I laboratori PLS
del progetto IDIFO4 a Udine
Unità di Ricerca in Didattica della
Fisica
Università degli Studi di Udine
Milano
PROGETTO
IDIFO 4
Unità di ricerca in Didattica
della Fisica
Trento
Bolzano
Torino
Udine
Università degli Studi di Udine Pavia
• LABORATORI COME MODULI
FORMATIVI PER INSEGNANTI
E STUDENTI (SSS e S. base)
- Lab PLS SSS
- Lab PLS Sc Base
- LaB esplorativi
- La PSO
• Master & CP IDIFO4
• Scuola Estiva di Fisica
Moderna
• MOSTRA GEI
• Prestiti kit didattici alle scuole
G.C. INFN UD
Bologna
Mo-Re
Firenze
Trieste
Sez. INFN TS
Macerata
Camerino
Siena
Bari
Roma 3
Roma La Sapienza
LNF-INFN
Salento
Basilicata
Palermo
Calabria
IDIFO in rete
Le locandine di prenstazione alle scuole
Lo standard dei Lab PLS
Laboratorio PLS:
attività non episodica
serie di incontri
almeno 16-20 ore di lavoro degli studenti con la presenza e
l’intervento dei docenti.
Co-Progettazione e co-realizzazione scuola- università.
attività curriculare e/o extra-curriculare
LabA_PLS - Lab che avvicinano alle discipline scientifiche
LabB_PLS-Lab autovalutazione
LabC_PLS - approfondimento
Le tipologie di Lab in IDIFO3
I laboratori PLS in IDIFO3
LabA_PLS – LabB_PLS
10 h co-progettazione
16 h sperimentazione
4 h analisi dati/valutazione e rielaborazione
Le tipologie di Lab in IDIFO3
I laboratori PLS in IDIFO3 – Disc/PSOF
Lab IDIFO3
14 h formazione
5 h co-progettazione
6 h sperimentazione
5h analisi dati/valutazione e rielaborazione
Le tipologie di Lab in IDIFO3
Altri laboratori
Masterclass
Lab explo (attività esplorative in contesti
informali 3h)
Lab CLOE (esplorazione di contesti e percrosi
di apprendimento – 1-3 h)
Lab - Seminari di storia della Fisica
moderna per la didattica
Majorana e Fermi
La fisica nucleare in Italia
Le riceerche sui raggi cosmici in Italia
N. Robotti, Università di Genova
Guerra Francesco (UniRM-La Sapienza)
Leone Matteo (UniTO)
Lab A – Percorsi dall’elettromagnetismo alla SC
Esplorazione
della superconduttività nelle scuole
Misure con sensori collegati in
linea con l’elaboratore
Presso UNIUD
Con sensori on-line viene analizzato il breakdown della
resistività, associato alla transizione allo stato
superconduttivo. L’annullamento del campo magnetico
all'interno del superconduttore viene riconosciuto
fenomenologicamente nell’esplorazione della levitazione
di piccoli magneti su dischi portati allo stato
superconduttivo immergendoli in azoto liquido. Si studiano
effetti tipici dei superconduttori come l’effetto Meissner e
l’effetto pinning.
Lab. – Introduzione alla fisica dei materiali:
metalli, semiconduttori, superconduttori
Si esplorano le proprietà di
conduzione elettrica di materiali
diversi con sensori collegati
all’elaboratore, per creare un
ponte tra la fenomenologia e i
processi microscopici di
trasporto elettrico
0,12
0,1
corrente (A)
0,08
0,06
0,04
0,02
0
0
1
2
3
4
ddp (lam padina) (V)
5
6
7
Lab A – Esperimenti di Superconduttività
Laboratorio basato su un percorso di
esperimenti per lo studio della
dipendenza della resistività di un
superconduttore in
Funzione della
Temperatura
Misura di R vs T
Per metalli,
semiconduttori,
superconduttori
Misure di coefficiente Hall
E studio delle proprietà
Di conduzione elettrica di materiali
diversi con misure di R vs T e coefficiente
Hall
Lab Esperimenti di fisica avanzata
Si sviluppano percorsi di proposte sperimentali avanzate e di fisica
moderna, che utilizzano nuove tecnologie e in particolare apparati con
sensori collegati in linea con l’elaboratore e attività di computer
modeling. Ciascun esperimento richiede 2-4 h e prevede il
coinvolgimento diretto degli studenti in laboratorio didattico con raccolta
e analisi dati per la costruzione di un approccio sperimentale a
fenomenologie come quella atomica, degli elettroni
Esperimento di F-H
La misura del rapporto e/m
Lab. - Esperimenti di fisica avanzata
Effetto Ramsauer
La misura della velocità della luce:
con il metodo dello spostamento
di fase
Lab. - Esperimenti di fisica avanzata
Misura e analisi della distribuzione di
una figura di diffrazione:
Leggedi Malus per luce
Polarizzata
Lab. – Le idee della MQ a partire dagli
esperimenti con polaroid.
Multimedialità ed esperimenti ideali.
I nodi della funzione d’onda
Laboratorio di esplorazione dei concetti fondanti della
meccanica quantistica e del suo formalismo di base, nel contesto
fenomenologico della polarizzazione esplorata con esperimenti
reali e esperimenti ideali a singolo fotone, con applet
multimediali che favoriscono il passaggio dalla fenomenologia
alla formalizzazione dei concetti..
Lab. – Lab PLS di Fisica moderna
Laboratorio su
esperimenti e contesti
critici per
l’interpretazione
classica dei fenomeni
I nuclei fondanti della MQ
Esperimento di F-H
LaA – Diffrazione della luce e fisica ottica
Misura e analisi della distribuzione di una
figura di diffrazione per la costruzione di
un modello ondulatorio della luce
Polarizzazione della luce (utilizzo Kit –PLS per
esplorazione sperimentale della polarizzazione della luce
Lab. Percorsi di elettromagnetismo
Esplorazione con sensori on-line del campo magnetico B prodotto
da sorgenti diverse, per costruire una rappresentazione formalizzata
delle linee di campo basata sul concetto di flusso.
Ruolo della variazione del flusso di B
nei fenomeni di induzione
elettromagnetica
Lab. – Percorsi sui fenomeni termici
Esplorazione di sati e processi termici con i
sensori termici on-line per: riconoscere la
temperatura come grandezza di stato; studiare
le Interazioni termiche e i processi di
conduzione termica e le leggi che le descrivono;
il riscaldamento e la definizione operativa del
calore; le transizioni di fase
Lab. – RTL nel laboratorio (Moto, termici,
elettrici e magnetici)
Laboratori in tempo reale
per lo studio di fenomeni
diversi come:
- Il moto con sensori on-line
- Fenomeni magnetici con i
sensori on-line
Lab. Energia e leggi di conservazione
Percorso di esperimenti per lo studio delle trasformazioni energetiche, il riconoscimento
dell’energia come ente fisico (astratto) che presenta quattro tipi fondamentali e l’analisi di
bilanci energetici per la riconoscimento della natura conservativa dell’energia.
Lab. Energia e leggi di conservazione
Il riscaldamento di uno stesso
cilindretto di alluminio con processi
diversi per riconoscere la natura
dell’energia come ente che si
trasforma da un tipo a un altro.
Lab. Energia e leggi di conservazione
h = 0,86 cm
m = 21 g = 0,0021 kg
M in
DT (°C)
caduta (kg) sperim.
1,485
0,63
2,267
1,00
3,075
1,38
3,845
1,68
DT (°C)
teor.
0,67
1,02
1,39
1,76
M (kg)
1,485
2,267
3,075
3,845
cal = 0,900 kJ/(kg °C)
Mgh (J)
12,67
19,35
26,24
33,19
mcDT (J)DE/E
11,97
0,06
18,90
0,02
25,99
0,01
31,66
0,05
mcDT (J) vs Mgh (J)
35
30
y = 0,9661x + 0,0423
R² = 0,9969
mcDT (J)
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
Mgh (J)
25
30
35
Lab. Energia e leggi di conservazione
Lab. Energia e leggi di conservazione
T (s)
1,52
1,23
1,08
0,99
0,91
V (cm/s) v2 (cm/s)
7,6
57,24
9,3
87,41
10,6
113,38
11,7
136,31
12,6
158,83
h (cm)
34,5
46,0
57,5
69,0
80,5
V (m/s)
7,565789
9,349593
10,64815
11,67513
12,60274
v2 (cm2/s2)
V (cm/s)
14,0
180
y = 0,1078x + 4,1686
R² = 0,9811
v (cm/s)
10,0
8,0
6,0
V (cm/s)
4,0
Lineare (V (cm/s))
2,0
y = 2,192x - 15,400
R² = 0,996
160
140
v2 (cm2 /s2 )
12,0
120
v2 (cm2/s2)
100
80
Lineare (v2
(cm2/s2))
60
40
0,0
20
0,0
20,0
40,0
60,0
h (cm)
80,0
100,0
0
0
20
40
60
80
100
Lab. Energia e leggi di conservazione
Lab – Autovalutazione e PSOF
A - ORDINAMENTO DI LIQUIDI PER DENSlTÀ
B - IL BERSAGLIO
C - L'ALLUNGAMENTO DEGLI ELASTICI
D - LA LEGGE DI RIFRAZIONE
E. Come far ruotare più velocemente un corpo già in
rotazione?
F. Come spiegare il moto uniforme di un magnete
che cade dentro a un tubo di rame?
Lab. – La fisica nell’educazione stradale
Impariamo la fisica nel
contesto dell’educazione
stradale:
dal movimento di una
bicicletta alla cinematica del
moto
Studio del moto con i sensori:
la camminata
Il ruolo dell’attrito nel moto
Attrito con dinamometro
artigianale o sensore on line
Urto: velocità, massa, m*v
La fisica dei sistemi di
sicurezza
EPOGG . Masterclass sulla fisica delle
particelle elementari
