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Il rimbalzo di una pallina: schede in rete telematica per la formazione degli insegnanti

6 dicembre 2001 | di Marisa Michelini (Dipartimento di Fisica dell'Università di Udine) e Lorenzo Santi (Dipartimento di Fisica dell'Università di Trieste)

I problemi di apprendimento in campo scientifico, rilevati dalla ricerca didattica[1] nonostante l’impiego dei buoni materiali sviluppati nei progetti didattici degli anni ‘60-’80, hanno messo in evidenza la necessità di studiare il processo di apprendimento stesso [2] e di porlo al centro delle ricerche finalizzate all’individuazione di strumenti, metodi e strategie per la didattica.
Le nuove tecnologie informatiche hanno aperto nuove vie per l’apprendimento. Le caratteristiche dei materiali per la formazione degli insegnanti è uno dei più grossi problemi aperti in tale ambito. Nei più recenti studi in materia di un gruppo coordinato di università italiane [22,23] si è scelto di produrre schede chiare e complete, alternative e flessibili, per docenti e per studenti. Esse mirano a chiarire contenuti, impostazione, strategie e metodi, ed a sostenere l’insegnante per le scelte nel contesto operativo della classe, oltre che in fase di programmazione.
Le schede qui presentate fanno parte di tale scelta. Esse sono basate sullo studio del fenomeno del rimbalzo di una pallina, mirando al superamento di alcuni dei più importanti nodi concettuali nell’apprendimento della meccanica [23] ed alla formazione di base in fisica.

La collana di schede realizzata, per docente e per studente, comprende proposte didattiche differenziate e modulari, mirante ad una graduale costruzione di attitudini ed abilità alla raccolta e gestione di informazioni sperimentali, adatte alla messa a riprova di ipotesi. Le prime indagini, proposte in forma ludica, sono finalizzate alla descrizione del rimbalzo della pallina mediante parametri descrittivi. Le ultime cercano di offrire modelli dinamici differenziati, per l’interpretazione di aspetti diversi. La metodologia proposta è il diretto coinvolgimento dei ragazzi nella problematica, con domande di stimolo all’esplorazione autonoma e alla riflessione, piuttosto che di guida al lavoro.
La strategia seguita nella stesura dei materiali è quella di una attività che, partendo dall’analisi di dati sperimentali, ne costruisca un’interpretazione con l’ausilio di tools informatici per la modelizzazione, come il foglio elettronico ed il software Interactive Physics. L’attenzione è al processo di descrizione ed interpretazione con diversi tipi di modellizzazione dei dati sperimentali, ottenuti da misure mirate ad affrontare aspetti interessanti del fenomeno.
Le schede sono variamente integrabili, non completamente correlate sequenzialmente e con parziali sovvrapposizioni, in maniera tale che il docente, a seconda del suo stile e del contesto della classe, possa utilizzarle in modo modulare e programmare un proprio percorso didattico, scegliendo solo alcune parti del materiale proposto. Di seguito sono riassunti gli argomenti trattati in ciascuna scheda, assieme a suggerimenti per un loro uso.

I Esplorazione fenomenologica con materiali poveri
Studio dei parametri fenomenologici descrittivi del rimbalzo di palline diverse da diverse altezze. Analisi dei dati manuale, grafica, con foglio elettronico.

II Analisi cinematica del rimbalzo
Compito a casa di rinforzo nel riconoscimento delle caratteristiche cinematiche del rimbalzo. Nel rapporto delle quote raggiunte si riconosce un parametro. caratteristico del fenomeno

III I rimbalzi acquisiti con un sensore di posizione
Analisi cinematica con foglio elettronico dei dati di posizione nel tempo, raccolti online con un sensore di posizione. Sostituisce le I e II in una classe avanzata o ne costituisce un ulteriore rinforzo.

IV Un modello fisico dei rimbalzi su foglio elettronico
Suggerita dopo la II o la III, può essere alternativa alla V. Propone un modello dinamico su foglio elettronico, che descrive le tre fasi di caduta, urto e risalita della pallina, nel caso idale in di moto in un mezzo non viscoso ed interazione impulsiva anelastica.

V Esplorazione del modello fisico del rimbalzo in un micromondo simulato
Propone la modelizzazione del fenomeno con Interactive Physics, in alternativa o ad integrazione a quella con il foglio elettronico (IV). Si articola in diverse parti, in cui è prevista la simulazione del rimbalzo, l’analisi dei dati ottenuti, lo studio di vettori del moto e alcune considerazioni energetiche.

VI L’interazione anelastica nel rimbalzo: un modello su foglio elettronico
Approfondimento. Propone un modello dinamico su foglio elettronico del processo di interazione pallina-pavimento, al fine di investigare il processo di dissipazione dell’energia associato all’urto.

Le schede sul rimbalzo della pallina sono state integrate nel progetto IMOPHY di formazione a distanza in rete telematica di insegnanti di fisica in servizio [23]. Molti degli 55 insegnanti partecipanti al progetto hanno scelto questo tema per la sperimentazione in classe e così la discussione sui materiali e le attività con essi in classe, è stata particolarmente vivace nel forum telematico del progetto. La più significativa conclusione è una sintesi delle considerazioni degli insegnanti, emerse durante il loro autonomo esame preliminare delle schede e successivamente alle attività in classe.

Per approfondire la ricerca:
http://www.uniud.it/cird/progetti/progetti.htm

Bibliografia


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