Approfondimento tematico di fisica
Un semplice progetto per lo studio della fisica mediante Internet: esempio di percorso didattico di tipo "telematico" relativo allo studio dell'elettromagnetismo classico di Maxwell Premessa Scopo del presente lavoro è lo sviluppo di un progetto di didattica della fisica che usa Internet per permettere agli allievi di una classe di maturità scientifica del nostro liceo di utilizzare le risorse del WWW al fine di migliorare l'apprendimento della fisica. Orientato verso l'aspetto più teorico che sperimentale della disciplina, esso si avvale di pagine di ipertesto, disegni, immagini, file audio, simulazioni, animazioni. Gli argomenti trattati sono circoscritti ai fenomeni riguardanti l'Elettromagnetismo Classico di Maxwell. A - Le motivazioni della scelta Uno dei più difficili e complessi problemi esistenti oggi nel mondo della scuola è motivare gli allievi all'apprendimento scolastico. Tra giochi al computer e cartoni animati in televisione i ragazzi non hanno mai tempo per studiare. Se aggiungiamo poi che la scuola italiana non solo relega la scienza e la tecnologia su un piano inferiore rispetto alla cultura umanistica, emarginandola di fatto nel metodo e nel merito, ma ripropone ancora un modello di organizzazione dell'apprendimento che risale ai tempi lontani della scuola gesuitica del 1600 mediante lo schema "lezione frontale-verifica-voto", avremo allora una piccola ma concreta idea del perché la motivazione allo studio della scienza è fortemente debole nel sistema scolastico italiano. Com'è noto, nella scuola odierna il problema di fondo dell'insegnamento-apprendimento è quello della costruzione, nel rapporto docente-allievi, di una sempre maggiore consapevolezza del comportamento dei giovani, nel rifiuto degli stereotipi e degli automatismi culturali di apprendimento per ostensione e nello sviluppo di una mentalità critica. Come raggiungere questi obiettivi non è semplice, né immediato. Tuttavia uno degli strumenti didattici più interessanti, che negli ultimi anni è apparso nel panorama delle metodologie di apprendimento della scuola, è l'uso didattico delle nuove tecnologie - in particolare il collegamento nella rete pubblica Internet - che può proporre, a detta della Commissione dei Saggi, "un ambiente di formazione e di sviluppo dell'esperienza della conoscenza" significativamente efficace. Sembra pertanto che alle soglie del terzo millennio l'uso della rete telematica possa davvero essere uno strumento utile come supporto di studio e di motivazione all'apprendimento. Tuttavia non è consigliabile lasciare l'allievo solo davanti alla straordinaria visione di un CD-ROM o di fronte all'orizzonte sterminato di Internet. La ragione di una tale forte perplessità è dovuta al fatto che l'allievo si immerge nella navigazione con molto piacere, si diverte, ne rimane coinvolto in maniera totalizzante ma probabilmente sfiora con superficialità le informazioni senza rielaborarle, acquisendo pertanto solo impressioni e quasi mai conoscenza. Nasce da qui l'idea che si possano coinvolgere gli allievi direttamente e consapevolmente attraverso un'attività guidata e orientata alla costruzione di un percorso di apprendimento individuale mediante Internet. Lo scopo è quello di conseguire un duplice obiettivo. Da una parte, si tratta di ottenere una maggiore motivazione allo studio della fisica attraverso il collegamento con siti internazionali dove si fa ricerca ad alto livello di conoscenze, in grado di aiutare i giovani a reperire informazioni per integrare lo studio del manuale e approfondire le diverse tematiche oggetto di interesse disciplinare. Dall'altro, invece, si tratta di cambiare la modalità dell'apprendimento andando oltre il testo, sfruttando la comunicazione in Internet in ambiente ipermediale, reticolare,"perforando" il muro dell'indifferenza nei confronti di questo importante strumento di acquisizione di conoscenze, capacità e competenze che utilizza un diverso canale di comunicazione nella prospettiva di trovare informazioni altrimenti difficili da reperire in modo convenzionale. B - Il percorso didattico La scelta di utilizzare Internet come ambiente ipertestuale entro cui operare nel corso dell'anno al fine di cogliere alcune risorse di contenuti e di metodi presenti nella rete rendendo possibile la socializzazione delle conoscenze, si inserisce nella logica dell'Approfondimento Tematico che la classe svolge durante l'anno scolastico. Il segmento di ricerca che interessa la fisica nell'Approfondimento, rivolto ad analizzare il tema dell'Intersezione dei saperi, sarà svolto in chiave monodisciplinare attraverso lo studio di temi e argomenti che rinviano direttamente al programma del corso di elettromagnetismo classico di Maxwell. In particolare, il nodo concettuale più importante che interessa affrontare in questo lavoro è lo sviluppo parallelo del discorso tra la concezione tipicamente newtoniana applicata all'elettrologia (linguaggio dell'azione a distanza) e la concezione faradaiana che utilizza il concetto di campo. Ulteriore elemento che ci preme sottolineare è, come detto in precedenza, la ricerca di sollecitazioni e di spunti che ineriscono alla concezione maxwelliana dell'elettromagnetismo. Come realizzare questo ambizioso proposito e, soprattutto, con quale risorse mirare alla produzione di attività di progettazione e di ricerca? L'idea di una attività di progetto e di ricerca telematica volta a sfruttare l'intraprendenza degli allievi nel reperire materiali e selezionare dati in Internet, è venuta immediatamente nel momento in cui ci si è accorti che non pochi siti presenti nel Web sono dedicati a questi argomenti. Perché non andarli a visitare in una "navigazione" finalizzata all'apprendimento? L'uso di Internet nello studio di una disciplina non è nuovo. Altri hanno già sperimentato iniziative del genere. Qui interessa solo proporre il programma di lavoro e un'anticipazione di quanto sarà effettuato durante l'anno di studio in corso e informare altresì dei momenti e delle fasi più salienti del progetto. Prima però di addentrarci nelle linee pratiche della ricerca, è necessario circoscrivere con chiarezza l'ambito strutturale della "didattica della fisica con Internet" che ci si propone di presentare e giustificare. Si rende cioè evidente il fatto che le nuove frontiere della ipertestualità e dei collegamenti telematici aprono grandi spazi di intervento nella didattica delle scienze fisiche. Esse consentono, in particolare, di eliminare la barriera che in precedenza limitava l'uso del laboratorio ad attività empiriche effettuate con le sole scarse apparecchiature presenti nella scuola. L'ambiente ipermediale, ricco di animazioni e di simulazioni, e quello telematico fecondo di sviluppi culturali, pongono per contro molta attenzione sulla trasformazione dei saperi che l'utente stesso mette in atto con queste tecnologie telematiche permettendogli di superare alcuni problemi legati allo sfruttamento di risorse prima impensabili. L'attività in rete sarà concepita, in questo progetto, come integrazione alla normale attività didattica e non in maniera sostitutiva o, peggio, antitetica. In particolare, l'uso di Internet non sostituirà l'attività empirica di laboratorio, che rimane aspetto centrale del corso e risorsa didattica strategica di arricchimento e di riflessione sul piano metodologico. Tuttavia, partendo dal presupposto reale che nelle scuole liceali le esperienze pratiche non sono sempre realizzabili per motivi di sicurezza, dimensioni, tempi di esecuzione o costi, possiamo affermare che l'uso delle simulazioni può essere utile in tutte queste occasioni. Il tempo di allestimento dell'apparato sperimentale per qualunque attività si riduce a zero ed è possibile osservare in poco tempo fasi cruciali di un fenomeno che nella realtà evolve in un lungo periodo. L'attività telematica di individuazione e di reperimento delle fonti, di analisi del contenuto, di selezione dei dati e del materiale sarà considerata pertanto una attività non separata da quella tradizionale, affiancandola e integrandola. Operativamente, la si potrà comprendere facilmente facendola precedere da schemi di lezioni frontali di sintesi intorno ai punti chiave del lavoro, che gli allievi dovranno svolgere, suggerendo loro di scaricare dalla rete disegni e immagini, ipotesi di ricerche, memorie storiche e brani di letteratura scientifica, test e questionari disponibili, articoli di riviste, simulazione di esercitazioni di fisica esistenti in appositi siti internazionali, alternative al libro di testo, animazioni, visione di file video ed esperimenti virtuali di fisica in VRML. Rimane in ogni caso inteso che l'attività di ricerca telematica è uno dei tanti segmenti di impegno di studio, che riguarda la ricerca e non il solo momento di acquisizione delle conoscenze. E', altresì, ovvio che il progetto rimane per molti versi indeterminato a causa della enorme potenzialità e versatilità del mezzo telematico. La difficoltà didattica sta principalmente nel preoccuparsi di adattare gli spunti e le sollecitazioni date in modo tale da disarticolarli, semplificarli o aggregarli a seconda di tutta una serie di fattori che intervengono a condizionare il lavoro (capacità degli allievi a dominare il mezzo informatico-telematico, organizzazione scolastica della scuola, uso dei laboratori, tempo disponibile, quantità di programma svolto, ecc.). C - Obiettivi didattici L'utilizzo dell'ipertestualità e dell'ipermedialità attraverso Internet modifica radicalmente il ruolo dell'insegnante e dello studente consentendo di conseguire i seguenti obiettivi didattici di formazione e di informazione:
L'utilizzo dell'ipertestualità nella didattica disciplinare, ovviamente, non è immune da problemi e difficoltà quali, ad esempio, il "sovraccarico cognitivo" e il "disorientamento". Tuttavia proprio perché nella società dei prossimi anni lo stesso concetto di istituzione scolastica - per una serie di problemi legati all'esigenza di flessibilità di orario o di accesso a momenti formativi non sempre raggiungibili fisicamente - è destinato a mutare profondamente si ritiene che una sperimentazione volta a verificare sul campo concretamente la validità di questo modello di didattica è auspicabile e da agevolare. D - La progettazione degli interventi didattici e metodologici La direttrice di marcia che sarà seguita durante l'intero anno scolastico prevede:
E - Mezzi e tecnologie Saranno adoperati:
F - Bibliografia
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