Ricadute della ricerca didattica in esperienze di tirocinio di fisica

Ricerca didattica nel tirocinio della formazione iniziale di insegnanti di fisica
Marisa Michelini, Alberto Stefanel
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica dell’Università di Udine
Introduzione
Il modello formativo delle Scuole di Specializzazione all'Insegnamento Secondario (SSIS) ha per
obiettivo quello di fornire un insieme multidimensionale di competenze caratterizzanti il profilo
professionale del futuro docente, con il contributo degli insegnamenti di quattro principali aree 1,
secondo un modello giudicato di qualità a livello europeo (Buchbergher et al., 2000; AAVV, 2003).
Nella formazione degli specializzandi in particolare giocano un ruolo fondamentale le attività
didattiche indirizzate disciplinarmente (di area A2 e A3), nel caso specifico qui trattato della fisica.
Al futuro docente devono essere offerte esperienze formative risonanti con quelle che affronterà
nello specifico livello scolastico in cui insegnerà (Buchbergher et al., 2000; AAVV, 2003; Astolfi et al.,
1997) e metodologicamente coerenti con la modalità con cui andrà ad insegnare (McDermott et al.,
2000). Deve essere esplicitato e discusso criticamente il modello pedagogico adottato dal formatore
(Astolfi et al., 1997), come presupposto per superare la coesistenza di modelli pedagogici e didattici
differenti (McDermott et al., 2000) spesso presenti in modo implicito nei docenti in formazione. Si
tratta di modelli, che per lo più tendono a riprodurre quelli dei corsi tradizionali impartiti a livello
accademico e scolastico, svolti con modalità che rinforzano l’idea della fisica come corpo statico di
nozioni da trasmettere e far memorizzare (Pintò et al., 2001; Michelini, 2003). A tutti livelli e
spesso anche nella SSIS, si rileva una incoerenza di fondo tra la metodologia di insegnamento e
quella della ricerca scientifica che caratterizza le discipline di insegnamento, tra l’atteggiamento
critico, che i docenti richiedono ai propri discenti e la proposta didattica che essi offrono (Kouladis,
1989; Zimmerman, 1998).
La riflessione su impostazioni pedagogiche e didattiche differenti, sulla struttura disciplinare, sul
suo statuto epistemico e sulle linee di ragionamento, che portano a concetti fondanti, necessaria
anche per promuovere flessibilità (Nisbet J, 1974), capacità di adattamento a situazioni nuove e a
rispondere a domande nuove (McDermott et al., 2000; Kouhila, 2000), non può essere disgiunta da
come queste si esplichino in azioni didattiche e si traducano in specifici strumenti di lavoro
(Martongelli et al., 2001). A ciò deve contribuire la ricerca didattica fornendo risposte e risorse, ma
soprattutto creando un modo di pensare e di operare quotidiano (Jenkins, 2000) attraverso cui
realizzare il necessario coinvolgimento diretto del formato nella sua stessa attività di formazione
(Viennot, 1997). É necessario, infatti, superare la identificazione ingenua "ricerca didattica" =
"porsi domande", che spesso emerge in modo diffuso nell'immaginario dei docenti di scuola, dei
docenti in formazione e talvolta presente anche nel mondo accademico (Workshop Rovereto, 2001).
Si tratta di superare l’autoreferenzialità della scuola e la sua tendenza a riprodurre se stessa,
attraverso una connessione strutturale e sistematica tra ricerca didattica e formazione insegnanti,
affinché si inneschi un reale processo di innovazione didattica e metodologica (Michelini, Sartori,
1998; Michelini, 2003).
Ciò è coerente con i modelli formativi a livello europeo in cui costituisce elemento di alta
qualificazione nella formazione insegnanti l’integrazione di ricerche didattiche ed educative (Girep
Seminar 2003).
Diversi sono i contributi, che la ricerca didattica può offrire alla formazione iniziale ed in servizio
dell’insegnante di fisica (Michelini, Rossi, Stefanel, 2002). Gli esiti delle ricerche sulle
rappresentazioni mentali dei ragazzi (Pfund, et al. 1994) forniscono un significativo riferimento a
cui attingere per prefigurare gli scenari, che si possono presentare in classe in merito alle concezioni
degli studenti, alle loro difficoltà di apprendimento, ai nodi concettuali, che queste ultime
implicano. Individuano inoltre le cause, spesso legate a impostazioni didattiche e/o disciplinari
1
La struttura della SSIS è disciplinata dal DM. 26.5.1998 nel cui allegato A viene definito l'insieme della attitudini e
competenze che costituiscono l'obiettivo formativo della scuola.
1
errate o inadeguate, che stanno alla base delle idee dei ragazzi divergenti rispetto a quelle
accreditate scientificamente. Forniscono un vasto panorama di strumenti diagnostici per la loro
rilevazione (Pfund et al., 1994; Hestenes et al., 1992; Main et al., 2001) e spesso sono anche la base
per lo sviluppo di strategie atte a superarle (Jenkins, 2000; Michelini, Cobal eds, 2002; Michelini e
Cobal eds., 2002; Benciolini et al., 2002; Stefanel et al., 2002). La ricerca didattica curricolare aiuta
gli insegnanti a riflettere sui nuclei fondanti di una disciplina (Pintò et al., 2001; Gutierrez, 2002;
Girep Seminar, 2003), a discuterne gli statuti epistemici, ad evidenziarne gli aspetti metodologici
peculiari (McDermott, 2000). Fornisce inoltre proposte didattiche innovative, materiali e strumenti
che costituiscono supporto per la progettazione dell'insegnante e la conduzione in classe di attività
didattiche (Michelini et al., 2002; Michelini, Cobal, eds, 2002; Michelini, Santi, Sperandeo, eds,
2002).
Il contributo che la ricerca didattica può fornire alla formazione degli insegnanti è comunque
limitato se non si va oltre la semplice trasmissione degli esiti delle ricerche. Il creare un contesto
formativo in cui viene riprodotto un atteggiamento di ricerca, in particolare nei suoi aspetti
metodologici caratterizzanti, fornisce agli insegnanti gli strumenti per una autoformazione continua
in grado di sostenere l’innovazione (Taber, 2000). É necessario che i docenti in formazione per
esempio abbiano conoscenza di prima mano della letteratura internazionale. Si impossessino di
proposte innovative, che emergono dalla ricerca attraverso una progettazione personalizzata che
tenga conto del proprio stile di insegnamento e di uno specifico contesto. Abbiano esperienza di
attività di ricerca - azione sperimentando in classe proposte innovative in cui si va a testare,
monitorare o indagare un definito, anche se circoscritto, problema di ricerca (Michelini, Rossi,
Stefanel, 2001). Non basta infatti semplicemente portare una proposta didattica in classe,
ripercorrere l’indagine e riconoscere aspetti rilevanti, che altri hanno già trovato. Serve capire come
lo specifico contesto definisca problematiche particolari che possono diventare tema di ricerca
(Dutto, 2001; Dutto et al., 2003; Woolnough, 2001).
I tirocini di fisica attuati per la formazione dei nuovi docenti nella SSIS di Udine si collocano in
questo quadro.
In questo lavoro vengono presentati gli specifici obiettivi di ricerca, che alcuni specializzandi si
sono posti nell’attuazione dei propri progetti di tirocinio negli ultimi tre anni. Ci si orienta allo
studio di casi, che fanno emergere il senso della proposta di assumere un atteggiamento di ricerca
nella formazione professionale dei docenti (Michelini e Sartori, 1998; Michelini, Rossi, Stefanel,
2002; Dutto et al., 2003).
Progettazione e realizzazione dei tirocini
Alcune modalità di progettazione e realizzazione dei tirocini di fisica presso la SSIS di Udine,
rappresentano la condizione di integrazione produttiva della ricerca nella pratica del tirocinio
(Michelini, Michelutti, 2001; Michelini, Rossi, Stefanel, 2002).
I materiali che i singoli tirocinanti hanno prodotto nei laboratori di didattica della fisica sono stati la
base dei progetti di tirocinio, secondo un modello condiviso sul ruolo del laboratorio didattico nella
formazione iniziale degli insegnanti (Schettini et al., 1999; Michelini, Michelutti, 2001). Essi sono
in genere l’esito di una rielaborazione di materiali e strumenti didattici sviluppati per la formazione
insegnanti in precedenti ricerche nazionali ( Aiello et al., 1997; FISISS, 1998; Sperandeo, 2001;
SeCif, 2001; Michelini, Santi, Sperandeo, eds, 2002); e locali locali (Michelini, Mossenta, 2001;
URDF, 2003), sulla base delle indicazioni coordinate dal docente e dal supervisore referenti di area.
La contestualizzazione del percorso didattico ha comportato sempre una riprogettazione
quantomeno per ricalibrare i tempi, sulla base di quelli concessi dai docenti accoglienti, tenere
conto a volte del loro stile di insegnamento, mettere a punto i dettagli anche in base alle risorse
disponibili. La costruzione degli strumenti per l’attività in classe (test in/out, in genere anche di
schede per le attività sperimentali in classe e in qualche caso di appunti da fornire come supporto
agli studenti) ha costituito sempre parte fondamentale del lavoro di preparazione. Gli interventi in
classe sono stati svolti in gruppi di 10 alle 12 ore, di cui 1 o 2 per la somministrazione dei test e la
2
gran parte delle altre dedicate alle attività sperimentali da condurre con i ragazzi a gruppi o dalla
cattedra.
La struttura data per la formazione in fisica nell’ambito dell’Indirizzo Fisico Matematico
Informatico (FIM) della SSIS di Udine non è secondaria alla realizzazione dei tirocini qui discussi.
Il corso di Didattica della Fisica svolge la funzione di ponte tra le aree della didattica disciplinare
(A2) e dei Laboratori Didattici (A3). La maggior parte dei Laboratori è infatti dedicata ad un campo
disciplinare (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica, quantistica, statistica, …) ed è
divisa in 2 parti per permettere la presentazione e discussione di proposte e percorsi didattici
tematici (prima parte al I anno), sui quali chiedere agli specializzandi di effettuare la progettazione
di sequenze didattiche, che vengono discusse nei corrispondenti laboratori del II anno. In questo
modo gli specializzandi hanno almeno 6 mesi di tempo disponibile per la loro prima progettazione,
che possono discutere in dettaglio nella sede adeguata di laboratorio. Essi la sottopongono a
valutazione negli esami integrati e poi la rivedono per l’eventuale tirocinio.
Per la classe 49A, ogni specializzando redige 4 progetti dettagliati di cui almeno tre su temi di fisica
di base: meccanica, fluidi, termodinamica, elettromagnetismo, ottica. Un quarto progetto viene
predisposto su uno dei temi di fisica avanzata: statistica, relativistica, atomica, quantistica, nucleare.
I progetti vengono discussi e valutati nell'esame integrato di Didattica della Fisica I e Didattica della
Fisica II, rispettivamente al I e II anno.
Complessivamente sono stati sperimentati e documentati nelle relazioni finali presentate all’esame
di stato 16 percorsi nelle scuole medie, per l’abilitazione alla classe A059, e 18 nelle scuole
superiori, di cui 10 per la classe A047 condotti in licei scientifici (9), classici (5) e istituti magistrali
(3), 7 per la classe A038 tutti condotti in istituti tecnici industriali e istituti professionali.
Nel primo caso i temi di fisica trattati sono stati: i fenomeni termici (4), l’introduzione del concetto
di forza come interazione e l’equilibrio meccanico (6), l’equilibrio dei corpi estesi e il concetto di
momento (1), lo studio del moto con i sensori (1), i fenomeni ottici (1), l’attrito (1), il principio di
Pascal e la statica dei fluidi (1), proprietà dei corpi e loro misura (1). Nei tirocini svolti nelle scuole
superiori sono stati affrontati i seguenti temi: introduzione alle leggi della dinamica con esperimenti
tradizionali (1) e con i sensori on-line (1), fisica della bicicletta (1), ottica geometrica nel biennio
(1), introduzione della fisica quantistica (7), ottica fisica (3), elettromagnetismo (2), statica e
dinamica dei fluidi (2).
Per la messa a punto degli esperimenti i tirocinanti hanno potuto usufruire delle strutture del CLDF
del CIRD 2, che ha anche fornito le attrezzature alle scuole, quando è stato necessario.
Nella fase di progettazione del tirocinio, l’interazione tra tirocinante, supervisore e docente di area
ha previsto una discussione iniziale delle impostazioni dei microprogetti in cui sono state fornite le
prime indicazioni per la ricerca bibliografica. I progetti, che i tirocinanti hanno presentato, sono
l’esito delle attività di laboratorio, discusse con i docenti dei laboratori. Essi sono stati revisionati a
più riprese (in genere non meno di due) dal docente di didattica e dal supervisore, che hanno fornito
indicazioni per la loro revisione. Gli strumenti didattici, che i tirocinanti hanno proposto per le
sperimentazioni in classe sono stati discussi dettagliatamente fornendo suggerimenti per renderli
coerenti all’impostazione scelta ed efficaci in relazione agli obiettivi.
Terminata la fase di progettazione i tirocinanti sono stati avviati al lavoro in classe, che è stato
documentato e valutato attraverso i test, i materiali redatti dagli studenti, le note di insegnanti
accoglienti e tirocinanti, la verifica periodica dell'andamento dell'attività condotta spesso in rete (in
media due contatti per ciascun specializzando) tra tirocinante-supervisore e/o docente di area,
l'intervista libera condotta dal supervisore con i docenti accoglienti.
A conclusione del lavoro i tirocinanti hanno redatto la prevista relazione sulle attività svolte a
partire da analisi qualitative e quantitative dei test, da quelle a campione delle schede redatte dai
ragazzi. Modalità e criteri di analisi hanno seguito una metodologia messa a punto per la
valutazione della sperimentazione didattica (Aiello et al., 1997).
2
Il Cird dell'università di Udine ha documentato in un sito (www.uniud.it/cird/) le proprie attività principali; alcune
caratteristiche della struttura sono descritte in: CIRD dell'Università di Udine, UeS, III, 4/N, 1998, p.14.
3
Elementi di ricerca nelle attività di tirocinio
Le tipologia di ricerca integrate nella formazione iniziale degli insegnanti secondari sono diverse:
dallo sviluppo di prototipi, all’indagine di processi, dalle proposte curricolari ai protocolli di
sperimentazione, dalla riflessione sulla pratica della didattica all’analisi cognitiva. L’integrazione si
espleta nell’attività didattica stessa, ma consiste anche nella messa a disposizione di materiali e nel
coinvolgimento negli studi in corso. Consiste soprattutto nel motivare ad un atteggiamento di
studio come parte della professionalità e nell’offrire elementi di formazione alla ricerca nel campo
della didattica.
L’impostazione messa in campo, che evita i canoni della riproduzione per cercare sempre quelli
della progettazione e della rielaborazione, coinvolge i soggetti come protagonisti attivi nel
determinare nuovi canoni di lavoro per una professionalità, che evolve con l’esperienza, avendo alla
base rigorosi e solidi riferimenti culturali, professionali e metodologici.
Gli specializzandi hanno pertanto trovato alcuni modi in cui trasformare il compito di svolgere
attività di tirocinio in un’occasione per cimentarsi per una formazione alla pratica e dalla pratica.
Le relazioni redatte dagli specializzandi a conclusione dei moduli di tirocinio in fisica individuano
le seguenti principali tipologie di ricerca prioritariamente coinvolte.
Percorsi. Gli specializzandi hanno progettato percorsi didattici affrontato temi sui quali non vi era
materiale didattico già disponibile, oppure era disponibile in termini di proposte differenziate. Nel
primo caso i percorsi sono stati costruiti da studi in letteratura, nel secondo è stata organizzata
l’esplorazione di proposte diverse, mettendo a punto gli esperimenti, individuando i percorsi e
costruendo i materiali di supporto per il lavoro in classe. La fisica della bicicletta è un esempio di
percorso del primo tipo, mirato a costruire proposte didattiche di raccordo tra scienza e tecnologia.
La diffrazione nell’ottica è un tema su cui è stato studiata l’efficacia di impostazioni didattiche
diverse. Tre proposte sulla Meccanica quantistica si configurano come pacchetti innovativi per la
scuola superiore, che si avvalgono di una progettazione basata su materiali didattici di diversa
impostazione. Hanno analoga caratteristica tre delle proposte per la scuola media sui fenomeni
termici, sul concetto di misura e in particolare quello sul moto con l’uso di sensori di posizione.
Esperimenti. In alcuni casi per le scuole superiori (3/18) e in qualche caso per la scuola media
(2/16), in sede di progettazione degli interventi in classe, sono stati messi a punto dagli
specializzandi proposte innovative di esperimenti. Gli specializzando hanno in particolare
progettato e collaudato gli apparati, raccolto e discusso i dati, raccolto e documentato potenzialità e
limiti delle misure effettuate, discusso le indicazioni necessarie agli insegnanti per la riproduzione
delle misure. Hanno quindi studiato la collocazione degli esperimenti in un percorso, redigendo i
materiali didattici a supporto della loro implementazione in classe e li hanno validati con l’azione
didattica.
Strumenti didattici. Nella maggiore parte dei casi i progetti di tirocinio per fisica sono stati
l’occasione per costruire strumenti per la didattica (schede di lavoro, questionari, protocolli dio
intervista e test i/out) con criteri di rigore logico e metodologico. Diversi sono significativi (7/16) ed
alcuni sono stati validati in classe (2/16). Le schede di lavoro sono state strutturate con domande per
lo più aperte, progressivamente mirate su obiettivi cognitivi delle diverse attività. Esse si sono
rivelate essere strumenti di stimolo nel favorire la costruzione di percorsi concettuali personali nelle
classi ed estemamente utili per avere traccia dell’impegno dei singoli, dei ragionamenti seguiti e
delle conclusioni raggiunte. Per i docenti accoglienti sono state un’utile documentazione del
processo cognitivo seguito dai loro ragazzi. Per i tirocinanti sono state la base per la relazione di
riflessione critica sull’attività di laboratorio e tirocinio, sia per la verifica indiretta del proprio
intervento in classe, sia per l’esame degli apprendimenti attivati dalle diverse azioni didattiche.
4
Nel caso in particolare di un tirocinio di ottica nella scuola media è stata effettuata una verifica della
efficacia delle schede di lavoro: sono state analizzate dettagliatemente le singole risposte date da sei
studenti: due con una resa scolastica decisamente al di sopra della media, due sostanzialmente nella
media e due decisamente al di sotto della media. È stato così possibile indagare in maniera dinamica
il processo di apprendimento dei ragazzi individuando in che modo l’intervento didattico ha
prodotto dei cambiamenti, quali cambiamenti sono interventi e in quale momento (con quale
attività) sono intervenuti tali cambiamenti. Un confronto con gli esisti dei test ha permesso inoltre di
valutare se tali cambiamenti hanno avuto carattere duraturo.
In diversi casi (7/16 nelle medie e 8/18 nelle scuole superiori) i test sono costruiti con rigore
metodologico e costituiscono buoni strumenti per indagare il raggiungimento degli obiettivi
dell’intervento didattico, analizzati in termini di variazione tra lo stato iniziale e quello finale al
termine dell’intervento.
In alcuni casi le analisi dei risultati dei test si configurano come studi sulle concezioni dei ragazzi
sui concetti affrontati, sui loro percorsi interpretativi e sulle relazioni che facilitano il raccordo tra
esperienze di senso comune e descrizione fisica del mondo.
I test sono incentrati sullo specifico tema trattato e costruiti per lo più includendo tre gruppi di
domande: a) sulla fenomonologia del quotidiano; b) sui problemi di apprendimento, tratte o
modificate dalla letteratura; c) specificamente studiate per sondare il raggiungimento degli obiettivi
metodologici e di contenuto a cui mira l’intervento didattico effettuato.
Lo stesso test somministrato in ingresso è stato riproposto anche in uscita, con poche modifiche
(<15%), eccezion fatta per il caso della meccanica quantistica. In questo modo è stato possibile
valutare in termini variazionali l’apprendimento dei ragazzi a seguito dell’intervento. Le risposte ai
quesiti di tipo a) hanno fornito indicazioni su come è cambiata la conoscenza della fenomenologia
indagata e come essa si è raccordata con l’esperienza fenomenologica del quotidiano. I quesiti di
tipo b) hanno permesso di studiare come si sono modificate le idee dei ragazzi in merito ai
principali nodi concettuali affrontati. Le risposte ai quesiti di tipo c) hanno consentito di dare una
valutazione sul raggiungimento degli specifici obiettivi dell’intervento didattico effettuato per una
valutazione delle conoscenze e comepetenze raggiunte. Nel caso della meccanica quantistica gli
studenti hanno scelto di sondare con i test gli apprendimenti specifici e sono stati utilizzati solo in
uscita.
Fattibilità. Soprattutto nei casi della meccanica quantistica, di proposte innovative sull’ottica fisica,
di raccordo tra la scienza e la tecnologia e sull’uso dei sensori nella scuola di base (per misure di
temperatura e di posizione) le sperimentazioni in classe sono state condotte monitorate e
documentate come veri e propri studi di fattibilità prototipali di ricerca.
Alcuni casi degni di nota sono rappresentati dai lavori dei seguenti specializzandi.
Conzato Mariangela ha proposto un progetto di sperimentazione sull’introduzione della meccanica
quantistica (MQ) seguendo un’impostazione alla Dirac incentrata sulla discussione del contesto
fenomenologico della interazione di fotoni con polaroid e cristalli birifrangenti. I principali
problemi affrontati nel lavoro sono stati: a) analisi di fattibilità dei contenuti, in particolare per quel
che riguarda l’introduzione del formalismo MQ, b) come delineare il percorso, c) quali strumenti
adottare, integrando e modificando quelli già esistenti, d) esplorazione delle idee e delle
rappresentazioni della fenomenologia da parte dei ragazzi, e) attenta rielaborazione dei contenuti e
dei concetti affrontati, in relazione agli esiti del lavoro svolto, f) analisi di come gli studenti
riescano a gestire i concetti di sovrapposizione, proprietà mutuamente esclusive, proprietà
incompatibili, indeterminismo quantico e della capacità di gestione del formalismo vettoriale.
Visentin Adriana ha proposto un percorso di sperimentazione sull’introduzione dell’ottica fisica con
attività sperimentali e di modellizzazione della diffrazione della luce. I problemi che ha affrontato
sono: a) messa a punto di un gruppo di esperimenti con apparecchiature non specifiche e di
dotazione standard nelle scuole; b) ampia e concettualmente ricca analisi dei dati, che si possono
ottenere in diverse condizioni; c) individuazione di un percorso didattico basato sull’attività
5
sperimentale, riflettendo su cosa imparano gli studenti dai singoli esperimenti, predisponendo
strumenti didattici (schede di lavoro); d) esplorazione delle idee dei ragazzi su alcuni nodi
concettuali, che hanno rappresentato il limite interpretativo tra ottica fisica e geometrica; e) messa a
punto dei test in/out e di valutazione degli apprendimenti in itinere.
L’esame del portfolio degli specializzandi permette di individuare l’intersezione tra gli elementi di
guadagno professionale in questa esperienza: impadronirsi di una proposta innovativa contribuendo
al suo sviluppo, apprendere modalità di progettazione didattica, diventare competenti nella messa a
punto di esperimenti didattici corretti e rigorosi, saper riflettere sulla pratica ed effettuare anche
un’analisi quantitativa degli esiti.
Idee dei ragazzi. La grande cura nella predisposizione dei materiali per l’intervento didattico e
l’accurata analisi degli esiti, nonché il monitoraggio dettagliato dell’attività svolta hanno
comportato, che le esperienze di tirocinio siano state occasione per studiare le idee dei ragazzi in
merito ai principali nodi concettuali delle tematiche indagate.
Anche se non tutte, sono state non poche le attività di tirocinio con carattere di ricerca. Per
individuarne gli elementi sono state eaminate le relazioni finali degli specializzandi, valutando il
riferimento alla letteratura, il carattere innovativo delle progettazioni effettuate, il rigore
metodologico nella presentazione e discussione dei risultati.
In Tabella 1 viene presentato il quadro generale delle diverse tipologie di ricerca messe in campo
nella grande varietà di tirocini, non sempre di questa natura.
Tabella 1. Riepilogo degli elementi di ricerca emersi nei progetti per la scuola media (M) e per la scuola superiore (S).
Percorsi
Esperimenti
Schede
Test in/out
Fattibilità
idee dei ragazzi
Messa a punto Messa a punto
Messa a punto di Messa a punto
Studio di
Esplorazione
M
S
M
S
M
S
M
S
M
S
M
S
3
5
2
3
7
11
7
8
4
7
5
8
Esplorazione
Studio efficacia
Analisi
3
1
1
2
2
Non meno significativa dal punto di vista della ricerca nella pratica della didattica è la valutazione
dell’apprendimento a seguito dell’intervento didattico: tutti i tirocinanti si sono confrontati in
termini di riflessione critica con questo problema, che spesso è diventato un’occasione di ricerca,
limitata nel tempo, ma condotta con rigore.
Valutazione dell’apprendimento a seguito dell’intervento di tirocinio
La valutazione dell’apprendimento (e soprattutto il percorso di apprendimento) dei ragazzi è stata
effettuata integrando le informazioni derivanti dai test, dall’analisi delle schede di lavoro compilate
dai ragazzi e degli elementi emersi nel monitoraggio dell’attività (quasi sempre registrato, talvolta
videoregistrato o osservato da un insegnante).
Le risposte ai test sono state analizzate seguendo le metodologie indicate in letteratura (Aiello et al.,
1997).
Per le domande aperte sono state costruite classi di risposte a priori sulla base delle quali effettuare
una analisi quantitava. In particolare nella metà dei casi è stata effettuata una doppia analisi: 1) in
termini di punteggio, assegnato a priori per ciascuna domanda, 2) in termini qualitativi per
riconoscere su quali elementi l’intervento ha prodotto il maggiore cambiamento.
Si riassumono qui di seguito due casi tipici di modalità di analisi quantitativa dei test.
Caso 1.
È stato assegnato un punteggio a ciascuna domanda, definendo tra le categorie individuate quella o
quelle, che si considerano corrispondenti a risposte corrette. È stato costruito il grafico della
6
frequenza assoluta delle
risposte corrette per ciascun
quesito in ingresso ed in
uscita. Ciò è stato utile in
ingresso per individuare gli
aspetti su cui incentrare
l’intervento in classe. È
stato poi determinante per
individuare, dal confronto
tra le risposte in ingresso ed
in uscita, dove l’intervento
ha prodotto il maggiore
miglioramento e quindi è
Figura 1
stato più efficace (fig.1).
È stata costruita la distribuzione dei punteggi ottenuti dagli studenti per individuare se l’intervento
ha prodotto complessivamente uno spostamento della distribuzione tra la situazione in ingresso e
quella in uscita (fig.2).
Sono stati confrontati i risultati di ciascun alunno nei test di ingresso e di uscita, per discutere in
particolare su quali soggetti l’intervento ha determinato i maggiori miglioramenti, mettendo così a
confronto gli esiti con le aspettative dell’insegnante (accogliente, che conosce i ragazzi) (fig.3).
Figura 2. Distribusione dei punteggi per il test d’ingresso e per
quello di uscita.
Figura 3. Punteggi ottenuti da ciascuno studente nel test
di ingresso e in quello di uscita
Caso 2.
Sono state suddivise le risposte in corrette, parzialmente corrette,
errate o assenti. Sono state individuate le domande, che hanno
prodotto il maggior numero di risposte corrette e quelle che
hanno prodotto il maggior numero di errori.
Sono stati discussi in dettaglio i risultati delle singole domande
per individuare quelle, che hanno fornito maggiori conferme
dell’efficacia del lavoro svolto, in base al numero di risposte
corrette. Sono state discusse in particolare i quesiti in cui si é
avuto il maggior numero di risposte sbagliate. Si sono confrontati
i risultati ottenuti con quelli della valutazione dei singoli ragazzi
Figura 4
fornita dall’insegnante accogliente (fig. 4), in modo da
caratterizzare se e come l’intervento effettuato ha prodotto nei ragazzi una risposta diversa da quella
avuta nel resto dell’anno con il loro docente.
In modo analogo a quanto visto nel Caso 1 visto illustrato in precedenza, si è costruita la
distribuzione dei punteggi (raggruppando i risultati in insufficienti, sufficienti, buono, distinto,
ottimo) e analizzati i risultati complessivi del test a partire dai punteggi ottenuti in ingresso ed in
7
Scarto rispetto alla media
Scarto rispetto alla media
uscita per ciascuna domanda. Si è costruita in più
Figura 5
15
una rappresentazione a torta della qualità delle
H
risposte (corretta, non data, non corretta), ponendo
10
a confronto i risultati in ingresso ed in uscita, che
F
N
5
D
può essere utile per avere una diversa
Scarto semplice
AB
I
0
visualizzazione dell’esito dell’intevento.
(prima)
C G L
-5
É stato fatto un confronto delle distribuzioni dei
E
punteggi in ingresso e in uscita, per valutare in
M
-10
termini variazionali l’impatto del lavoro svolto. Il
-15
valore medio dei punteggi in uscita é risultato
Alunni
maggiore rispetto a quello in ingresso,
dimostrando l’efficacia dell’intervento. Anche lo
scarto rispetto alla media dei punteggi é risultato
20
maggiore in uscita rispetto all’ingresso, evidenziando
Figura 6
15
H
che l’intervento ha prodotto un miglioramento solo su
F
10
una parte della classe (Figure 5 e 6).
B
5
G
A
Per valutare l’adeguatezza del test, ed in particolare
N
Scarto semplice
0
I
(dopo)
controllare che gli esiti ottenuti non siano legati in
D
-5
modo decisivo alla modalità di formulazione della
M
L
-10
C
domanda, piuttosto che al nodo concettuale che essa
-15
E
proponeva, si è calcolato l’indice di difficoltà per
-20
ciascun item come rapporto tra il numero degli alunni
Alunni
che hanno sbagliato e il numero totale degli alunni
della classe. Sulla base di tale valutazione sono state
individuate e discusse le domande, che hanno fornito esiti particolarmente diversi dalle altre.
Considerazioni conclusive
La formazione assume quella natura di qualità, che le permette di superare il contesto in cui si è
prodotta, quando si integra con la ricerca. Quella dell’insegnante ha particolarmente bisogno di
questa caratteristica per il complesso di competenze, per la flessibilità operativa e per la formazione
continua, che la professionalità docente richiede.
Il piano didattico per la fisica nell’Indirizzo FIM della SSIS di Udine è stato pertanto studiato in
modo da offrire agli specializzandi percorsi di studio e di riflessione, che costituiscano ricaduta
delle ricerche in didattica della fisica a livello internazionale, nazionale e locale.
Nella formazione iniziale degli insegnanti secondari è previsto un momento di formazione nel
contesto della scuola, mediante attività di tirocinio rilevanti sia in termini di peso orario sia in
termini di esiti formativi: esso è uno dei quattro elementi oggetto di valutazione nell’esame di stato
abilitante. Attività di laboratorio sono pensate come momenti di preparazione e ricaduta del
tirocinio. Il ruolo attivo e progettuale degli specializzandi nei laboratori e nel tirocinio sono
un’occasione per offrire ai futuri insegnanti una formazione, che li renda capaci di interpretare,
trasformare e sperimentare proposte didattiche nella dimensione della ricerca.
Le esperienze di tirocinio in fisica realizzate nell’ambito della SSIS di Udine hanno costituito
momenti di sintesi per l’integrazione della ricerca didattica nel processo formativo dei futuri
docenti, spesso in termini di protagonisti per gli specializzandi. Nel corso dei quattro anni di vita
della SSIS, nonostante tale processo abbia avuto carattere sperimentale e di messa a punto di una
proposta formativa basata sulla ricerca, diversi sono gli studi degni di nota da parte di tirocinanti di
fisica. Tra gli aspetti più frequentemente individuati come obiettivi di ricerca vi sono: l’esplorazione
di impostazioni didattiche e strategie didattiche innovative, l’analisi delle modalità di interazione
nella classe e del contributo dell’elaboratore per il superamento di nodi concettuali, la validazione
di strumenti didattici reperiti in letteratura o rielaborati a partire da questi, la messa a punto di
esperimenti per l’attività didattica, la valutazione degli esiti di apprendimento dell’intervento
8
effettuato. In tutte le sperimentazioni inoltre è stato dato spazio all’esplorazione delle idee sui
principali concetti affrontati e sui modi di formalizzare dei ragazzi.
Alcuni esiti ci confortano in questa strada. Il primo fa riferimento alla qualità dei percorsi e dei
materiali didattici portati nelle classi: essi sono stati valutati positivamente in congressi e in riviste
specialistiche. Il secondo viene dalla testimonianza degli insegnanti accoglienti che, invece di
lamentare il carico di lavoro aggiuntivo portato dai tirocinanti, ci richiedevano ulteriori occasioni di
lavoro con i nostri tirocinanti, dichiarando che essi costituivano per loro un’occasione di riflessione
critica e di innovazione dell’attività didattica. Il terzo deriva dalla valutazione positiva degli
specializzandi stessi che, nonostante le difficoltà derivanti dal carico di lavoro a cui la SSIS li
sottoponeva, non rinunciavano a dedicare diverse ore aggiuntive nei nostri laboratori per mettere a
punto gli esperimenti, non rinunciavano a portare in classe diverse attività sperimentali, spesso
innovative ed inoltre desideravani rivedere più volte i materiali didattici progettati per portare in
classe proposte qualificate. L’ultimo punto, forse non meno importante, è la nostra soddisfazione
rispetto al loro impegno e alla loro serietà, quando la nostra proposta puntava verso alti livelli
qualitativi.
Bibliografia
Aiello M L, Balzano E, Bergomi N, Borghi L, Giordano E, Capocchiani V, Corni F, De Ambrosis A,
Marioni C, Mascheretti P, Mazzega E, Michelini M, Robutti O, Santi L, Sassi E, Sperandeo Mineo R
M , Viglietta L, Vegni G, Violino P, Teaching mechanical oscillations using an integrate curriculum,
International Journal in research on Science Education, 19, 8, 1997, p.981-995.
Arons A B (1992) Guida all’insegnamento della fisica, Zanichelli Bologna, p 218.
Astolfi J P Darot E, Ginsburger-Vogel Y, Toussaint J, 1997, Practiques, de formation en didactique des
sciences, e Mots-cles de la didadctique des sciences, Bruxelles, De Beock
Autori vari, Seminario internazionale: La formazione iniziale degli insegnati in Europa, Percorsi attuali e
futuri, Bologna, 24 gennaio 2003 (http://www.concured.it/CIREBolognaSeminario24103.doc)
Benciolini L, Michelini M, Odorico A, Formalizing thermal phenomena at 3-6 year old: action research in a
teacher training activity, in Developing Formal Thinking in Physics, Girep Book of selected papers,
Forum, 2002 (ISBN: 88-8420-148-9)
Bosio S, Capocchiani V, Mazzadi M C, Michelini M, Pugliese S, Sartori C, Scillia M L, Stefanel A, Playng,
Experimenting, thinking: exploring informal learning within an exhibit of simple experiments, in New
ways of teaching physics, Proc. Girep ICPE Conf. 1996, Ljubljana, 1997, pp. 448-452
Buchberger F , Campos B P, Kallós D, Stephenson J, Eds (2000), Green Paper on Teacher Education in
Europe, High Quality Teacher Education for High Quality Education and Training, (http://tntee.umu.se/),
Edizione italiana a cura di G Luzzatto, UeS, n.2/R, 2000, p.90
Dutto M G (2001), La professionalità nel sistema dell'autonomia, in Q6 - La formazione dei docenti/1,
Treccani, Iter , 9-suppl., p.11
Dutto M G, Michelini M, Schiavi S (2003), Reinventing in-service teacher education and training: research
grants for teachers, in L’Educazione Plurilingue. Dalla ricerca di base alla pratica didattica, selected
paper, Forum 2003 (ISBN 88-8420-158-6) p.213-226.
FISISS (1998), (Formazione degli insegnanti in Servizio nella Scuola Secondaria Superiore), coordinata
nazionalmente da Paolo Guidoni, a cui hanno aderito le sedi d FE, MI, MO, NA, PA, PV, TO, UD, è stata
condotta per un biennio (1997-1998) con tre esperimenti, a cui ha contribuito la sede di Udine. In
particolare l’esperimento ESP B, è disponibile anche in rete all’indirizzo www.uniud.it/cird/.
Girep
Seminar
(2003),
Quality
development
in
teacher
education
and
training,
www.uniud.it/cird/girepseminar2003/.
Griffith J, Morrison P, 1972 Reflections on a decade of grade-school science, Phys. Today, 25 (6) 29-34;
Karplus R, 1972, Physics for beginners, Phys. Today, 25 (6) 36-47
Guerra L, Lodini E, Il tirocinio nel corso di laura in Scienze della formazione primaria, U&S, IV, 1/R, 1999,
p.22
Hestenes D, Wells M, Swackhamer G, Force Concept Inventory, 1992, The Physics teacher, 30pp141, 158.
Jenkins E W (2000), What can physics teachers learn fron research in physics education?, Phys. Educ. 35 (4)
245-260
Kouhila M (2000), Formation en épistémologie de la physique à l’ENS, Didaskalia 17 173-202
9
Kouladis V, Ogborn J (1989), Philosophy of Science: An empirical study of teachers’ views, International
Journal of Science Education, 11 (2), 173-84
Marin Martinez N, Solano I, Jimenez Gomez E (2001), Characteristics of the methodology used to describe
students' conceptions, Int. J. Sci, Educ., 23, pp 663-690
Martongelli R, Michelini M, Santi L, Stefanel A, Educational Proposals using New Technologies and
Telematic Net for Physics, in Physics Teacher Education Beyond 2000 (Phyteb2000), R.Pinto, S.
Surinach Eds., Girep book - Selected contributions of the Phyteb2000 International Conference, Elsevier,
2001, p.615
Marucci G, Michelini M, Santi L (2001), The italian Pilot Project LabTec of the Ministry of Education, in
Rinto, Surinach S ed, Physic Teacher Education Beyond 2000, Elsevier, Paris, p. 607.
McDermott L C, Shaffer P S, Costantiniou C P, 2000, Preparing teachers to teach physics and physical
science by inquiry, Phys. Educ. 35 (6)
Michelini M(2003), New approach in physics education for primary school teachers: experimenting
innovative approach in Udine University, Inquiries into European Higher Education in Physics, H
Ferdinande, E, Valcke, T Formesyn eds., European Physics Education Network (EUPEN), vol.7, p.180
(ISBN 90-804859-6-9)
Michelini M, Cobal M, eds, Developing Formal Thinking in Physics, Girep book of selected contributions,
Forum 2002 (ISBN: 88-8420-148-9)
Michelini M, Michelutti G (2001), Verso un sistema integrato laboratorio-tirocinio, in Il tirocinio
nell'ambito di scienze della formazione primaria, Forum, p.71-86
Michelini M, Mossenta A, The EPC Project - Explorating Planning, Communicating, in Physics Teacher
Education Beyond 2000 (Phyteb2000), R.Pinto, S. Surinach Eds., Girep book - Selected contributions of
the Phyteb2000 International Conference, Elsevier, 2001, p.457.
Michelini M, Rossi P G, Stefanel A, 2002, Integrazione tra formazione iniziale degli insegnanti e ricerca
didattica: un modello per la fisica, in Università e formazione degli insegnanti: non si parte da zero,
Bonetta G, Luzzato G, Michelini M, Pieri M T eds, Forum, Udine
Michelini M, Santi L, Parmegiani P, Meneghin GP, CD-GEIWEB, CIRD, Università di Udine, disponibile in
rete all’indirizzo www.uniud.it/cird/ ; Bosio S, A Di Pierro, G Meneghin, Michelini M, Parmeggiani P,
Santi L, A multimedial Proposal for informal education in the scientific Field, Proc. Int. Conf. On Sci. Ed.
for the 21st Century, Szeged, Hun, 1999; GEIWEB Bosio S, Michelini M, Parmeggiani P, Santi L.,
GEIWEB – Una proposta multimediale per l’educazione informale in campo scientifico, La Fisica nella
Scuola, XXXII, 3 Suppl., 1999
Michelini M, Santi L, Sperandeo R M, eds, Proposte didattiche su forze e movimento: le tecnologie
informatiche nel superamento di nodi concettuali in fisica, Forum 2002
Michelini M, Sartori C, 1998, Esperienze di laboratorio didattico in una struttura di raccordo
Michelini M, Schiavi S (2001), La ricerca degli insegnanti: le prime esperienze di borse di ricerca per
insegnanti, in Q6 - La formazione dei docenti/1, Treccani, Iter , 9-suppl., p.106-125
Michelini M, Scillia ML, Modalità integrate di formazione in servizio per l’innovazione didattica nella
scuola, La Fisica nella Scuola, XXXII, 3 Suppl., 1999
Moschetta C, Michelini M, Stefanel A (2001) Cognitive Labs in an informal context to develop formal
thinking, in Proc. Of Developing Formal Thinking in physics, Udine 2001, Lawrence I, Michelini M eds,
in corso di pubblicazione
Nisbet J (1974), Fifty years of research in science education, Stud. Sci. Educ. 1 103-7
Pfund H, Duit R, 1994, Bibliography: Students’ Alternative Frameworks and Science Education, Kiel, IPN
Pines L, West L, Conceptual urderstanding and science lerning: an interpretation of research within a sourceof-knowledge framework, Science Education, 5, 1986; Linder C J, A challenge to conceptual change,
Science Education, 77, 1993: Vicentini M, Mayer M, Didattica della Fisica, Cap. III, La Nuova Itlai,
Firenze, 1996.
Pinto R, Surinach S, Eds. (2001), Physics Teacher Education Beyond 2000 (Phyteb2000), Girep book Selected contributions of the Phyteb2000 International Conference, Elsevier
Renner J W, Stafford D G, Coffia W J, Kellogg D H, Weber M C, 1973, An evaluation of the Science
Curriculum Improvement Study, Sch. Sci. Math., 73 291-318
Schettini B, Tuozzi C, Il laboratorio della Scuola di Specializzazione all'insegnamento secondario.
Riflessioni e materiali di lavoro, U&S, IV, 1/R, 1999, p.8;
SeCiF (2001), "Studiare e capire in fisica", un progetto di ricerca di rilevanza nazionale cofinanziato MIUR,
coordinato nazionalmente da Paolo Guidoni. Vi hanno partecipato le unità di ricerca didattica di NA, MI10
Statale, MI- Bicocca, PA, PV, TO, UD, a cui si sono aggregate quelle di BO, FE, MO, TS. Il progetto si è
concluso nel febbraio 2001 ed ha prodotto materiali didattici per la formazione degli insegnanti,
disponibili in rete telematica sll’indirizzo: http://pctidifi.mi.infn.it/SeCiF/
Sperandeo Mineo, L Viglietta, G Vegni, P Violino, Teaching mechanical oscillations using an integrate
curriculum, International Journal in research on Science Education, 19, 8, 1997, p.981-995.
Sperandeo R M, comunicazione al Workshop Formazione alla professione docente: bilancio delle esperienze
e analisi delle prospettive, gruppo di lavoro La didattica disciplinare nei suoi rapporti con la ricerca
didattica, Rovereto, 18-21 Settembre 2001seminario su formazione iniziale insegnanti Rovereto
Sperandeo R M, I.MO.PHY (introduction to modeling in physics-education): a netcourse supporting teachers
in implementing tools and teaching strategies, in in Rinto, Surinach S ed, Physic Teacher Education
Beyond 2000, Elsevier, Paris, 2001
Taber K S (2000) Should physics teaching be a research-based activity?, Physics Education, 35 (3), pp. 163168
Tao P-K, Developing understanding through confronting varying views: the case of solving qualitative
physics problems (2001) International Journal of Science Education, vol. 23, N. 12, 1201-1218
URDF (2003), Unità di Ricerca in Didattica della Fisica, www.fisica.uniud.it/URDF/
Viennot L (1997), Former en didactique, former sur le contenu? Principe d’elaboration et elements
d’evaluation d’une formation en didactique de la physique en deuxieme annee d’IUFM, Didaskalia, 10,
pp. 75-93)
Woolnough B E (2001), Physics Teachers as self-evaluating professionals, in Physics Teacher Education
Beyond 2000, Girep book, Barcellona, 2000; B E Woolnough, S McLaughlin, S Jackson, Learning by
doing, School Science Review, 81, 1999, p.294
Workshop Rovereto (2001), Formazione alla professione docente: bilancio delle esperienze e analisi delle
prospettive, gruppo di lavoro La didattica disciplinare nei suoi rapporti con la ricerca didattica,
Rovereto, 18-21 Settembre 2001, UeS, Notiziario 1, 2002
Zimmerman E (1998), Models of Science in the Phylosophy and the Teaching of Physics: a Clash of
Cultures?, in Research in Science Education in Europe: The Picture Expands, Bandiera M, Caravita S,
Ticcacca E, Vicentini M eds., Proc. Of Eresa Conf., Rom, pp.555-513
11