Preparazione di esperienze didattiche 1

A.A. 2019/2020
6
Crediti massimi
62
Ore totali
SSD
FIS/08
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso intende fornire i primi strumenti e metodi per la preparazione, l'esecuzione e la comprensione ai fini didattici per la scuola superiore di alcune esperienze di laboratorio riguardanti le oscillazioni e l'ottica geometrica. Gli allievi acquisiranno via via consapevolezza della ricchezza e potenzialità del metodo sperimentale e di alcune fondamentali metodologie didattiche, in particolare quelle Inquiry Based. L'obiettivo principale del corso è quello di mettere gradualmente in grado gli allievi di progettare l'esecuzione di esperienze in base a scopi didattici che dipendono principalmente dal tipo di classe e di scuola a cui sono rivolti, con metodologie basate sui principali risultati della ricerca in didattica della fisica.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente al termine del corso
· Conoscerà i principali risultati della ricerca in didattica della fisica riguardanti l'apprendimento attivo
· Saprà discutere prima dal punto di vista fisico e successivamente anche dal punto didattico semplici esperimenti riguardanti il moto armonico e i modi normali di oscillazione e semplici esperimenti di ottica geometrica
· Inoltre, saprà preparare un percorso didattico su argomenti di meccanica o ottica simili a quelli affrontati nel corso.
Corso singolo

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Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Periodo
Primo semestre

Programma
La strategia didattica adottata è frutto delle più recenti ricerche in didattica della fisica ed è volta a favorire un'appropriazione personale dei contenuti e dei metodi sperimentali illustrati nel corso secondo una didattica IBSE (Inquiry Based Science Education).
L'allievo del corso sarà spinto a porsi domande e formulare problemi per la cui soluzione dovrà imparare a progettare con l'aiuto del docente e, successivamente, a montare e a eseguire alcune esperienze di laboratorio con finalità didattiche, in base a criteri di efficacia e di opportunità sperimentale che verranno stabiliti di volta in volta a partire da risultati di ricerca in didattica della fisica. Quando possibile, verranno utilizzati specifici kit sperimentali elaborati per la didattica della fisica nella scuola superiore.
Inoltre, per favorire ulteriormente l'appropriazione personale dei temi di fisica affrontati, saranno presentati e discussi con gli allievi alcuni degli aspetti epistemologici dei principali concetti fisici trattati a lezione.

Teoria degli errori
Introduzione al significato del laboratorio sperimentale in fisica; analisi degli errori, valore medio, varianza, deviazione standard della media, cifre significative, distribuzioni, distribuzione normale, propagazione degli errori, compatibilità di due misure, medie pesate, fit lineare.

Esperienze di meccanica con "metro e orologio" e con sensori di moto e di forza (teorema del campionamento)
1) Oscillazioni, moto armonico e moto periodico non armonico
2) Oscillazioni smorzate
3) Pendoli, molle, pendoli accoppiati
4) Modi normali e battimenti
5) Moto di un'altalena

Ottica geometrica:
6) Leggi di Snell
9) Luce, colori e loro visione
Prerequisiti
Si richiede una conoscenza dei principali argomenti di meccanica e di ottica geometrica e di alcuni elementi di teoria dei colori.
Metodi didattici
Lezioni e lavoro in laboratorio. Active Learning , inquiry based lessons strutturati col metodo delle 5E. Esempi di drammatizzazione di argomenti scientifici.
Frequenza: obbligatoria
Materiale di riferimento
A. Arons: guida all'insegnamento della fisica
TEMI Project booklets
Due articoli di ricerca del gruppo di didattica della fisica dell'università di Milano
Taylor: Teoria degli errori
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova orale, che si compone di due parti:
- una prima parte è tesa a verificare le conoscenze teoriche acquisite nel corso e la capacità acquisita di progettare ed effettuare esperimenti didattici di tipologia simile a quelli proposti durante il corso;
- una seconda parte riguarda la discussione di un elaborato (progetto) svolto dallo studente, eventualmente in gruppo, su tematiche proposte dai docenti del corso.
FIS/08 - DIDATTICA E STORIA DELLA FISICA - CFU: 6
Laboratori: 48 ore
Lezioni: 14 ore