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.