2020/2021

2020/2021

DM270

FIS/08 (DIDATTICA E STORIA DELLA FISICA)

DIPARTIMENTO DI MATEMATICA 'FELICE CASORATI'

MATEMATICA

PERCORSO COMUNE

1°

Secondo Semestre (01/03/2021 - 11/06/2021)

6

48 ore di attività frontale

Italiano

ORALE

INTROZZI GIANLUCA (titolare) - 3 CFU
MALGIERI MASSIMILIANO - 3 CFU

Concetti di Fisica classica, Relatività ristretta e di Fisica quantistica, usualmente acquisiti nel corso della laurea triennale in Fisica. Anche agli studenti provenienti da Matematica è richiesta la conoscenza della Meccanica quantistica. A loro è fortemente consigliato di sostenere l'esame di Fondamenti della fisica, prima di frequentare la Parte 2 di Didattica della fisica.

Il corso costituisce un’introduzione alla didattica della fisica, sia come contributo alla formazione professionale di futuri insegnanti di scuola secondaria superiore, sia per la preparazione alla ricerca nel campo della didattica. Per quanto riguarda il primo obiettivo, scopo del corso è rendere i futuri docenti capaci d'analizzare criticamente i libri di testo e di formulare percorsi didattici che s'avvalgano sia di strumenti storico-fondazionali, sia dei risultati delle recenti ricerche in didattica della Fisica moderna. Circa il secondo obiettivo, verranno illustrati temi e metodi della ricerca in didattica della Fisica moderna.

Parte 1 - Didattica della fisica: gli inizi. Studi degli anni '70 e '80 sull'apprendimento della meccanica, lo sviluppo del Force Concept Inventory. Modelli di cambiamento concettuale: analogia fra l'apprendimento e lo sviluppo storico della disciplina (modello di Posner et al.), modello a teorie "framework" (modello di Vosniadou et al.); modello basato sulla combinazione in classi di integrazione di elementi primitivi fenomenologici o p-prims (modello di DiSessa) -. Problemi e temi fondamentali della didattica delle varie aree della fisica classica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica): difficoltà degli studenti, ricostruzioni per l'insegnamento, strategie didattiche. Il problema dell'insegnamento della fisica come una disciplina internamente coerente: punti di vista di Hammer e Viennot. Il paradigma della "Knowledge Integration" per la verifica del raggiungimento di un apprendimento integrato e coerente delle diverse parti della disciplina. -
La formazione degli insegnanti: il modello PCK (Pedagogical Content Knowledge) e il suo significato nella formazione degli insegnanti di fisica. Il concetto di valutazione formativa e la sua applicazione all'insegnamento della fisica e specialmente nella didattica del laboratorio.
Approfondimento: l'approccio dei cammini di Feynman per l'insegnamento della fisica quantistica. (Massimiliano Malgieri)
Parte 2 – La didattica della Relatività e i diversi approcci possibili. La didattica della Fisica quantistica nella scuola secondaria di secondo grado. Le difficoltà degli studenti e le proposte didattiche avanzate. Il tema del “cambiamento concettuale” nella didattica della fisica quantistica: una proposta per l'insegnamento della MQ nella scuola secondaria di secondo grado. (Gianluca Introzzi)

Lezioni frontali.
Utilizzo di mini-test a risposta rapida durante la lezione tramite smartphone (non utilizzati per la valutazione finale).

a) Besson U. - Didattica della fisica – Carocci (2015) - b) Besson U., Malgieri M. - Insegnare la fisica moderna – Carocci (2018)

La prova d'esame consisterà in un esame orale della durata di 45 minuti circa, nella quale verranno discussi i temi trattati nel corso. Lo studente dovrà dimostrare una buona conoscenza delle difficoltà specifiche degli studenti nei vari ambiti della disciplina, e delle loro interpretazioni in termini di possibili piste di ragionamento e modelli mentali alternativi. Saranno discussi inoltre gli specifici percorsi di insegnamento-apprendimento presentati nel corso (percorso di termodinamica basato su un approccio microscopico - percorso di fisica quantistica basato sull'approccio dei cammini di Feynman) e i quadri di riferimento teorici riguardanti i modelli di cambiamento concettuale, l'insegnamento inquiry-based, la conoscenza pedagogica dei contenuti.
I contenuti dell'esame saranno quindi riferiti ai temi di Didattica trattati nel corso; è tuttavia evidente che nell'ambito della discussione potranno essere toccati nel merito argomenti disciplinari (concetti fisici), sui quali ci si attende una conoscenza dello studente ragionevolmente completa, almeno al livello al quale tali argomenti sono trattati nella scuola secondaria di secondo grado.

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