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Il contributo della ricerca in didattica all'insegnamento della fisica

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Il contributo della ricerca in didattica all'insegnamento della fisica

  1. 1. Laurea Specialistica in Fisica 18 Luglio 2008 Il contributo della ricerca in Didattica all’insegnamento della fisica: criteri per la progettazione di nuovi materialiCandidato: Marchi FrancescoRelatore: Dott.ssa Olivia LevriniCo-Relatore: Prof.ssa Barbara Pecori
  2. 2. Obiettivo e fasi del lavoro Obiettivo:  Progettare nuovi materiali destinati all’insegnamento della fisica in grado di colmare il gap fra i risultati di ricerca in didattica e i manuali tradizionali Fasi del lavoro:  Rassegna critica dei materiali esistenti  Scelta dei criteri di progettazione di nuovi materiali sulla base dei risultati della ricerca in didattica  Individuazione di un formato: antologia online  Studio di fattibilità: il pendolo
  3. 3. Dalla ricerca in didattica:comprensione e complessitàSemplificare e appiattire i contenuti non favorisce unacomprensione profonda (Guidoni, 2001, Capire sipuò):“Quando io guardo una cosa, quello che vedo mi va su dentroper gli occhi, mi arriva alla testa e poi le cose che mi arrivanodentro si mettono a correre per tutti quei corridoi che ci sono,si fermano un momento in tutte le stanze e quando trovano unastanza con dentro qualcosa che gli assomiglia, si fermano, simescolano con quello che c’è che gli assomiglia e gira, gira,dopo mi viene l’idea e allora scende nella bocca e allora uno ladice.” (Beatrice, II media)“Nella mente non ci sono strade tutte dritte, ci sono tantiincroci e tu puoi passare tante volte dallo stesso incrocio, però cipassi anche in un modo diverso.” (Paolo, II media)
  4. 4. Innovare in didattica della fisica:insegnamenti dal passatoQueste riflessioni non sono state tenute in considerazione nelle proposte fatte in passato, che sono risultate scarsamente adattabili rispetto: Alle diverse tipologie di studenti Ai diversi stili degli insegnanti Alle diverse caratteristiche delle scuoleDa evitare: “Monotematicità” e scarsa modularità Univocità/linearità in quanto ostacoli alla comprensione …
  5. 5. Gestire la complessità della fisica “Everything should be made as simple as possible but not simpler” A. Einstein
  6. 6. Articolazione della complessità ecriteri di progettazione Ricchezza delle connessioni interne alla fisica (dimensione disciplinare) Molteplicità delle connessioni della fisica con le altre discipline (dimensione culturale) Pluralità di stili di apprendimento (dimensione cognitiva)
  7. 7. Un formato “adattabile”Il formato antologia: Eterogeneità dei materiali (memorie originali, saggi critici, guide al laboratorio …) Nessuna pretesa di esaustività rispetto ai curricoli Molteplicità di accessiL’antologia di fisica online: Struttura ipertestuale gestibile a diversi livelli Interattività e feedback
  8. 8. Studio di fattibilità Il pendolo
  9. 9. Il pendolo nei libri di testo ...
  10. 10. ...e nella ricerca in didattica International Pendulum Project: http://www.arts.unsw.edu.au/pe ndulum/index.html
  11. 11. La scelta del pendoloIl pendolo come contesto: Emblematico del gap fra spazio riservato nei testi tradizionali e materiali disponibili in ricerca Ricco rispetto a ciascuna delle tre dimensioni Esemplare rispetto all’intreccio delle tre dimensioni
  12. 12. Esplorare le dimensionidell’apprendimento DIMENSIONE CULTURALEDIMENSIONE DISCIPLINARE DIMENSIONE COGNITIVAconclusioni
  13. 13. La dimensione disciplinare L’importanza della consapevolezza della struttura della disciplina rispetto a (Eylon et al., 1997, From problem solving to a knowledge structure):  Comprensione delle idee centrali  Capacità di richiamare conoscenze  Abilità di problem solving Individuazione di “temi strutturanti” relativi al pendolo, caratterizzati da:  Trasversalità rispetto ai domini della fisica  Significatività nell’evoluzione storica  Contrapposizione fra modelli
  14. 14. Temi strutturanti e materialiper l’antologia La dicotomia lineare-nonlineare  Fenomenologia dei sistemi nonlineari  Esplorare i limiti di un modello per capirne la portata La dialettica realtà-modellizzazione  Grandi oscillazioni e l’approssimazione in fisica Pluralità di descrizioni di un sistema fisico:  Descrizioni spazio-temporale vs energetica  L’evoluzione del paradigma fra MC e MQ home
  15. 15. Linearità e nonlinearità infisica: oscillazioni forzate  Bistabilità  Jump effect Non univocità nella relazione tra grandezze: ampiezza di oscillazione vs pulsazione home
  16. 16. Approssimazioni in fisica:piccole o grandi oscillazioni? home
  17. 17. Descrizione energetica vsspaziotemporale Energia potenziale, Energia cinetica vs cinetica, totale potenziale La conversione di energia fra forme diverse Il tempo come indicatore di irreversibilità succ. home
  18. 18. La dimensione culturale Il pendolo nell’opera di Galileo L’orologio a pendolo e la misura del tempo Il pendolo e il problema della longitudine ... home
  19. 19. Il pendolo e l’opera di Galileo Lettura di passi di Galileo sul pendolo La disputa con la scuola aristotelica e la nascita della scienza moderna Ricostruzione di esperimenti storici home
  20. 20. La dimensione cognitiva La gestione di più variabili e la costruzione dei concetti scientifici Le animazioni Java come strumento per l’esplorazione di un territorio complesso Jean Piaget home
  21. 21. La separazione delle variabili e lacostruzione dei concetti scientificiIl pendolo come contesto per: La “gestione controllata” di una pluralità di variabili (Piaget, 1955, De la logique de l’enfant à la logique de l’adolescent):  Lunghezza del filo  Forza impressa  … L’esplicitazione della varietà delle concezioni degli studenti relative al termine “fast” (Parnafes, 2008, The essential nature of complexity in learning):  Velocità istantanea  Frequenza  … home
  22. 22. Le applet java Possibilità di variare i parametri del sistema Mettere a confronto ed integrare fra loro rappresentazioni diverse home
  23. 23. Conclusioni e problemi apertiAbbiamo individuato: Tre dimensioni sulle quali articolare la complessità relativa all’apprendimento della fisica L’antologia online come formato per la gestione innovativa di materiali eterogenei:  Proposte guidate di percorsi attraverso i materiali  Possibilità di progettare percorsi individualizzati  Possibilità per gli studenti di esplorare autonomamente i materiali propostiCosa resta da fare (!):  Individuare altri temi esplorabili su più dimensioni  Progettare il sito (interfaccia, webdesign...)  …

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