58403 - LABORATORIO DI DIDATTICA DELLA FISICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente/la studentessa conoscerà: a) i principali risultati ottenuti dalla ricerca in didattica e storia della fisica, per quanto riguarda il ruolo svolto dal laboratorio nell’insegnamento/apprendimento della fisica; b) metodologie ed esempi operativi di utilizzo del laboratorio nell’insegnamento/apprendimento della fisica; c) il ruolo delle tecnologie nel laboratorio didattico e il confronto con ricostruzioni di apparati storici, attraverso alcuni esperimenti chiave dal punto di vista concettuale e storico. Lo studente/la studentessa sarà in grado di: i) progettare e realizzare attività di laboratorio, discutendone gli obiettivi generali e specifici, i risultati sperimentali e le considerazioni didattiche; ii) applicare metodologie e tecnologie didattiche innovative nella preparazione di percorsi didattici e di esperienze didattiche in fisica relativamente ad alcuni argomenti previsti dalle indicazioni nazionali per i licei e dalle linee guida per gli istituti tecnici e professionali (ad es.: meccanica, termodinamica, fisica moderna). Lo studente/la studentessa sarà in grado di: i) progettare e realizzare attività di laboratorio, discutendone gli obiettivi generali e specifici, i risultati sperimentali e le considerazioni didattiche; ii) applicare metodologie e tecnologie didattiche innovative nella preparazione di percorsi didattici e di esperienze didattiche in fisica relativamente ad alcuni argomenti previsti dalle indicazioni nazionali per i licei e dalle linee guida per gli istituti tecnici e professionali (ad es.: meccanica, termodinamica, fisica moderna).

Contenuti

Il corso di Laboratorio di Didattica della Fisica è un corso fondamentale del curriculum in “Didattica, Storia ed Epistemologia della Fisica” e, come tutti i corsi di laboratorio, ha l’obbligo di frequenza (70%).

ll corso si basa su due moduli complementari che propongono due prospettive e due approcci al laboratorio:

• una prospettiva centrata sulla ricostruzione didattica degli esperimenti e sul ruolo della modellizzazione (modulo 1 – Giulia Tasquier)
• una prospettiva storico-epistemologica, volta a ricostruire e reinterpretare esperimenti storici significativi (modulo 2 – Eugenio Bertozzi).

Nel Modulo 1 (Giulia Tasquier) verrà posta particolare attenzione al tema della modellizzazione in fisica, il ruolo della modellizzazione e della visualizzazione nell’utilizzo di simulazioni come strumento didattico e, più in generale, al ruolo della modellizzazione nel processo di insegnamento/apprendimento della Fisica.

In particolare, questo modulo svilupperà un ragionamento attorno ai seguenti esperimenti:

1) Esperimento “Legge di Boyle”, per esplorare le difficoltà concettuali degli studenti legate alla TD e fornire un esempio di come possono essere problematizzate attraverso un esperimento semplice;

2) Esperimento “Interazione Radiazione-Materia (cilindri)”, per rivedere i concetti di fisica di base che servono per la spiegazione dell’effetto serra

3) Esperimento “Effetto Serra”, per capire la modellizzazione alla base del fenomeno

4) Esperimento “Effetto Fotoelettrico”, per studiare un esperimento di confine fra la fisica classica e la fisica moderna e la sua apertura verso gli aspetti tecnologici.

Il Modulo 2 (Eugenio Bertozzi) consiste in un corso monografico sull'approccio al laboratorio dal punto di vista della storia della fisica.

In questo modulo si considerano esperimenti storici inerenti all’evoluzione della fisica e si mostra come la prospettiva del laboratorio didattico sia una risorsa principale per la loro comprensione.

Si mostra come descrizioni apparentemente “incomplete” di esperimenti – proposte ad esempio da Galileo Galilei – presuppongano la conoscenza di un know-how di laboratorio (dato forse per scontato dagli scienziati) e come lo sguardo didattico permetta di ricostruire una serie di “impliciti” altrimenti impossibili da cogliere.

In particolare, questo modulo svilupperà un ragionamento attorno ai seguenti esperimenti:

1) Esperimento di Eratostene di Cirene, per introdurre il tema dell'interpretazione sperimentale e del completamento delle fonti storiche antiche.

2) Esperimento del piano inclinato di Galileo Galilei, per introdurre il tema del rapporto teoria-esperimento e della replicabilità degli esperimenti in fisica.

3) Esperimenti di fisica dell'800, per introdurre della ricostruzione didattica dell'esperimento storico.

Durante il corso, studentesse e studenti avranno l’opportunità di sviluppare un ampio ventaglio di competenze professionali, disciplinari, didattiche ed epistemologiche, rilevanti non solo per l’insegnamento della fisica nella scuola secondaria, ma anche per altri ambiti in cui è richiesta la capacità di progettare percorsi educativi, comunicare concetti scientifici complessi, promuovere l’alfabetizzazione scientifica e riflettere criticamente sulla natura della scienza.

Competenze di progettazione didattica

• Progettare attività di laboratorio strutturate, con attenzione alla definizione di obiettivi generali e specifici, ipotesi, procedure sperimentali e strumenti di valutazione.
• Saper articolare percorsi didattici che integrano teoria, esperienza e modellizzazione, con attenzione ai curricoli scolastici e alle difficoltà concettuali degli studenti.

Competenze nell’uso del laboratorio come risorsa formativa

• Utilizzare il laboratorio non solo come luogo di verifica, ma come spazio di esplorazione, costruzione di significati e sviluppo di pensiero critico.
• Riconoscere e sfruttare il potenziale formativo degli esperimenti storici, valorizzandone la dimensione epistemologica e narrativa.

Competenze nell’uso di tecnologie didattiche

• Impiegare in modo critico strumenti digitali per la raccolta e l’analisi dei dati (LoggerPro, app sensoriali, simulazioni).
• Saper integrare simulazioni e visualizzazioni nel processo didattico, riflettendo sul loro valore cognitivo e sulla distinzione tra realtà e modelli.

Competenze epistemologiche e storiche

• Riconoscere il ruolo della modellizzazione nella costruzione della conoscenza scientifica.
• Comprendere il valore educativo della storia della scienza, sviluppando una lettura critica delle fonti e degli “impliciti” nei testi e nelle pratiche sperimentali del passato.

Competenze di collaborazione e comunicazione

• Lavorare in gruppo in modo efficace, assumendo ruoli, condividendo responsabilità e contribuendo alla realizzazione di un progetto comune.
• Comunicare in modo chiaro e strutturato i risultati di un’esperienza didattica, sia in forma orale (seminari finali), sia scritta (relazioni e materiali progettuali).

Competenze riflessive e metacognitive

• Riflettere criticamente sul proprio percorso di apprendimento e sugli approcci didattici utilizzati.
• Saper documentare, valutare e migliorare il proprio lavoro attraverso l’interazione con i pari, i tutor e i docenti.

Queste competenze risultano utili per figure che operano, ad esempio, nella formazione, nella divulgazione, nella progettazione di materiali didattici, nella mediazione culturale della scienza e nella ricerca in didattica della fisica.

Testi/Bibliografia

Il materiale di studio è composto da una selezione di capitoli di libri e articoli di ricerca, che verranno messi a disposizione delle studentesse e degli studenti sulla piattaforma Virtuale e sulla classe di Teams.
Tutti i materiali saranno indicati e organizzati in base ai moduli e agli argomenti trattati durante il corso.

Metodi didattici

Il corso adotta una metodologia didattica fortemente interattiva, che combina lezioni frontali e dialogate con numerose attività di didattica attiva e laboratoriale.

Le strategie didattiche comprendono:

• lavori di gruppo, dedicati all’analisi e discussione di articoli di ricerca e materiali didattici;
• attività peer-to-peer e di co-progettazione, finalizzate alla costruzione condivisa di percorsi educativi e strumenti di insegnamento;
• esecuzione e analisi di esperimenti in laboratorio, con raccolta e interpretazione dei dati;
• seminari e momenti di confronto tra pari.

 

Durante il corso, studentesse e studenti si cimentano nella lettura e interpretazione di testi, nello studio di strumenti scientifici, nella realizzazione di esperienze di laboratorio e nella riflessione critica sui risultati ottenuti.

Nella parte conclusiva del percorso è prevista la progettazione e realizzazione in gruppi di un’attività didattica a carattere sperimentale, che sarà presentata e discussa in occasione del seminario finale.

Le attività di laboratorio riguarderanno:

• la progettazione ed esecuzione di esperienze didattiche;
• la discussione dei risultati sperimentali ottenuti;
• una riflessione critica sulla significatività concettuale e didattica degli esperimenti realizzati.

 

Formazione obbligatoria sulla sicurezza

A causa della natura laboratoriale del corso, è obbligatorio per tutte le studentesse e gli studenti:

• completare i Moduli 1 e 2 sulla sicurezza nei luoghi di studio in modalità e-learning:
  👉 Sicurezza nei luoghi di studio – Università di Bologna [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio]
• partecipare al Modulo 3, relativo alla sicurezza specifica per le attività di laboratorio.

Le indicazioni aggiornate su date e modalità di svolgimento sono disponibili sul sito del corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Il corso prevede una valutazione formativa in itinere, attraverso presentazioni e discussioni di lavori di gruppo svolti durante il percorso.

La frequenza è obbligatoria: è richiesta la presenza di almeno il 70% del corso. Gli studenti e le studentesse lavoreranno in gruppi fissi, presentando a rotazione i risultati dei propri lavori.

L’esame finale è composto da due parti.

1. Progetto didattico e seminario (valutazione di gruppo)

• Il gruppo dovrà ideare e presentare un percorso didattico su un argomento di fisica a scelta, contenente almeno un’attività di laboratorio originale.
• Almeno uno degli esperimenti dovrà essere descritto in dettaglio (realizzato o simulato), con particolare attenzione all’allestimento, agli strumenti utilizzati e alla raccolta/elaborazione dei dati.
• Il percorso potrà includere simulazioni, purché in relazione con l’attività sperimentale.
• Il prodotto sarà presentato in seminario finale, con una presentazione di gruppo (15–17 minuti, circa 10–12 slide).
• Ogni componente dovrà partecipare attivamente alla presentazione, mostrando il proprio contributo individuale.

 Criteri di valutazione del progetto (in 30/30):

• Coerenza tra obiettivi, attività ed esperimenti
• Chiarezza, efficacia e struttura della presentazione
• Qualità della riflessione didattica ed epistemologica
• Originalità e significatività dell’attività laboratoriale
• Esplicitazione e rilevanza dei contributi individuali

2. Prova orale (valutazione individuale)

La prova orale consiste in un colloquio individuale volto a verificare la comprensione dei contenuti del corso, delle scelte metodologiche adottate e delle riflessioni sviluppate durante il lavoro di gruppo.
Serve a valutare il livello di maturazione critica e personale raggiunto dallo studente rispetto agli obiettivi formativi.

La valutazione della prova orale sarà in trentesimi (30/30).

 

Valutazione finale. Il voto finale (in 30/30) tiene conto della valutazione del progetto didattico di gruppo e della prova orale individuale. È possibile ottenere la lode se entrambi i risultati risultano eccellenti.

 

 

Studentesse e studenti con DSA o con disabilità temporanee o permanenti sono invitati a contattare l’Ufficio di Ateneo per l’inclusione (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it).
Le richieste di adattamento vanno inviate con almeno 15 giorni di anticipo e saranno valutate in relazione agli obiettivi formativi del corso.

Strumenti a supporto della didattica

Durante il corso verranno utilizzati strumenti didattici diversificati per supportare l’apprendimento, sia in presenza che online.

• Materiale didattico: il materiale presentato a lezione (slide, articoli, schede di approfondimento) sarà reso disponibile in formato elettronico sulla piattaforma Virtuale e nella classe di Teams.
  L’accesso è riservato agli studenti e alle studentesse dell’Università di Bologna tramite credenziali istituzionali.
• Attrezzature sperimentali e software: per le attività di laboratorio saranno fornite le attrezzature e i software necessari per realizzare gli esperimenti e analizzare i dati raccolti.
• Materiale multimediale: il corso prevede l’utilizzo di video, applet interattive, registrazioni audio e filmati di esperienze didattiche realizzate in classe (scuola secondaria), nonché podcast e contributi di esperti.
• Strumenti interattivi: saranno utilizzati anche strumenti digitali come Wooclap per l’interazione in tempo reale durante le lezioni.

 

Studenti e studentesse con DSA o disabilità (temporanee o permanenti) sono invitati a contattare tempestivamente l’Ufficio di Ateneo per l’inclusione (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it ) per richiedere eventuali risorse o supporti specifici necessari e a mettersi in contatto con i docenti per la loro implementazione durante il corso.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giulia Tasquier

Consulta il sito web di Eugenio Bertozzi