Didattica della Fisica I

Didattica della Fisica I
SSIS - a.a. 2007/08 IX Ciclo
L. Martina
Dipartimento di Fisica - Università del Salento
Sezione INFN - Lecce
http://www.fisica.unile.it/~martina/allow_listing/SSIS/
-Obiettivo del corso: Assumere un atteggiamento
“costruttivista”
nella progettazione didattica di alcuni temi di Fisica,
seguendo percorsi di tipo storico, tecnologico, di interesse
sociale e sperimentale.
Temi
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Fisica e Apprendimento
Ottica Fisica
Interazione Radiazione Materia
Principi di Meccanica Quantistica
Applicazioni della MQ
Simmetrie in Fisica
I Problemi nell’Insegnamento della
Fisica
Bibliografia
essenziale
1. M. Vicentini, M. Mayer: Didattica della Fisica, La
Nuova Italia (1996)
2. E. Roletto: L'insegnamento delle scienze
sperimentali, La Fisica nella Scuola XXXVI n. 2
Suppl. (2003)
3. M. De Paz: L'apprendimento, La Fisica nella Scuola
XXXVI n. 2 Suppl. (2003).
4. G. Bachelard: Il nuovo spirito scientifico, Laterza
(Bari, 1978).
5. G. Holton et al: Fisica , a cura del PSSC, trad di A.
Suvero, Zanichelli (Bologna, 1973).
6. R. P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands: La Fisica
di Feynman, Addison -Wesley Pub. Co.
(Amsterdam,1975)
7. U. Amaldi: Corso di Fisica (Zanichelli, Bologna 1999)
8. B. Rossi: Ottica, Masson (Milano, 1984).
9. A. Frova: Luce, Colore, Visione, BUR (2000) C.
10.Bernardini:” Prima lezione di fisica”, Editori Laterza
(2007)
Insegnamento/Apprendimento
della Fisica
1.
2.
3.
4.
5.
Chi è l’insegnante di Fisica?
Apprendimento fine dell’ Insegnamento
Insegnamento/Apprendimento
L’uomo sceglie, immagazzina, elabora,
trasforma, recupera l’informazione
Insegnamento/ Conoscenza
comune/scientifica /Contesto Sociale
Contesto scuola
Studenti
Fisica
Contesto scientifico
Insegnanti
Società
Modello dell’ADATTAMENTO COGNITIVO
1) ASSIMILAZIONE
2) ACCOMODAMENTO
Modello di costruzione della
Comunità
Mondo
conoscenza (comune)
sociale
naturale
Riceve informazioni
Raccoglie
dati osservativi
IndividuoNON NECESSARIAMENTE
Coerenti
NON NECESSARIAMENTE
Formalmente
Coerenti
Costruisce Strutturate
Controllati
Verificati
Schemi di conoscenza
Rappresenta
Modelli di realtà (campi delimitati)
Sviluppa capacità di
Prevedere/Controllare/
Ricercare nuove informazioni/
Immaginare esperienze diverse
Quindi può
Verificare e modificare
La conoscenza è il risultato
di una costruzione individuale
Reti di Conoscenza
Rete Coerente
Inserimento di
nuova conoscenza
Rete Incoerente
Livello di conoscenza
t
•Il processo di apprendimento si manifesta
attraverso stati di conoscenza sistematizzata
•Le conoscenza sistematizzata sono quelle che riusciamo
a comunicare (esplicitamente), quindi a insegnare
Siamo Tutti FISICI….!!!!
•APPRENDIMENTO
SPONTANEO
• CONOSCENZA
COMUNE
•APPRENDIMENTO
INDOTTO
• CONOSCENZA
DELLE DISCIPLINE
(FISICA)
ATTRAVERSO
L’ISTRUZIONE
Modelli di Apprendimento
Comportamentismo
(Apprendimento Indotto)
Quali sono le Risposte a Stimoli all’apprendimento?
Cognitivismo (Apprendimento Spontaneo)
Qual e’ lo Sviluppo delle Strutture Cognitive,
guidato dalle funzioni cognitive caratteristiche dell’uomo ?
Carattere ATTIVO del soggetto conoscente
APPRENDIMENTO
SPONTANEO
Soggetto
APPRENDIMENTO
conoscente INDOTTO
Ruolo del Linguaggio
Strategie di acquisizione ed elaborazione delle informazioni
Caratteristiche degli schemi di conoscenza
Modelli di Insegnamento
Insegnamento/Apprendimento
Didattica
Insegnante
Studenti
A) Modello trasmissivo -> ricezione - uso
Emettitore
Ricevitore
Impronta intellettuale
Sapere (Attivo)
Tabula rasa :
USO del SAPERE
B) Metodo costruttivista –> comprensione - uso
Capacita’ metariflessiva sulle conoscenze
Capacita’ di attivazione degli schemi di apprendimento
Produrre Istruzioni per
Scegliere significati
Costruire nuovi significati
Negoziare significati
Insegnamento
Con il metodo trasmissivo
• Lezione frontale
• Studio individuale
• Verifica
Ipotesi Metodologiche
1. L’allievo è un soggetto neutro
2. Esiste la trasparenza comunicativa
3. La comunicazione ottimale è instaurata
dall’insegnante
4. Esiste la razionalità comune
5. Esiste la comprensione a posteriori
Pregi del metodo trasmissivo
Capacità di fornire molteplici
informazioni
ad un uditorio numeroso
Uditorio richiesto
1. Motivato
2. Analogia delle strutture mentali/culturali di
docente/discenti
3. Possesso di informazioni di base consolidate.
Motivi di insuccesso
1. Scarsa motivazione degli allievi
2. Non neutralità degli schemi mentali dell’allievo
3. Non omogeneità degli schemi mentali
insegnante/allievo
La conoscenza scientifica
Deriva da
1. Fatti oggettivi e incontrovertibili ?
2.
Capacità di osservare senza
preconcetti?
3. Da attente osservazioni si deducono
leggi e teorie scritte nei fatti?
Modello di costruzione della
Mondo
conoscenza scientifica Comunità
scientifica
naturale
Raccoglie
dati osservativi
POSSIBILMENTE
Coerenti
Controllati
Verificati
Riceve informazioni
Scienziato
NECESSARIAMENTE
o
Coerenti
Comunita’ Scientifica
Costruisce
Formalmente
Strutturate
Schemi di conoscenza
Rappresenta
Modelli di realtà intersoggettivi
in campi relazionati
Sviluppa capacità di
Prevedere/Controllare/
Ricercare nuove informazioni/
Immaginare esperienze diverse
Quindi può
Verificare e modificare
La conoscenza scientifica è il risultato
di una costruzione sociale
Identificare significati universali
nella ripetibilita’ di certe circostanze
Riconoscere la categoria di appartenenza
del fenomeno
Astrarre dalle circostanze concomitanti
l’evento
(Universo, Spazio, Tempo, Materia)
Stabilire relazioni di causalita’
Ideare Modelli Rappresentativi
Definire scale di rilievo
Sviluppare un Linguaggio Tecnico
Rapporto
conoscenza scientifica /
conoscenza comune
• Quali sono gli schemi della
conoscenza comune
• Quali le differenze con lo schema
scientifico
• Qual è il processo di costruzione
della conoscenza comune
Schemi utili per prevedere e controllare gli eventi dell’ambiente
Apparati culturali diversificati
Dewey
“conoscere per fare” -> “fare per conoscere”
Piaget
epistemologia genetica: organizzazione logica
e evoluzione psicologica
Neisser
processi cognitivi:
ricezione, codifica, trasformazione, riduzione,
recupero dell’informazione.
Insegnamento delle
Scienze
• Lo studente e’ messo in
rapporto con i contenuti, I
modelli e i processi definiti
dalla comunita’ scientifica
• Non e’ possibile separare
contenuti da metodi
• Interesse per le regolarita’
completato dalla capacita’ di
cogliere le differenze
L’ostacolo epistemologico
“ I professori di scienze ritengono che il
pensiero inizi come una lezione, che si possa
far comprendere una dimostrazione
ripetendola punto per punto. Essi non hanno
compreso che quando l’adolescente arriva in
classe possiede già delle conoscenze
empiriche salde. Si tratta allora non tanto di
acquisire una cultura (scientifica)
sperimentale, ma piuttosto di cambiare la
cultura sperimentale (comune), di abbattere gli
ostacoli già accumulati nella vita quotidiana.”
G. Bachelard:” Il nuovo spirito scientifico”, trad. it.
In che misura ?
Laterza (Bari, 1978)
Metodo costruttivista
L’insegnante può aiutare l’allievo:
1. Offrendogli situazioni problematiche
2. Facendone saggiare la (in)adeguatezza
delle proprie concezioni
3. Rendendolo consapevole di tale
inadeguatezza
4. Stimolandone l’esigenza ad acquisirne di
nuove (più vicine a quelle scientifiche)
Processo dialettico tra vecchie e nuove concezioni
Prospettiva tridimensionale dell’apprendimento
•Dimensione costruttivista
•individuale
•Dimensione sociale
•Dimensione interattiva
(allievo)
(insegnante e gruppo classe)
(allievo e ambiente
naturale/sociale)
Riassumendo
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Rapporto fra insegnamento e apprendimento
Inquadramento epistemologico
La formalizzazione
La mappa concettuale e come si costruisce
Il metodo di indagine scientifica
Il linguaggio scientifico