Nino Martino, Carlo Ubertone

Un tentativo di fare un corso di fisica sperimentale per un biennio del liceo scientifico, in laboratorio (!)

Alla base di questo corso c’è una ipotesi: che la fisica, che sapere la fisica, sia una cosa probabilmente molto diversa dal saper molte formule ed essere magari in grado di ricavarle una dall’altra..
Saper la fisica vuol dire osservare un fenomeno (magari un fenomeno visto tutti i giorni senza farci caso), essere curiosi e chiedersi il perché di quello che succede, fare delle ipotesi (qualunque ipotesi è buona inizialmente) e verificarle (e le ipotesi da mantenere sono quelle che sono state verificate magari con altri esperimenti).”

Piccola prefazione scritta in data di oggi, 9 giugno 2023, a questa sperimentazione didattica che si è svolta nel 2013, al liceo scientifico Casiraghi di Milano.

Nel 2013 si cercava ancora di sperimentare nuove forme di didattica, si cercava di capire come rifondare l’insegnamento della fisica, utilizzando esperienze, teorie, tentativi sparpagliati nello spazio tempo, in luoghi e in tempi diversi, cioè.
Il professor Carlo Ubertone del Liceo Scientifico Casiraghi di Milano mi chiamò a uno di questi tentativi. Firmai regolare contratto non retribuito lavorai con Carlo in compresenza. Le cavie furono una prima classe del biennio, all’inizio dell’anno. Mettemmo su un nostro server una piattaforma Moodle (una open-source learning platform).
Ogni lezione veniva riversata sulla piattaforma ed era immediatamente visibile a tutti gli studenti, che potevano aggiungere commenti, fare domande e avere risposte. Sulla stessa inserivano le loro relazioni di laboratorio, che venivano corrette, commentate e ri-immesse nella piattaforma ( e votate, of course). Questo lavoro era seguito a distanza anche da altri fisici interessati all’insegnamento della fisica nella scuola, da Trieste a Pisa, che intervennero con commenti.
Sì, lo so, oggi, nella pandemia e nel look down sono state usate piattaforme proprietarie, per una loro supposta semplicità d’uso. Ma Moodle “È” la piattaforma: è stata costruita proprio per il cooperative learning. Moodle è usata a livello internazionale in più di 242 paesi, conta quasi 45 milioni di corsi che si svolgono su di essa in ogni lingua possibile, con 150.000 siti diversi, vincitrice nel 2023 di decine di awards in ogni campo del suo uso. Ed è gratuita.
Lo so, “ma allora perché non ne so niente?”. Ottima domanda, fatevela e cercatene la risposta.
Potete trovare ulteriori informazioni QUI.
L’altra cosa per noi importante è che costruivamo con loro un ebook progressivo. A ogni lezione si aggiungeva un file.

Nella prefazione del ebook si poteva leggere la spiegazione della novità di fare un ebook progressivo e cosa comportava:

Questo ebook

Quello che avete tra le mani è il primo esperimento di costruzione di un ebook costruito passo passo con l’avanzare del corso di fisica sperimentale del primo anno del Liceo Scientifico Casiraghi.

In intestazione trovate la ersione, 0.1, e la data di pubblicazione (20 ottobre 2013). Il numero di versione significa che mano a mano che il sito corrispondente sulla piattaforma moodle:

https://moodle.lanaturadellecose.it (N.d.R 2023  questo sito non esiste più)

si arricchisce di interventi, discussioni, domande e risposte oltre a esercizi, compiti in classe e correzione di compiti in classe, quiz (nelle varie forme possibili), interventi di vario tipo verranno pubblicate nuove versioni che comprenderanno i vari materiali.

La versione 1.0 sarà relativamente stabile. Si arriverà a un punto in cui il primo ciclo di lezioni potrà ritenersi concluso. Il materiale non sarà solo quello delle lezioni e dei report e degli interventi aggiuntivi dei docenti, ma comprenderà tutte le varie interazioni, le relazioni di laboratorio, i quiz, i compiti in classe e le correzioni, le domande degli studenti, le discussioni principali sui forum associati alle lezioni.

In questo senso malgrado si arrivi alla versione 1-0 con aggiustamenti successivi, anche questa ultima versione non può definirsi stabile. Può essere continuamente rivista.

Tutto ciò è possibile perché oggi le NT (Nuove Tecnologie) consentono una continua revisione, pubblicazione e aggiornamento a costo editoriale zero. Salvo il lavoro umano che è necessarioa costruire l’ebook. Ma riteniamo che questo lavoro faccia parte del nostro lavoro di dpcenti del XXI secolo.

Se leggete questo libro “fluido” su un PC o su un tablet, o su uno smartphone potrete seguire anche i vari link che vi possono portare a siti esterni, a risorse in rete di alto livello. Nel libro stesso ci saranno filmati, audio, rimandi, note.

Potrete anche cliccando su un link apposta mandare un email si curatori del libro contenete note, aggiunte, consigli, domande. I vostri email saranno sempre attentamente letti e vi saranno date risposte per quanto è possibile esaurienti. Taluni di questi email con il dibattito aggiuntivo successivo potranno entrare a far parte delle versioni successive di questo stesso primo ebook

Il materiale di questo ebook (che non ha per scelta protezioni DRM varie) è rilasciato sotto licenza Creative Commons, che significa che ogni materiale può essere liberamente usato e riprodotto a patto di citare la fonte per esteso: Liceo Casiraghi, proff Carlo Ubertone e Nino Martino, e il sito di riferimento https://moodle.lanaturadellecose.it

Questa è stata la presentazione del corso distribuita agli studenti. Abbiamo programmato di pubblicare sul sito La Natura delle Cose tutte le varie lezioni e di rendere il materiale pubblico e a disposizione di chiunque fosse interessato a utilizzarlo, tutto o in parte. Sempre sotto licenza Creative Commons, il materiale NON può essere usato a fini commerciali.

Agli studenti del corso di fisica sperimentale 1

Molti pensano che la fisica sia fatta da un insieme di formule, magari ben collegate tra di loro, deducibili una dall’altra, oppure messe una accanto all’altra.

Le formule sono insiemi di simboli strani, di cui è importante ricordare anche la disposizione spaziale (se uno interrogato alla lavagna scambia la disposizione spaziale dei simboli misteriosi che le compongono, a volte il professore si arrabbia e a volte dice che è lo stesso).

A volte si portano gli studenti in laboratorio e si fa vedere loro che le formule magiche funzionano, salvo gli errori sperimentali (altra cosa incomprensibile: la teoria degli errori – perché fare una teoria degli errori e non delle cose giuste?).

E’ vero che imparando con abilità a memoria le formule si supera brillantemente l’interrogazione, ma, in maniera altrettanto incomprensibile, il professore si sorprende che a distanza di due mesi, se fa un controllo, le formule non si ricordino più.

Alla base di questo corso c’è una ipotesi: che la fisica, che sapere la fisica, sia una cosa probabilmente molto diversa. Saper la fisica vuol dire osservare un fenomeno (magari un fenomeno visto tutti i giorni senza farci caso), essere curiosi e chiedersi il perché di quello che succede, fare delle ipotesi (qualunque ipotesi è buona inizialmente) e verificarle (e le ipotesi da mantenere sono quelle che sono state verificate magari con altri esperimenti).

Se uno non si vuole limitare a osservare il mondo in contemplazione estatica magari trova la necessità di costruirsi una “teoria” che non solo spieghi il perché di quel particolare fenomeno osservato ma preveda anche il comportamento di altri fenomeni. E magari si scopre che cose che sembrano molto diverse tra di loro hanno la stessa spiegazione “teorica” (è vero anche il contrario, e lo vedremo nel corso dell’anno, alcune cose sembrano uguali e invece sono molto diverse tra di loro con spiegazioni teoriche molto differenti).

Faremo molta … teoria, ma solo quando la dura realtà degli “esperimenti” ci renderà necessaria la sua costruzione.

E le formule non saranno più (forse…) un insieme di simboli magici spazialmente ordinati, perché le avremo costruite insieme partendo dalla pratica sperimentale.

Da questo punto di vista anche voi, che siete all’inizio del corso di fisica, qualche rudimento teorico l’avete senza saperlo. Provate a uscire dalla vostra finestra, se siete al quarto piano. No? Non volete uscire dalla finestra? E perché mai? Siete mai usciti dalla finestra (e siete ancora vivi)? No, non siete mai usciti dalla finestra, ma non avete bisogno di provare questa esperienza “terminale”. Avete fatto una previsione di quello che potrebbe succedervi e questa previsione l’avete fatta perché avete individuato una “regolarità” della natura in certe condizioni: i corpi lasciati liberi cadono.

Quello che faremo insieme è osservare un fenomeno, cercarne di capire il perché, fare delle ipotesi del perché, cercare d’individuare delle “variabili” e arrivare a una formulazione teorica che dice sostanzialmente “quando succede A allora succede B” e impareremo insieme a formularla in maniera un po’ più astratta e quindi più potente nelle previsioni (proibito essere concreti se si vuole capire il mondo).

Perché darsi tanta pena e fatica?

Primo: perché, e lo vedrete, è divertente (non sembra a prima visto, vero?).

Secondo: perché è bello essere pigri. Se uno non è pigro spende molto tempo, per esempio, a imparare a memoria simboli senza senso e poi deve ristudiarseli di nuovo, e poi di nuovo, noiosamente. Se uno invece, utilizzando il metodo scientifico che impareremo, ha compreso un fenomeno non se lo dimentica più. La teoria è stata costruita per necessità e quindi ce se la ricorda. E’ un grande tempo risparmiato, da dedicare ad altro.

E poi diventa una abitudine: di fronte a discorsi strampalati che sembrano funzionare, uno si accorge subito (o quasi) della loro inconcludenza. Vi pare poco?

In più, e ancora sui pigri: perché andare tutti i giorni sulle Alpi per tagliare blocchi ghiaccio e trascinarseli a dorso di mulo fino a casa, per conservare i cibi, invece d’inventare il frigorifero?

L’utilizzo delle nuove tecnologie sarà importante ma secondario.

Avrete a disposizione strumenti discretamente moderni. Userete computer, tablet, Iphon, cellulari e tutte le cose che ben conoscete. Imparerete a usare “moodle” e il “cloud-computing” e l’utilizzo “intelligente” della rete.

Abbiamo installato su un server la piattaforma “moodle” e l’abbiamo adattata alle esigenze nostre. Avrete quindi a disposizione, volta per volta, tutto ciò che è stato fatto in classe, in laboratorio, potrete fare commenti e domande di chiarimento sia con il docente sia tra voi stessi (in rete), avrete scritti teorici e report di esperienze, avrete quiz e compiti e problemi, e lavoreremo insieme in tutto ciò, come si fa, modernamente, per esempio, nell’ambito della “open source” . Potrete aggiungere alla “nuvola” scritti vostri, relazioni, notazioni, wiki interni (mai sentito parlare di wikimedia? Be’, qualche cosa di simile).

State imparando a usare “excell”. Non è un caso. Perché fare alcune centinaia di operazioni matematiche ripetitive quando la stessa cosa la potete fare in un secondo facendo click?

E così è per tutta la tecnologia che useremo. Ci sono cose che tra l’altro si possono fare e vedere e mostrare solo con certe “tecniche”.

Ma l’attenzione nostra non è sui computer e sulla rete. Noi faremo della fisica e utilizzeremo tutto quello che abbiamo a disposizione per fare in fretta, bene e risparmiare un sacco di tempo.

Un anno è lungo: attrezzatevi per sopravvivere a questo corso, sarà dura…

good luck !

Il piano completo della pubblicazione. Via via verranno attivati i rispettivi link non appena gli articoli saranno pronti.
Alla ricerca del metodo
La misura di un’area irregolare – Premessa
La misura di un’area irregolare – laboratorio
Una prima rielaborazione delle misure
oggetti che cadono e metodo scientifico
gli oggetti cadono anche a Zuoz (Svizzera)
Osservare e studiare l’oscillazione di un pendolo
Il pendolo in laboratorio
Il pendolo in laboratorio – punto della situazione
Prima o poi arriveremo da qualche parte
Trattamento dati con excell
Teoria e link vari
Il fenomeno dell’elasticità prima lezione
il fenomeno dell’elasticità report di laboratorio
il fenomeno dell’elasticità e le grandezze proporzionali
gli elastici sono veramente elastici?
… e via via altro ancora…