Approccio allenergia dalla scuola di base alla secondaria

Approccio all’energia dalla scuola di base alla secondaria Rapporto apprendimento / insegnamento Gli obiettivi La metodologia Esempi Giuseppina Rinaudo, Dipartimento di Fisica Sperimentale, Università di Torino e-mail: rinaudo@ph. unito. it - http: //www. iapht. unito. it/giocattoli - genn. 2003

rapporto apprendimento / insegnamento Ciò che interessa all’allievo: • capire come funzionano le cose • spiegare perché funzionano in un certo modo • mettere in relazione le diverse conoscenze. Ciò che interessa al docente: • formare • addestrare • informare.

. è possibile conciliare gli interessi dell’allievo. . …. . con quelli del docente? Che cosa dicono i modelli di sviluppo dell’intelligenza: le quattro “fasi” del modello di Guilford 4 conoscenza e memoria 4 pensiero “divergente” 4 pensiero “convergente” 4 pensiero “critico” un esempio: “la fionda”

dall’oggetto al concetto conoscenza e memoria pensiero divergente • osservare, scoprire, indagare • formulare “ipotesi” • sulla base della propria conoscenza e memoria la fionda pensiero convergente pensiero critico • dare “forma” alle idee: identificare e separare variabili, misurare, correlare, analizzare • confrontare con le proprie conoscenze

logico - espressivi • contenuti disciplinari: pochi e specifici • capacità di formulare ipotesi, esprimerle, padroneggiare il linguaggio Gli obiettivi operativi • fare, manipolare, predisporre, misurare, ecc. comportamentali • lavorare in gruppo, eventualmente con ruolo di leader • rispettare le consegne • condividere e confrontare i risultati • accettare le “regole del gioco” e capirne l’importanza

dall’oggetto concreto al concetto astratto • “vedere con gli occhi” per “vedere con la mente” La metodologia dare una veste formale ai concetti • attraverso il linguaggio, il disegno, i numeri, i grafici, le “formule”, ecc. l’associazione oggetto-concetto favorisce l’apprendimento

Diversi livelli di astrazione per arrivare al “concetto” relativo a una grandezza fisica: • livello base: la grandezza fisica descrive una proprietà di oggetti o fenomeni direttamente accessibile attraverso i sensi (es. il volume ==> esistono oggetti “piccoli” e oggetti “grossi”, dal confronto fra queste caratteristiche si arriva al concetto astratto di volume)

• primo livello: la grandezza fisica descrive una proprietà indirettamente accessibile attraverso gli effetti ad essa associati (es. la forza ==> mette in moto, deforma, permette di tirare, ecc. ) • livelli superiori: la correlazione fra la grandezza fisica e oggetti o fenomeni osservabili o intuibili è ancora più indiretta … l’energia appartiene a quest’ultimo livello!

… il concetto di forza La legge di Newton esprime formalmente un concetto di cui si ha indipendentemente una percezione “diretta”. Altre caratteristiche rendono la forza una grandezza fisica utile ed economica: • è l’espressione dell’interazione fra due corpi • per interagire occorre essere in due: chi “applica” la forza e chi la “subisce” (il “nome delle forze”) • la forza si applica in una ben determinata direzione • a ogni forza applicata corrisponde una reazione uguale e contraria (terza legge della dinamica) • la forza si trasmette dentro un solido

Fdito-elastico Fbastoncino-elastico Felastico-dito Fbastoncino-mano … dall’oggetto al concetto Fmano-bastoncino formalizzare in modo iconico • l’interazione fra due corpi • chi “applica” la forza e chi la “subisce” • il “nome delle forze” • la direzione • azione e reazione • la forza che si trasmette

… ma non è solo questione di forza prima dopo forza il risultato che si vuole ottenere non dipende solo dalla forza che si esercita ma anche dall’allungamento dell’elastico. . e allora si “inventa” il concetto di . . energia

Il concetto di energia L’energia è una grandezza fisica “costruita” teoricamente perché utile ed economica Le caratteristiche rendono l’energia un concetto utile ed economico: • ha forme diverse • si può trasformare da una forma all’altra • può essere trasferita da un oggetto all’altro • può essere immagazzinata • passando e trasformandosi l’energia fa cose utili • si conserva • si degrada

l’antico trinomio: temperatura, calore, energia ·la temperatura: è una proprietà degli oggetti ·il calore: è la “spia” dell’energia in transito ·ma di quale tipo di energia? ·una energia atipica: l’energia radiante