Il progetto del Liceo Scientifico 'Enriques' Fisica in Laboratorio si apre
con una interessante testimonianza narrativa sulla impostazione del progetto stesso: la finalità considerata prioritaria è quella di concorrere, all'interno dei processi educativi, all'orientamento degli studenti. Per orientamento si intende l'insieme delle attività che mirano a formare e a potenziare capacità di scelta, conoscenza di se stessi e della realtà: e quindi la progettualità, il coordinamento delle attività, la gestione di situazioni complesse, la produzione di materiale, la capacità di lavorare in gruppo. Lo sviluppo e l'articolazione del progetto sono pienamente coerenti alle premesse
dichiarate.
Sezione 1 - Dati dell'istituzione scolastica
Liceo Classico 'F. Enriques'
Via Paolini n. 196, Roma.
Sezione 2 - Descrittiva
Titolo progetto
FISICA IN LABORATORIO
Responsabile progetto
Orietta Proietti
Breve storia del Progetto
Il progetto, nato otto anni fa, inizialmente era rivolto solo ai miei studenti
per cercare di eseguire, in orario pomeridiano, l'attività di laboratorio che è
indispensabile per acquisire il metodo sperimentale ma che non è possibile svolgere nel numero esiguo di ore curriculari di lezione.
Successivamente la richiesta del Dirigente Scolastico, Prof.ssa Donatella
Bresciani, e del Collegio Docenti di aprire l'attività anche agli altri studenti
del Liceo, ha reso necessario il coinvolgimento di altri docenti di
Matematica e Fisica. Poichè nessuno dei miei colleghi era laureato in
Fisica ho svolto un corso di aggiornamento per 'socializzare' con loro le
competenze di laboratorio. Tale socializzazione è poi continuata con le colleghe (Fiamma Fabbri e Rossella Mancini) che hanno nel tempo condiviso
con me e reso possibile l'attuazione del progetto che negli anni è cresciuto sia nei contenuti che nei materiali prodotti.
I docenti che negli anni hanno partecipato all'attività hanno riversato nella
pratica didattica ciò che hanno acquisito nell'esecuzione delle varie fasi del
progetto e hanno utilizzato i materiali didattici prodotti: schede di laboratorio, schema della relazione finale.
L'adesione degli studenti all'attività è sempre stata numerosa, la frequenza
ai corsi regolare e tutti completano il ciclo dei tre anni. Questo se vogliamo
è sorprendente: in un periodo caratterizzato dalla disaffezione verso le
discipline scientifiche, vuol dire che risultano stimolanti e piacciono agli studenti quelle attività dove viene stimolata la curiosità, predomina l'operatività, si ha la sensazione di 'fare ricerca', viene incrementata negli anni l'autonomia nel condurre un'esperienza di laboratorio, nel cercare risposte e
soluzioni ai problemi che possono sorgere durante l'esecuzione di essa.
2.1 Motivazione di scelta
Lo studio della FISICA, quale disciplina teorico sperimentale, deve essere supportato da un uso frequente del laboratorio. E' imprescindibile che
all'apprendimento teorico di una certa unità didattica segua una verifica
concreta, osservabile e soprattutto ripetibile dei fenomeni studiati. Tuttavia,
forse non è sufficiente che la classe partecipi solo passivamente all'esperienza proposta dal docente.
E' opportuno che, accanto a questa pratica, talvolta la sola possibile per
mancanza di materiale, sia presente anche un'attività di laboratorio che
veda coinvolti gli studenti in prima persona, un'attività che permetta loro di
assimilare meglio la teoria della disciplina, 'praticare' in modo consapevole il metodo sperimentale e che veda nascere un positivo coinvolgimento
emotivo verso lo studio della materia scoraggi e non incentivi lo studio della
materia.
Ma poichè l'attività sperimentale è complessa, sia nell'aspetto puramente
organizzativo (laboratori dotati di strumentazione sufficiente a predisporre
esperienze di gruppo) che nella gestione degli alunni, è necessario che
essa sia opportunamente programmata.
Gli alunni devono avere chiari alla mente i contenuti teorici che saranno
oggetto di verifica sperimentale e le finalità generali dell'attività laboratoriale: si ritiene vero l'apoftegma secondo il quale 'la fortuna aiuta solo una
mente preparata', e che la prassi metodologica della 'ricerca per scoperta'
faccia nascere a lungo andare negli alunni un forte senso di frustrazione.
2.2 Finalità
Tale attività ha come finalità di:
Offrire agli studenti più capaci e motivati verso lo studio della fisica l'opportunità di coltivare i propri interessi e di migliorare ulteriormente la propria
preparazione integrandola con l'acquisizione di un corretto metodo di ricerca scientifica;
Offrire la possibilità a tutti gli studenti di dare un maggiore spazio all'esercizio dell'operatività che diventa per alcuni alunni lo strumento attraverso il
quale acquistano interesse verso la materia e recuperano il profitto;
Concorrere, attraverso l'attività di ricerca svolta, alla formazione dei
docenti coinvolti nel gruppo di lavoro, con proficua ricaduta sulla didattica
curriculare;
Utilizzare il materiale didattico prodotto (schede di lavoro, schede di verifica, materiale multimediale.) durante l'attività didattica curriculare.
Tale progetto si pone inoltre come finalità quella di concorrere, all'interno
dei processi educativi, all'orientamento degli studenti. Intendendo per
orientamento l'insieme delle attività che mirano a formare e a potenziare
quelle capacità che permettano non solo di scegliere in modo efficace il
loro futuro ma la conoscenza di se stessi e della realtà, la progettualità,
l'organizzazione del lavoro, il coordinamento delle attività, la gestioni di
situazioni complesse, la produzione di materiale, la capacità di lavorare in
gruppo.
Obiettivi
Obiettivi generali
- Creare, attraverso le attività di laboratorio, quelle strategie che promuovano l'interesse per la materia
- far emergere e sviluppare nell'alunno le capacità operative potenziando
le capacità generali;
- far acquisire un metodo di ricerca applicabile ad una gamma più vasta di
problemi anche di carattere non scientifico;
- sviluppare capacità di alto livello cognitivo attraverso un metodo attivo di
risolvere problemi;
- imparare ad assolvere un compito complesso, concordato, finalizzato;
disponibilità e abilità ad apprendere e orientarsi in un nuovo campo di attività.
Obiettivi specifici
1. Acquisire una corretta metodologia di ricerca sperimentale, ovvero:
- Saper individuare le condizioni e le grandezze significative che caratterizzano un fenomeno.
- Saper usare gli strumenti di misura e individuarne le caratteristiche
- Saper prendere misure, raccoglierle ed elaborarle (anche attraverso il
foglio elettronico)
- Saper valutare gli errori di misura e conoscere le tecniche per minimizzarli
- Saper costruire e interpretare un grafico
- Saper individuare le relazioni fra le grandezze che caratterizzano un
fenomeno
- Dedurre conseguenze da un insieme di premesse e formulare ipotesi
2. Relazionare un'esperienza di laboratorio utilizzando in modo corretto il
codice linguistico disciplinare
3. Disponibilità e capacità a lavorare in gruppo e a discutere le ipotesi di
lavoro
4. Acquisire un metodo di lavoro autonomo
5. Progettare semplici esperienze
Contenuti
Ogni corso è strutturato in dodici incontri di cui:
- dieci svolti presso il laboratorio di fisica;
- due incontri da svolgersi presso le Università , presso le scuole che aderiscono al progetto Lauree Scientifiche e/o presso i centri di ricerca .
Classi III
- Teoria della misura: Esperienze che permettono di acquisire le tecniche di
eseguire misure ed elaborare i dati
- Densità di un corpo solido, liquido, aeriforme
- Esperienze qualitative per introdurre i concetti di forza e di pressione.
- Meccanica dei fluidi: verifica del principio di Stevino ed Archimede
- Applicazioni dei due principi per il calcolo della densità di un liquido.
- Studio del moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato sulla rotaia
a cuscino d'aria.
- Il moto del piano: il pendolo
Classi IV
- Studio del moto armonico della molla.
- Verifica del principio di conservazione dell'energia con la molla.
- Studio dei fenomeni legati alle onde con la vaschetta ad onde liquide.
- Ottica geometrica: leggi della riflessione e della rifrazione, specchi e lenti.
- Ottica fisica: studio dei fenomeni di diffrazione ed interferenza.
Classi V
- La corrente elettrica nei metalli
- La corrente elettrica nei liquidi
- La corrente elettrica nel vuoto
- Il diodo
- La misura della costante di Planck
Metodologie
Il corso si propone come attività autonoma e indipendente rispetto allo svolgimento dei programmi di fisica nelle singole classi di appartenenza degli
alunni.
La scelta degli argomenti da proporre e delle conseguenti esercitazioni di
laboratorio da eseguire è condizionata dunque inizialmente dalla necessità
di formare un gruppo di lavoro omogeneo per conoscenze ed abilità.
Gli alunni, prima di accedere in laboratorio, ricevono tutti i contenuti relativi
al tema trattato nell'esercitazione; tali contenuti, stabiliti con precisione di
volta in volta, costituiscono i prerequisiti per ottenere in modo costruttivo e
duraturo gli obiettivi stabiliti dalle singole esercitazioni di laboratorio.
Quando gli studenti accedono in laboratorio ricevono una scheda che,
dopo l'assemblaggio del materiale occorrente, permette loro di eseguire
una verifica sperimentale del fenomeno da studiare. L'esperienza viene
guidata attraverso domande che obbligano gli alunni a riflettere sulle procedure sperimentali seguite. Le risposte infine contribuiscono alla compilazione di una relazione dell'attività svolta.
Le esercitazioni sperimentali vengono svolte a gruppi formati da non più di
tre studenti: nella fase introduttiva si lascia che si formino dei gruppi casuali per individuare le caratteristiche di lavoro e dello 'stare in laboratorio'
degli studenti; successivamente si formeranno gruppi diversificati per competenze ed abilità che garantiranno una migliore comprensione, per tutti i
componenti, delle finalità delle singole esperienze; nella fase finale
potranno formarsi dei gruppi ai quali assegnare lo svolgimento di esperienze con obiettivi particolari ed impegnativi.
All'interno del gruppo gli alunni si alternano nell'eseguire le misure, raccogliere dati, tabularli, costruire grafici e relazionare l'esperienza; ciò al fine
di evitare una specificità dei compiti che a lungo andare potrebbe essere
dannosa.
L'attività di laboratorio è strutturata in due fasi:
1. Individuazione del problema (fenomeno) da esaminare;
- Si introducono, attraverso una breve lezione, i contenuti disciplinari ritenuti prerequisiti indispensabili per poter svolgere l'esercitazione;
- Si individua la legge della quale si vuole procedere alla verifica sperimentale.
2. Progettazione dell'esercitazione da svolgere divisa in:
- Analisi del fenomeno.
- Individuazione e definizione delle grandezze significative da controllare e
misurare.
- Preparazione dell'apparato sperimentale (assemblaggio dell'esperienza):
questa fase iniziale è fondamentale in quanto stimola la capacità operativa degli allievi e li porta, nel corso del triennio, ad acquisire padronanza
delle tecniche di indagine sperimentale. In taluni casi ciò consente di sviluppare capacità di ricerca degli accorgimenti opportuni al fine di ottimiz-
zarne i risultati, di proporre ed apportare autonomamente modifiche all'esperienza.
- Esecuzione dell'esperienza
- Raccolta dei dati
- Elaborazione analisi ed interpretazione dei dati
- Costruzione di tabelle e grafici.
Compilazione della relazione: ciascun gruppo riceve lo schema della relazione: è questo il momento della riflessione. Nella relazione si riassumono le varie fasi dell'esperienza, si riportano le misure in opportune tabelle, si elaborano i dati raccolti ricavando relazioni fra grandezze, si costruiscono grafici, si traggono conclusioni, si espongono le difficoltà incontrate e si propongono modifiche.
Prodotto
- Relazioni di laboratorio, individuali e di gruppo, delle esperienze eseguite.
- Costruzione di apparecchiature e/o prototipi (assemblaggio del materiale
disponibile in laboratorio per realizzare esperienze riutilizzabili da altri studenti dell'istituto; progettazione di nuove ed alternative esperienze); individuazione delle migliori relazioni sperimentali prodotte e loro sistemazione
in un CD-ROM.
- Documentazione finale: produzione da parte degli alunni coinvolti di schede di laboratorio anche in forma multimediale utilizzabili da tutti gli studenti
dell'istituto.
2.3 Rapporti con l'esterno
Rapporti con le Istituzioni Gli studenti che partecipano al progetto da anni svolgono attività laboratoriali organizzate presso il Dipartimento di Fisica di Roma Tre e attività di orientamento (seminari, Master Class) presso le altre Università di Roma.
Realizzazione in rete con altri Istituti
Nell'a.s. 2005-2006 il Liceo 'F. Enriques' (scuola capofila) si è consociato
in rete con il Liceo Scientifico 'A. Labriola' e ha stipulato un Protocollo d'intesa 'Orientare alla Fisica' con la finalità di promuovere e condividere attività rivolte sia agli studenti che ai docenti delle due scuole. La collaborazione ha permesso di realizzare un corso di aggiornamento di Laboratorio di
Fisica di 18 ore rivolto ai docenti e agli assistenti tecnici dei due istituti.
Promozione iniziale: Interna e sul territorio. Ambito: Locale.
2.4 Articolazione progetto
Fasi operative
Il progetto si articola in tre corsi: LAB1 per le classi III, LAB 2 per le classi
IV e LAB3 per le classi V.
Ogni corso è articolato in 12 incontri uno a settimana di 2 ore ciascuno.
Ad ogni incontro sono presenti due docenti e l'assistente tecnico.
Tempi: Da metà Ottobre a fine Febbraio.
Calendario
Martedì ore 15.00-17.00 classi III e V, Giovedì ore 15.00-17.00 classi IV.
Monitoraggio intermedio
Il monitoraggio intermedio dell'attività avviene attraverso una scheda in cui
si registra il comportamento dello studente durante l'attività e attraverso la
valutazione che deriva dalla correzione delle relazioni (svolte da ciascun
gruppo di lavoro) e da quella dei questionari svolti individualmente.
Riesame
Durante l'attività (di solito dopo cinque incontri) l'equipe di progetto si riunisce per valutare l'attività svolta e i risultati raggiunti dagli studenti.
Verifica finale
Alla verifica finale concorre la somma delle valutazioni intermedie con l'aggiunta dell'indicatore relativo alla frequenza al corso.
Alla fine del corso viene rilasciato un attestato che concorre all'attribuzione del credito scolastico agli alunni che abbiano frequentato almeno il 70%
deli incontri.
Elementi di trasferibilità
Il Progetto ha mostrato elementi di trasferibilità dei contenuti proposti e
delle modalità sperimentali attuate:
- all'interno dell'istituto relativamente ai docenti e agli studenti, che possono in orario curriculare proporre nelle proprie classi le esperienze svolte
nelle attività del progetto.
- all'esterno relativamente al progetto Lauree Scientifiche dove sono state
realizzate schede di esecuzione di esperienze svolte da anni nell'attività
'Fisica in Laboratorio'.
2.6 Risorse
Risorse umane (docenti, ATA, esperti esterni)
INTERNE: Docenti coinvolti nel progetto e assistente tecnico pratico, personale ATA.
ESTERNE: Docenti universitari e ricercatori
Beni e servizi
Laboratorio di fisica e Laboratorio di informatica. Strumentazioni e materiali di laboratorio, sussidi didattici e multimediali. Università e Centri di ricer-
ca.
2.7 Costi complessivi
Fondo di Istituto:
120 ore di docenza : euro 4.091,04
60 (20 per ogni corso) di preparazione alle attività sperimentali: euro 954,60
20 ore di assistente tecnico: euro 261,40
costo materiali: euro 500,00
Totale: euro 5.807,04
Sezione 3 VALUTATIVA ( Quantitativa / Qualitativa )
Partecipanti ( N. classi , N. alunni / Classe )
In totale lo scorso anno l'attività ha visto coinvolti 58 alunni.
Inizio e fine esperienza progetto: Inizio Novembre fine Marzo
Numero questionari distribuiti: 58 Numero questionari restituiti: 58
Grado di soddisfazione del progetto secondo gli indicatori previsti ( relativa
ai docenti)
Alto
Percezione del grado di soddisfazione secondo i test di gradimento (relativa agli studenti)
Alto
Obiettivi raggiunti rispetto a quelli previsti dal progetto
- Implementare negli studenti le proprie conoscenze e competenze nell'ambito della Fisica.
- Applicare correttamente il metodo di analisi e decodifica di un fenomeno.
- Sviluppare competenze laboratoriali e, più in generale, acquisire un corretto metodo di ricerca.
- Far emergere negli studenti partecipanti all'attività, l'interesse e le attitudini verso lo studio delle fisica e delle scienze sperimentali in generale.
- Concorrere all'orientamento degli studenti. Intendendo per orientamento l'insieme delle attività che mirano a formare e a potenziare la progettualità, l'organizzazione del lavoro, il coordinamento delle attività, la gestioni di situazioni complesse, la produzione di materiale, la capacità di lavorare in gruppo.
Principali motivi di soddisfazione
- L'alta adesione al progetto degli studenti negli anni (il progetto nato nel
1998 è stato esteso nel 2000 a tutti gli studenti dell'istituto) che testimonia
il gradimento per una attività che privilegia, per la fisica, l'approccio sperimentale.
- L'elevata frequenza degli alunni nonostante l'attività risulti impegnativa e
con una relazione di laboratorio o un questionario da compilare sempre a
fine attività.
- L'implementazione delle competenze laboratoriali e la capacità di gestione di un'attività 'complessa' di laboratorio da parte dei docenti non laureati in Fisica coinvolti direttamente e non nel progetto;
- La conseguente ricaduta del progetto nella didattica curriculare di Fisica.
- L'attenzione mostrata per l'attività dal Dipartimento di Fisica di Roma Tre
e che ha incluso l'equipe di progetto nelle attività delle Lauree Scientifiche.
- Il riconoscimento, mediante menzione speciale da parte della
Commissione del premio Antonella Bastai Prat, dell'azione svolta per portare avanti questo progetto dalla responsabile, Prof.ssa Orietta Proietti.
Elementi accertati di trasferibilità
Il Progetto ha mostrato elementi di trasferibilità dei contenuti proposti e
delle modalità sperimentali attuate:
- all'interno dell'istituto relativamente ai docenti e agli studenti, che possono in orario curriculare proporre nelle proprie classi le esperienze svolte
nelle attività del progetto;
- all'esterno relativamente al progetto Lauree Scientifiche dove sono state
realizzate schede di esecuzione di esperienze svolte da anni nell'attività
'Fisica in Laboratorio'.