INSEGNAMENTO DELLA FISICA

 

Lidia Borghi

Dipartimento di Fisica "A. Volta", Università di Pavia

borghi@fisicavolta.unipv.it

 

Sommario

Vengono considerati esempi di strumenti didattici, basati sull’uso del personal computer, che hanno in comune la caratteristica di favorire l'impegno degli studenti in attività sperimentali, la riflessione su queste e il successivo passaggio alla formalizzazione.  Il loro impiego in classe può inoltre incoraggiare negli alunni l'esplicitazione delle idee, il confronto e la discussione con i compagni e con l'insegnante.

 

Introduzione

Le considerazioni che seguono riguardano l'insegnamento della fisica, disciplina che può consentire allo studente di percorrere il cammino completo dalla osservazione dei fenomeni alla loro formalizzazione.  Tale cammino può essere notevolmente facilitato da strategie didattiche basate sull'utilizzo del personal computer e di software opportunamente progettato.  Verranno qui presentati due esempi significativi di strumenti che possono fornire all'insegnante un valido supporto nella costruzione di strategie efficaci nel suo lavoro di mediazione culturale e didattica fra conoscenza spontanea e conoscenza disciplinare.

 

1. Dispositivi MBL (Microcomputer-Based Laboratory)

Un impiego importante dell'elaboratore, particolarmente apprezzato dagli insegnanti, è quello concernente l'acquisizione di dati attraverso sensori interfacciati al computer e software che permette la loro rappresentazione in tempo reale, cioè mentre il fenomeno in studio si svolge.  Dispositivi che consentono questo tipo di impiego, largamente utilizzati nei diversi paesi e ai vari livelli di scolarità vengono indicati con la sigla MBL oppure con RTL (Real Time Laboratory).  Le potenzialità educative dell'uso di tali strumenti vanno ricercate nella possibilità che essi offrono di modificare in modo sostanziale l'ambiente di apprendimento che si realizza in classe spostando il centro dell'azione educativa dall'istruzione alla costruzione diretta di conoscenza da parte dell'allievo.  Il ruolo dell'insegnante rimane essenziale ma risulta modificato: il controllo di ipotesi formulate dallo studente può infatti essere fatto dallo studente stesso (e dalla classe) tramite l'analisi di dati sperimentali riguardanti il fenomeno in esame.  Si può affermare che l'autorità è spostata dall'insegnante alla natura, che può essere efficacemente esplorata con i dispositivi MBL.

 

In realtà questi strumenti possono essere veramente efficaci solo se vengono utilizzati in classe in modo corretto: l'insegnante deve infatti assumere il ruolo "facilitator" e di guida discreta per gli studenti.  Dovrà quindi ascoltarli, comprendere le loro concezioni relative all'argomento proposto per lo studio, fornire le informazioni necessarie per l'uso dei dispositivi MBL e soprattutto porre domande appropriate per fare in modo che la classe possa giungere alle acquisizioni desiderate.  In questo caso l'intervento didattico favorisce la partecipazione attiva degli studenti alle attività sperimentali e la loro collaborazione in fasi decisive dello studio di un fenomeno quali sono l'osservazione, la schematizzare e la formalizzazione.

 

2. Il programma INTERACTIVE PHYSICS

Interactive Physics è un programma di simulazione che consente di:

 

a) visualizzare il comportamento di oggetti e di sistemi di oggetti in condizioni fisiche scelte dall'utente entro un largo spettro di possibilità;

b) ricavare informazioni su grandezze che in un'esperienza concreta dovrebbero essere ottenute con l'uso di strumenti di misura.

 

Le informazioni possono essere fornite attraverso vari tipi di rappresentazioni (vettori, tabelle, grafici ...).  L'utente può, in ogni momento, richiamare questi elementi di formalizzazione per confermare le sue idee sul fenomeno in esame e/o per avere suggerimenti circa l'interpretazione dei comportamenti osservati.  Interactive Physics permette quindi di "costruire" facilmente situazioni analoghe a quelle sperimentali creando un ambiente di lavoro stimolante che consente una verifica agevole delle previsioni e un controllo delle ipotesi.

 

La premessa di una fase di osservazione ci sembra una esigenza da soddisfare sistematicamente prima di passare all'uso di Interactive Physics perché il lavoro con questo programma è tanto più fertile quanto più si raccorda con idee suggerite da osservazioni iniziali di realtà concrete.  Il lavoro con Interactive Physics si può molto utilmente coniugare con attività svolte con i dispositivi MBL: questi possono infatti consentire una prima indagine quantitativa sul sistema in studio mentre Interactive Physics può permettere di approfondire lo studio del sistema filtrando aspetti che nell'ambiente sperimentale sono accessori per la comprensione.

 

Nota conclusiva

I risultati di numerose ricerche in Didattica della fisica disponibili in letteratura rilevano una scarsa efficacia dell'insegnamento tradizionale della Fisica e sottolineano l'importanza di un impegno diretto dello studente in attività che gli permettano di analizzare, in collaborazione con i compagni e con la guida dell'insegnante, situazioni fisiche significative, di costruire modelli che le descrivano e di verificarne la validità.  La progettazione e la sperimentazione di percorsi didattici su aree di conoscenza emblematiche fondati su strumenti didattici nuovi consente di apprezzare il contributo che la tecnologia è in grado di offrire alla definizione dei problemi generali dell’insegnamento e dell’apprendimento e inoltre di valutarne correttamente i limiti.

 

Riferimenti bibliografici

1. A. B. Arons, Guida all’insegnamento della fisica, Zanichelli: Bologna, 1996.

2. L. Borghi, A. De Ambrosis, P. Mascheretti, MBL tools in teacher preparation, International Conference: "Physics teacher education beyond 2000" – Barcellona, August 27 - September 1, 2000.

3. G. Torzo, B. Pecori, Il moto dell’altalena: un gioco antico studiato con tecnica moderna, La Fisica nella Scuola, 2001, XXXIV, 1, 15-23.