RTL_7_04_09

Real Time Laboratory:
il laboratorio di fisica con
le nuove tecnologie
Anna Rambelli – Il laboratorio del sapere scientifico - 7 aprile 2009
Obiettivi dell’attività di
laboratorio (programmi P.N.I. e Brocca)
Comprendere i procedimenti caratteristici dell’indagine scientifica, che
si articolano in un continuo rapporto tra costruzione teorica e
realizzazione di esperimenti, e saperli utilizzare, conoscendo con concreta
consapevolezza la particolare natura dei metodi della fisica
Comprendere le potenzialità e i limiti delle conoscenze scientifiche
Acquisire un linguaggio corretto e sintetico e saper fornire e ricevere
informazioni
Saper analizzare e schematizzare situazioni reali ed essere in grado di
affrontare problemi concreti anche in campi al di fuori dello stretto
ambito disciplinare
Saper riconoscere i fondamenti scientifici presenti nelle attività tecniche
Saper definire concetti in modo operativo, associandoli per quanto
possibile ad apparati di misura
e ancora…
Saper analizzare fenomeni individuando le variabili che lo
caratterizzano
Saper formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati,
saper dedurre conseguenze e proporre verifiche
Saper scegliere tra diverse schematizzazioni esemplificative la più
idonea alla soluzione di un problema reale
Saper distinguere la realtà fisica dai modelli costruiti per la sua
interpretazione
Acquisire l’abitudine al rispetto dei fatti, al vaglio e alla ricerca di un
riscontro obiettivo delle proprie ipotesi interpretative
Il laboratorio con le nuove tecnologie…
Può favorire il
raggiungimento
degli obiettivi
fissati…
…tramite un lavoro
di tipo esplorativo
…in cui lo studente svolge
il ruolo di protagonista
nella costruzione del
proprio sapere...
…perché
permette la realizzazione di esperimenti
didatticamente significativi
rende praticabile lo studio di fenomeni comuni
coinvolge lo studente in prima persona
nell’osservazione della realtà con tecnologie
avanzate
Caratteristiche di RTL
RTL è l’acronimo inglese di Real Time Laboratory con cui vengono
indicati i sistemi di acquisizione e di analisi dati in tempo reale ,
(detti anche MBL = Microcomputer Based Laboratory)
Sono sistemi costituiti essenzialmente da :
sensori, interfaccia e calcolatore
Alcuni sono compatti e portatili, alimentati completamente a
batteria e gestiti da calcolatrici grafiche
Altri sono gestiti da PC
PC + Graph link o software di elaborazione dati
Presenter + video proiettore
View screen + lavagna luminosa
Calcolatrice
Ambiente
Sensore
INTERFACCIA
Calcolatrice
PC
video proiettore
Potenzialità del sistema
Rapidità e accuratezza nella acquisizione di molti dati
relativi al fenomeno in esame
Possibilità di registrare tali dati in formato facilmente
duplicabile e trasferibile
Facilità e rapidità nella rappresentazione grafica di tali
dati
Facilità nella manipolazione dei dati (grafici, interpolazioni,
confronti, trasformazioni matematiche)
Quando proporre RTL?
Anche questo tipo di laboratorio deve essere
parte integrante della didattica, perciò:
In orario curricolare
In attività di approfondimento
Nell’ambito di progetti
extracurricolari
Per migliorare l’apprendimento
della fisica
Per consentire allo studente
curioso e attento di avere un
ruolo attivo che può
riguardare la progettazione
l’esecuzione e la modifica
dell’esperimento, sfruttando il
maggior tempo a disposizione
Le caratteristiche del sistema di
acquisizione dati RTL
consentono di proporre
percorsi didattici per lo studio
di un fenomeno fisico
strutturati schematicamente
secondo il seguente ciclo:
Elaborazione di un
Eventuale progettazione
di un nuovo esperimento
suggerito dal modello
modificato
Eventuale revisione del
primo modello sulla
base dell’analisi dei
dati sperimentali
modello teorico del
fenomeno desunto
dal corso di fisica
Studio delle possibili deviazioni
sistematiche dalle previsioni teoriche
(da valutare contestualmente
alla stima degli errori
legati alla tecnica di misura)
Progettazione
e allestimento
dell’esperimento
Studio qualitativo
del fenomeno in esame ed
individuazione
Confronto dei risultati
delle analisi con le
previsioni offerte dal
modello
Analisi dei nuovi
grafici ed interpolazioni
con funzioni suggerite
dal modello
delle caratteristiche salienti
Acquisizione dei dati
e loro rappresentazione
grafica
Eventuale calcolo dei
valori di nuove variabili
interessanti derivabili dai
dati grezzi e loro
rappresentazione grafica
Eventuale
interpolazione
dei dati con funzioni
suggerite dal modello
assunto
Lavorando in questo modo lo
studente può essere introdotto
all’uso consapevole degli
strumenti di indagine tipici della
fisica
Indagini di questo tipo possono
fornire
un
esempio
della
soddisfazione intellettuale legata
al capire “come vanno le cose”
che è componente essenziale del
gusto che la fisica può dare