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Archive for the ‘collegamenti con la matematica’ Category

Vorrei impostare un percorso didattico di fisica su base sperimentale, per un istituto professionale.

ho tre prime e una seconda professionale, rispettivamente ad indirizzo commerciale e termoidraulico, cui devo fare due e tre ore a settimana di fisica.

nella seconda hanno fatto fisica anche l’anno scorso, ma con risultato zero, per cui non mi posso agganciare a concetti di fisica1 quali ad esempio l’energia.

mi piacerebbe però parlargli di termodinamica, che magari gli servirà nella vita professionale… qualcuno di voi ha idea se il percorso della “fisica di karlsruhe sia proponibile a classi di livello “non eccelso”?

io ho deciso di buttarla interamente sul laboratorio, ma puntando su esperimenti quantitativi, tipo fisichetta per intenderci.

non mi importa tanto di coprire tutto lo scibile quanto lasciargli una impronta metodologica.

per adesso sto lavorando sulla rappresentazione grafica dei dati e degli errori di misura, e sul riconoscere leggi lineari (percorso comune alle prime classi che seguo in parallelo).

per ora abbiamo rappresentato la lunghezza dell’avambraccio in funzione dell’altezza e poi la circonferenza cranica in funzione del diametro della testa degli studenti: due leggi approssimativamente lineari che possono essere disprovate aumentando la precisione delle misure (per presentare il metodo scientifico nella pratica).
nel secondo caso, confronteremo il coefficiente angolare della legge lineare con pi greco per vedere se abbiano la testa a pera o meno.

il secondo passo sarà occuparci di fenomeni fisici che vogliamo scoprire

leggi lineari in termodinamica spuntano un po’ ovunque, ma ho bisogno di organizzare un percorso ragionevolmente significativo dal punto di vista della didattica della materia.

cercando sul web, ho trovato parecchi esperimenti di termodinamica, ma con una netta prevalenza di esperimenti qualitativi o troppo delicati per lasciarli gestire a ragazzi vivaci.

se avete esperienze o idee, fatemele sapere.  la scuola ha anche un laboratorio di fisica, che ancora non ho avuto modo di vedere, e un’aula computer.

penso che metterò in rete un diario di questa esperienza (magari gestito dagli studenti), quindi se qualcuno di voi è interessato potrà seguire gli sviluppi

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Inserisco come nuovo post su cui riflettere la proposta di Francesco:

Carissimi,

butto per iscritto la proposta che ho lanciato nell’ultima riunione: preparare alcuni “percorsi completi“, in cui proporre tutte le fasi del metodo sperimentale, dalla misura sperimentale alla teoria assiomatica.

Per chi non era presente, si tratta di uno dei possibili “compiti” da fare in vista della prossima riunione che si farà a fine gennaio[…].

Gli obiettivi di questi percorsi, che io proporrei un paio di volte l’anno, sono essenzialmente due:

  1. aiutare a contestualizzare gli strumenti matematici usandoli in contesti tangibili
  2. correggere la percezione alchemica della scienza chiarendo la relazione tra esperimento e teoria

Difficile essere troppo generali in questo tipo di percorso, che può riguardare tanto la matematica quanto la fisica.  Una scaletta indicativa potrebbe essere:

  1. Misurare
  2. Trattare i dati
  3. Fare congetture
  4. Sottoporre le congetture al controllo sperimentale (per disprovarle!)
  5. Dare alla congettura la dignità di legge sperimentale
  6. Assiomatizzare la teoria (o fare un modello)
  7. Trasformare la congettura in teorema all´interno di un quadro assiomatico dandone dimostrazione.

Mi sembra che il problema più diffuso, segnalato da tutti i docenti, sia una grande difficoltà di contestualizzazione da parte degli studenti, che spesso applicano regole algebriche senza capirne il significato, o comunque percepiscono la matematica come un insieme di procedure per risolvere problemi autoreferenziali.  Per questo motivo, ritengo sia necessario fornire (almeno ogni tanto) un contesto tangibile in cui la matematica diventi il linguaggio per descrivere una realtà fisica.  Se vogliamo, è una visione da fisico ma con interessanti ricadute sulla didattica.  La principale è abituare gli studenti ad utilizzare gli strumenti matematici che forniamo in un contesto quotidiano.  Se la matematica è un linguaggio, non dobbiamo limitarci a fare la grammatica, ma proporre attività in cui il linguaggio possa essere usato.

La seconda motivazione è più epistemologica, ma altrettanto importante.  Nella percezione sociale, c´è poca differenza tra un fisico teorico e un mago: tutti e due parlano di cose astruse che magari sono vere e magari no.  Alcuni divulgatori puntano su questa immagine di scienziato un po’ genio un po’ pazzo che discute di cose inaccessibili.  Inaccessibile per inaccessibile, qual’è la differenza tra scienziato e mago?  Chiarire il quadro metodologico significa, a mio modo di vedere, presentare i passaggi logici in maniera trasparente.  Niente di meglio che toccare con mano.

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