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DIFIMA 2025 – Contributi selezionati FISICA
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EtichettaCognome e nome del primo relatore (referente)Cognomi e nomi di eventuali co-relatoriTitolo del contributoSunto (max 2500 caratteri)Tipologia del contributoArea disciplinareSotto-temi di riferimento (è possibile selezionare più di una opzione):Livello scolare (è possibile scegliere più di una opzione)
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AndrioloAndriolo EleonoraL’aria non si vede… ma si insegna! Immaginiamo di prendere una bacinella trasparente, riempirla con dell’acqua e adagiarci una barchetta galleggiante. Immergiamo ora un barattolo trasparente, senza coperchio, capovolto sopra la barchetta e spingiamo fino al fondo della bacinella.

Cosa succederà alla barchetta? Perché? Varia il livello dell’acqua? C’è qualcosa dentro il contenitore vuoto?

Le prime idee che i bambini hanno sull’aria sono interessanti, così com’è interessante fare un confronto tra le loro preconoscenze e quelle degli studenti frequentanti il laboratorio di Fondamenti e Didattica della Fisica di Collegno.

Pascal, Stevino, Empedocle e Boyle saranno le nostre guide e grazie ai loro esperimenti ci aiuteranno a capire meglio come l’aria sia stata affrontata nella storia del pensiero scientifico.

Proprio dal pensiero scientifico quindi bisogna partire, analizzando le idee dei bambini secondo la metodologia della “previsione- spiegazione”: presentare la situazione sperimentale chiedendo di effettuare una previsione su quello che succederà quando una certa azione sarà compiuta; solo in un secondo momento si chiederà la spiegazione di quanto accaduto (Tytler 1998).

Attraverso un percorso didattico studiato ad hoc, scopriamo come questo fluido onnipresente possa suscitare dubbi e perplessità nel pensiero infantile: grazie ad esperienze concrete e sensoriali sviluppiamo la consapevolezza della sua esistenza, ponendo la dovuta attenzione sulle caratteristiche dell’aria.
ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Inclusione e riduzione delle differenze nella didattica laboratorialePrimaria
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Biolcati_1Biolcati EmanueleFisica sperimentale tra Python, Arduino e ColabCol presente intervento si intende mostrare come sia possibile far svolgere agli studenti esperienze di laboratorio usando contemporaneamente il microcontrollore Arduino (programmato in C++) per la raccolta dati, il codice Python in locale per leggere i dati e salvarli, il codice Python all'interno della piattaforma Google Colab per la simulazione e l'analisi dei dati.
L'approccio adottato è di alto livello (interpolazione, matrice di covarianza, due linguaggi di programmazione, etc.), ma suddiviso in fasi e collaborando con l'intelligenza artificiale, è stato possibile proporlo con ottimi risultati a studenti dell'ultimo anno del liceo classico. Saranno presentati i lavori svolti dai ragazzi e sarà illustrato l'approccio scelto dal docente per proporre l'attività in più classi.
Con attività di questo tipo è possibile sviluppare competenze trasversali peculiari del lavoro del ricercatore: simulazione Montecarlo, presa dati, analisi dati con interpolazioni e matrici di covarianza, scrittura di relazione di laboratorio in LaTeX con accurata propagazione delle incertezze. Contestualmente, si approfondiscono argomenti curricolari (meccanica o elettrodinamica). Per questo si presenta come adeguata anche ai fini orientativi e collocabile tanto all'interno delle ore di didattica della fisica, quanto come progetto PCTO.
ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Creatività individuale e sociale nella progettazione di attività con tecnologieSecondaria di secondo grado
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BreganiBregani ElisaLe ombre nel pensiero infantile e nell'età adultaQuale concezione di ombra emerge nella fascia 4-7 anni e come evolve al raggiungimento dell’età adulta? È possibile costruire una concezione scientifica di ombra sin dall’infanzia?
Nel corso dell’anno accademico 2023/2024 è stata condotta una sperimentazione con un campione di 80 studenti di età compresa tra i 4 e i 7 anni, questi bambini non avevano ancora svolto percorsi volti a osservare e scoprire il fenomeno delle ombre e come questo sia legato alla presenza di luce. I dati, raccolti attraverso il disegno e la registrazione audio dei loro interventi, si sono rivelati molto interessanti, emerge, ancor prima di svolgere insieme un percorso didattico, una concezione di ombra più matura rispetto a quando segnalato da Piaget (1930), in linea con gli studi più recenti. In particolare, risulta diffusa l’idea per cui sia necessaria una fonte di luce ai fini della presenza dell’ombra.
Un anno dopo, durante il laboratorio di Fondamenti e Didattica della Fisica, è stata condotta, grazie alla partecipazione e collaborazione attiva delle studentesse di Scienze della Formazione Primaria, una seconda raccolta dati. È stato chiesto loro di disegnare, come avvenuto con i bambini, “un oggetto, la sua ombra e cosa serve affinché ci sia l’ombra”. Le studentesse non avevano studiato il fenomeno in precedenza e hanno rappresentato la loro concezione sulla base della loro esperienza e osservazione diretta. Dai loro elaborati emergono tutte concezioni mature, ciò è interessante, ma quanto ancora più curioso è la similarità di alcune giustificazioni e rappresentazioni fatte che rimandano ad alcune idee emerse nei bambini. In due casi, ad esempio usano la parola “riflesso” per spiegare la proiezione dell’ombra, fatto curioso registrato anche in una ricerca condotta, sempre con studenti universitari, dalla professoressa Ayse Oguz Unver, docente della Mugla Sitki Kocman University. Inoltre, in alcuni disegni l’ombra viene rappresentata come “staccata” dall’oggetto o collegata solo ad un piede.
ComunicazioneFisicaFormazione dei docenti di discipline STEM e STEAM, Analisi del pensiero infantile e non di fenomeni naturali della quotidianitàInfanzia, Primaria
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CaneCane DanieleGiudici Laura, Galante DinoMisura della “costante” solare con l’uso dello smartphoneQuesta proposta didattica interdisciplinare tra matematica e fisica è rivolta agli studenti della scuola secondaria di secondo grado e ha come obiettivo la stima sperimentale della “costante” solare, ovvero la quantità di energia solare (mediata sull’anno e sul ciclo undecennale dell’attività solare) che arriva sull’unità di superficie terrestre perpendicolarmente al flusso di radiazione solare, al top dell’atmosfera.
Utilizzando il sensore di luminosità (luxmetro) integrato negli smartphone e le app gratuite disponibili, gli studenti misurano l’illuminamento (in lux) in una giornata di cielo sereno, preferibilmente nelle ore centrali della giornata per minimizzare l’effetto dell’inclinazione solare. Il valore ottenuto viene poi utilizzato per stimare l’intensità dell’energia solare ricevuta al top dell’atmosfera.
L’attività comprende un’introduzione teorica con la spiegazione del concetto di costante solare, la relazione tra illuminamento (lux) e intensità energetica (W/m²), le correzioni per la posizione dell’osservatore e la conversione da lux a W/m² mediante l’uso di un fattore empirico (che permette di tenere conto della geometria piana del sensore del cellulare rispetto alla geometria semisferica dell’emissione del Sole e integra su tutte le lunghezze d’onda emesse dal Sole).
I ragazzi possono effettuare in autonomia le rilevazioni sperimentali con la misurazione dell’illuminamento in diversi orari e luoghi, con strategie per tenere conto della luce diffusa dall’atmosfera.
L’analisi dei dati viene effettuata con l’utilizzo delle formule per il calcolo dell’intensità energetica, la correzione per latitudine e longitudine, la stima degli errori e confronto con il valore teorico della costante solare.
L’attività risulta coinvolgente, economica e facilmente replicabile, stimolando l’interesse degli studenti verso la sperimentazione scientifica e i fenomeni naturali. Particolarmente stimolante è l’uso degli strumenti digitali a disposizione di tutti per l’acquisizione dei dati (con tutte le criticità del caso) e la forte interdisciplinarietà tra matematica, fisica e scienze ambientali.
ComunicazioneInterdisciplinare Matematica/FisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Approcci interdisciplinari e transdisciplinariSecondaria di secondo grado, Università
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CutronoCutrono SimoneMarocchi D. Ruggiero ML Serio MIntrodurre alla Meccanica quantistica: proposte per un percorso innovativoLa lezione frontale è stata per secoli la principale strategia comunicativa adottata dagli insegnanti di qualsiasi grado: essa prevede la trasmissione delle nozioni “ad una via” e l’efficacia del metodo è integralmente affidata alle conoscenze dell’oratore ed alla sua capacità di farsi comprendere e suscitare interesse [FICARA, 2019].
Tuttavia, diversi studi evidenziano come la rapida evoluzione degli strumenti digitali di comunicazione stia modificando le modalità d’apprendimento dei più giovani. Le lezioni frontali, mettendo a dura prova l’attenzione dell’uditore, si rivelano spesso poco efficaci [TUFFANELLI, 1999; FERRARO, 2013; LODGE, HARRISON, 2019].
Questo progetto nasce dall’esigenza di sperimentare metodi didattici alternativi alle lezioni frontali per l’insegnamento della fisica moderna. Esistono numerose iniziative che hanno cercato di rendere accessibili queste complesse tematiche a studenti di qualsiasi livello, compresi allievi della scuola primaria e secondaria di primo grado [JOHANSSON, MILSTEAD, 2008; KERSTING, BLAIR, 2022]. In questo caso si è deciso di focalizzare l’attenzione su classi quinte dei licei scientifici.
Il metodo utilizzato non esclude totalmente la lezione frontale: al fine di mantenere alta la concentrazione, si è scelto di alternare nozioni trasmesse alla lavagna ad esercizi proposti, dibattiti di gruppo in aula, materiale audiovisivo.
Nella sperimentazione si è verificato come un approccio meno ‘classico’ all’insegnamento della Meccanica quantistica possa soprattutto incrementare l’interesse suscitato negli alunni e, di conseguenza, aumentarne il livello di apprendimento.
Verranno quindi presentati alcuni suggerimenti e strumenti che sono stati selezionati ed utilizzati in aula e che si sono mostrati particolarmente utili, sia pure nel breve tempo concesso dall’insegnante di classe per la sperimentazione in aula.
ComunicazioneFisicaCreatività individuale e sociale nella progettazione di attività con tecnologieSecondaria di secondo grado
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DalbardDalbard VeronicaEsplorando il galleggiamento: le idee spontanee dei bambini tra Africa e ItaliaLa sperimentazione che si intende presentare è svolta in due contesti differenti e i risultati della stessa vengono confrontati. L’obiettivo è quello di indagare le idee spontanee dei bambini a proposito del fenomeno del galleggiamento e di valutare come e se il contesto le possa influenzare. In aggiunta è prevista una riflessione a proposito di quali oggetti galleggiano e quali no e perché. L’idea è inoltre quella di analizzare un contesto scolastico nuovo soffermandosi sulle metodologie e gli ambienti privilegiati. Il primo luogo in cui si svolge l'indagine è la scuola creata dall’ONG Sister Island, in particolare una classe seconda primaria di 22 bambini nel villaggio di Nungwi, situato a nord dell’isola di Zanzibar in Tanzania. Il secondo è una scuola primaria di Torino e la classe seconda è composta da 23 bambini.
Il lavoro è partito con un inquadramento teorico in riferimento al testo delle Indicazioni Nazionali, in particolar modo riguardo l’apprendimento significativo, oltre che con un approfondimento a proposito della didattica laboratoriale. Inoltre, si sono analizzate le teorie e le ricerche relative alle idee spontanee dei bambini, principalmente in ambito di didattica della fisica, oltre che quelle relative al fenomeno del galleggiamento, tra cui il celebre principio di Archimede. Si presenta in seguito la ricerca sul campo esponendo le attività proposte, scelte e progettate sulla base di ricerche analizzate, presentando successivamente prima l'esperienza africana e poi quella italiana confrontando i risultati ottenuti in un secondo momento. Le attività proposte prevedono un pieno coinvolgimento degli studenti che sono protagonisti del processo di apprendimento e sperimentano il fenomeno fisico del galleggiamento, dopo aver analizzato le idee spontanee di ogni studente tramite test strutturati e rappresentazioni iconografiche. Le immagini sono il filo conduttore dell’attività poiché, in particolar modo con i bambini africani, la comunicazione risulta complessa visto che la loro lingua madre è lo swahili e le attività sono condotte in inglese, che gli alunni studiano a scuola. Gli studenti sono stati accompagnati alla scoperta del concetto di densità per imparare a differenziarlo dal concetto di peso, che non è l’unico fattore che influenza il galleggiamento. Ponendo alla base un approccio ludico sono stati proposti inoltre giochi didattici per consolidare quanto appreso ed eliminare eventuali misconcezioni.
ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAMPrimaria
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Del MonteDel Monte RosannaIl Museo di Fisica per i piccoli: esperienze educative per futuri insegnantiNell’ambito del laboratorio di Fondamenti e Didattica della Fisica, rivolto agli studenti del corso di laurea in Scienze della Formazione Primaria, nell’A.A. 2024-2025 è stata presentata l’esperienza del Museo di Fisica dell’Università di Napoli Federico II, da tempo impegnato in attività educative con bambini della scuola dell’infanzia e primaria. Il Museo, infatti, promuove una didattica attiva e laboratoriale in cui i piccoli visitatori sono protagonisti di esperienze dirette su fenomeni fisici fondamentali. Le attività proposte si avvalgono di diverse tipologie di strumentazioni: apparati storici, repliche di strumenti antichi, strumenti didattici contemporanei e dispositivi costruiti con materiali poveri o di recupero. Questa varietà consente un approccio inclusivo e accessibile alla sperimentazione scientifica, stimolando nei bambini la curiosità e il pensiero critico. L’inserimento di queste esperienze nei percorsi formativi dei futuri insegnanti ha avuto un duplice scopo: da un lato, offrire un modello concreto di didattica laboratoriale efficace, dall’altro, favorire una riflessione metodologica sul valore della mediazione tra contenuto scientifico, contesto educativo e strumenti di comunicazione. Il lavoro si propone quindi l’obiettivo non solo di fornire spunti ai futuri insegnanti su come far apprendere ai bambini i concetti di base relativi a fenomeni fisici come la luce, il suono, l’aria e la pressione atmosferica, l’acqua e il galleggiamento, ecc., attraverso semplici attività esperienziali, ma anche di sottolineare il ruolo fondamentale dei musei scientifici. Questi ultimi rappresentano infatti preziose risorse per affiancare e supportare gli insegnanti nella costruzione di competenze didattiche e nella promozione della cultura scientifica fin dalla prima infanzia, contribuendo in modo significativo allo sviluppo di un'educazione scientifica precoce, coinvolgente e consapevole.ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Formazione dei docenti di discipline STEM e STEAMInfanzia, Primaria
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dos Anjosdos Anjos Silva Daniel Marta Rinaudo, Matteo LeoneProposta didattica alla scoperta dell’ elettrizzazione del vetroNel caso esistessero “verità sacre” nell'introduzione dell'elettrostatica a livello didattico, tra loro vi sarebbe sicuramente quella che afferma che “strofinando un bastone di vetro, tenuto in mano, con pelliccia di gatto o seta, si otterrà come risultato un materiale elettrizzato capace di attrarre piccoli pezzi di carta, paglia o qualsiasi piccolo corpo leggero”. Questa affermazione, che si può trovare in manuali scolastici di paesi così diversi come il Brasile e l'Italia, si basa sull'assunzione che il vetro sia un buon isolante. Questo fatto è in linea con i racconti e le scoperte degli inizi dello studio dell'elettricità, quando il vetro era il principale componente delle macchine elettriche e veniva utilizzato anche per isolare i conduttori di terra. Tuttavia, questa base storica è sufficiente per garantire la “validità” di tale affermazione? I risultati della ricerca che si intende presentare, dimostrano che la questione è più complessa di quanto sembri, comportando conseguenze didattiche importanti, e l'affermazione nei manuali deve essere modificata. La ricerca indica che, nonostante i vetri siano stati storicamente classificati come buoni isolanti, attualmente la maggior parte dei vetri di uso quotidiano può comportarsi come conduttore a tensioni elettrostatiche. Questo può essere verificato confrontando l'elettrizzazione di vetri antichi (trovati nei musei) e quelli moderni tramite esperimenti facilmente realizzabili. Si può anche costruire un elettroscopio di vetro con materiali poveri e osservarne il comportamento, valutando la conduttività del vetro e, contemporaneamente, analizzando didatticamente le domande: Cosa serve per costruire un elettroscopio? Cosa cambia al variare dei materiali utilizzati? Il risultato di questa ricerca riguarda anche la riproduzione con materiali poveri di uno strumento di importanza storica: la bottiglia di Leida. Se la si riproduce utilizzando vetro, c'è un'alta probabilità di non ottenere i risultati desiderati, e ciò non per una mancanza di abilità da parte di chi riproduce l'esperimento (quasi sempre gli studenti), ma per una questione fisica di fondo che non viene neppure presa in considerazione. La proposta, dunque, si inserisce nel filone di ricerca sull’utilizzo della storia della fisica come strumento didattico, e in questo caso, sulla riproduzione di esperimenti presentati nei manuali utilizzando materiali del passato (ad esempio, quelli presenti in collezioni museali) e materiali “odierni”.
ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAMSecondaria di primo grado, Secondaria di secondo grado
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EvangelistaEvangelista Laura Leone Matteo - Mazzetti Marcello Vedere il suono: un laboratorio multisensoriale sul fenomeno acustico nella scuola primariaIl presente contributo intende proporre un modello didattico replicabile per l’introduzione dei concetti scientifici relativi al suono nella scuola primaria, a partire da un’esperienza laboratoriale svolta in una classe quinta di un istituto dell’area metropolitana torinese. L’intervento risponde a un’esigenza ancora poco esplorata nei curricoli ordinari: integrare la dimensione sensoriale, corporea e percettiva nei processi di apprendimento scientifico, favorendo un accesso inclusivo e attivo al sapere fisico-acustico.
L’attività si fonda su un quadro teorico multidisciplinare che integra l’apprendimento per scoperta (Bruner, 1961), il learning by doing (Dewey, 1938), la project method (Kilpatrick, 1918), il fare per capire (Freinet, 1966), la zona di sviluppo prossimale e il dialogo cooperativo (Vygotskij, 1934), l’apprendimento sociale (Bandura, 1977), la ristrutturazione concettuale attraverso il tentativo sperimentale (Giordan, 1999) e la mappa concettuale come supporto metacognitivo (Novak, 2010). Sul piano vocale, l’intervento è ispirato al metodo Lichtenberg (Rohmert, 1991), centrato sulla percezione endogena e la regolazione somatica del suono.
Il laboratorio, articolato in sei incontri da due ore, ha coinvolto 15 alunni (inclusi studenti con disabilità, DSA e BES) ed è stato strutturato in fasi: esplorazione percettiva, osservazione guidata, domande-stimolo, confronto collettivo e rielaborazione. Attraverso materiali semplici (diapason a 128, 133, 440 Hz, ciotole, pellicola, spezie, cassa Bluetooth), gli alunni hanno esplorato il fenomeno della vibrazione, della propagazione sonora e della percezione corporea del suono. La valutazione ha previsto un compito autentico (lezione-concerto pubblica), una produzione performativa-discorsiva e una scheda individuale di autovalutazione.
I risultati osservati mostrano un significativo coinvolgimento cognitivo, sensoriale ed emotivo da parte degli studenti, confermando l’efficacia di approcci didattici bottom-up nel promuovere competenze scientifiche, espressive e collaborative. Il corpo, la voce e l’ascolto emergono come strumenti epistemici chiave nella costruzione del sapere scientifico nella scuola primaria.
ComunicazioneInterdisciplinare Fisica/MusicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Approcci interdisciplinari e transdisciplinari, Approcci embodied con utilizzo di tecnologie, Formazione dei docenti di discipline STEM e STEAMPrimaria
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GrossoGrosso Paolo D. Conte, F. Mazzarino, M. Barbero, A. Vignati, M. Serio, M. Rinaudo “Sotto pressione”: fluidodinamica in ARIl workshop è dedicato alla sperimentazione di attività in realtà aumentata per la simulazione di esperienze di fluidodinamica. I partecipanti avranno l’opportunità di testare i visori e confrontarsi su alcune delle attività che sono state progettate per le classi che aderiranno al progetto Diderot "Realtà virtuale ed aumentata per una didattica innovativa della matematica e della fisica", finanziato dalla Fondazione CRT. In particolare, l’app che si potrà sperimentare durante il workshop permette di svolgere due diverse attività laboratoriali: la prima sull’equazione di continuità e conservazione della portata, la seconda sulla legge di Bernoulli. Attraverso la simulazione è possibile osservare come, al variare dei parametri fisici in un tubo di Venturi, cambi il comportamento del fluido inserito. L’app risulta interessante anche perché è possibile far vedere come le leggi fisiche della fluidodinamica spieghino il flusso sanguigno e vengano utilizzate in medicina.WorkshopFisicaApprocci embodied con utilizzo di tecnologieSecondaria di secondo grado
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JahierJahier Matteo“Up in the air & Down in the water” – un modello semplificato per descrivere le dinamiche convettive ed i profili di temperature della troposfera e degli oceani –Questo contributo presenta una proposta educativa per la scuola secondaria superiore di secondo grado, incentrata su un fenomeno fisico spesso solamente accennato nei libri di testo, perché troppo complesso e variegato per essere trattato approfonditamente a livello formale: la convezione. Durante lo studio della propagazione del calore, mentre vengono trattate la legge di Fourier per la conduzione e la legge di Stefan-Boltzmann per l’irraggiamento, la convezione viene solitamente descritta a livello fenomenologico. Partendo da un esperimento pensato per esplorare a livello didattico l’influenza della relazione di stato sull’equilibrio meccanico dei corpi immersi, cuore di un contributo da me presentato durante la X edizione di questo convegno – “Il diavoletto di Galileo” –, questo modello si propone di estendere i risultati ottenuti e consolidati precedentemente, per poterli applicare allo studio delle dinamiche convettive e dei profili di temperatura della troposfera e degli oceani. Considerando la superficie terrestre come fonte di calore, solamente con l’ausilio della relazione di stato, del principio di Archimede e della legge di Stevino si riescono ad ottenere le differenze qualitative tra i profili di temperatura delle sopracitate grandi stratificazioni fluide del nostro pianeta – una decrescita grossomodo lineare con la quota per la troposfera ed il salto dello strato termoclino negli oceani –, inserendo così a livello formale, seppur semplificato, alcune dinamiche convettive nel programma della scuola secondaria superiore, facendo uso solamente delle conoscenze, delle abilità e delle competenze pregresse degli studenti. Dopo la classica introduzione fenomenologica la classe viene invitata a visionare due video lezioni teoriche in flipped-classroom, successivamente è previsto un momento di confronto collegiale in brainstorming con il docente per affrontare i dubbi, rispondere alle domande e fugare le perplessità emerse durante la visione delle video lezioni. A questo punto la classe viene divisa in due gruppi con lo scopo di approfondire, tramite un’esercitazione in peer-to-peer, uno dei due profili di temperature proposti. Il momento di verifica finale consiste nell’esposizione da parte dei due gruppi dell’approfondimento scelto, partendo dalla spiegazione teorica e terminando con la risoluzione di un problema, pensato dal docente per far emergere i nodi concettuali fondamentali.ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Inclusione e riduzione delle differenze nella didattica laboratoriale, nuovi approcci e creazione di modelli semplificati per l'insegnamento di fenomeni fisici complessi Secondaria di secondo grado
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LunascoLunasco LoredanaTorre Matteo“Come spiegherei…”: La fisica spiegata ai più piccoli da "futuri" maestri Il contributo descrive un progetto di orientamento svolto nel 2024-25 e dedicato a 25 alunni frequentanti una classe 5° Liceo delle Scienze Umane, che aveva come scopo la realizzazione di Unità di Apprendimento sulla Fisica che sono poi state sperimentate da uno dei due autori (LL) con i suoi bambini del secondo e quinto anno di scuola Primaria. L’occasione di sperimentazione sul campo di ciò che i ragazzi di scuola superiore avevano progettato teoricamente e pedagogicamente con il loro docente di Matematica e Fisica (MT), costituisce un valore aggiunto notevole sia dal punto di vista didattico che dal punto di vista orientativo: gli studenti hanno avuto l’opportunità di lavorare sul piano metacognitivo, in seguito ai feedback forniti dalla docente sperimentale, un’occasione unica e irripetibile di legame autentico di progettazione verticale e collaborazione professionale. Il progetto “Come spiegherei…” nasce dalla volontà di uno degli autori (MT) per provare a far simulare ai suoi studenti un aspetto, quello più stimolante e al tempo stesso complesso, di un possibile loro sbocco lavorativo: la progettazione didattica nella scuola primaria. Questi “maestri” in erba hanno inizialmente letto e commentato in classe alcuni estratti del libro La fisica ingenua di P. Bozzi, hanno ragionato sul significato di misconcezione, comprendendo quanto sia complesso spiegare un concetto fisico (seppur lo si abbia capito) a un bambino e quanto sia ancora più complesso cambiare le convinzioni che in maniera ingenua e spontanea nascono nella mente dei più piccoli. Suddivisi in 5 piccoli gruppi, gli studenti hanno progettato altrettante UdA su tematiche fisiche considerate fondamentali per la scuola Primaria: il galleggiamento, l’aria, le forze, l’elettricità, il magnetismo. Ogni UdA prevedeva una parte sperimentale e nessuna formula, con l’intento di stimolare un conceptual change nelle menti dei bambini che andasse a formarsi prima di un qualsiasi tipo di formalizzazione matematica. Queste UdA sono state poi condivise con una docente di scuola primaria che, dopo aver fornito agli studenti un primo feedback e qualche aggiustamento, le ha sperimentate in classe. Il progetto si è concluso con una restituzione e un commento post-sperimentazione e ha riscosso un grande successo negli studenti: la speranza è quella di poterlo rendere costante nel tempo, replicabile e trasformarlo in un appuntamento fisso per gli studenti delle Scienze Umane anche nei prossimi anni scolastici.ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Approcci interdisciplinari e transdisciplinari, Creatività individuale e sociale nella progettazione di attività con tecnologiePrimaria, Secondaria di secondo grado
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Merletti_1Merletti AngeloOltre ai luoghi comuni sul pendolo di Foucault (e qualche mezzo per superarli)Il pendolo di Foucault costituisce un brillante esempio di applicazione delle leggi fisiche nei sistemi non inerziali. Sui libri di testo delle scuole scuole superiori, quando viene citato, è trattato, correttamente, come esempio dell’azione della forza di Coriolis. Un’interpretazione, assai suggestiva, è data attraverso il principio d’inerzia, secondo la quale, l’orientazione del piano di oscillazione del pendolo resterebbe la stessa, indipendentemente dal moto (adiabatico) del punto di sospensione: se il piano fosse inizialmente orientato verso una certa stella, tale resterebbe durante l’evoluzione del moto e questo causerebbe l’apparente sua rotazione rispetto ad osservatore solidale con la Terra. Un’altra spiegazione si basa sulla conservazione della direzione (ma non del modulo) del momento angolare.
Queste interpretazioni, che si trovano spesso citate anche su riviste specifiche per gli insegnanti di fisica, hanno dei punti deboli che qui vorrei affrontare.
La ragione dell’apparente rotazione sta in un’operazione tecnicamente complicata ma... realizzata in modo elementare dalla natura durante la rotazione terrestre: il trasporto parallelo su una varietà riemaniana. L’argomento in sé è fuori dalla portata e dagli scopi di un corso di fisica delle secondarie superiori ma, finalizzato al pendolo di Foucault e grazie ad alcuni accorgimenti e modellini di geometria elemetare, può fornire un’interpretazione chiara e soddisfacente di ciò che si osserva.
Verrà anche presentato un dispositivo (realizzabile con una stampante 3D): la South pointing Chariot), attraverso il quale è possibile effettuare il trasporto parallelo su una generica superficie ed in particolare su di una sfera e che, in questo caso, presenta le stesse proprietà di rotazione del pendolo di Foucault.
Comunicazione Interdisciplinare Matematica/FisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Approcci interdisciplinari e transdisciplinari, Creatività individuale e sociale nella progettazione di attività con tecnologieSecondaria di secondo grado
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Rinero_1Tatiana RineroMatteo Leone, Marta RinaudoLe influenze del fumetto sulla concettualizzazione meccanica di forza in studenti di 10 anniIl modello formale di forza risulta di ostica interiorizzazione fin dalla scuola primaria e concerne un ambito ancora poco esplorato dalla letteratura. Sulla base di codesta rilevazione empirica si intende presentare il grado di efficacia di un intervento didattico, che si avvale dell’utilizzo del fumetto, sullo sviluppo della concettualizzazione di forza in bambini di età compresa tra i 9 e gli 11 anni d’età. I soggetti a cui si rivolge la ricerca sono gli studenti di una classe quinta di scuola primaria di un I. C. periferico di Cuneo.
L’analisi dei fumetti tratti dal settimanale “Topolino” è stata propedeutica alla selezione, costruzione e descrizione in piccolo gruppo della struttura, del funzionamento e della funzione, in forma verbale ed iconica in un libretto di istruzioni, di un’invenzione in miniatura.
L’alternanza ed integrazione tra frangenti sperimentali di manipolazione di materiali eterogenei, attività di Cooperative Learning e frangenti di Ragionamento Collaborativo, tutti intercettanti la prospettiva metodologica della differenziazione didattica, hanno permesso di identificare le idee di forza degli allievi.
Mentre l’idea aristotelica di moto violento è stata superata, quelle di impetus medievale e di forza acquisita, sono persistite, pur con minor intensità, accanto alla corretta idea newtoniana di interazione. Vengono attestate profonde difficoltà di astrazione delle esperienze vissute e di organizzazione logica di fattori quali le proprietà dei materiali, tra cui la composizione chimica, la resistenza alla deformazione, la massa, il volume, la lucentezza, e le proprietà delle costruzioni, quali la stabilità, la maneggevolezza, la trasportabilità.
La componente iconografica del fumetto supporta una rilevazione sempre più puntuale dei rapporti tra gli elementi interagenti nei processi coinvolgenti le forze, grazie alla sua staticità ed accessibilità cognitiva. Quando però si tratta di inferire dalle vignette le cause e le conseguenze degli eventi in esse raffigurati, permangono difficoltà di sequenzializzazione, che si ripercuotono sull’identificazione integrale delle diverse tipologie di forze in gioco.
La progressione degli apprendimenti, seppur non integralmente assolvente gli obiettivi prefissati, restituisce fiducia nell’efficacia della co-costruzione del sapere e nella fondazione di quest’ultimo su esperienze sinestesiche.
ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAMPrimaria
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Rinero_2Rinero TatianaLeone Matteo, Rinaudo MartaParallelismo tra la concettualizzazione della forza nello sviluppo ontogenetico e nella storia della fisica alla scuola primariaNel corso della storia, il concetto di forza ha acquisito per l’uomo connotazioni plurime. Come dimostra l’evidenza empirica, la successione delle medesime tappe si può riscontrare nel corso dell’acquisizione della formalizzazione fisica da parte del singolo individuo.
Attraverso un intervento didattico interdisciplinare, che interseca esperienza manipolativa laboratoriale e produzione linguistica, indirizzato ad una classe quinta di scuola primaria, si intende approfondire suddetto presupposto, oggetto di ricerca.
Essendo il mediatore simbolico verbale una tipologia fondamentale di supporto all’acquisizione della formalizzazione cognitiva, l’analisi si è rivolta in particolar modo alla terminologia adottata dagli studenti, effettuando una comparazione tra la fase spontanea iniziale e quella più consapevole finale.
Da ciò è emerso che, per la quasi totalità del campione, la verbalizzazione in forma orale dei concetti agevola la verbalizzazione degli stessi in forma scritta. Tuttavia, siccome le risposte degli alunni ai quesiti tendono ad essere essenziali e monosillabiche, non si esclude che l’imprecisa organizzazione sintattica delle descrizioni sia il riflesso di un’organizzazione cognitiva altrettanto imprecisa e confusa dei concetti fisici.
A proposito di questi ultimi, il significato di relazione ha rappresentato un’ardua conquista. Infatti solamente al termine dell’intervento la maggioranza del gruppo-classe è risalita all’autentico rapporto di causa-effetto tra i fattori forza e moto o deformazione. In alcuni studenti è persistito un forte legame con i concetti di energia, di movimento, con l’idea di impetus, anche a causa dello stretto affidamento innato a contesti di realtà ed ai comportamenti direttamente osservabili degli strumenti coinvolgenti le forze, talvolta incoerenti rispetto alla spiegazione formale.
La destrutturazione delle misconcezioni non è risultata dunque completamente efficace.
Alla luce di tali risultati, le debolezze nell’area linguistica, coinvolgenti tanto la competenza attiva, di produzione scritta e orale, quanto quella passiva, di comprensione, hanno reso il fumetto uno strumento di critica gestione da parte degli studenti, per via della sua multicodicità, inficiando una completa integrazione e decodifica dei distinti linguaggi, e con essi dei nessi logici e dei significati scientifici veicolati dalle strisce.
ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAMPrimaria
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RuggieroMatteo Luca RuggieroGuido Magnano, Lisa GalvagniL'ascensore di Einstein ed il Principio di EquivalenzaDescriviamo la progettazione, l’esecuzione e i risultati didattici di un intervento ispirato all’esperimento mentale dell’ascensore di Einstein, finalizzato a introdurre gli studenti delle scuole secondarie al principio di equivalenza, fondamento della teoria della Relatività Generale. Abbiamo realizzato una versione sperimentale dell’ascensore di Einstein, in grado di simulare gli effetti della caduta libera in un sistema di riferimento accelerato.ComunicazioneFisicaAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAMSecondaria di secondo grado, Università
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VignatiVignati AnnaCorino ElisaMaSTEM game: escape room per l’insegnamento delle STEM con approccio multilinguistico e coinvolgente Il progetto maSTEM game (a Multilingual Approach to STEM disciplines in GAME-based learning) nasce per promuovere l’apprendimento attivo e coinvolgente delle discipline STEM attraverso l’approccio game-based e l’integrazione con le lingue straniere, secondo la metodologia CLIL (Content and Language Integrated Learning). Sviluppato dall’Università di Torino con il contributo di numerosi Dipartimenti e partner territoriali (INFN, AIF, ANILS, ARPA, AIFM, sistema museale di Ateneo), il progetto propone giochi/laboratori sul modello Escape Room con attività di problem solving che richiedono di manipolare oggetti, svolgere giochi, osservare l’ambiente, risolvere indovinelli e sbloccare meccanismi per trovare indizi.
Il progetto maSTEM game ha realizzato escape room su temi diversi: dai diversi aspetti legati alle STEM in Medicina (diagnosi, terapia, ecc…) alle Scienze Veterinarie, toccando anche temi attuali come l’antibiotico resistenza. Durante il workshop ne verranno presentati due esempi e i partecipanti potranno vivere un'esperienza di gioco didattico, progettata in collaborazione con docenti universitari, studenti, ricercatori e musei.
In parallelo, sarà illustrato il nuovo percorso di formazione per docenti della scuola secondaria (presente nel catalogo Ce.Se.Di.), finalizzato a fornire competenze pratiche e kit didattici per l’utilizzo e la realizzazione di escape room educative in classe.
Il workshop intende quindi offrire uno spazio esperienziale per docenti, educatori e formatori, con l’obiettivo di riflettere sulle potenzialità del gioco educativo nella didattica disciplinare, con particolare attenzione all’inclusione, all’orientamento e allo sviluppo di competenze trasversali e di condividere strumenti replicabili e scalabili per l’insegnamento delle STEM e delle lingue in modo integrato, a partire dall’esperienza del progetto maSTEM game.
WorkshopFisica, interdisciplinare STEM e multilinguismoAttività laboratoriali e percorsi didattici in ambito STEM e STEAM, Approcci interdisciplinari e transdisciplinari, Formazione dei docenti di discipline STEM e STEAMSecondaria di secondo grado
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