Sezione di Fisica - Università degli Studi di Udine

Università degli Studi di Udine
Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche e Fisiche (DMIF)
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF)
Via delle Scienze 208, 33100 Udine – tel +39 0432 558211 – fax -8222 - 8230
www.fisica.uniud.it/URDF/
Piano Lauree Scientifiche 2014-2015
Orientamento e Formazione degli Insegnanti – Area Fisica
Rendiconto Scientifico DEL PROGETTO
IDIFO5 – Innovazione Didattica in Fisica e Orientamento -2014/16
Unità Operativa di Udine
Responsabile: Marisa Michelini
[email protected]
Sedi Cooperanti
Università degli studi di: Bari (UniBA), Basilicata (UniBAS), Bologna (UniBO), Cagliari (UniCa), Cosenza
(UniCAL),Camerino (UniCAM), Firenze (UniFI), Genova (UniGE), Macerata (UniMC), Milano (UniMI), Modena e ReggioEmilia (UniMORE), Palermo (UniPA), Pavia (UniPV), Roma-La Sapienza (UniRM-La Sapienza), Roma Tre (UniRM-Tre),
Lecce (UniSALENTO), Siena (UniSI), Trento (UniTN), Torino (UniTO), Trieste (UniTS), Udine (UniUD) e INFN Nazionale,
INFN – Sezione di Trieste, INFN – Gruppo Collegato di Udine.
Referenti di sede – Comitato Scientifico
Angelini Leonardo (UniBA), Serio Carmine (UniBAS), Levrini Olivia (UniBO), Buderi Luciano (UniCa), Bonanno Assunta
(UniCAL), Marzoli Irene (UniCAM), Gambi Cecilia e Straulino Samuele (Firenze),
Robotti Nadia (UniGE), Rossi Pier Giuseppe e Magnoler Patrizia (UniMC), Giliberti Marco Alessandro (UniMI), Corni
Federico (Modena e Reggio Emilia), Fazio Claudio e Mineo Sperandeo Rosa Maria (UniPA), De Ambrosis Anna
(UniPV), Guerra Francesco (UniRM-La Sapienza), Altamore Aldo (UniRM-Tre), Bochicchio Mario e Longo Antonella
(UniSalento), Montalbano Vera A (UniSI), Oss Stefano (UniTN), Leone Matteo (UniTO), Peressi Maria (UniTS), Santi
Lorenzo e Michelini Marisa (UniUD), Romeo Bassoli, Andrea Vacchi, Fabbri Franco (INFN – Nazionale - Comunicare
Fisica), Della Torre Silvia (Sezione INFN TS), Pauletta Giovanni (Gruppo Collegato INFN UniUD).
Sito del progetto
http://www.fisica.uniud.it/URDF/laurea/index.htm
Piattaforma di e-learning
http://idifo.fisica.uniud.it/uPortal/render.userLayoutRootNode.uP
Introduzione
Il progetto IDIFO5 ha attuato quanto previsto nelle linee guida del Piano PLS nazionale, con la
collaborazione a vario titolo e impegno delle seguenti 20 Università degli Studi e istituti di ricerca:
Università degli studi di: Bari (UniBA), Basilicata (UniBAS), Bologna (UniBO), Cagliari (UniCa), Cosenza
(UniCAL),Camerino (UniCAM), Firenze (UniFI), Genova (UniGE), Macerata (UniMC), Milano (UniMI), Modena e
Reggio-Emilia (UniMORE), Palermo (UniPA), Pavia (UniPV), Roma-La Sapienza (UniRM-La Sapienza), Roma Tre
(UniRM-Tre), Lecce (UniSALENTO), Siena (UniSI), Trento (UniTN), Torino (UniTO), Trieste (UniTS), Udine (UniUD) e
INFN Nazionale, INFN – Gruppo Collegato di Udine della Sezione di Trieste per azioni differenziate di
innovazione didattica e formazione degli insegnanti. Esso ha compreso le seguenti attività progettate ed
approvate in IDIFO4 per gli aa.aa 2012-14 in termini di prosecuzione di attività già sperimentate (attività
1
Udine 14.11.16
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
1-7) ed altre attività proposte a seguito di richieste delle scuole e nuove idee progettuali emerse durante
l’attuazione del I anno di IDIFO4 (attività 8-16):
Le attività previste e realizzate sono state:
1. laboratori coprogettati con gli insegnanti per l’apprendimento:
a. scientifico nella Scuola di Base (Scuola dell’infanzia, primaria e secondaria di primo
grado) e
b. della fisica nella Scuola secondaria di secondo grado (Laboratori PLS realizzati nella
forma di Laboratori Didattici, Masterclass integrate nell’attività curricolare, Lab di
esperimenti avanzati)
2. laboratori per lo sviluppo professionale degli insegnanti basati sull’analisi di ricerca
dell’innovazione didattica e dei processi di apprendimento dei ragazzi nella didattica
laboratoriale in campo scientifico,
3. Chiusura del Master IDIFO4,
4. Completamento del Corso di Perfezionamento sulla Fisica Moderna per insegnanti di Scuola
secondaria Superiore,
5. prestito alle scuole di materiali didattici per favorire la realizzazione di attività laboratoriali da
parte delle singole scuole,
6. realizzazione dell’iniziativa IPPOG MasterClass
7. proposte di approfondimento per gruppi di ragazzi interessati ad effettuare tesine di maturità
sulla fisica moderna (lab Maturità),
8. un concorso-percorso “Adotta Scienza ed Arte nella scuola primaria” per studenti di scuola
primaria, che si configuri come attività di potenziamento della didattica trasversale e
laboratoriale in tale tipo di scuola a partire dall’analogo concorso per la scuola secondaria:
progettazione, coinvolgimento delle scuole ed attuazione con 20 classi di due diverse Regioni,
9. Esposizione della mostra interattiva Giochi Esperimenti Idee (GEI) – 250 esperimenti da fare in
contesto informale – per realizzare Laboratori Concettuali basati sull’Esplorazione e l’Operatività
(CLOE) rivolti alla scuola di base ed oggetto di formazione degli insegnanti,
10. Convegni e seminari (uno per la scuola di base ed uno per la scuola secondaria superiore) di
presentazione delle caratteristiche e dei risultati dei laboratori PLS basati sulla ricerca, attuati
nell’ambito di IDIFO, portando così ad estendere le buone esperienze fatte per voce degli stessi
insegnanti che ne sono stati protagonisti,
11. partecipazione a MEDIAEXPO di Crema con laboratori CLOE del Progetto PLS IDIFO5,
12. partecipazione al salone dell’Orientamento ed alla manifestazione YOUNG con proposte di
orientamento formativo basato sulla laboratorialità (laboratori orientanti)
13. Scuole estive per ragazzi di scuola secondaria 2014 e 2015
14. Azioni per la riduzione degli abbandoni
Il progetto ha previsto inoltre la realizzazione di attività conclusesi nel 14/15: Scuola nazionale sulla
didattica laboratoriale per insegnanti di scuola secondaria; pubblicazione di materiali tematici di
didattica laboratoriale.
Nella sua globalità il progetto ha previsto attività sia con insegnanti, sia con studenti.
La ricerca didattica ha costituito fonte e strumento di materiali e metodi di lavoro. Il progetto IDIFO5 si è
avvalso infatti dei risultati di ricerche didattiche in fisica e di materiali messi a punto nell’ambito di tali
ricerche e nei Progetti IDIFO1 (2006-2008), IDIFO2 (2009), IDIFO3 (2010-2012) e IDIFO4 (2012-2013), che
si sono concentrati sulla fisica del ‘900 (fisica quantistica, relativistica, statistica e della materia), la fisica
in contesto, il contributo delle Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione (TIC) per
l’apprendimento scientifico e l’orientamento formativo (Problem Solving per l’Orientamento Formativo
disciplinare in fisica) per la formazione degli insegnanti e le attività di laboratorio sperimentale e
didattico.
2
Udine 10 ottobre 2016
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L’attuazione del progetto è stata possibile e si è arricchita grazie alla collaborazione con enti e
associazioni internazionali e locali, tra i quali hanno fornito i contributi più rilevanti sul piano scientificoculturale: il GIREP (Groupe International de la Recherche Educative in Physique), INFN (Istituto Nazionale
di Fisica Nucleare sede nazionale, sezione di TS e gruppo coordinato di Udine), Comune di Udine,
Consorzio europeo progetto HOPE (che ha coinvolto 70 università europee), le 20 università e istituti di
ricerca che hanno collaborato a IDIFO5; l’associazione culturale Esplica; SIF (Società Italiana di Fisica),
AIF (Associazione Insegnamento della Fisica), l’Associazione culturale nuovi orizzonti, le scuole del
territorio.
La realizzazione delle attività è stata possibile grazie alla sinergia con altri progetti:
- il progetto di diffusione della Cultura scientifica LACOMGEI, promosso dal CIRD dell’UNIUD e
condotto dall’URDF dell’università di Udine (Progetto LACOMGEI (marzo 2015- febbraio 2016)
Finanziato L.113/1991 - MIUR diffusione della cultura scientifica con la scuola e per la scuola)
- il progetto europeo HOPE, per l’innovazione nella didattica della fisica, di cui l’Università di
Udine è partner e l’URDF è il gruppo scientifico di riferimento
- il Master PFDS promosso dal MIUR, e il cui progetto scientifico locale è affidato a M Michelini e
attuato dall’URDF
- Il progetto Cosmonauti, promosso dal Centro Nuovo Orizzonti di Udine
- La manifestazione annualmente organizzata dal Comune di Udine “energia in Gioco”
A carico del bilancio del presente progetto sono state imputate soltanto le attività in presenza e a
distanza a carico dell’Università di Udine.
Tutta l’offerta didattica a distanza per la formazione degli insegnanti nel Master IDIFO si è avvalsa di
risorse messe a disposizione dalle sedi cooperanti, che hanno organizzato laboratori e insegnamenti per
il Master. Tali attività sono state svolte a titolo non oneroso per quanto riguarda la docenza, offerta
gratuitamente dai docenti delle sedi universitarie cooperanti. I costi sono stati pertanto relativi alla
gestione del Progetto IDIFO5 (allestimento e manutenzione piattaforma e-learning, segreteria didattica,
tutor in rete, …) dei relativi laboratori in presenza a Udine e delle Scuole per studenti ed insegnanti, oltre
ai Premi per Adotta Scienza ed Arte.
Le attività previste nel progetto sono tutte state svolte. Di seguito se ne descrivono le caratteristiche
essenziali, le modalità attuative, i principali dati sull’impatto del progetto in particolare sulle scuole del
territorio e alcuni principali esiti.
1. LABORATORI COME MODULI FORMATIVI PER INSEGNANTI E STUDENTI – Attività 1, 2, 6, 7, 11
I laboratori sono stati tutti di impostazione PLS(1), basati sul coinvolgimento degli insegnanti nella coprogettazione e implementazione di interventi di apprendimento basati sull’esplorazione di situazioni
problema, monitoraggio degli apprendimenti degli studenti direttamente impegnati in attività (hands-on
e minds-on) basate su strategie e metodi qualificati da ampie sperimentazioni di ricerca didattica
sull’apprendimento attivo. Essi hanno differito per la durata delle fasi preparatorie, di sperimentazione e
di valutazione. Sono tutti di 3 cts (cfu) corrispondenti a 30 ore, condotte in presenza o a distanza e sono
stati dei seguenti tipi.
 Laboratori PLS – Didattica Laboratoriale- 6-10 h: formazione generale e caratterizzante, 4-6 h:
progettazione didattica, 12-20 h: sperimentazione con studenti; 4-6 h analisi dati e rielaborazione.
 LabIDIFO4 – Laboratori di formazione insegnanti PLS - 14 h: formazione generale e caratterizzante, 5
h progettazione didattica, 6 h sperimentazione con studenti, 5 h analisi dati e rielaborazione.
1
L’impostazione corrisponde alle scelte effettuate nelle linee guida. Essi talvolta comportano un numero maggiore di
ore di co-progettazione rispetto allo standard di 10 ore PLS, perchè la loro fondazione sulla ricerca richiede
un’impegnativa attività di formazione iniziale e progettazione, così come il monitoraggio e l’analisi di dati di
apprendimento comporta una modifica delle percentuali orarie sulle diverse attività.
3
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 MasterClass sulla Fisica Moderna – 4-6 h: progettazione didattica; 6-8 h: preparazione degli studenti
e pre-test; 8-9 h di interactive lectures, laboratorio sperimentale e laboratorio di simulazione presso
l’UniUD; 6-8 ore completamento e valutazione studenti; 4-6 h analisi e valutazione esiti.
 LEA – Lab. Esperimenti di fisica avanzata– Attività condotte congiuntamente da insegnanti e docenti
universitari per esperimenti didattici a gruppi non facilmente trasferibili/trasportabili a scuola (es:
misura intensità luminosa in figure di diffrazione e polarizzazione ottica, resistività in funzione della
temperatura in metalli, semiconduttori e superconduttori, misura e/m, misura coefficiente di Hall,
esperimenti di effetto Ramsauer, esperimenti di superconduttività (4 h in presenza che si raccordano
con una fase di preparazione (2-4 ore) e una fase di completamento e valutazione (8-10 ore).
 LM – Laboratorio Maturità (Approfondimenti per la maturità) – Percorsi ed esperimenti condotti con
gruppi di ragazzi interessati a approfondire operativamente la fisica per l’esame di stato (5-15 ore in
presenza e altrettante di rielaborazione personale e/o con l’insegnante);
 CLOE – Conceptual Labs of Operative Exploration – Attività con studenti di esplorazione concettuale
in contesti operativi (1-3 ore), che si collegano con 14-16 h di regolare attività didattica dei docenti.
 IPPOG Masterclass sulle particelle elementari, a cui partecipano 70 università nel mondo
(http://www.physicsmasterclasses.org/mc.htm e http://www.physicsmasterclasses.org/mc.htm) di
una giornata di seminari, analisi dati, riepilogo e confronto dei risultati in collegamento con CERN.
Anche per questa attività di 8 h in presenza è stato previsto un seminario introduttivo svoto presso le
scuole di 4 h e un approfondimento e valutazione a scuola di 4-8 h.
Tali attività sono state svolte nel periodo 2014-16 secondo le modalità di seguito descritte e suddivise
per anno e si sono sviluppate in continuità con quelle attuate nell’anno precedente e sintetizzate
nell’allegato A.
Laboratori svolti nel periodo 2014-15
Tabella 1 - Laboratori IDIFO periodo 14/15 (attività ulteriori rispetto alle già previste nel Master IDIFO)
Descrizione
Fluidi in Equilibrio e
Galleggiamento
Energia in gioco
Reinventore
Sede
Incontri
Periodo
h
Insegnanti
IC Rivignano
4+2
Sett 14-Nov 14+Mar/Apr15
20
30
Giardino del Torso
Udine
1
Dic 2014
4
71
Tabella 2 - Laboratori PLS scuole superiori periodo 14/15
Descrizione attività
Perc. RTL/Moto
Sede
LS Copernico UD
Perc. RTL/Moto
LS Copernico UD
ISIS "Manzini" S.
Daniele del Friuli
UNID
Perc. Elettromagnetismo
Percorso MQ e esp FH
N
Incontri
7
Periodo
nov.dic 14
h URDF
12
h docenti
13
h coprog/valut
5
stud
15
ins
1
7
nov.dic 14
12
13
5
15
1
1
apr-15
5
15
10
17
1
1
16-apr-15
4
16
10
10
2
Tabella 3 - Laboratori CLOE scuole superiori periodo 14/15
N
Incontri
Periodo
h URDF
h docenti
h coprog/valut stud
Laboratori CLOE sul concetto di Energia
(nell’ambito della collaborazione con il Comune di Udine per l’attuazione di “Energia in gioco - dicembre 2014”)
1
3- Dic 2014
2
16
10
22
Energia come grandezza
ISIS Malignani
fisica dei sistemi che si
1
3- Dic 2014
2
16
10
24
Udine
trasforma
1
4- Dic 2014
2
16
10
20
Descrizione attività
Sede
ins
2
2
2
4
Udine 10 ottobre 2016
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1
4- Dic 2014
2
16
10
26
Laboratori CLOE di esplorazione sperimentale e con sensori on-line nell’ambito del Salone dello Studente feb. 2015
Superconduttività
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
25
15
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
Diffrazione della luce
20
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
Stati e processi termici
10
misura della velocità
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
della luce
l’oscillatore massa16
mossa con sensori di
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
moto
Esperimenti e modelli di
17
astronomia del sistema
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
sole-terra-luna
36
OT - Diffrazione e
UNIUD
1
23-apr-15
5
10
5
polarizzazione ottica
2
8
4
4
4
8
8
2
Tabella 4 - LEA- Laboratori Esperimenti Avanzati (2014/15)(
Argomento
ore Sessioni
CE- Conduzione elettrica nei solidi: un percorso concettuale basato su
esperimenti. Misura della resistività in funzione della temperatura di
superconduttori, metalli e semiconduttori. Effetto Hall. Misura della
costante di Hall per materiali diversi.
RT- Misure di resistività in funzione della temperatura di superconduttori,
metalli e semiconduttori e di coefficiente Hall per metalli e
semiconduttori. Esplorazione dei fenomeni di superconduttività
SC- Superconduttività: dall’esplorazione delle proprietà di conduzione
elettrica e magnetiche alla costruzione di modelli fenomenologici. Misura
della resistività in funzione della temperatura di superconduttori, metalli
e semiconduttori. Effetto Hall. Misura della costante di Hall per materiali
diversi.
Sede
Data
N
N
N
stud doc Scuole
4
1
Udine
09-apr15
30
3
1
4
1
Udine
14-apr15
11
2
2
4
1
Udine
30-apr15
32
3
3
Tabella 5 – Laboratori Masterclass sulla fisica Moderna (15/16)
Argomento
ore
MQ- MECCANICA QUANTISTICA
Fondamenti concettuali della meccanica quantistica
SC - Fenomenologia e modelli della superconduttività
OT - Diffrazione e polarizzazione ottica
Sessioni
Sede
Data
N
N
N
stud doc Scuole
9
1
Udine
17-apr-15
35
4
4
9
1
Udine
24-apr-15
7
3
3
9
1
Udine
05-mag-15
36
3
1
Tabella 6 – Attività in Mostra GEI e Laboratori CLOE scuole I ciclo periodo 14/15
Descrizione attività
Sede
N turni
Periodo
h URDF
h docenti h coprog/valut Stud SE Stud SM
Lab. CLOE sul concetto di energia per la scuola del I ciclo svolti nell’ambito di Energia in Gioco
Tipi di energia e
loro trasformazioni
Giardino del
Torso Udine
Tot
1
Dic 2014
1
16
10
1
Dic 2014
1
16
10
1
Dic 2014
1
16
10
3
3
22
1
24
1
17
17
ins
1
46
Attività in mostra GEI Lab. CLOE per la scuola del I ciclo svolti nell’ambito della esposizione della mostra GEI
Vista alla mostra
Nuovi
125
27
Marzo 15
1
16
10
450
GEI e Lab CLOE
Orizzonti UD
Lab CLOE su Fluidi e
6-7-8 nov
Mediaexpo
12
1
16
10
123
fenomeni magnetici
2014
3
44
12
5
Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
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Laboratori svolti nel periodo 2015-16
Le attività svolte nel periodo 2015-16 sono di seguito sintetizzate, rinviando all’appendice C per una
esemplificazione delle valutazioni effettuate dagli studenti).
Sono state realizzate complessivamente 37 attività laboratoriali per l’insegnamento delle scienze di base
nella scuola secondaria che hanno coinvolto complessivamente 1118 studenti: 821 della scuola secondaria
superiore (95% dei quali di classi IV e V); 297 della scuola secondaria di I grado.
Tabella 7 - Laboratori IDIFO periodo 15/16 (attività ulteriori rispetto alle già previste nel Master IDIFO)
Descrizione
Formazione sulla ottica fisica
come ponte per la costruzione
della meccanica quantistica
nella scuola secondaria (Trieste)
Formazione sulla polarizzazione
Fenomeni Magnetici
(formazione e progettazione)
(Verifica e valutazione)
Sede
Incontri
Periodo
h
Insegnanti
LS Galilei (TS) e
UNIUD
6
Aprile-Maggio
2016
34
11
UniVR
2
23-24 Aprile 16
8
8
Fenomeni Termici
Fenomeni Magnetici; Regia sui
percorsi tematici P1-P8;
Laboratorio Fluidi GEI;
Laboratorio Fenomeni termici :
esperimenti del percorso
Scuole
SP
SS
2
5
IC Rodari (UD)
4
Ott 15-dic 15
Gen-Apr 16
16
8,5
21
Carpi (MO)
1
29/1/16
4
4
Udine
4
Ottobre
novembre 2015
12
84
1
1
1
SFP
LABORATORI DIDATTICI PER STUDENTI DELLA SCUOLA SUPERIORE.
La risposa delle scuole secondarie superiori alle proposte di IDIFO5 è stata ampia (ben oltre il
doppio di quanto preventivato, in particolare su certe tematiche come ad esempio l’ottica fisica) e
ha coinvolto nel biennio 2015-16 complessivamente 998 studenti e 67 docenti di 102 classi di 25
scuole superiori delle province di UD, PN, GO, TS, TV, BL, VI, VE, TN, PG.
Tutti gli studenti frequentavano una delle ultime tre classi delle scuole superiori come specificato
nella seguente tabella riepilogativa per le quattro tipologie di laboratori realizzati a cura dell’URDF
Tabella 8. Sintesi dei laboratori per studenti organizzati nel periodo apr 2015 – apr 2016
classi 3
Classi 4
Classi 5
N alunni
classi 3
N classi
N alunni
classi 4
N alunni
classi 5
alunni
N. Ins
Masterclass
3
12
38
53
12
38
337
387
26
LEA
0
1
8
9
0
10
124
134
8
LD
0
12
2
14
0
99
47
146
10
Lab CLOE
2
11
11
24
8
79
90
177
18
Legenda: Masterclass (4-6h prog.; 4-6 h preparazione studenti; 8-9 h attività presso UNIUD; 4-6 h completamento e verifica; 4-6
h verifica e valutazione); LEA: Laboratori su esperimenti avanzati e Lab Cloe (4-6h prog.; 4-6 h preparazione studenti; 4 h
attività presso UNIUD; 6-8 h completamento e verifica; 4-6 h verifica e valutazione).
MASTERCLASS su Meccanica quantistica, ottica fisica, superconduttività. Sono state
complessivamente realizzate 11 Masterclass su Meccanica Quantistica, Ottica Fisica, di cui 7 nel
periodo novembre 2015-febbraio 2016. Nel periodo aprile 2015-aprile 2016 hanno coinvolto 387
6
Udine 10 ottobre 2016
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studenti di 23 classi accompagnati da 26 docenti. 10sono state le scuole coinvolte provenienti da
cinque province (Udine 2 scuole, Gorizia 2 scuole, Treviso 4 scuole, Vicenza 1 scuola, Belluno 1
scuola). Le sessioni di MasterClass di Meccanica quantistica e Ottica fisica sono state raddoppiate
rispetto a quelle preventivate per soddisfare la pressante richiesta delle scuole.
Tabella 9. Riepilogo MarterClass sulla fisica Moderna organizzate nel periodo 2015/16
Argomento
ore Sessioni Sede
Data N scuole Scuola N classi N stud N. Ins
MQ- MECCANICA QUANTISTICA
8
1
Udine 26-nov-15
4
LS, LC
13
76
4
Fondamenti concettuali della meccanica quantistica
LS, LC,
SC - Fenomenologia e modelli della superconduttività 8
1
Udine 27-nov-15
5
6
42
3
IPSIA
OT - Diffrazione e polarizzazione ottica
8
1
Udine 30-nov-15
1
LS
2
9
1
MQ- MECCANICA QUANTISTICA
8
1
Udine 17-dic-15
2
LS
5
56
4
Fondamenti concettuali della meccanica quantistica
OT - Diffrazione e polarizzazione ottica
8
1
Udine 13-gen-16
1
LS
3
59
4
OT - Diffrazione e polarizzazione ottica
8
1
Udine 14-gen-16
1
LC
3
14
1
OT - Diffrazione e polarizzazione ottica
8
1
Udine 15-gen-16
2
IPSIA, LS
4
53
4
LEA-LABORATORI DI ESPERIMENTI AVANZATI.
I laboratori di esperimenti avanzati sono stati svolti in 8 sessioni, di cui 5 nel periodo novembre 15aprile 16, sugli esperimenti scelti dalle scuole come dettagliato nella successiva tabella. Hanno
coinvolto complessivamente 177 studenti di 24 classi con 18 insegnati provenienti da 12 scuole di
4 province (Udine 3 scuole; Pordenone 2 scuole; Treviso 2 scuole; Belluno 1 scuola).
Tabella 10 – Riepilogo Laboratori Esperimenti di fisica avanzata (2015/16)
Argomento
Conduzione elettrica nei solidi: un
percorso concettuale basato su
esperimenti
Esperimenti di fisica avanzata:
Misura della velocità della luce
Esperimenti di fisica avanzata:
Misura della velocità della luce e Hall
Esperimenti di fisica avanzata:
Effetto Hall - e/m
Esperimenti di fisica avanzata:
Misura della velocità della luce e e/m
ore Sessioni
Sede
Data
N scuole
Scuola
N classi
N stud
N. Ins
3,5
1
Udine
21-gen-16
2
LS
2
27
1
3
1
Udine
25-gen-16
1
LS
1
20
2
3,5
1
Udine
26-gen-16
1
LS
2
12
2
3,5
1
Udine
28-gen-16
2
LSA
2
29
2
3,5
1
Udine
04-feb-16
2
LS
3
16
2
LD- LABORATORI DIDATTICI (2015/16)
Attività svolte nelle classi.
Tabella 11 - Riepilogo Laboratori Didattici (2015/16)
Argomento
ore
Sessioni
Sede
Data
N
scuole
Scuole
N
classi
N.
Stud
N. Ins
SC - Fenomenologia e modelli della
superconduttività
3
1
Udine
11-feb-16
1
LS
2
47
2
Polarizzazione, Misurazione Quantistica, Stato e
sovrapposizione, Traiettoria Entanglement
9
3
1
LS
1
19
1
Polarizzazione, Misurazione Quantistica, Stato e
sovrapposizione, Traiettoria Entanglement
9
3
1
LS
1
23
1
Polarizzazione della luce e modello a fotoni,
10
4
1
LS
2
35
2
08-10Perugia 12/02/20
16
08-11Perugia 13/02/20
16
Trieste 21-23-25-
7
Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
Misurazione quantistica, birifrangenza. Stato e
sovrapposizione. Traiettoria, interferenza
quantistica e entanglement
30/01/20
16
LABORATORI MATURITA’ e LABORATORI CLOE).
Sono state realizzate 5 sessioni di laboratori didattici tipo laboratorio per la maturità (in vista
dell’approfondimento per l’esame di stato) (4 nel periodo nov. 15-apr-16) e l4 sessioni di
laboratori CLOE, di esplorazione concettuale di percorso didattici come attività di problem solving
per l’orientamento formativo (6 nel periodo nov. 15-apr-16).
Tabella 12 - Laboratori Maturità (2015/16)
Argomento
Ore
OT-Fenomeni ottici ed in particolare di ottica
ondulatoria (diffrazione, polarizzazione della luce)
OT- Fenomeni ottici ed in particolare di ottica
ondulatoria (diffrazione, polarizzazione della luce)
Sessioni Sede
3,5
1
Udine
3,5
1
Udine
OT - Diffrazione e polarizzazione ottica
3
1
Udine
OT - Diffrazione e polarizzazione ottica
5
1
Udine
Data
N
scuole
Scuole
3
LS, ISIS
7
65
6
2
LS
1
16
1
1
LS
2
47
2
2
LS
2
45
2
12-gen16
19-gen16
12-feb16
22-apr16
N
N. N.
classi Stud Ins
Tali laboratori hanno coinvolto complessivamente 280 studenti di 23 e 18 docenti provenienti da
10 istituti delle province di Udine (2); Pordenone (3), Treviso (2), Trieste (1), Perugia (1).
Tabella 13 - Laboratori CLOE scuole superiori periodo 15/16 come laboratori di
autovalutazione per l’orientamento formativo (Laboratori di esplorazione sperimentale e con sensori on-line
proposti nell’ambito del Salone dello Studente feb. 2015)
Superconduttività
Sede
UniUD
N
Incontri
1
Periodo
6-7 feb-15
h URDF
4
h docenti
10
Diffrazione della luce
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
15
4
Stati e processi termici
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
20
4
misura della velocità della luce
l’oscillatore massa-mossa con
sensori di moto
esperimenti e modelli di
astronomia del sistema sole-terraluna
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
10
4
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
16
2
UniUD
1
6-7 feb-15
4
10
5
17
3
103
25
Descrizione attività
Tot
6
24
h coprog/valut stud ins
5
25
8
Tutti i laboratori per studenti sono stati valutati sia sul piano degli apprendimenti, che sono oggetto di
ricerche le cui analisi sono tuttora in corso, sia su quello del percepito/vissuto degli studenti.
In appendice C sono riportati alcuni esempi delle valutazioni effettuate dagli studenti sui laboratori che
hanno svolto.
2. MASTER M-IDIFO4 PER INSEGNANTI – Attività 3
Nell’aprile 2015 si sono concluse le ultime sessioni d’esame del Master universitario di II livello in
“Innovazione Didattica in Fisica e Orientamento” (M-IDIFO4), attivato per gli aa.aa. 2012/2013 e
2013/14 presso l'Università degli Studi di Udine. Esso è stato proposto e realizzato come iniziativa
congiunta delle Unità di Ricerca in Didattica della Fisica delle seguenti Università degli Studi: Università
8
Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
degli studi di: Bari (UniBA), Basilicata (UniBAS), Bologna (UniBO), Cosenza (UniCAL), Camerino (UniCAM),
Firenze (UniFI), Genova (UniGE), Macerata (UniMC), Milano (UniMI), Modena e Reggio-Emilia
(UniMORE), Palermo (UniPA), Pavia (UniPV), Roma-La Sapienza (UniRM-La Sapienza), Roma Tre (UniRMTre), Lecce (UniSALENTO), Siena (UniSI), Trento (UniTN), Torino (UniTO), Trieste (UniTS), Udine (UniUD)
e INFN nazionale, INFN – Sezione di Trieste, INFN – Gruppo collegato di Udine.
Esso è stato proposto in attuazione a quanto previsto nelle linee guida del PLS, con particolare riguardo
al Punto 3 – Attività trasversali – in merito alle competenze degli insegnanti, come sperimentazione in
attuazione di quanto previsto dal Documento del Gruppo di lavoro per la Cultura Scientifica e
Tecnologica “Proposte per un programma di sviluppo professionale in servizio dei docenti di discipline
scientifiche”, riportato all’indirizzo
http://www.pubblica.istruzione.it/argomenti/gst/allegati/sviluppo_discipline_scientifiche.pdf
Gli obiettivi formativi sono stati:
1. formazione degli insegnanti all’innovazione didattica sui temi trattati in M-IDIFO4 e sull’orientamento
formativo, con particolare riguardo alla didattica laboratoriale basata sulla ricerca didattica;
2. approfondimento delle competenze degli insegnanti sugli aspetti operativi di strategie didattiche e di
metodologie di analisi dati di apprendimento messe a punto a seguito di ricerche in didattica della fisica
svolte in contesto internazionale da parte delle Università coinvolte;
3. innovazione nell’insegnamento scientifico con particolare riguardo ai temi di fisica moderna, di fisica
in contesto e del laboratorio, mediante l’introduzione di proposte didattiche innovative sul piano delle
strategie e dei metodi, oltre che dei contenuti in Laboratori PLS sui temi del Master M-IDIFO4;
4. impiego di materiali didattici per la formazione degli insegnanti messi a punto dalla ricerca didattica e
utilizzati con buoni risultati nel Master IDIFO (aa 2005-2007) e nel Corso di Perfezionamento IDIFO
(2008-2009) e nel Master IDIFO3 (2010-2012), realizzati nell’ambito dei Progetti PLS, con modalità
blended e quindi in parte in presenza ed in parte in rete telematica, anche per la personalizzazione e la
conduzione dei percorsi di apprendimento;
5. progettazione, preparazione dei materiali didattici, sperimentazione, monitoraggio, analisi dati di
apprendimento e valutazione di interventi didattici sui temi del M-IDIFO4
6. messa a punto di proposte sperimentate di orientamento formativo, basate sul problem solving per
l’orientamento (PSO).
Tutti i richiedenti hanno potuto iscriversi al Master venendo per altro coperti con borsa di studio.
Il Master ha proposto un’offerta di 156 cfu tra cui ogni corsista ha scelto il proprio percorso formativo.
L’offerta didattica è articolata nelle seguenti macroaree:
FM - Fisica Moderna ed in particolare fisica quantistica e relativistica,
FCCS - Fisica in Contesti e Comunicazione della Scienza,
RTLM – Laboratori con sensori on-line e modellizzazione,
OR- Orientamento Formativo.
SUPP – Supporto alle attività
SPER – Sperimentazione didattica a scuola
FIN – Preparazione della prova finale (Tesi)
Ciascuna macroarea è stata organizzata in moduli/Laboratorio di 3 cfu, che comprendono 5 aree
formative (Generale, Caratterizzante, Progettuale, Situata, Rielaborativa.
Il piano formativo del Master ha previsto un esame per ciascun insegnamento di 3 cfu previsto nel piano
formativo individuale, quello del PSOF (se non già previsto) e la tesi finale.
La tesi ha documentato attività di sperimentazione didattica in presenza (o a distanza con studenti di
scuola secondaria o altri insegnanti in formazione sui temi dei Moduli) per almeno 18 ore, di cui almeno
9 nella stessa classe. La tesi è stata discussa davanti ad una Commissione designata dal Consiglio del
Master.
Scopo del Master è stato formare un insegnante esperto in:
a) innovazione didattica basata sulla ricerca didattica nei contenuti e nei metodi;
b) didattica della fisica moderna (soprattutto fisica quantistica, fisica relativistica, basi scientifiche
nell’ambito delle proprietà elettriche di trasporto, della superconduttività e delle
nanotecnologie);
9
Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
c) didattica laboratoriale con strategie di Inquiry Learning e PEC;
d) utilizzo delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC) per il superamento dei
nodi concettuali in fisica;
e) formazione al pensiero teoretico in fisica ed alle attività sperimentale per la fondazione del
modo di pensare quantistico e relativistico;
f) progettazione, sperimentazione e analisi dei risultati di interventi didattici di fisica in contesto;
g) attività didattiche basate su prodotti divulgativi della ricerca scientifica;
h) progettazione e realizzazione di materiali ed attività per l’orientamento formativo in fisica ;
i) analisi dei processi di apprendimento nell’innovazione didattica.
Sono stati previsti in particolare i seguenti profili
Codice
Master -IDIFO4 - Piani didattici dei corsisti (certificazione)
MQR
Meccanica Quantistica e Relatività
FMC
Fisica Moderna - Contesti e Laboratorio
IDM
Innovazione Didattica e Fisica Moderna
E’ stata richiesta obbligatoriamente la frequenza ad almeno il 70% delle ore previste per le attività
didattiche del corso, controllata con procedure tradizionali per le attività in presenza e con procedure
informatiche per le attività a distanza.
Tutti i moduli di insegnamento del Master sono stati mutuati per un percorso breve di Perfezionamento
CP-IDIFO4 e CP-IDIFO5.
Al termine del Master, ai corsisti che hanno svolto tutte le attività e adempiuto agli obblighi di frequenza
previsti ed hanno superato la prova finale, è stato rilasciato il Titolo di Master universitario di II livello in
“Innovazione Didattica in Fisica e Orientamento”.
La piattaforma di e-learning utilizzata nel Master è stata predisposta per lo specifico compito di
formazione degli insegnanti a partire dall’ambiente U-Portal americano. Essa è stata più volte modificata
in corso d’opera. L’integrazione delle modifiche effettuate in una struttura organica è stata necessaria
per il suo riuso.
Al corso di Master IDIFO 4 si sono iscritti complessivamente 12 docenti di 7 sedi diverse. Al corso di
Perfezionamento CP-IDIFO4, che ha mutuato le attività formative di M-IDIFO4, si sono iscritti 4 docenti.
Hanno completato il percorso formativo conseguendo il diploma di Master in Innovazione Didattica in
Fisica e Orientamento in 6 corsisti. Hanno completato il percorso formativo conseguendo il diploma di
Perfezionamento in Innovazione Didattica in Fisica e Orientamento in 2 corsisti.
3. CORSO DI PERFEZIONAMENTO CP-IDIFO5 PER INSEGNANTI – attività 4
Nel Dicembre 2015, si è concluso il Corso di Perfezionamento in “Innovazione Didattica in Fisica e
Orientamento” (CP-IDIFO5), istituito per l’a.a. 2013/2014 presso l'Università degli Studi di Udine. E’ stato
proposto e sviluppato come iniziativa congiunta delle Unità di Ricerca in Didattica della Fisica delle
seguenti Università degli Studi: Università degli studi di: Bari (UniBA), Basilicata (UniBAS), Bologna
(UniBO), Cosenza (UniCAL), Camerino (UniCAM), Firenze (UniFI), Genova (UniGE), Macerata (UniMC),
Milano (UniMI), Modena e Reggio-Emilia (UniMORE), Palermo (UniPA), Pavia (UniPV), Roma-La Sapienza
(UniRM-La Sapienza), Roma Tre (UniRM-Tre), Lecce (UniSALENTO), Siena (UniSI), Trento (UniTN), Torino
(UniTO), Trieste (UniTS), Udine (UniUD) e INFN nazionale, INFN – Sezione di Trieste, INFN – Gruppo
collegato di Udine.
Esso è stato proposto in attuazione a quanto previsto nelle linee guida del PLS, con particolare riguardo
al Punto 3 – Attività trasversali – in merito alle competenze degli insegnanti, come sperimentazione in
attuazione di quanto previsto dal Documento del Gruppo di lavoro per la Cultura Scientifica e
Tecnologica “Proposte per un programma di sviluppo professionale in servizio dei docenti di discipline
scientifiche”, riportato all’indirizzo
http://www.pubblica.istruzione.it/argomenti/gst/allegati/sviluppo_discipline_scientifiche.pdf
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Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
Il CP-IDIFO5, del valore di 18 CFU, ha avuto la durata di un anno accademico, prevedendo un
complessive 180 ore di attività didattiche. Esso ha costituito un percorso formativo breve che mutua le
attività del Master M-IDIFO4. L’offerta didattica è articolata nelle seguenti macroaree:
FM - Fisica Moderna ed in particolare fisica quantistica e relativistica,
FCCS - Fisica in Contesti e Comunicazione della Scienza,
RTLM – Laboratori con sensori on-line e modellizzazione,
OR- Orientamento Formativo.
SUPP – Supporto alle attività
SPER – Sperimentazione didattica a scuola
FIN – Preparazione della prova finale (Project Work)
Il Project Work finale doveva comprendere un’attività di sperimentazione didattica in presenza o a
distanza con ragazzi di scuola secondaria o altri insegnanti in formazione sui temi dei Moduli per almeno
6 ore. Esso è stato discusso davanti ad una Commissione designata dal Consiglio del Corso.
Gli obiettivi formativi sono stati:
1. formazione degli insegnanti all’innovazione didattica sui temi trattati in CP-IDIFO4 e
sull’orientamento formativo, con particolare riguardo alla didattica laboratoriale basata sulla
ricerca didattica;
2. approfondimento delle competenze degli insegnanti sugli aspetti operativi di strategie
didattiche e di metodologie di analisi dati di apprendimento messe a punto a seguito di ricerche
in didattica della fisica svolte in contesto internazionale da parte delle Università coinvolte;
3. innovazione nell’insegnamento scientifico con particolare riguardo ad uno dei seguenti
aspetti: fisica quantistica, relatività, fisica moderna, fisica in contesto, laboratorio e tecnologie
dell’informazione e della comunicazione, orientamento;
4. impiego di materiali didattici per la formazione degli insegnanti messi a punto dalla ricerca
didattica e utilizzati con buoni risultati nel Master IDIFO (aa 2005-2007) e nel Corso di
Perfezionamento IDIFO (2008-2009) e nel Master IDIFO3 (2010-2012), realizzati nell’ambito dei
Progetti PLS, con modalità blended e quindi in parte in presenza ed in parte in rete telematica,
anche per la personalizzazione e la conduzione dei percorsi di apprendimento;
5. progettazione, preparazione dei materiali didattici, sperimentazione, monitoraggio, analisi
dati di apprendimento e valutazione di interventi didattici sui temi del CP-IDIFO4, mediante
l’introduzione di proposte didattiche innovative sul piano delle strategie e dei metodi, oltre che
dei contenuti in Laboratori PLS sui temi del Corso CP-IDIFO4;
6. messa a punto di proposte sperimentate di orientamento formativo, basate sul problem
solving per l’orientamento (PSO)
Scopo del CP-IDIFO4 è stato perfezionare un insegnante in:
1. innovazione didattica basata sulla ricerca didattica nei contenuti e nei metodi;
2. didattica della fisica quantistica, oppure relativistica, oppure delle proprietà elettriche di
trasporto, oppure della superconduttività o delle nanotecnologie, ovvero di didattica in
contesto o nella gestione di attività di apprendimento basate sul laboratorio;
3. didattica laboratoriale con strategie di Inquiry Learning e PEC;
4. utilizzo delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC) per il
superamento dei nodi concettuali in fisica;
5. progettazione, sperimentazione e analisi dei risultati di brevi interventi didattici sui temi
del CP_IDIFO5;
6. progettazione e realizzazione di materiali ed attività per l’orientamento formativo in
fisica.
Sono stati previsti in particolare i seguenti profili di perfezionamento
Codice
A
B
CP-IDIFO5 - Piani didattici dei corsisti (certificazione)
Meccanica Quantistica e Orientamento – MQOR
Relatività e Orientamento – RelOR
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Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
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Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
C
D
E
Fisica Moderna e orientamento – FMOR
Innovazione Didattica e Orientamento – IDOR
Innovazione didattica e apprendimento – IDA
E’ stata richiesta la frequenza obbligatoria ad almeno il 70% delle ore previste per le attività didattiche
del corso.
Al termine del Corso di Perfezionamento, ai corsisti che abbiano svolto tutte le attività e adempiuto agli
obblighi di frequenza previsti ed abbiano superato la prova finale è stato rilasciato l’Attestato di
Frequenza al Corso di Perfezionamento in “Innovazione Didattica in Fisica e Orientamento”.
Al corso di Perfezionamento CP-IDIFO5 si sono iscritto complessivamente 11 docenti di 6 sedi. Hanno
completato il percorso formativo in 9 docenti.
4. PRESTITI ALLE SCUOLE DI MATERIALI DIDATTICI – Attività 5
Sono stati effettuati 23 prestiti a docenti di istituti delle scuole di base della provincia di Udine e Pordenone di sezioni
della mostra GEI (Ottica, Fenomeni magnetici, circuiti elettrici, Moto del sole, Fenomeni termici) e 2 prestiti dell’intera
mostra all’associazione culturale Nuovi Orizzonti di Udine che ha curato due esposizioni della mostra. Sono stati
inoltre effettuati 6 prestiti di kit di polarizzazione a docenti di altrettante scuole della regione per attività di ottica
fisica e introduzione alla meccanica quantistica.
5. ADOTTA SCIENZA ED ARTE NELLA SCUOLA PRIMARIA – azione 8
L’idea fondante di “Adotta Scienza ed Arte nella scuola primaria” prende spunto dal progetto didattico
divulgativo del concorso “Adotta Scienza e Arte nella tua classe”, promosso dell’associazione no profit
Esplica e già alla seconda edizione nelle scuole secondarie italiane. L’estensione alla scuola primaria ne
modifica la natura e le modalità.
5.1 Natura dell’iniziativa. Si è proposto un concorso-percorso in cui si integrano con attività didattiche
momenti di ricerca e produzione informale dei ragazzi coinvolti. In via sperimentale sono state coinvolte
20 classi della scuola primaria del Friuli Venezia Giulia, del Veneto e del Cremasco.
Sono partner privilegiati della presente azione: l’Unità di Ricerca in Didattica della Fisica dell’Università
di Udine, il circolo culturale Nuovi Orizzonti, l’associazione Esplica, l’Istituto Comprensivo di Trescore
Cremasco e MediaExpo.
Sono responsabili di “Adotta Scienza ed Arte nella scuola primaria”: Franco Fabbri (Presidente di
Esplica), Tullia Guerrini Rocco (Dirigente dell’IC di Trescore Cremasco, responsabile di MediaExpo),
Marisa Michelini (responsabile di IDIFO5) e Victor Tosoratti (presidente del Circolo Nuovi Orizzonti). Vi
collaborano l’URDF dell’Università di Udine, la rete di scuole del cremasco, Silvia Donati de Conti
(MediaExpo), Gladis Capponi Omaira (IC viale San Marco VE), Alberto Pratelli (UniUD). È stata chiesta la
collaborazione delle Fondazioni Golinelli, Guggenheim e Villa Manin.
Il progetto ha potuto proseguire nel corso del 2015/16, grazie a con contributo regionale e il progetto
dell’IC Codroipo che se ne è fatto promotore e Carico. Il responsabile del progetto per l’edizione 2015/16 è
stato Fabrizio Martinuzzi dell’URDF –UNIUD.
La tematica di fondo, che nella prima edizione è stata luce e visione, è stata per la seconda edizione il
concetto di tempo.
5.2 Una riflessione: diffusione della Scienza con l’Arte. La relazione fra scienza e arte è presente nei
capolavori di tutti i tempi. Il canone di armonia nell’architettura greca, basata sulla sezione aurea, l’opera
artistica e scientifica di Leonardo, l’uso sempre più consapevole delle scoperte dell’ottica da parte degli
Impressionisti e dei Puntinisti, l’arte digitale, l’ispirazione alle teorie fisico-matematiche multi-dimensionali
in alcune opere di Dalì e l’organizzazione dello spazio-tempo in Escher, sono altrettanti esempi del legame
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Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
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fra scienza e arte. Filosofi della scienza come Feyerabend riconoscono una unicità creativa fondante
comune tra scienza e arte. Storici della scienza come Galison, e scienziati come Barrow, associano specifico
valore artistico alle rappresentazioni della scienza, dai disegni di Leonardo da Vinci, alle più moderne
immagini grafiche di apparati delle macchine del Cern. La musica, da Pitagora a Cartesio, dai greci, ai
classici, agli interpreti contemporanei, dai dodecafonisti, alla musica frattale, da Schönberg a Pierre Boulez,
a Xenakis è stata spesso esperienzialmente legata alla matematica e alla fisica. Il recente successo di
iniziative come la sonificazione di dati scientifici, le esposizioni-concorso di foto di rivelatori, apparati,
macchine e attrezzature scattate da fotografi professionisti all’interno dei laboratori del Cern, le iniziative
sempre più frequenti che producono spettacoli scienza-arte, magari ospitati nelle caverne di un laboratorio
scientifico, mostrano come l’arte costituisca, proprio per questo naturale legame con la scienza, uno dei
canoni più efficaci per la sua diffusione presso il vasto pubblico.
5.3- Obiettivi del progetto “Adotta Scienza ed Arte nella scuola primaria”. Il progetto vuole proporre una
serie di pratiche informali e di attività congiunte nella scuola primaria che gradualmente portino l’alunno a
riflettere su un fenomeno fisico, a collegarlo con i molteplici aspetti in cui si manifesta nella quotidianità, a
praticarne con semplici esperimenti la riproducibilità, a ritrovarne la presenza nelle opere d’arte di tutti i
tempi fino ad incoraggiarlo a rappresentarlo con un suo originale disegno unito ad una sua frase di
commento. Si propone un percorso di apprendimento che comprende per i partecipanti un ruolo attivo di
diverso tipo in diversi momenti e sfocia in un disegno: una produzione da parte sua, che integra arte e
scienza portando a sintesi le esperienze di apprendimento inserite nella realtà quotidiana (scuola e casa) ,
una sperimentata vissuta riproducibilità (scuola) e le rappresentazioni nelle opere dei grandi artisti tramite
un disegno. Così non solo implicitamente ci si ricollega al legame tra scienza ed arte ricercandone eventuali
tracce nella primitiva creatività dei ragazzi, ma ci si appoggia su quello che viene indubbiamente
considerato il modo di espressione più significativo ed originale del bambino. Il disegno è infatti capace nel
ragazzo, ancor piu del linguaggio, di rappresentare problematiche, emotività, sentimenti, contrasti ma
anche stadi della necessità di passare dal vedere al capire, meccanismi del processo di apprendimento e
consolidamento concettuale.
Due importanti finalità sono alla base dell’iniziativa e delle modalità con cui essa è proposta.
Da una parte è stata realizzata un’occasione per un percorso di buone pratiche che stimola
l’apprendimento concettuale e lo fissa nella rappresentazione creativa del bambino. “ Ogni bambino viene
al mondo come uno scienziato nato ma poi viene dissuaso (C. Sagan) Attività solastiche non occasionali che
realizzano un percorso articolato partendo dalla realtà di tutti i giorni, affrontando poi la fase di scoperta
formale dei fenomeni e quella della loro cognizione informale nelle opere d’arte “sfidando“ il ragazzo a
condensare questo vissuto un un momento di creatività individuale testuale e grafica hanno indubbia
valenza pedagogica.
La seconda valenza del progetto è stata quella di acquisire testimonianze sulle quali basare una ricerca sullo
sviluppo del processo di apprendimento di concetti scientifici in questa fase dell’evoluzione formativa. Il
processo di apprendimento nasce spontaneo nella prima infanzia sviluppandosi in modo reattivo nel
periodo prescolare, esplicitando il pensiero astratto e con esso la progressiva radicazione dei concetti
scientifici (Vygotskij). I disegni realizzati dagli studenti offrono quindi l’occasione di esplorare i percorsi e le
modalità di strutturazione del pensiero scientifico con utilizzo del linguaggio grafico.
5.4 - Il progetto “Adotta Scienza e Arte nella scuola primaria”
Il progetto nella sua seconda edizione si è articolato essenzialmente in tre fasi: La prima nel contesto locale
del vissuto dei ragazzi, la seconda sulla rete telematica e mondo dei media, la terza per la valutazione e la
premiazione.
All’iniziativa hanno partecipato 4 comprensori scolastici con oltre 300 studenti e 20 insegnanti.
6. ESPOSIZIONE MOSTRA GEI – azione 9
In collaborazione con il Corso di Laurea in Scienze della Formazione Primaria è stata offerta la MOSTRA
GEI per la visita guidata da parte dei ragazzi frequentanti la scuola di base. La mostra è comprensiva di
oltre 250 esperimenti da fare e non solo da guardare e viene visitata gratuitamente dalle scuole
13
Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
dell’infanzia, primaria e media. Viene offerta come laboratorio didattico anche agli studenti del CdL in
Scienze della Formazione Primaria.
Nel periodo 2015/16 sono stati progettati e attuati 51 laboratori concettuali di esplorazione operativa
(CLOE) di 0,5/2 h sui temi Ottica, Fluidi, Magnetismo, Moto del sole, Energia, Circuiti elettrici, Suono,
tempo, Forze, Elettrostatica, Fenomeni termici, Polarizzazione, e 27 laboratori in visita alla mostra GEI.
Le attività hanno coinvolto complessivamente 1749 studenti delle scuole del I ciclo, 118 insegnanti di 85
scuole delle province di Udine, Treviso, Crema. In tabella 14 sono dettagliate le attività.
Tabella 14 – Attività in Mostra GEI e Laboratori CLOE scuole I ciclo periodo 15/16
Descrizione attività
Sede
N turni
Periodo
h URDF
h docenti
Stud SI
Stud SE
Stud
SM
ins
Lab. CLOE sul concetto di energia per la scuola del I ciclo svolti nell’ambito di Energia in Gioco
Tipi di energia e
loro trasformazioni
UNIUD
1
Tot
En. in gioco
1
13 Nov. 15
2
16
2
25
1
25
1
Attività in mostra GEI Lab. CLOE per la scuola del I ciclo svolti nell’ambito della esposizione della mostra GEI (nov 2015)
Vista alla mostra
GEI
Vista alla mostra
GEI
Vista alla mostra
GEI
16/11/15
20/11/15
16/11/15
20/11/15
UNIUD
2
UNIUD
24
UNIUD
1
19/11/15
22
Lab CLOE
UNIUD
1
19/11/15
1
Lab CLOE
UNIUD
27
Lab CLOE
UNIUD
17
Tot
Lab CLOE
Lab CLOE
Lab CLOE
Tot
Esposizione
GEI
MediaexpoCrema
MediaexpoCrema
MediaexpoCrema
Mediaexpo
TOT
16/11/15
20/11/15
16/11/15
20/11/15
2
536
35
11
5-6/11/15
11
1
6/11/15
1
15
110
1
1
498
37
279
14
3
38
22
30
5-6/11/15
88
2
24
3
15
54
41
14
6
228
15
31
41
130
228
31
1287
332
3
24
118
7.CONVEGNI PER INSEGNANTI – azione 10
L’importante lavoro di analisi delle sperimentazioni effettuate dagli insegnanti che hanno partecipato alle
co-progettazioni di Laboratori PLS ed anche l’analisi dei processi di apprendimento innescati da tali
sperimentazioni sta dando luogo ad una serie di incontri mirati allo sviluppo professinale degli insegnanti
incentrato sulla ricerca-azione. In tali incontri si stanno mettendo a punto anche modalità di
documentazione del lavoro svolto. La presentazione in due Convegni di insegnanti (uno per la scuola di
base ed uno per la scuola secondaria superiore) delle caratteristiche e dei risultati dei laboratori PLS basati
sulla ricerca, attuati nell’ambito di IDIFO, ha portato a condividere ed estendere le buone esperienze fatte
per voce degli stessi insegnanti che ne sono stati protagonisti, consentendo l’apertura di reti di
collaborazioni tra professionisti della scuola in un contesto di collaborazione scuola-università.
14
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Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
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Tabella 15. Attività formative: periodo 14/15 - Seminari formativi progetto Cosmonauti ASTRONOMIA: LUCE, CIELO E TEMPO
Convegno/
Docente/I
Periodo
N
N
N docenti
Seminario
DATA
incontri
ore
Fac Formaz I ciclo Sup
"Il fenomeno delle stagioni e il fenomeno
S Rossi (UniBicocca,
delle fasi lunari nella scuola di base"
Milano)
01/12/14
2
4
50
12
2
"Esplorare i fenomeni astronomici"
Descrivere e interpretare"
L'insegnamento dell'astronomia come
opportunità per imparare a osservare,
"Costruzione di strumenti di osservazione,
quali un notturnale, un cerca-stelle con
materiale povero e relativa proposta
di metodologia didattica"
Un percorso di Astronomia con la mostra
GEI"
Didattica dell’Ottica geometrica
Un percorso didattico su luce e visione e
colori
Didattica del concetto di tempo
Il concetto di tempo
ML Scillia (URDF)
S Rossi (UniBicocca,
Milano)
C. Palici di Suni (NREAAE)
ML Scillia (URDF)
M. Michelini (URDF)
A. Stefanel, M.
Michelini (URDF)
M. Michelini (URDF)
G. Gorni (DIMI), M.
Michelini, E. Vidic,
M. Gervasio (URDF)
01/12/14
2
4
50
12
02/12/14
2
4
80
02/12/14
1
2
53
20
01/12/14
1
2
53
20
10/12/14
1
3
70
4
01/12/14
1
3
47
11
15/12/14
1
3
50
23
17/12/14
1
3
30
20
2
SEMINARI DI DIFFUSIONE DI RICERCHE
Integrati nelle diverse manifestazioni organizzate e dei corsi di formazione insegnanti sono stati organizzati
nell’ambito del progetto IDIFO5 seminari sulla diffusione di ricerche sulla didattica scientifica tenuti da relatori
internazionali e nazionali.
Tabella 16 – Seminari formativi (2014/15)
Relatore
G. Planinsich
(UniLubiana - SLO)
E. Etkina (Rutgers
University, USA)
F. Monti (UNIVR)
Cepic Mojca
(UniLubiana - SLO)
Pospiech Gesche
(Technische
Universitat Dresden
– GER)
Pospiech Gesche
Titolo
Two different approaches to studying student learning: pre-post gains
and microgenetic anlòaysis
Two different approaches to studying student learning: pre-post gains
and microgenetic analysis
Spettroscopia e micro-spettroscopia nel medio-infrarosso. Principi fisici e
applicazioni in ambito tecnologico
What is a role of liquid crystals in a liquid crystal displays
Data Ore
27/04/2015
2
27/04/2015
2
18/05/2015
2
24/04/2015
4
N Ins
27
27
78
20
13
Modeling the interplaay between mathematics and physics. Theory and
examples
17/04/2015
1
How to talk about quantum physics. Central concepts and their meaning
20/04/2015
1
9
Tabella 17 - Seminari formativi del periodo 2015/16
Relatore
Bergia Silvio (UniBO)
Komaromi Annamaria
(King St. Stephen Sec.
School of Music,
Budapest– HUN)
Rossi G. P. (UniMC)
Titolo
Le risposte attuali dei fisici dei problemi irrisolti riguardanti la gravità in
chiave storica a partire dal libro "Gravità la forza che governa
l'universo"
La fisica delle ricerche spaziali nella didattica secondaria- Giocare con le
particelle elementari: una esperienza didattica secondaria
Dialogo tra competenze sui modelli di trasposizione didattica e
Data
h
Ins
04/07/2015
4
5
26/10/2015
2
10
05/02/2016
2
7
15
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Michelini M. (URDF)
ricostruzione educativa
L'impostazione concettuale Image-Schema per l'educazione scientifica
Corni Federico (UNIMORE)
nella Scuola di Base
Esempi di applicazione dell'impostazione concettuale Image-Schema ed
Landini A. (UNIMORE)
il caso del cuore come pompa per la circolazione del sangue
I. Ruddock (University of
Strathclyde Glasgow, UK)
Alexander Brain and the electric Clock: the real father of television
TOT
6
18/02/2016
1
9
18/02/2016
1
9
25/02/2016
2
36
12
76
7. ORIENTAMENTO FORMATIVO BASATO SULLA LABORATORIALITA’ – azione 13
La già sperimentata attività di tipo laboratoriale per l’orientamento formativo basata soprattutto su
problem solving sperimentali, è stata proposta nel salone dell’Orientamento di Ateneo ed alla
manifestazione YOUNG presso la Fiera di Udine. Si sono integrate così proposte di orientamento
informativo con attività che permettano di conoscere le caratteristiche dello studio fisico dei fenomeni e
dei processi. Le attività sviluppate a livello sperimentale sono riepilogate in Tabella 13.
A livello sperimentale, come attività didattica di autovalutazione sono stati proposti dei laboratori di breve
durata presso l’Università nell’ambito del Salone dello Studente nel febbraio 2015 (giornate di
orientamento presso l’Università di Udine) sulle seguenti tematiche, per ciascuna delle quali è stata svolta
una sezione autonoma del laboratorio: A) Superconduttività: effetto Meissner, effetto pinning, breakdown
resistività; B) Diffrazione Della Luce: acquisizione e analisi della distribuzione di intensità luminosa prodotta
da una fenditura; C) Stati E Processi Termici: analisi di processi di interazione termica e conduzione termica;
D) Misura della velocità della luce; E) Studio dell’Oscillatore massa-mossa con sensori di moto; E)
Esperimenti e modelli di astronomia del sistema sole-terra-luna.
Tali attività sono state proposte come problem solving sperimentale per l’orientamento formativo, il cui
esito è costituito da un’autovalutazione sulle modalità con cui lo studente ha affrontato il laboratorio
stesso. Esse si sono raccordate con attività svolte dai docenti sia in fase di preparazione sia sviluppo e
valutazione presso le scuole prevendo:
1-2 ore di preparazione; 2-4 ore di attività presso l’università; 1-2 di attività a scuola; 3-4 di attività di report
e autovalutazione del lavoro svolto.
Sono state organizzate 6 sezioni tematiche di laboratori di autovalutazione che hanno coinvolto
complessivamente 103 studenti di classi quarta superiore e 25 docenti.
Tali attività oltre ad essere efficaci per l’orientamento formativo, sono state anche occasione in qualche
caso per lo sviluppo di percorsi a scuola, sia per l’attivazione di laboratorio PLS.
8. PUBBLICAZIONE DI LIBRETTI TEMATICI PER LA DIDATTICA LABORATORIALE – azione 14
Alla condivisione della centralità dello studente nelle attività didattiche, dell’importanza di un suo ruolo
attivo nel processo di apprendimento e della necessità di innovazione didattica non corrispondono
azioni organiche. La didattica laboratoriale è più una collana di interpretazioni operative, che una
strategia coerente agita. Servono materiali di riferimento per applicare nella scuola le proposte di
Inquiry Based Learning e realizzare Ambienti di apprendimento aperti. Si intende pertanto mettere a
disposizione degli insegnanti materiali didattici sperimentati sullo studio del moto, i circuiti elettrici e
l’ottica, completando la collana di libretti sui fluidi, i fenomeni termici ed elettromagnetici, apprezzata
dagli insegnanti. I materiali specificamente sviluppati nell’ambito del progetto IDIFO-PLS sono reperibili
in rete all’indirizzo: http://www.fisica.uniud.it/URDF/laurea/materiali/index.htm. Essi sono materiali
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open-access che si affiancano alla ampia documentazione di materiali didattici basati sulla ricerca
reperibili sul sito dell’URDF-UNIUD: http://www.fisica.uniud.it/URDF/
9. SCUOLA ESTIVA DI FISICA MODERNA PER STUDENTI 2015 – azione 15
Dal 13 al 18 Luglio 2015 presso il Polo Universitario dei Rizzi di Udine è stata organizzata la sesta edizione della Scuola
Estiva Nazionale per Studenti sulla Fisica Moderna IDIFO5, a cui il progetto LACOMGEI e IDIFO5 ha contribuito
sinergicamente.
Vi hanno partecipato 41 studenti tra i 17 e 18 anni, selezionati tra i migliori di tutte le scuole d’Italia, frequentanti la
classe quarta di varie scuole secondarie di secondo grado del territorio nazionale.
In risposta al bando sono pervenute 252 domande ammissibili in graduatoria e 7 domande consegnate oltre i termini
temporali previsti con scadenza fissata per il giorno 27 maggio 2015. Le domande giunte in segreteria riguardano
ragazzi frequentanti il quarto anno di varie scuole secondarie di secondo grado di 19 regioni italiane, eccetto la Valle
d’Aosta
L’impianto progettuale della Scuola Estiva SENS-FM2015 è stato sviluppato prevedendo l’integrazione di diversi tipi di
laboratorio PLS, attuata con uno studiato bilanciamento per garantire una formazione compiuta su un ampio spettro
di contenuti fondanti della fisica moderna.
Gli elementi caratterizzanti della progettazione della scuola e del suo programma attuativo sono stati: la tipologia
delle attività; gli ospiti stranieri che hanno offerto alla scuola seminari formativi di alto livello; l’organicità e dei
percorsi didattici proposti; il ruolo che la ricerca didattica ha avuto su diversi piani: dei percorsi didattici, progettati e
messi a punto secondo i criteri del Design Based Research (Anderson e Shattuck 2012) basati sulla ricerca e validati da
sperimentazioni di ricerca secondo la Model of Educational Reconstruction (Duit 2006); degli apparati utilizzati per le
esplorazioni e gli esperimenti che i ragazzi hanno potuto utilizzare e frutto di studi nell’ambito della Ricerca e Sviluppo
(Lijnse 1995; Beichner 2006; Wang & Hannafin 2005); degli strumenti di monitoraggio utilizzati anche come materiali
di lavoro dai ragazzi, oggetto di specifici studi e messi a punto, nella prospettiva dell’Inquiry Based Learning (Abd-ElKhalick et al. 2004; McDermott et al. 2000; Michelini et al 2010; Michelini, santi Sperandeo 2002) per costituire
efficaci strumenti da cui estrarre informazioni sui processi di apprendimento degli studenti.
Cinque sono state le tipologie di attività previste:
1) Percorsi di esplorazione attiva per mettersi in gioco analizzando fenomeni e possibili interpretazioni sui temi
dell’elettromagnetismo, della meccanica quantistica, della superconduttività, della relazione massa-energia in fisica
moderna.
2) Laboratorio sperimentale a gruppi su esperimenti di avanguardia e cruciali per la fondazione delle due nuove teorie
dell’ultimo secolo, come la meccanica quantistica e la relatività, con modalità in presenza e diretta conduzione delle
misure a gruppi nei Laboratori di Fisica dell’Università di Udine;
3) Laboratorio di calcolo numerico per cimentarsi nella fisica computazionale, in particolare presso l’Università di
Trieste per lo studio dei sistemi caotici, nel contesto del percorso di Meccanica Quantistica per l’esplorazione delle
fenomenologie della polarizzazione della luce e dello spin dell’elettrone.
4) Problem solving, test, sfide e gare sui concetti affrontati.
5) Seminari su temi di avanguardia della ricerca in matematica ed in fisica, tenuti da alcuni dei più illustri esponenti
della ricerca in tali ambiti a livello internazionale: particolarmente significativo è
il contributo dei docenti della
Sezione di Fisica del Dipartimento di Chimica, Fisica ed Ambiente e della Scuola Superiore dell’Università di Udine, del
Dipartimento di Fisica dell’Università di Trieste e del Centro di simulazione numerica Democritos dello IOM-CNR.
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A tali attività si sono integrate quelle di visita alle strutture dell’Area di Ricerca e del Sincrotrone di Trieste-Basovizza, il
laboratorio IOM-CNR, il Centro Internazionale di Fisica Teoria (ICTP) di Trieste in cui si è svolta la cena sociale della
scuola nella forma di “Cena con gli Scienziati”.
Ogni attività è stata parte di un percorso organico di formazione sui principali temi della fisica moderna: uno stretto
coordinamento tra tutti i docenti ha permesso di mettere a punto i materiali utilizzati, che sono la ricaduta in chiave di
proposta e materiali didattici di anni di ricerca. Gli esperimenti proposti costituiscono spesso prototipi o esemplari
unici di esperimenti di fisica moderna a livello europeo.
Il programma è stato molto intenso ed impegnativo: si è scelto di offrire il massimo in contenuti e qualità per
rispettare il sacrificio di chi è venuto a Udine per imparare.
I materiali di pubblicizzazione delle diverse azioni del progetto LACOMGEI, sopra esposte, sono state pubblicate in
un’area apposita del sito del CIRD dell’UNIUD: http://cird.uniud.it/LACOMGEI/lacongei-index.htm
10. Scuola Nazionale di Fisica Moderna per Insegnanti di Scuola Secondaria SNFMI Udine, 8-12 Settembre
2014 – Azione 16
L’Università degli Studi di Udine ha organizzato la Scuola Nazionale di Fisica Moderna per Insegnanti (SNFMI) di scuola
secondaria superiore, allo scopo di sostenere l’innovazione didattica nella scuola ed offrire agli insegnanti interessati
percorsi di apprendimento su argomenti di Fisica Moderna.
L’organizzazione della Scuola SNFMI è stata effettuata nell’ambito del Piano Lauree Scientifiche (PLS) dalla Sezione di
Fisica e Matematica del Dipartimento di Chimica, Fisica e Ambiente (DCFA) e dal Centro Interdipartimentale di Ricerca
Didattica (CIRD) dell’Università di Udine, in collaborazione con il Ministero dell’Università e della Ricerca e diverse
realtà di ricerca locali, nazionali ed internazionali.
La Scuola Estiva ha offerto agli interessati un ambiente stimolante di approfondimento didattico sui temi di fisica
moderna, basato sul personale coinvolgimento dei partecipanti in sfide laboratoriali su temi di avanguardia: un
ambiente in cui l’atmosfera, i metodi e gli strumenti della ricerca didattica sono stati direttamente esplorati da ciascun
partecipante. Ogni corsista ha quindi acquisito un bagaglio di conoscenze utili ad organizzare lezioni ai propri studenti
riguardo ai temi di Fisica Moderna.
Le domande d’iscrizione pervenuteci sono state numerosissime, precisamente 161, dimostrando così un acceso
interesse da parte degli insegnanti e facendo risultare iniziative come la SNFMI un utile mezzo per poter migliorare
l’insegnamento di materie nuove e complesse come la Fisica moderna nelle Scuole italiane. La selezione è stata
effettuata sulle domande d’iscrizione presentate da insegnanti provenienti da tutto il territorio nazionale.
Come già accennato, il numero di ammessi era inizialmente fissato a 30 unità, tutti ricevuti come ospiti (solamente il
viaggio era a loro carico), ma successivamente è stato aumentato a 60 con grande entusiasmo e soddisfazione da
parte degli organizzatori, in modo da far fronte alle numerose richieste e di poter formare quanti più insegnanti
possibile, ritenendo doveroso rispondere in modo propositivo ai segnali di apprezzamento ed appoggio giunti dai
candidati.
Dei 60 totali, 30 sarebbero stati ricevuti in qualità di ospiti e altri 30 come paganti, tenuti a versare un contributo di
350€ a copertura delle spese vive per vitto, alloggio e materiali necessari durante lo svolgimento dei corsi.
Successivamente, il numero di ospiti è stato aumentato a 40 grazie ad un contributo elargito dalla coordinatrice
nazionale dell’area Fisica del PLS, prof. Josette Immè, riducendo il numero di posti a pagamento a 20.
Le regioni con più richieste sono state Lazio e Veneto, mentre le uniche non rappresentate sono state Liguria e Puglia.
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Le attività della Scuola sono state progettate come ricaduta di anni di ricerca in didattica della fisica: molti dei
materiali sono stati studiati e spesso validati in contesti internazionali.
Il programma intensivo è stato pensato per offrire il massimo agli interessati.
Ogni giorno si è lavorato all’incirca 10 ore. Chi ha partecipato attivamente a tutte le attività previste ha fatto almeno
60 ore di lavoro, di cui 46 ore in presenza. E’ stato attestato 1cfu per ogni adempimento corrispondente ad 8 ore di
lavoro in presenza, vale a dire 6 cfu per chi ha completato ogni attività. Ai fini dell’attestato finale sono state valutate:
la consegna dei tutorial, la partecipazione alle progettazioni e ai lavori di gruppo e la frequenza del 70% delle ore di
attività.
Durante ogni attività i partecipanti dovevano porre la propria firma sull’apposito foglio di raccolta. E’ significativo
sottolineare che, al termine delle attività, tutti i partecipanti hanno raggiunto un monte ore corrispondente a 6 cfu,
denotando un grande interesse e una piccolissima percentuale di assenze.
Il programma dettagliato è stato consegnato all’arrivo, assieme a diversi altri materiali di lavoro ed alla borsa della
Scuola. Nel frattempo, comunque, era stato tempestivamente pubblicato ed aggiornato fino al giorno di avvio dei
lavori all’indirizzo
http://www.fisica.uniud.it/URDF/laurea/idifo5/sefmi2014.html
La Scuola Nazionale di Fisica Moderna per Insegnanti 2014 è stata la prima organizzata nell’ateneo di Udine e, visti i
confortanti risultati ed i positivi riscontri, la motivazione per riproporla è grande e si basa, come già detto,
sull’interesse e la partecipazione dimostrati dagli insegnanti
11. Azione d “Riduzione del tasso di abbandono”
Le azioni per la Riduzione del tasso di abbandono agli studi universitari sono state svolte negli ambiti degli
insegnamenti di fisica dei Corsi di Studi in Biotecnologie e dei quattro corsi delle aree biologiche
agroalimentari dell’Università degli Studi di Udine (Agraria, Scienze ambiente e natura, Viticoltura ed
Enologia, Scienze e Tecnologie Alimentari).
Tali azioni hanno riguardato rispettivamente: 60 per Biotecnologie e 507 per l’area agroalimentare.
I tassi di successo sono stati rispettivamente: 68% e 62%.
Le attività di supporto sono state: Prove intermedie (3 per 5 corsi), laboratori concettuali e sperimentali (20
ore aggiuntive per 5 corsi), tutorato esercitativo (20 ore aggiuntive per 5 corsi), e-learning, messa a punto di
materiali innovativi e tutorials.
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Allegato A
Attività previste in IDIFO5 e svolge nel periodo 2013/14 e che si sono raccordate con quelle del 2014/16.
Tabella A1 - Laboratori IDIFO periodo 13/14
Descrizione
Ottica nella scuola di base in Adotta Scienza e
Arte nella primaria
Ottica nella scuola di base in Adotta Scienza e
Arte nella primaria
Ottica nella scuola di base in Adotta Scienza e
Arte nella primaria
Ottica nella scuola di base in Adotta Scienza e
Arte nella primaria
Tot.
4
Sede
Incontri
IC Aquileia
6
IC Galmozzi & ITC
Pacioli Crema
2
IC di Codroipo
IC di Trescore
Cremasco
Periodo
Nov 2013
Gen 2014
h
Insegnanti
20
18
mar-14
10
32
1
apr-14
5
27
2
feb-14
12
80
47
157
11
Tabella A2 - Laboratori PLS periodo 13/14
Descrizione attività
Percorso Massa e
energia
Percorso Massa e
energia
Percorso Massa e
energia
Percorso Massa e
energia
Percorso
Elettromagnetismo
Percorso
Elettromagnetismo
Percorso
Elettromagnetismo
Sede
LS Arselli Trescore
Cremasco
N Incontri
Periodo
h
URDF
h
docenti
h
coprog/valut
stud
ins
2
mar-14
12
13
5
19
2
2
apr-14
13
12
5
36
4
20
7
5
22
1
20
7
5
23
1
Liceo "Savoia" di Ancona
Liceo Sc. "Copernico" di
Udine
Liceo Sc. "Copernico" di
Udine
7
7
Apr-mag
2014
Apr-mag
2014
Liceo "Savoia" di Ancona
2
apr-14
13
12
5
36
4
Liceo Sc. "V. Cuoco-T.
Campanella" di Napoli
3
mar-14
12
13
5
16
15
Ist. "Bachmann" di Tarvisio
3
mar-14
13
12
5
39
2
Percorso MQ
LS Arselli Trescore
Cremasco
2
mar-14
12
13
5
19
2
Percorso MQ
Liceo "Da Vinci" di Crema
2
mag-14
12
13
5
24
8
Percorso Diffrazione
Ist. "Bachmann" di Tarvisio
1
mar-14
5
15
10
39
2
132
117
55
273
41
Tot
10
31
Tabella A3 - Lab CLOE SUP
Descrizione attività
Salone Studente (Laboratori sperimentali
esplorativi e con sensori on-line su
Superconduttività)
Salone Studente (Laboratori sperimentali
esplorativi e con sensori on-line su
Diffrazione Della Luce)
Salone Studente (Laboratori sperimentali
esplorativi e con sensori on-line su; Stati E
Processi Termici)
Salone Studente (Laboratori sperimentali
esplorativi su Trasformazioni energetiche)
Sede
N
Incontri
Data
Periodo
UniUD
2
7-8
feb-14
UniUD
2
UniUD
2
UniUD
2
h URDF
h
h
docenti coprog/valut
stud
ins
34
4
4
10
5
4
10
5
7-8
feb-14
4
10
5
18
8
7-8
feb-14
4
10
5
22
8
7-8
feb-14
29
8
20
Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
Tabella A4 - Sintesi attività in mostra Gei e lab CLOE scuole I ciclo, svoltesi nel Marzo 2014 presso l’ISIS
Stringher di Udine.
Visita
Gei
Lab CLOE
(TOT)
Fluidi
Fenomeni Circuiti elettrici
Elettromagn e Circuiti logici
Moto sole
Luce e
Visione
Fenomeni termici
con sensori on-line
N turni visita
19
28
6
6
4
4
6
2
N studenti
329
487
102
78
93
74
109
31
N classi
21
28
N scuole
18
20
6
6
4
4
6
2
4
5
3
3
4
1
N insegnanti
30
30
7
6
4
5
6
2
417
593
125
101
108
90
131
38
Tabella A5 - Lab IPPOG Masterclass
Descrizione attività
Seminario in preparazione delle IPPOG
Masterclass
IPPOG Masterclass sulle particelle
elementari
h URDF
+ ric.
Alte en h docenti h coprog/valut
Sede
N Incontri
Periodo
UniUD
1
mar-14
4
UniUD
1
mar-14
8
10
stud
ins
5
25
3
5
73
8
Tabella A6. Convegni, Seminari, Conferenze per la formazione insegnanti
Convegno/
Seminario
Docente/i
Periodo/Data
N
incontri
N
ore
N docenti
Sc Form I ciclo sup
Seminari sulla LIM
Conferenza sull'Astronomia
Convegno l'Educazione scientifica
nella scuola primaria
Conferenza sull’insegnamento della
Fisica Quantistica
S. Vercellati URDF
ML Scillia - URDF
Michelini & docenti di
scuola
G. Pospiech Technische
Universitat
Dresden
(GER), M Michelini, A.
Stefanel, G. Zuccarini L.
Santi (URDF)
O Levrini (UniBO)
Dic 13 – Feb 14
27 Feb 2014
19-20/03/14
5
1
2
20
5
12
20
78
11-12 Mar 2014
2
10
09 Maggio 14
1
4
Seminario
La
complessità
del
pensiero
scientifico per l'apprendimento della
fisica
45
13
23
2
4
29
5
10
5
21
Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
Allegato B – Valutazione effettuata dagli studenti sui laboratori svolti – Alcuni casi
Si presenta qui una selezione delle valutazioni effettuate dagli studenti delle scuole secondarie superiori
sui laboratorio che hanno svolto, non potendo qui riportare il dettaglio di tutte le valutazioni
effettuate. Sono stati utilizzati questionari carta/penna appositamente messi a punto, progettati in
parte modificando i questionari di valutazione PLS in rete in parte costruendo strumenti appositi.
B.1 Masterclass Meccanica quantistica
Studenti coinvolti: 20
Istituti coinvolti: L.S. “Duca degli Abruzzi" (TV); L.S. “Duca degli Abruzzi" (GO); LS "P. Diacono".
Attività in cui si ritiene di aver imparato maggiormente.
Le motivazioni sono legate a: chiarezza espositiva del docente; il tema della MQ, non trattato a scuola;
“Sono riuscito a capire concetti che nei libri divulgativi a volte sono spiegati superficialmente”; “il fatto di
aver verificato con la simulazione”; “L’analisi del comportamento dei fotoni”.L’aspetto che è stato
maggiormente motivante per lo studio della fisica: il collegamento tra esperimento e teoria (“Teoria
sempre collegata alla sperimentazione”).
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Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
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B.2 Masterclassess – Ottica Fisica
Studenti coinvolti: 18
Istituti coinvolti: LS Duca degli Abruzzi GO
Attività in cui gli studenti ritengono di aver imparato di più.
Riguardo agli aspetti che hanno motivato allo studio della fisica: A) oltre la metà (60%) dichiara che le
attività sperimentali sono state quelle più motivanti; B) una ulteriore parte indica l’introduzione (32%); C) la
natura della luce (8%).
B.3 Masterclassess – Ottica Fisica
Studenti coinvolti: 34
Istituti coinvolti: IPSIA Pieve di Cadore
Attività in cui ritengono di aver imparato di più:
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Riguardo agli aspetti che hanno motivato allo studio della fisica: A) la metà (50%) dichiara che le attività
non sono state motivanti, in quanto non vi era già a priori alcun interesse per la fisica; B) una parte (32%)
dichiara che invece proprio l’attività svolta ha attivato una qualche motivazione verso la fisica, in
particolare per la strumentazione utilizzata (lucegrafo, polaroid) o per gli argomenti trattati (diffrazione,
polarizzazione); C) singoli hanno dichiarato interesse per la natura della fisica (8% - “Il fatto che la fisica può
spiegare in maniera esaustiva quasi ogni fenomeno e curiosità”).L’attività più interessante:
− 42%: gli esperimenti in particolare sulla diffrazione 2/3 di questi, sulla polarizzazione 1/3 di questi
− 17%: riscoprire aspetti appena accennati a scuola (la diffrazione)
− 18%: l’inquadramento della polarizzazione, in quanto aspetto compreso meglio.
− 23%: nessuna in particolare (in quanto non particolarmente interesse per la fisica).
B.4. Laboratorio Maturità sulla Superconduttività:
Studenti coinvolti: 29
Istituti coinvolti: LS Copernico UD (1); LS Grigoletti (8); LS Vendramin (6); LL Percoto (14)
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Attività in cui ritengo di aver imparato di più: levitazione di un magnete su un disco di YBCO raffreddato e
interesse per le applicazioni dell’azoto liquido.
Le stesse attività sono state indicate anche come motivanti per lo studio della fisica, con particolare enfasi
sulla connessione dei fenomeni esplorati e delle loro applicazioni.
L’esplorazione sperimentale e la sua connessione con la teoria è stata da tutti indicata come l’aspetto più
interessante del laboratorio.
B.5 Laboratorio Maturità: Conduzione elettrica nei solidi: un percorso concettuale basato su esperimenti
Studenti coinvolti: 30
Istituti coinvolti: ITIS "M. Planck" Villorba di TV
B6. Valutazione degli insegnanti
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Nella figura sottostante è riportata la sintesi della valutazione effettuata da 27 insegnanti che hanno
accompagnato i propri studenti nelle attività di laboratorio e che hanno dato un riscontro tangibile
restituendo la scheda di valutazione compilata.
Gli elementi di principale rilievo sono l’esplicito valore delle attività svolte, il raccordo delle stesse con le
attività svolte nelle classi e lo sviluppare innovazione metodologica e didattica.
26
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Allegato C
Scuola Estiva per Studenti di eccellenza in Fisica Moderna IDIFO5 Udine 23-28 giugno 2014
La scuola estiva di fisica moderna presso l’Università di Udine si è realizzata nell’ultima settimana di giugno 2014 e vi
hanno potuto partecipare 30 studenti della classe IV della scuola secondaria superiore. Le domande sono state oltre
285 da 19 Regioni italiane. La selezione dei partecipanti è stata effettuata da un’apposita commissione, sulla base del
bando nazionale. La graduatoria di selezione è stata fatta in base ai migliori risultati scolastici in fisica e in matematica
negli ultimi due anni, garantendo il massimo numero di Regioni Italiane rappresentate. La Scuola Estiva IDIFO5 si è
proposta in continuità con le precedenti (svoltesi nel luglio del 2007, 2009, 2011 e 2013). La sua realizzazione,
promossa dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR), dal Piano Lauree Scientifiche (PLS) e
dall’Università di Udine con le sue strutture del Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica (CIRD), dal
Dipartimento di Chimica, Fisica e Ambiente (DCFA) per opera dell’Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF), ha
avuto la collaborazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dell’Area Science Park di Trieste, del
Sincrotrone Elettra, del Centro Internazionale di Fisica Teorica (ICTP), dell’Università di Trieste, del Centro Simulazioni
Democritos, dell’Ufficio Scolastico Regionale del Friuli Venezia Giulia (USR-FVG), dell’Ente Regionale per il Diritto allo
Studio di Udine (ARDISS), della Friul Service, oltre che delle 20 Università che collaborano al Progetto IDIFO5.
Essa è stata progettata e messa a punto dall’Unità di Ricerca in Didattica della Fisica di Udine (URDF) come proposta
formativa che traduce operativamente gli esiti di ricerca sull’insegnamento/apprendimento della fisica moderna e ne
impiega i materiali didattici validati in sperimentazioni pilota di ricerca.
La Scuola Estiva di Fisica Moderna ha offerto coerenti percorsi operativi partecipati con modalità ludiche e sfide per la
costruzione del pensiero formale su rilevanti aspetti di fisica moderna. Ha offerto percorsi di ragionamento a partire
da attività sperimentali e situazioni problematiche su cui il personale coinvolgimento dei ragazzi riguarda non solo
attività sperimentali, analisi e discussione dei dati, ma anche l’interpretazione di fenomeni, che sono stati cruciali per
costruire le nuove teorie della fisica del novecento, utilizzando le seguenti tipologie di attività:
1) percorsi di esplorazione attiva per mettersi in gioco analizzando fenomeni e possibili interpretazioni sui temi
dell’elettromagnetismo, della meccanica quantistica e della superconduttività, della relazione massa-energia in
fisica moderna;
2) laboratorio sperimentale a gruppi su esperimenti di avanguardia e cruciali per la fondazione delle due nuove teorie
dell’ultimo secolo, come la meccanica quantistica e la relatività, con modalità in presenza e diretta conduzione
delle misure a gruppi nei Laboratori di Fisica dell’Università di Udine;
3) laboratorio di calcolo numerico per cimentarsi nella fisica computazionale, in particolare presso l’Università di
Trieste;
4) problem solving, test, sfide e gare sui concetti affrontati;
5) seminari su temi di avanguardia della ricerca in matematica ed in fisica, tenuti da alcuni dei più illustri esponenti
della ricerca in tali ambiti a livello internazionale: particolarmente significativo è il contributo dei docenti della
Sezione di Fisica del Dipartimento di Chimica, Fisica ed Ambiente e della Scuola Superiore dell’Università di Udine,
del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trieste e del Centro di simulazione numerica Democritos dello IOMCNR.
Ospiti speciali sono stati i professori:
- Burra G Sidharth, Direttore del Birla Science Centre in Hyderabad, India, che offre alla Scuola un seminario (in
inglese) sul concetto di tempo, che è un problema ancora aperto dalla fiica classica nell’attuale fisica moderna, con
riflessione sugli aspetti cosmologici;
- Josip Slisko, docente di chiara fama dell’Università di Puebla in Messico, che ci offrirà un originale contributo su
esempi di problem solving, ampiamenti apprezzati in congressi internazionali.
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Udine 10 ottobre 2016
Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF) dell’Università degli Studi di Udine
DMIF - Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche, Fisiche
CIRD Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica
Via delle Scienze 206, 33100 Udine tel +39 0432 558211 – fax +39 0432 558230 - [email protected] - www.fisica.uniud.it/URDF/
Tutta l’attività della Scuola Estiva è stata seguita a tre livelli: studenti universitari, insegnanti di fisica esperti,
ricercatori universitari. Infatti erano presenti, accanto agli studenti partecipanti: due docenti per ogni attività, due
dottorandi di ricerca in didattica della fisica, due post-doc, insegnanti di scuola secondaria, il personale tecnico e di
segreteria.
Il programma (pubblicato in web nel sito www.fisica.uniud.it/URDF/laurea/idifo5/sefms2014.html ) è stato molto
intenso ed impegnativo: si è scelto di offrire il massimo in contenuti e qualità per rispettare il sacrificio di chi è venuto
a Udine per imparare.
28
Udine 10 ottobre 2016