2020/2021

2021/2022

DM270

FIS/08 (DIDATTICA E STORIA DELLA FISICA)

DIPARTIMENTO DI MATEMATICA 'FELICE CASORATI'

MATEMATICA

PERCORSO COMUNE

2°

Secondo Semestre (01/03/2022 - 10/06/2022)

6

48 ore di attività frontale

Italiano

ORALE

MALGIERI MASSIMILIANO (titolare) - 6 CFU

Buona conoscenza dei concetti di fisica classica usualmente acquisiti nel corso della laurea triennale in Fisica, nozioni di base di fisica moderna.

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.

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) e della fisica moderna (relatività, meccanica quantistica): difficoltà degli studenti, ricostruzioni per l'insegnamento, strategie didattiche. Approfondimento di due approcci alla fisica moderna: approccio geometrico alla relatività ristretta (Taylor & Wheeler) e l'approccio dei cammini di Feynman per l'insegnamento della fisica quantistica.

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. La didattica di laboratorio, il dibattito storico sul laboratorio guidato o meno guidato, l'inquiry-based learning. Orientamenti recenti della didattica di laboratorio, dall'approccio POE (Predict-Observe-Explain) al modello ISLE (Investigative Science Learning Environment) di Etkina.

Lezioni frontali. Saranno inoltre proposti agli studenti test concettuali basati sulla ricerca concernenti le varie aree della disciplina, e mini-test a risposta rapida durante la lezione tramite smartphone. Queste attività non saranno utilizzate per la valutazione finale.

Besson U. - Didattica della fisica – Carocci (2015) -
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 - approccio geometrico alla relatività ristretta - 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.