Dipartimento Interateneo di Fisica

SINTESI DEI RISULTATI TUNING PER L’AREA DI
FISICA
(cfr anche sito web: http://tuning.unideusto.org/tuningeu
oppure www.rug.nl/let/tuningeu )
INTRODUZIONE ALL’AREA DISCIPLINARE
Il corpo delle conoscenze che estensivamente viene chiamato Scienze della Fisica genera diversi
Corsi di Studio nelle Università Europee. Facilmente possono essere ritrovati nomi quali:
Fisica, Astronomia, Fisica Teoretica, Fisica Applicata, Fisica Ingegneristica, Biofisica, Fisica
Oceanografica, Geofisica, Scienze dei Materiali, Fisica Ambientale, ecc.
Il Corso di Studio “puro” è il Corso di Studio in Fisica. In alcuni dei sopra menzionati Corsi di
Studio altre discipline possono essere altrettanto rilevanti quanto la Fisica, per esempio la Chimica
nelle Scienze dei Materiali. Tutte le sopra menzionate Lauree presuppongono sempre una buona
conoscenza della Matematica, che viene offerta, spesso fin dall’inizio, all’interno del Corso di
Studio stesso. Le Università continentali tradizionalmente offrono agli studenti di Fisica un
approccio all’insegnamento/apprendimento della Matematica molto profondo e accurato.
Nel progettare un programma di Fisica, due sono i principali approcci esistenti:
1. gli anni iniziali del programma sono comuni alle discipline di Fisica, Matematica, Chimica,
ecc. e gli studenti effettuano la scelta dell’indirizzo soltanto più tardi (per esempio al terzo
anno, questo è il caso di Copenaghen).
2. l’intero Corso di Studio verte sulla Fisica fin dagli inizi.
La Fisica, essendo la materia più importante dopo la Matematica tra le Scienze Naturali, è
normalmente offerta nella Facoltà di Scienze Naturali; questo è il caso di molte Università
Continentali. Un’ altra situazione abbastanza comune è l’offerta del Corso di Studio all’interno di
un Dipartimento di Fisica, dove vive la comunità dei fisici. In altri casi l’offerta di un Corso di
Studio in Fisica Applicata o simile si svolge all’interno della Facoltà di Ingegneria oppure nel
Dipartimento di Fisica Applicata. La comunità dei fisici spesso offre lezioni di Fisica per molti
Corsi di Studio, anche assai differenti, della stessa Università (vedi sotto).
La rete Tuning di Fisica riflette questa complessità di scenari. Tuttavia l’esperienza ha dimostrato
che punti di riferimento comuni significativi possono essere identificati anche in questo campione
di istituzioni apparentemente non omogeneo.
PROFILI DEL CORSO DI STUDIO E OCCUPAZIONI
Per un elenco di possibili titoli si veda l’ introduzione sopra. Qui riporteremo il profilo e le
occupazioni per la Laurea in Fisica.
Lauree tipiche offerte nell’area disciplinare:
N.B. Per una descrizione più dettagliata del nucleo delle conoscenze relative alla Fisica vedi Ref.
[1] pagine 185–211. La nostra analisi1 mostra che è certamente possibile l’identificazione di un
1
che è da considerarsi un preliminare a causa della presente fase transitoria che riguarda le implementazioni delle
diverse riforme nazionali relative al processo di “Bologna”
nucleo di conoscenze comuni in Europa nel Primo Ciclo dei Corsi di Studio in Fisica ma che ciò
diventa discutibile nel Secondo Ciclo, essenzialmente perché ogni istituzione è focalizzata su una
diversa specializzazione (vedi figura 2 a pagina 197 di Ref. [1]).
Primo ciclo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Conoscenza della matematica e delle materie correlate (matematica di base; metodi
matematici per la fisica; analisi numerica e calcolo su calcolatori)
Conoscenza della fisica di base [introduzione alla fisica; fisica classica (incluse
dimostrazioni); fisica quantistica (incluse dimostrazioni); laboratorio]
Conoscenza degli elementi di base della fisica teorica (meccanica analitica;
elettromagnetismo classico, relatività, ecc; meccanica/teoria quantistica; fisica statistica)
Conoscenza di elementi di fisica applicata e delle materie correlate (chimica; elettronica e
materie correlate; ecc.)
Conoscenza degli elementi di base della fisica moderna (fisica atomica, nucleare e sub–
nucleare, dello stato solido, astrofisica)
Piccoli progetti di fisica “intermedi” o “finali”, a seconda dell’istituzione
Altri elementi essenziali, in numero variabile, a seconda dell’istituzione (per esempio
conoscenza di temi “scelti da una o più liste”; presentazione di una relazione di laboratorio,
prendere parte attiva ad un seminario)
Alcune conoscenze/capacità in argomenti non standard, in numero variabile a seconda
dell’istituzione (per esempio formazione professionale, sviluppo di abilità, tirocinio/stage,
ecc.)
Conoscenza di argomenti identificati attraverso una “scelta completamente libera” da parte
dello studente
Secondo ciclo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Conoscenza avanzata della fisica teorica (meccanica analitica; elettromagnetismo classico,
relatività, ecc.; meccanica/teoria quantistica; fisica statistica)
Conoscenza approfondita della matematica e della materie correlate (metodi matematici per
la fisica; analisi numerica e calcolo su calcolatori)
Conoscenza di argomenti specialistici della fisica moderna (fisica atomica, nucleare e sub–
nucleare, dello stato solido, astrofisica)
Conoscenza di altre materie specialistiche (biofisica, fisica medica, meteorologia, fisica
ambientale, oceanografia) a seconda dell’istituzione e dei profili professionali
Capacità di risolvere problemi generali di fisica (a seconda dell’istituzione)
Progetto/tesi in fisica dell’ultimo anno e sviluppo delle corrispondenti abilità di ricerca
Altri elementi essenziali, in numero variabile, a seconda dell’istituzione (conoscenza di
argomenti “scelti da una o più liste”; capacità di approfondire pratiche avanzate di
laboratorio; presentazione di una relazione di laboratorio; prendere parte attiva ad un
seminario)
Alcune conoscenze/capacità in argomenti non standard, in numero variabile a seconda
dell’istituzione (per esempio formazione professionale, sviluppo di abilità, tirocinio/stage,
ecc.)
Conoscenza di argomenti identificati attraverso una “scelta completamente libera” da parte
dello studente
Terzo ciclo
•
•
Attività didattica (a seconda dell’istituzione, ma in ogni caso limitata temporalmente)
Attività originale di ricerca, normalmente effettuata all’interno di un gruppo di ricerca. La
ricerca di dottorato è soggetta a supervisione e nella maggior parte dei casi porta ad una
dissertazione scritta che viene valutata da un’appropriata commissione, e/o pubblicata in
riviste specializzate
Occupazioni tipo dei laureati in Fisica
NB La mappa completa delle professioni data da Tuning è reperibile nel sito Tuning
Primo ciclo
Al momento (maggio 2005) vi è una esperienza molto limitata sull’accesso alla professione dopo il
Primo Ciclo di Studio in Fisica, poiché trattasi di corso nuova nella maggior parte dei Paesi Europei
Sub-disciplina /
campo di specializzazione
Laurea in Fisica
Categoria/
Lista
delle
professioni
Gruppo di professioni
correlate alla specializzazione
Professioni
tecniche
in
• Impiego nell’industria
organizzazioni governative o
• Assistenti tecnici
settori
privati
(banking,
• Informatica, scienze e
compagnie di assicurazione,
tecnologie informatiche
servizi) a livelli decisionali
• Posizioni di lavoro in
intermedi
compagnie assicurative
e bancarie (software,
sviluppo, assistenti alla
progettazione)
• Libera professione
• Meteorologo *
• Metrologo
* L’accesso alle classi professionali relative alla meteorologia è normalmente regolato a livello
nazionale.
Secondo ciclo
Poiché il secondo ciclo permette la diversificazione nei campi di specializzazione della lauree finali,
daremo una lista di diverse sub-caratterizzazioni delle Lauree di Secondo Ciclo in Fisica. In ogni
sub-area le competenze specifiche di maggior rilievo (non elencate qui ma visibili in basso nella
descrizione generale della terza sezione) possono avere rilevanza o peso differenti.
Sub-disciplina/
campo di specializzazione
FISICA/
FISICA
SPERIMENTALE
Categoria/
Lista delle professioni correlate
Gruppo di professioni
alla specializzazione
• fisico in organizzazioni
• fisico
(in
Università,
governative o private
Istituti di Ricerca)
• professioni correlate a
• assistente alla ricerca in
ricerca, innovazione e
Università,
Istituti,
sviluppo
Industrie
• settore dell’alta tecnologia
• fisico
industriale
(in
• ingegneria
compagnie che trattano
• metrologia/professioni
microelettronica, software,
correlate al controllo di
qualità
FISICA/
FISICA TEORICA
•
consulenza tecnica
•
banking
•
fisico in organizzazioni
governative o private
professioni correlate a
ricerca, innovazione e
sviluppo
banking
e
settore
assicurativo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
FISICA APPLICATA/
FISICA TECNICA/
FISICA
INGEGNERISTICA/
FISICA INFORMATICA
•
•
•
•
•
fisico in organizzazioni
governative o private
professioni correlate a
ricerca e sviluppo relative
in
organizzazioni
governative o private
ingegneria
metrologia/professioni
correlate al controllo di
qualità
settori dell’alta tecnologia
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
telecomunicazioni, optoelettronica, ottica,
materiali)
libera professione
consulente tecnico
metrologo
controllori di qualità
professioni tecniche in
servizi di protezione dalle
radiazioni
fisico
(in
Università,
Istituti di Ricerca)
assistente alla ricerca in
Università,
Istituti,
Industrie
fisico industriale:
microelettronica, sviluppo
di software,
telecomunicazioni, ottica,
tecnologie informatiche,
ecc.
professioni correlate alle
scienze
informatiche
(sviluppo di software,
analisi
economica
e
finanziaria e creazione di
modelli)
libera professione
consulente tecnico
fisico industriale:
microelettronica, software,
telecomunicazioni, optoelettronica, ottica,
materiali
fisico (in Università e
Istituti di Ricerca)
ingegneri
assistenti alla ricerca in
Università,
Istituti
e
Industrie
professioni relative alle
scienze informatiche
metrologo
ingegneria della qualità
quadri nel settore delle
tecnologie informatiche,
nell’industria, nelle banche
e nelle compagnie di
assicurazione
(sviluppo
dei
software,
analisi
economica e finanziaria e
•
•
BIOFISICA
•
organizzazioni governative
e private
•
•
•
•
FISICA MEDICA *
•
quadri in fisica medica:
ospedali,
istituzioni
governative per la cura
medica e la sicurezza
sanitaria
•
•
•
•
•
•
FISICA E DIDATTICA o
FISICA e una
SECONDA DISCIPLINA,
allo stesso livello
accademico,
più
la
DIDATTICA
FISICA/
METEOROLOGIA E
FISICA DELLA TERRA
E
DELL’AMBIENTE/
OCEANOGRAFIA
•
insegnamento **
•
•
•
•
fisico in organizzazioni
governative o private
•
•
•
•
•
•
creazione di modelli)
fisico medico
(radioterapia, radiologia e
protezione dalle
radiazioni) *
professioni tecniche in
servizi di protezione dalle
radiazioni
consulente tecnico
libera professione
assistenti alla ricerca in
Università,
Istituti
e
Industrie
quadri nelle compagnie di
assicurazioni
biofisico
consulente tecnico
libera professione
fisico medico
(radioterapia, radiologia e
protezione dalle
radiazioni) *
assistenti alla ricerca in
Università,
Istituti
e
Industrie
quadri nelle compagnie di
assicurazioni, attività di
libera professione
consulente tecnico
insegnante di fisica alle
scuole
secondarie
e
superiori
insegnante in
organizzazioni private
assistente alla ricerca in
Università, Istituti,
Agenzie pubbliche e/o
private, Industrie
meteorologo ***
geofisico
oceanografo
consulente tecnico
libera professione
* Fisico medico è una professione regolata nella maggior parte dei Paesi Europei.
** L’iter da seguire per l’abilitazione all’insegnamento varia fortemente all’interno dell’Europa. In alcuni paesi
l’abilitazione all’insegnamento della Fisica si ottiene indipendentemente dal titolo universitario in Fisica. In alcuni altri,
l’insegnamento della Fisica è una specializzazione del Corso di Studi in Fisica oppure può essere anche un Corso di
studi completamente indipendente. Perciò la situazione descritta nella tabella non è universale.
*** L’accesso alle classi professionali relative alla meteorologia è normalmente regolato a livello nazionale.
Terzo ciclo
Esponiamo qui alcuni “vecchi dati” con un proposito puramente orientativo. Questa problematica
verrà esplorata e aggiornata più avanti nelle fasi successive di Tuning (III e IV).
DESTINAZIONE DI LAVORO DEI DOTTORI IN FISICA IN EUROPA
(EUPEN 1999, Ref [2])
altro
ricerca universitaria
11,60%
3,60%
5,20%
ricerca industriale
15,70%
43,60%
20,30%
altre attività economiche
insegnamento nella
scuola secondaria
insegnamento
universitario
Ruolo dell’area disciplinare in altri corsi di studio
In molte Università, la comunità dei fisici offre lezioni di Fisica per svariati corsi di studio che sono
anche assai diversi dalla Fisica. Infatti, le lezioni di Fisica sono richieste quale elemento essenziale
anche per i corsi di Studio in Matematica, Chimica, Geologia, Biologia, ecc. (tutte all’interno delle
Scienze Naturali), per tutti i corsi di Studio di Ingegneria e per parecchi insegnamenti dei corsi di
Studio di Medicina, Medicina Veterinaria, Scienze Agrarie, Farmacologia, Storia e Filosofia.
All’interno di tale contesto sono attivi modelli organizzativi differenti. Esempi possibili – non
esaustivi – sono:
• il Dipartimento di Fisica è al servizio di tutti i molti Corsi di studio dell’Università
interessati all’insegnamento della fisica;
• i professori, che insegnano Fisica in altre aree disciplinari, appartengono a Dipartimenti
diversi dal Dipartimento di Fisica ed operano con alto grado di integrazione nella disciplina
del Corso di Studio in questione.
A titolo di esempio, incontri di docenti di fisica per l’area di ingegneria vengono regolarmente
convocati a livello Europeo.
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO E COMPETENZE – DESCRITTORI DI CICLO
I risultati dell’apprendimento rilevanti per la fisica sono elencati nei “profili di laurea” (vedi la
sezione appropriata qui sopra). Qui di seguito si mettono in rilievo le competenze e i livelli di
sviluppo delle medesime.
Competenze generiche
L’importanza delle competenze generiche è stata valutata dai docenti di fisica in modo indipendente
dal ciclo di riferimento, sulla base del questionario a pagina 278 di Ref [1], producendo la classifica
seguente:
Classifica
Competenze generiche
1
Conoscenze di base dell’area
2
Capacità di analisi e di sintesi
3
Capacità di apprendere
3
Creatività
5
Applicazione della conoscenza alla pratica
6
Adattabilità
6
Capacità critica e autocritica
8
Conoscenze di base della professione
8
Abilità di ricerca
10
Interdisciplinarietà
11
Comunicazione orale e scritta
12
Impegno etico
12
Abilità interpersonali
14
Conoscenza di una seconda lingua
15
Capacità informatiche di base
15
Capacità di prendere decisioni
17
Apprezzamento della diversità e multi-cultura
Competenze specifiche
L’importanza delle competenze specifiche è stata valutata separatamente per il primo e secondo
ciclo da parte dei docenti di fisica (su una scala da 1 a 4), sulle basi del questionario mostrato alle
pagine 294-297 di Ref. [1]. Le classifiche di fatto ottenute vengono mostrate qui di seguito. Per
maggiori dettagli vedi pagine 171-185 di Ref. [1].
Le competenze specifiche per la Fisica e la loro importanza relativa nei due cicli descrive ciò che
dovrebbe in generale risultare acquisito dagli studenti in fisica dopo l’ottenimento del titolo. Dette
competenze si allineano molto bene con i descrittori di Dublino, cioè i descrittori di ciclo più
generali recentemente adottati come uno degli elementi fondanti del Quadro europeo dei titoli
(EQF). Infatti, ognuna delle competenze specifiche elencate può facilmente essere assegnata a una
delle cinque dimensioni o elementi che caratterizzano i descrittori di Dublino. Questo viene
mostrato nelle tabelle sottostanti, quarta colonna, dove per ogni competenza specifica della fisica
viene indicato il descrittore di Dublino appropriato, sulla base dei seguenti codici identificativi:
A
Conoscere e comprendere
B
applicare nella pratica conoscenze e comprensione
C
formulare giudizi
D
abilità comunicative
E
abilità di apprendimento.
Per maggiori commenti in merito alla relazione fra le nostre competenze e i descrittori di Dublino
vedi l’allegato 1.
Primo ciclo
Classifica in
Nome breve *
Descrizione per esteso della competenza
Codice del
ordine di
importanza
della competenza
specifica
1
Abilità nel problem
solving
2
Comprensione
teorica
3
Abilità
matematiche
4
Conoscenza
approfondita
Capacità
sperimentali
5
a completamento del primo ciclo di fisica, lo studente
dovrebbe
Avere capacità di valutare chiaramente gli ordini di
grandezza in situazioni che sono fisicamente differenti
ma che mostrano analogie, permettendo perciò l’uso di
soluzioni conosciute in problemi nuovi
Avere una buona comprensione delle più importanti
teorie della fisica (struttura logica e matematica,
supporto sperimentale, fenomeni fisici descritti)
Essere in grado di comprendere e padroneggiare l’uso
dei metodi matematici e numerici più comunemente
usati
Avere una conoscenza approfondita dei fondamenti
della fisica moderna, vedi teoria quantistica, ecc.
Avere familiarità con i più importanti metodi
sperimentali ed essere in grado di effettuare
esperimenti autonomamente, così come descrivere,
analizzare e valutare criticamente i dati sperimentali
Essere in grado di identificare gli elementi essenziali
di un processo/situazione e costruirne un modello
funzionante; essere in grado di effettuare le
approssimazioni richieste; cioè essere in grado di
pensare in modo critico per costruire modelli fisici
Essere in grado di effettuare calcoli autonomamente
anche quando sia necessario l’utilizzo di un computer
di piccole o grandi dimensioni, incluso lo sviluppo di
programmi software
Avere familiarità con le più importanti aree della fisica
e con gli approcci che ne abbracciano molte aree
6
creare modelli
problem solving
7
Problem solving e
abilità informatiche
8
Cultura
nell’area
fisica
Ricerca di base e Acquisire una comprensione della natura e dei modi
della ricerca in fisica e di come questa sia applicabile a
applicata
9
10
Ricerca
bibliografica
11
Capacità di
apprendimento
Creare modelli
12
13
Abilità umane/
professionali
14
Standard assoluti
15
Consapevolezza
etica (rilevante in
fisica)
e
descrittore
di Dublino
molti campi, diversi dalla fisica stessa, per esempio
ingegneria; essere in grado di progettare procedure
sperimentali e/o teoriche per: (i) soluzioni di problemi
ricorrenti nella ricerca accademica o industriale; (ii)
miglioramento dei risultati esistenti
Essere in grado di fare ricerche e utilizzare la
letteratura fisica e tecnica collegata, come pure altre
fonti di informazioni rilevanti per lo sviluppo della
ricerca e di progetti tecnici. E’ richiesta una buona
conoscenza dell’inglese tecnico
Essere in grado di affrontare nuovi campi attraverso
uno studio autonomo
Essere in grado di adattare modelli esistenti a dati
sperimentali nuovi
Essere in grado di sviluppare un personale senso di
responsabilità attraverso la libera scelta di corsi
facoltativi/opzionali; essere in grado di ottenere una
flessibilità professionale attraverso l’ampio spettro di
tecniche scientifiche offerte nel curriculum
Avere familiarità con l’ ”opera del genio”, cioè con la
varietà e il piacere delle scoperte e delle teorie della
fisica, di conseguenza sviluppando consapevolezza di
cosa significhi altissimo livello
Essere in grado di comprendere i problemi che la
società pone alla professione (di fisico) e comprendere
le caratteristiche etiche della ricerca e della attività
B
A
A-B
A
B
B
B
A
A-B-C
E
E
B
A-B
A-C
C
professionale nella fisica e la sua responsabilità nel
proteggere la salute pubblica e l’ambiente
Saper dominare le lingue straniere attraverso la
16
Conoscenza di
partecipazione a corsi insegnati in lingua straniera:
lingue straniere
cioè studiare all’estero attraverso programmi di
(rilevanti in fisica) scambio e avere il riconoscimento di crediti presso
università straniere o centri di ricerca
Essere in grado di lavorare in un gruppo inter17
Abilità
disciplinare; essere in grado di presentare la propria
comunicative
ricerca o i risultati di una ricerca bibliografica ad un
specifiche
pubblico sia di specialisti che di profani
* il nome breve è quello usato in tutto il materiale Tuning
Secondo ciclo
Classifica in Nome breve *
ordine di
della competenza
importanza
specifica
Descrizione per esteso della competenza
1
creare modelli
problem solving
2
Abilità nel problem
solving
3
Ricerca
bibliografica
4
Capacità di
apprendimento
Creare modelli
5
e
6
Comprensione
teorica
7
Ricerca di base e
applicata
8
Conoscenza
approfondita
Abilità
matematiche
9
10
Ricerca di frontiera
11
Problem solving e
abilità informatiche
a completamento del secondo ciclo di fisica, lo
studente dovrebbe
Essere in grado di identificare gli elementi essenziali di
un processo/situazione e costruirne un modello
funzionante; essere in grado di effettuare le
approssimazioni richieste; cioè essere in grado di
pensare in modo critico per costruire modelli fisici
Avere capacità di valutare chiaramente gli ordini di
grandezza in situazioni che sono fisicamente differenti
ma che mostrano analogie, permettendo perciò l’uso di
soluzioni conosciute in problemi nuovi
Essere in grado di fare ricerche e utilizzare la
letteratura fisica e tecnica collegata, come pure altre
fonti di informazioni rilevanti per lo sviluppo della
ricerca e di progetti tecnici. E’ richiesta una buona
conoscenza dell’inglese tecnico
Essere in grado di affrontare nuovi campi attraverso
uno studio autonomo
Essere in grado di adattare modelli esistenti a dati
sperimentali nuovi
Avere una buona comprensione delle più importanti
teorie della fisica (struttura logica e matematica,
supporto sperimentale, fenomeni fisici descritti)
Acquisire una comprensione della natura e dei modi
della ricerca in fisica e di come questa sia applicabile a
molti campi, diversi dalla fisica stessa, per esempio
ingegneria; essere in grado di progettare procedure
sperimentali e/o teoriche per: (i) soluzioni di problemi
ricorrenti nella ricerca accademica o industriale; (ii)
miglioramento dei risultati esistenti
Avere una conoscenza approfondita dei fondamenti
della fisica moderna, vedi teoria quantistica, ecc.
Essere in grado di comprendere e padroneggiare l’uso
dei metodi matematici e numerici più comunemente
usati
Avere una buona conoscenza dello stato dell’arte in
almeno una delle
specializzazioni attualmente
presenti in fisica
Essere in grado di effettuare calcoli autonomamente
anche quando sia necessario l’utilizzo di un computer
di piccole o grandi dimensioni, incluso lo sviluppo di
programmi software
D
D
Codice del
descrittore
di Dublino
B
B
E
E
B
A
A-B-C
A
A-B
A
B
12
Capacità
sperimentali
13
Abilità
comunicative
specifiche
14
Abilità gestionali
15
Abilità umane/
professionali
16
Cultura
nell’area
fisica
Avere il piacere di rimanere informato sui nuovi
Abilità
sviluppi e metodi ed essere in grado di dare consigli
nell’aggiornarsi
17
Avere familiarità con i più importanti metodi
sperimentali ed essere in grado di effettuare
esperimenti autonomamente, così come descrivere,
analizzare e valutare criticamente i dati sperimentali
Essere in grado di lavorare in un gruppo interdisciplinare; essere in grado di presentare la propria
ricerca o i risultati di una ricerca bibliografica ad un
pubblico sia di specialisti che di profani
Avere capacità di lavorare con un alto grado di
autonomia, anche accettando responsabilità nel
programmare progetti e nella gestione di strutture
Essere in grado di sviluppare un personale senso di
responsabilità attraverso la libera scelta di corsi
facoltativi/opzionali; essere in grado di ottenere una
flessibilità professionale attraverso l’ampio spettro di
tecniche scientifiche offerte nel curriculum
Avere familiarità con le più importanti aree della fisica
e con gli approcci che ne abbracciano molte aree
professionali in merito al loro possibile dominio di
applicazione
Saper dominare le lingue straniere attraverso la
18
Conoscenza di
partecipazione a corsi insegnati in lingua straniera:
lingue straniere
cioè studiare all’estero attraverso programmi di
(rilevanti in fisica) scambio e avere il riconoscimento di crediti presso
università straniere o centri di ricerca
Essere in grado di comprendere i problemi che la
19
Consapevolezza
società pone alla professione (di fisico) e comprendere
etica (rilevante in
le caratteristiche etiche della ricerca e della attività
fisica)
professionale nella fisica e la sua responsabilità nel
proteggere la salute pubblica e l’ambiente
Avere familiarità con l’ ”opera del genio”, cioè con la
20
Standard assoluti
varietà e il piacere delle scoperte e delle teorie della
fisica, di conseguenza sviluppando consapevolezza di
cosa significhi altissimo livello
* il nome breve è quello usato in tutto il materiale Tuning
B
D
C
A-B
A
E
D
C
A-C
Terzo ciclo (competenze specifiche e generiche)
da definire (i risultati sono in corso di validazione e verranno presto diffusi)
Note relative ai livelli (o sviluppo delle competenze nei cicli di studio)
Molte competenze specifiche appaiono sia nel primo che nel secondo ciclo. Comunque, la loro
importanza (cioè ordine di importanza) è differente. Ogni ciclo è caratterizzato da proprie priorità.
Infatti, la maggior parte delle sette migliori competenze del primo ciclo (cioè eccezion fatta per il
“Abilità nel problem solving” e “creare modelli e problem solving”) scendono all’ottava posizione
nella graduatoria del secondo ciclo. In altre parole, le abilità considerate più importanti nella laurea
di primo ciclo diventano in qualche modo meno importanti nel secondo ciclo, probabilmente perché
si suppone sia state soddisfacentemente sviluppate già nel primo ciclo (per maggiori dettagli vedi
pagine 171-185 di Ref [1]).
Per una data competenza, la valutazione media effettiva di importanza nel primo ciclo è sempre più
bassa di quella nel secondo ciclo. Tali valutazioni più basse dimostrano il fatto che lo sviluppo delle
competenze è un processo cumulativo. Il “gap” fra le valutazioni di importanza nei due cicli può
essere inteso come una misura “rozza” del possibile sviluppo della competenza, che deve essere
perseguito nel secondo ciclo. Tra le competenze specifiche della Fisica i “gap” più elevati sono
riscontrati (in ordine decrescente) da2 “ricerca di frontiera”, “abilità gestionali”, “abilità
comunicative specifiche”, “creare modelli”, “abilità nell’aggiornarsi”, “capacità di
apprendimento”, “ricerca bibliografica”. I “gap” più piccoli sono riscontrati per “standard
assoluti”, “comprensione teorica”, “cultura nell’area fisica”, “abilità matematiche”, “abilità nel
problem solving” (che mostra il “gap” minimo). I “gap” più elevati si identificano con competenze
che sono appropriate a livello di secondo ciclo e i “gap” piccoli si identificano con competenze che
dovrebbero essere state già ben sviluppate nel primo ciclo.
Infine, la nostra analisi mostra che l’identificazione di un nucleo di conoscenze comuni è
certamente possibile in Europa nei corsi di laurea in fisica del primo ciclo, ma questo diviene
abbastanza discutibile nel secondo ciclo, essenzialmente perché ogni istituzione si focalizza su
differenti specializzazioni (vedi fig. 2 a pagina 197 di Ref [1]). Il nucleo di conoscenze comuni del
primo ciclo è quasi simile ovunque e mostra un modello di progressione temporale che è governato
dai requisiti necessari per progredire nelle conoscenze disciplinari. Alcune variazioni avvengono tra
i due approcci metodologici più importanti esistenti (cioè l’approccio sintetico e quello analitico).
In questo contesto generale, alcune sotto-aree della fisica vengono continuamente visitate e
rivisitate durante il corso (i corsi) di studio, con l’intento di acquisire livelli sempre più alti di
comprensione.
Processo di consultazione con le Parti interessate (stakeholders)
Le consultazioni di Tuning tra i laureati in Fisica (per la maggior parte nel periodo pre “Bologna”) e
tra i loro datori di lavoro ha dato come risultato il seguente ordine di importanza per le competenze
generiche (qui elenchiamo solamente le prime cinque competenze):
Laureati
Capacità di analisi e di sintesi
Problem solving
Capacità di apprendere
Applicazione delle conoscenze nella pratica
Creatività
Datori di lavoro
Capacità di analisi e di sintesi
Problem solving
Capacità di apprendere
Applicazione delle conoscenze nella pratica
Lavoro di gruppo
I risultati delle due consultazioni sono fortemente simili. Essi sono da comparare con la classifica un
po’ diversa fatta dai docenti (i questionari dei quali comunque non includevano l’abilità generica
“problem solving”).
CARICO DI STUDIO ED ECTS
Il carico di studio dei programmi di corsi di studio tipici espressi in crediti ECTS
•
•
•
Primo ciclo
Secondo ciclo
Terzo ciclo
180-240
120*
normalmente 3 anni pieni
* ci sono eccezioni, per esempio l’Imperial College di Londra
2
vengono come al solito riportati solo i nomi brevi
Nel caso del terzo ciclo, i crediti ECTS potrebbero essere usati per descrivere la parte formativa
strutturata (course-work) e/o per quantificare l’ammontare relativo dell’attività didattica rispetto
all’attività di ricerca nel dottorato. Infatti, uno studente normale di dottorato in fisica, un minimo
entusiasta, può lavorare fino a 46 ore per settimana durante 48 settimane (cioè più di 2200 ore per
anno).
Tendenze e differenze
Nell’anno 2002, la rete Tuning includeva due gruppi di istituzioni, pressoché uguali nel numero
(vedi pagina 191 del Ref [1]).
(i)
(ii)
Istituzioni con un’organizzazione di studi “laurea-laurea magistrale” (BaMa) (cioè
un’organizzazione a due cicli per lo più in accordo con lo schema 3 + 2). Le istituzioni
erano: Copenaghen, Granada, Nijmegen, Parigi VI, Trieste, la City University di
Dublino e Patrasso (che adottava uno schema 4 + 2).
Istituzioni che offrono un corso di laurea a ciclo unico, cioè un’organizzazione a corso
singolo senza un’uscita intermedia dopo tre anni. Le istituzioni erano: Gent, la Chalmers
University of Technology di Gőteborg, Helsinki (Fisica), l’Imperial College di Londra,
Aveiro, Hannover, l’Università Tecnica di Vienna.
Il contenuto di base comune era praticamente lo stesso nei due gruppi (vedi la figura 3 a pagina
197 del Ref [1]). E’ da notare che nel caso di un’organizzazione di studi in due cicli,
l’identificazione di un contenuto base comune è abbastanza fattibile nel primo ciclo ma essa diviene
discutibile nel secondo ciclo (vedi sopra).
APPRENDIMENTO, INSEGNAMENTO E VALUTAZIONE
N.B. L’articolo completo relativo allo sviluppo di competenze specifiche in fisica è riportato in questo stesso sito.
Abilità di problem solving (primo ciclo)
Insegnamento/apprendimento
Apprendimento attivo: in tutte le classi (di teoria, laboratorio o problem solving)
• vengono poste alla classe di teoria parecchie domande e viene concesso un certo periodo di
tempo per la discussione nella classe medesima.
• vengono poste alla classe parecchie domande-problemi e poi assegnate a gruppi di studenti.
Questi dovrebbero trovare una risposta (sia esatta sia approssimata) in un certo periodo di
tempo. Ad essi viene anche chiesto di spiegare il proprio ragionamento ad altri studenti
(hanno suddiviso il problema in problemi più semplici? Hanno utilizzato analogie con
problemi per i quali conoscevano già la risposta? Perché confidano nella propria
risposta?..)
• Durante le esercitazioni in classe agli studenti viene richiesto di correggere e commentare
le modalità di soluzione degli esercizi usate da altri studenti.
• Nelle ore di laboratorio si richiede frequentemente agli studenti di risolvere in modo
sperimentale o di proporre modalità di soluzione per problemi più complessi, che possono
essere considerati estensioni del materiale proposto in classe. (Esempio: dopo aver studiato
un circuito LC, essi vengono incoraggiati a risolvere il problema dei circuiti LC accoppiati
e di ragionare sul problema dell’adattamento di impedenza in una linea di trasmissione).
Problem solving e abilità informatiche (primo ciclo)
Insegnamento/apprendimento
…ognuna delle quattro unità obbligatorie del corso in fisica teorica, cioè fisica classica con
meccanica, elettrodinamica e relatività, meccanica quantistica, meccanica statistica e meccanica
quantistica avanzata con una introduzione alla teoria quantistica di campo, sono integrate con un
progetto su calcolatore della durata di mezzo semestre.
Inoltre, anche l’addestramento alla ricerca, che avviene durante la tesi finale di 2° ciclo, è
normalmente basato sul computer e perciò richiede e prepara ad abilità informatiche in diversi
modi, a seconda del campo di ricerca, sia esso fisica teorica, sperimentale o applicata.
Creare modelli (secondo ciclo)
Insegnamento/apprendimento
Creare modelli in senso stretto significa trovare una descrizione matematica semplificata di un
fenomeno complesso. Spesso significa anche l’applicazione di strumenti di fisica teorica ad una
situazione non fisica.
… nel corso di studio non vi sono lezioni denominate “modelling”. Gli studenti apprendono la
descrizione in modelli della natura durante l’intero corso di studio. Esempi possibili sono: il
“modello” mancanza di attrito nella descrizione della caduta libera; l’uso abbondante
dell’oscillatore armonico per fenomeni nelle vicinanze di equilibri stabili; il modello a shell di
campo medio per i nucleoni nei nuclei; il “modello” per le forze a due ed a tre nucleoni.
Diventa allora importante l’intero insegnamento offerto: durante le lezioni, le esercitazioni, i
laboratori, i seminari e durante l’addestramento alla ricerca, gli studenti imparano come le teorie
sono state sviluppate, come selezionare e poi applicare strumenti teorici (ad esempio modelli) ad
un particolare problema di fisica e come modellare i blocchi costitutivi di una teoria, adattandoli
successivamente alla descrizione di dati sperimentali.
Capacità di apprendimento (secondo ciclo)
Insegnamento/apprendimento
Gli studenti e gli insegnanti sono unanimi nello stabilire che la strategia di maggior rilievo è di
includere nei metodi di insegnamento piccoli project works individuali e di gruppo (sia teorici che
sperimentali). Più in particolare, poiché il nostro corso di studio è applicativo, la maggior parte dei
project works include un esperimento: agli studenti viene chiesto di misurare delle quantità. Prima
di effettuare l’esperimento stesso, devono pianificarlo (dal punto di vista sperimentale e teorico) e
spiegare le loro scelte (il perché stanno usando quel metodo sperimentale, quali intervalli di
temperatura prenderanno in considerazione, se hanno il necessario in laboratorio, oppure se
devono costruire qualche strumento o circuito in officina,..). Gli studenti poi vanno in laboratorio e
misurano qualsiasi cosa sia necessaria. Dopodichè hanno bisogno di apprendere “nuova” fisica al
fine di interpretare i dati. Negli ultimi due anni, alcuni insegnamenti danno a questo tipo di lavoro
un peso uguale o superiore al 50%.
Comprensione teorica (primo ciclo)
Valutazione
Esami orali vengono usati per valutare efficacemente il grado in cui gli studenti hanno superato
difficoltà sorte nella comprensione e nell’uso della comprensione medsesima. Questi esami
vengono tenuti entro la fine del quarto semestre negli insegnamenti di fisica sperimentale, di fisica
teorica, di matematica e di una disciplina facoltativa [e nell’esame orale finale del corso di MSc,
cioè secondo ciclo, relativo a fisica sperimentale, fisica teorica e due discipline facoltative].
Ricerca bibliografica (primo e secondo ciclo)
Insegnamento/apprendimento/valutazione
Una attività formativa basata su seminari è seguita da tutti gli studenti nel primo e nel secondo
anno. Essa include esercizi di ricerca di fonti e di riassunto delle informazioni da esse provenienti.
Tutto ciò è supportato da discussioni con i docenti ed altro staff e con istruzioni particolari sull’uso
della biblioteca e di opportunità internet. Agli studenti viene anche richiesto, nel primo anno, di
presentare argomenti risultanti dalle indagini bibliografiche. Dovranno anche redigere un
progetto, sempre nel primo anno, che deve includere un’indagine bibliografica.
Il progetto di ricerca finale (secondo ciclo) partirà normalmente da una ricerca bibliografica
guidata relativa a un tema particolare. I risultati di questa dovranno essere presentati dallo
studente in un report. Suggerimenti ed istruzioni in merito vengono anche date nell’ambito di una
attività formativa specifica (unità didattica).
Gli studenti devono impegnarsi a pieno nelle suddette attività e presentare i loro risultati al
conduttore del seminario, al loro tutor o al loro supervisore di ricerca. I riassunti scritti e le
presentazioni orali eseguiti nel primo e nel secondo anno vengono valutati e ad essi viene
assegnato un voto. La competenza maturata in questa area, nell’ambito sia del progetto del primo
anno sia del progetto di ricerca finale, è valutata come parte specifica della valutazione del
progetto degli studenti .Viene dato un voto anche ai riassunti degli articoli.
MIGLIORAMENTO DELLA QUALITA’
Nessuna raccomandazione specifica è stata prodotta in relazione a questo dal Gruppo Tuning di
Fisica. La rete Tuning di Fisica si riconosce nella relazione generale di Tuning in merito al
miglioramento della qualità. Un componente del nostro Gruppo ha dato un importante contributo ad
esso. In termini del tutto generali aggiungiamo qui che - durante i lavori del nostro Gruppo - è stato
spesso messa in rilievo l’importanza del contesto formativo in relazione alla qualità del programma
di Studio in Fisica, cioè l’importanza dell’atmosfera generale e delle risorse accademiche presenti in
un’Università e del suo ambiente di ricerca.
Riferimenti
[1] “Tuning Educational Structures in Europe, Final Report, Pilot Project - Phase 1” (Strutture
formative di Tuning in Europa, rapporto finale, progetto pilota-fase 1) effettuato da più di 100
Università, coordinato dall’Università di Deusto (Spagna) e dall’Università di Groningen (Paesi
Bassi) e supportato dalla Commissione Europea, edito da Julia Gonzalez e Robert Wagenaar,
Università di Deusto e Università di Groningen 2003.
[2] Vedi “Report of Working Group 1:The Student Experience (The questionnaire on the Doctoral
Studies) (Rapporto dello studio del gruppo lavoro 1: l’esperienza dello studente-il questionario sugli
studi di dottorato), pagine 13-43 in “Inquiries into European Higher Education in Physic” (Inchieste
sulla formazione superiore in Europa in Fisica), atti del terzo General Forum EUPEN 99, Londra
(GB), settembre 1999, edito da H. Ferdinande & A. Petit, volume 3, Università di Gent, Gent 1999.
ALLEGATO 1
RELAZIONE TRA LE COMPETENZE SPECIFICHE IN FISICA E I DESCRITTORI DI
DUBLINO (DDs)
Premessa
I DDs variano e crescono di specifiche quando passano dal primo al secondo ciclo. I descrittori
Tuning in Fisica sono le competenze specifiche in Fisica. La loro importanza in ogni ciclo è stata
identificata attraverso un “rilevamento dell’importanza” effettuato da parte di diversi docenti di
Fisica. È stata così ottenuta una classifica sia per il primo che per il secondo ciclo. La classifica è
costruita in base al punteggio ottenuto da ognuna delle 24 competenze facenti parte della lista, che
fu a suo tempo preparata dal SAG in Fisica, in cooperazione con la Rete Tematica Socrates di
Fisica, denominata EUPEN - EUropean Physics Education Network. Il rilevamento ha di fatto
prodotto due liste ordinate di competenze, una per ciclo; l’ordine identifica la scala di priorità o
l’importanza delle competenze coinvolte in ogni ciclo. Per maggiori dettagli vedi pagine 171-185
del Ref [1].
Le competenze in Fisica a confronto con i DDs
Abbiamo provato ad assegnare ad ogni competenza in Fisica l’appropriata dimensione(i) dei DDs.
Si trova che ogni competenza può essere assegnata o contrassegnata da almeno una delle cinque
dimensioni DD, come mostrato nelle tabelle riportate nel testo principale sotto il titolo
RISULTATI DELL’APPRENDIMENTO E COMPETENZE – DESCRITTORI DI CICLO.
La ripartizione delle competenze specifiche in Fisica nelle 5 dimensioni dei DDs è mostrata nella
tabella sottostante (si è considerata la ripartizione delle prime 17 competenze di ogni ciclo; inoltre
quando una competenza copre più DDs viene assegnata ad ognuna di esse).
Tabella I – Ripartizione dei DDs delle prime 17 competenze in Fisica nel primo e nel secondo
ciclo
Codice
del descrittore
di Dublino
A
B
C
D
E
dimensione del descrittore
di Dublino
conoscenze e comprensione
applicazione di conoscenze e
comprensione
dare giudizi
abilità comunicative
Imparare ad imparare
No. delle competenze
specifiche di Fisica per
dimensione del descrittore di
Dublino
Primo ciclo
Secondo ciclo
7
7
8
8
3
2
2
3
1
3
Le ripartizioni tra i DDs includono grosso modo le stesse competenze nei due cicli. Le
osservazioni principali sono:
• tutte le competenze di Fisica possono adattarsi molto bene ai DDs;
• le competenze di Fisica popolano per lo più i DDs, che sono contrassegnati con A o B
(come ci si aspettava);
• per quanto riguarda le competenze contrassegnate con C, esse sono essenzialmente limitate
a giudizi scientifici;
• un numero molto limitato di competenze copre 2 o al massimo 3 differenti DDs
(adattamento multiplo)
Anche se le sopra citate ripartizioni dei DDs coinvolgono quasi le stesse competenze in entrambi i
cicli, il loro ordine di classificazione - tuttavia - è abbastanza differente nei due cicli, cioè la loro
priorità / importanza – è percepita come diversa da parte dei docenti di Fisica. Allora diventa
istruttivo guardare alla sequenza dei codici dei DDs che per ogni ciclo è generata dalla sequenza
ordinata delle competenze di Fisica. Le due sequenze sono:
Primo ciclo:
B, A, A-B, A, B-C, B,
B,
A, A-B, A-B-C,….
Secondo ciclo:
B, B, E,
E, B,
A, A-B-C, A, A-B,
A,….
Possiamo esattamente dire che le due sequenze identificano quali DDs generali sono di maggior
rilievo in ognuno dei due cicli di Fisica. Se ci limitiamo alle prime 7 competenze vediamo che:
•
•
il primo ciclo è caratterizzato da competenze, che per lo più ricadono sotto le lettere A e B;
il secondo ciclo è caratterizzato da competenze che ricadono sotto le lettere B e E (!). E’
utile notare che nel secondo ciclo la dimensione imparare ad imparare è considerata
assolutamente importante.
Inoltre, e in maggior dettaglio, se noi ora riguardiamo le tavole che nel testo principale elencano le
competenze specifiche di Fisica, e guardiamo le competenze per il primo ciclo che sono
contrassegnate con la lettera A, possiamo notare che queste si collocano abbastanza indietro
nell’ordine di importanza quando si passa dal primo al secondo ciclo: infatti queste sono
competenze abbastanza “generiche”, che si può supporre siano state sviluppate in modo
soddisfacente già nel primo ciclo. Viceversa, diverse competenze che sono poco importanti o poco
sviluppate nel primo ciclo e che sono classificate con le lettere B ed E, si collocano più avanti nel
secondo ciclo.
Per concludere, nel presente contesto i livelli di ciclo sono ben descritti attraverso la sequenza delle
prime 7 competenze e attraverso la loro distribuzione sui DDs. L’ordine descrive l’importanza
delle competenze nel dato ciclo, la ripartizione sui DDs dà un’idea del peso delle 5 dimensioni dei
DDs in ogni ciclo (vedi tabella II qui sotto).
Tabella II – Ripartizione sui DDs delle prime 7 competenze di Fisica nel primo e nel secondo
ciclo
Codice
del descrittore
di Dublino
A
B
C
D
E
dimensione del descrittore
di Dublino
conoscenze e comprensione
applicazione di conoscenze e
comprensione
dare giudizi
abilità comunicative
Imparare ad imparare
No. delle competenze
specifiche di Fisica per
dimensione del descrittore di
Dublino
Primo ciclo
Secondo ciclo
5
2
5
4
1
0
0
1
0
2
Secondo la Tabella II, le maggiori differenze tra il primo e il secondo ciclo sono:
• il primo ciclo mostra un’attenzione bilanciata sia alla conoscenze e comprensione che alla
applicazione di conoscenze e comprensione; ma l’attenzione a conoscenze e comprensione è
parecchio più alta che nel secondo ciclo;
• il secondo ciclo, che naturalmente pone ancora l’attenzione su conoscenze e comprensione,
privilegia tuttavia chiaramente applicazione di conoscenze e comprensione e mette in
posizione di primo piano la dimensione Imparare ad imparare; Imparare ad imparare
quest’ultima dimensione gode di una preferenza decisamente inferiore nel primo ciclo.