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Categoria: Didattica Fisica
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Buongiorno,
dopo la pausa di Pasqua, riprendiamo il consueto appuntamento settimanale con la rubrica sul Laboratorio povero (e non solo) di Fisica.
Questa settimana vi presento un problema stimolo, nato dalla collaborazione virtuale con Francesco Arcidiacono, studioso ed appassionato di esperimenti di Fisica realizzati con materiali poveri (vi consiglio il suo bel gruppo Esperimenti di Fisica con Materiali Poveri,, dove è possibile trovare una ricca serie di esperimenti relativi all’ottica e non solo).
Esistono numerose metodologie didattiche (circa una 20ina), che con le discipline scientifiche trovano un terreno fertile. Oggi proviamo ad inquadrare un problema di Fisica affrontandolo secondo l’approccio del Problem Based Learning (PBL).

metodologia PBL


Il PBL è un metodologia educativa e formativa centrata sullo studente, il quale “impara”, sviluppa competenze attraverso l’esperienza diretta, creando , costruendo un problema. Gli studenti vengono suddivisi in gruppi (ogni studente ha un suo ruolo) e identificano cosa già sanno, cosa hanno bisogno di sapere per risolvere un determinato problema, come e dove reperire nuove informazioni che possono portare alla risoluzione del problema. Il ruolo del docente (chiamato tutor nel PBL) è quello di essere un facilitatore dell’apprendimento, guidando, supportando e monitorando (in itinere ed ex ante) l’intero processo di apprendimento.
Il PBL è una metodologia generale, sviluppatasi negli ultimi anni, con cui è possibile coniugare benissimo le nuove tecnologie didattiche (gli studenti possono declinare il PBL in “modalità” BYOD, ovvero con un proprio device con cui cercare informazioni, modellizzare un problema etc.) ed è estendibile anche a numerose dinamiche aziendali
Nella bibliografia vi lascio alcune risorse che spiegano a pieno il PBL, in questa fase concentriamoci sul punto centrale della nostra metodologia: IL PROBLEMA.
In fisica, come in matematica, solitamente si pongono problemi che hanno una soluzione. Risolvere un problema significa utilizzare delle strategie, dove sono fondamentali le conoscenze pregresse (di solito acquisite con lezioni frontali). La risoluzione di un problema diventa, quindi, uno strumento con il quale valutare le conoscenze (e qualcuno dice anche competenze). Il problema viene posto alla fine di un percorso e le strategie di risoluzione sono spesso chiuse.
Nel PBL il problema costituisce , invece, il punto di inizio di un processo di apprendimento .
Se volessi presentare le forze potrei mostrare il movimento di uno studente su una bicicletta, ma anche dirgli come faccio a pedalare ed a muovermi su questa bici?
Per introdurre l’elettromagnetismo potrei porgergli in mano un cellulare (smontato o no) e dirgli: come funziona?
Porre un problema diventa per il docente una sfida culturale, risolverlo significa per lo studente trovare gli stimoli e le motivazioni necessarie per apprendere nuove conoscenze e competenze.
Alcuni consigli pratici:
Il problema deve essere reale, non modellizzato (la modellizazione di un fenomeno, tipica delle scienze fisiche, è un cammino complesso, ma a cui si deve mirare) . Le soluzioni al problema devono essere molteplici. Gli studenti non devono essere in grado di saper già risolverlo.
Il gruppo degli studenti deve essere in grado di definire, descrivere, inquadrare, analizzare , pianificare il problema, utilizzando sia le conoscenze acquisite sia riconoscendo le nuove conoscenze.
Ogni studente, individualmente, cerca una parte delle nuove conoscenze da apprendere, organizzando la ricerca, i contenuti, al fine di presentarli agli altri studenti.
Nella pratica gli studenti completano il lavoro quando ritengono che il problema sia stato ben compreso in tutti i suoi aspetti, il lavoro si conclude con una relazione finale.
Veniamo quindi alla nostra lezione, basato su un problema di ottica (argomento poco affrontato a scuola).
Poniamo il problema, così come è stato discusso nel gruppo Professionisti Scuola didattica: ai ragazzi (nel nostro caso era un posto su Facebook) viene mostrato il seguente video o esperimento (gentilmente girato dal nostro amico Francesco). Il percorso è durato circa una settimana, ma nella pratica , solo per questioni organizzativi, consiglio di fissare delle scadenze temporali con gli studenti

Chiediamo: come funziona il fenomeno? Perché accade questo?
La ricerca delle variabili in gioco (l’acqua, il vetro, le frecce) sono fondamentali nella risoluzione di un problema scientifico.
Il capire come e perché le frecce del disegno cambiano direzione ci spinge (come studenti) a studiare il problema, non solo fenomenologicamente, ma anche individuando le leggi che lo governano.
Il docente pone agli studenti domande stimolo.
In questa fase mi piace estendere il PBL non solo nella ricerca delle conoscenze in termini esclusivamente teorici, ma anche nello sviluppo delle competenze , creando un modello fenomenologico che vada oltre quello presentato.
In tal senso, per meglio inquadrare le variabili in gioco, è stato girato un secondo video dove al posto dell’acqua è stato messo dell’olio (che tipo di olio? E se avessi messo un altro mezzo?). Quali analogie e quali differenze rispetto a prima?

E’ stato chiesto anche di girare un altro video dove al posto del bicchiere di vetro, si utilizza un contenitore di plastica dove contenere l’acqua (o un altro mezzo) , ma ovviamente non vi svelo l’esito, perché sarebbe bello che affrontaste e risolveste questo problema; è per questo che non vi fornisco ulteriori spiegazioni sul fenomeno.

Vi allego però un’utile foto e un file excel che vi permette a posteriori di inquadrare meglio il problema scientifico (sono i file che un ipotetico gruppo di studenti potrebbero produrre).

Frecce acqua olio

Nei successivi lavori , affronteremo ulteriori metodologie didattiche.
Qui lo scopo era declinare (e anche meglio comprendere) il PBL in un percorso di Fisica Sperimentale.
Con il problema in esame si vuole iniziare un percorso sull’Ottica, facendo riferimento alle leggi di riflessione e rifrazione, alla creazione di immagini con lenti sottili e non. La formazione delle immagini può essere meglio inquadrata con un ulteriore Problem Posed centrato sui proiettori o una macchina fotografica.
Per dubbi , suggerimenti, proposte ulteriori e possibili soluzioni del problema in esame, scrivetemi ad Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.


Bibliografia
Vi consiglio sul PBL alcune semplici slide reperibili in http://www.agrariomendel.it/documenti/docenti/Documentazione%20di%20riordino/6_Problem_Based_Learning.pdf
Un lavoro più generale sul PBL in http://www.garito.it/areastud/tesine04-05%5Cdi-domenico-sonia_gangemi-anita_giuliani-carolina.pdf
Un’utile risorsa in inglese http://www.flinders.edu.au/teaching/quality/teaching-methods/problem-based-learning.cfm