alcuni nodi fondamentali per insegnare la fisica al liceo partendo dalla pratica sperimentale...

Una critica costruttiva al lavoro di Giuseppe Milanesi e Nino Martino

In questo articolo raccogliamo due email di Elio Fabri a commento del lavoro raccolto sotto il titolo ' l'esperienza di Zuoz'

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E' possibile insegnare la fisica, nella Scuola, partendo alla rovescia rispetto al metodo generalizzato ( ovvero partire dalla teoria e dalle formule e, talvolta, mostrare in laboratorio qualche esperienza che conferma le teorie fatte inc classe) e che generalmente lascia insoddisfatti sia gli insegnanti sia soprattutto gli studenti di oggi? E' possibile partire da esperimenti, far sorgere la necessità di una spiegazione teorica, di una formalizzazione astratta, per poter capire meglio i fenomeni osservati e prevedere il loro comportamento al variare delle condizioni? In questi messaggi Elio Fabri chiede agli autori de "l'esperienza di Zuoz" di chiarire il nodo di passaggio tra esperimenti ed elaborazione teorica. In altra pagina gli autori cercheranno di rispondere (vedi: una possibile risposta ai messaggi di Elio Fabri)

fotografia di una rete di neuroniuna rete di neuroni. Hanno cominciato a lavorare in rete un po' prima di noi, altrimenti...

 

(Nota della redazione: Sagredo è una mailing list alla quale partecipano docenti a diverso livello della Scuola e dell'Università, prevalentemente iscritti all'AIF (Associazione per l'Insegnamento della Fisica). ma non solo. Nella mailing list si discute di tutto ciò che è collegato con l'insegnamento della fisica, dai contenuti al modo di insegnare i contenuti. E' una mailing list storica e molto attiva, fondata negli anni 90 da Elio Fabri, ordinario di Astronomia presso il dipartimento di Fisica di Pisa Sia Giuseppe Milanesi, sia Nino Martino sono iscritti sia all'AIF sia alla mailing list Sagredo. Avendo postato l'annuncio della pubblicazione de "l'esperienza di Zuoz" in Sagredo è iniziato un dibattito sul come insegnare la fisica, e sulla possibilità concreta di insegnare la Fisica partendo dalla pratica sperimentale in laboratorio con gli studenti.)

From: Elio Fabri <fabri@df.unipi.it>
To: <sagredo@df.unipi.it>
Subject: Re: [sagredo] una esperienza di insegnamento due... in sicurezza...
Date: Mon, 18 Mar 2013 11:13:38 +0100
Reply-To: <sagredo@df.unipi.it>
Sender: <sagredo@df.unipi.it>

Pensando a che cosa scrivere come commento, mi somno trovato con diversi dubbi più o meno banali.
Primo: dove rispondere? Sul sito "lanaturadellecose" o qui in sagredo?
Secondo: come calibrare la risposta?
Terzo: quanto scrivere? (perché sarebbe facile scrivere molto, anche troppo...

Come vedete, al primo dubbio ho risposto optando per sagredo. Ma niente esclude che si possa anche copiare questa risposta nell'altro sito.
Sul secondo dubbio, vedrete da voi come l'ho risolto.
Sul terzo me la sono cavata in un modo "elegante": ho ripescato un vecchio scritto di quasi 20 anni fa, sullo stesso tema, e l'ho messo in rete. Ne dico di più fra poco.

(Nota redazionale: il problema è stato risolto, come vedete, pubblicando integralmente il testo dei due messaggi successivi di Elio Fabri in LNdC)

Passiamo al commento. Comincio coi "crediti". Ringrazio Nino e Beppe per avermi citato fra i "Maestri" (con la maiuscola   :) ). Non gli dirò che non mi riconosco in quello che fanno, e di sicuro ho riconosciuto una frase:
"una maggiore astrazione permette di capire molto meglio le cose".
Magari io non l'ho proprio detta così, ma di sicuro la debbono aver presa da me. Quanto al metterla in pratica, è un'altra storia, e ora non è il caso di entrarci...

Il riferimento a un mio scritto di quasi 20 anni fa era a un articolo: "Video meliora proboque ..." che apparve in uno dei primissimi numeri di una rivista lanciata dal gruppo di didattica della fisica fondato a Genova da Mario De Paz, e di cui Nino faceva allora parte. Incredibilmente sono riuscito a ripescare il file (mentre non so dove siano finiti i numeri della rivista, che era intitolata Il gioco della materia e delle idee.
(Incidentalmente, sembra che la rivista esista ancora, però il relativo link http://space.tin.it/musica/ltalloru/ilgioco non mi risponde.) Dunque ho ripescato l'articolo, l'ho trascritto in pdf, e lo trovate in

http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/varie/video-meliora.pdf

Perché parlare di quel vecchio articolo? Perché 20 anni fa con Nino già discutevamo di queste cose, e più o meno il punto controverso era sempre lo stesso.
Ora lo spiego riferendomi all'esperienza del "cannone elettronico".

Va benissimo l'approccio partendo da un fenomeno "strano", con l'invito ai ragazzi a proporre ipotesi, il che porta a escogitare tentativi di verifica o smentita di quelle ipotesi...
In questo modo tra l'altro (mi pare che Nino e Beppe lo facciano notare) si riproduce molto più da vicino il processo della ricerca scientifica, che ovviamente parte da cose che non si sanno spiegare, e man mano costruisce "spiegazioni", "teorie"...
Però...

Manca in questo racconto (e l'ho sempre trovato mancante, in tutti i racconti che Nino ha scritto sul suo lavoro) come si arriva alla sintesi teorica.
Mi pare che in qualche punto si dica che questa sintesi si fa, con risultati assai migliori che con l'approccio tradizionale; però prove a sostegno di questa asserzione io non ne ho mai viste.
Intendiamoci: è verissimo che un approccio più tradizionale non dà risultati migliori. Non so più quante volte ho detto e scritto agli insegnanti: avete mai provato a vedere che cosa rimane ai ragazzi appena un anno dopo aver trattato un certo argomento?
In realtà penso che lo sappiano (lo sappiamo) tutti, e si preferisce far finta di non saperlo, perché altrimenti...
Però da Nino, con cui discutiamo su questo punto da così tanto tempo, penso di aver diritto di pretendere un po' di più, quanto a dimostrazione che la "sintesi teorica" si fa, e che qualcosa resta.

Sempre sul "cannone", ma anche sul metodo generale, avrei un 'altra obiezione di tipo "storico".
Non mi sembra possibile e neppure appropriato indurre i ragazzi a credere che grandi leggi generali come l'induzione e.m. possano essere ricavate da quell'esperimento e dalle loro ipotesi e congetture.
Quando Faraday si mise a fare i suoi esperimenti, scoprì il fenomeno e le sue leggi (non tutto lui, tra l'altro) sapeva già un sacco di fisica più di quella che sanno i vostri ragazzi. Sebbene fosse un autodidatta e pressoché uno zero in matematica, però i fenomeni, le idee già costruite, le conosceva.
Non come questi ragazzi che non sanno neppure che cos'è il campo magnetico (parole vostre).
Faraday ebbe un'intuizione: se una corrente produce un campo magnetico, perché un campo magn. non dovrebbe produrre una corrente?
Le cose non stanno proprio così, come sappiamo, ma qualcosa di giusto in quell'intuizione c'era. Insomma, Faraday era un genio...
Nel mio articolo che ho citato sopra, questo è detto in una frase che riporto:

Altra domanda: dobbiamo in ogni caso basare lo studio sull'esperienza diretta? Certo vogliamo far sparire "gli occhi di pesce bollito": ma fin dove si puòo arrivare? Per restare all'esempio di Martino, a un certo punto, due o tre anni dopo, dovremo o no raccontare che quegli stessi esperimenti (e molti altri) sono stati fatti da certi Torricelli, Pascal, ecc.? Vorremo o no osservare che essi hanno capito anche per noi, tre secoli prima di noi, e per questo hanno meritato che gli venissero intitolate strade, scuole, e così via; che non possiamo in nessun modo fare a meno di loro e pretendere di ricominciare da capo?

A questo concetto, dell'eredità della cultura, io sono affezionato. Dovrebbe essere uno dei pilastri portanti della scuola, e nei casi migliori lo è.
Vi segnalo un altro mio scritto:

http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/candela/candel45.pdf

(che si trova anche nel sito www.lanaturadellecose.it).
Non occorre leggerlo tutto: si può partire da pag. 7, dove un maestro in una prima elementare fa ascoltare La primavera di Vivaldi, e Carolina "ci" vuole scrivere, come sono abituati a fare.
Il maestro spiega che Vivaldi è morto da molto tempo, ma quando qualcuno fa una cosa bella e grande noi lo ricordiamo e conserviamo quello che ha fatto.
Carolina è dispiaciuta perché avrebbe voluto scrìvergli, ma i bambini hanno appreso una lezione importantissima (e ancor più importante oggi di quando Mario Lodi faceva quelle cose ...): la civiltà si fonda sulla trasmissione della cultura.
Che naturalmente non è solo letteratura e musica, ma anche scienza.

Avrei altro da dire, ma per oggi ho scritto abbastanza.

---------------------------------- Elio Fabri c/o Dip. di Fisica - Univ. di Pisa ----------------------------------

From: Elio Fabri <fabri@df.unipi.it>
To: <sagredo@df.unipi.it>
Subject: Re: [sagredo] una esperienza di insegnamento due... in sicurezza... Date: Tue, 19 Mar 2013 10:58:13 +0100
Reply-To: <sagredo@df.unipi.it>
Sender: <sagredo@df.unipi.it>

Avevo scritto ieri di avere altro da dire.
Intanto, una parziale ammenda. Non è vero che non ci sia niente sulla sintesi teorica: qualcosa c'è, nella pagina "report del lavoro nelle classi", che mi era sfuggita.
(Per inciso, è alquanto difficile riuscire a leggere tutto, collegando una cosa con l'altra: il sistema dei link, per quanto pratico, ha un'intrinseca limitazione. Più ce ne sono, più è facile che qualcosa scappi...)
Dunque la sintesi teorica. Qualcosa c'è, o meglio c'è un "incipit": la necessità della sintesi (chiesta da uno studente) alcune idee (l'induzione, la corrente indotta, la legge di Lenz ovvero la "natura che vuole stare tranquilla" ...).

Un'aggiunta a quello che scrivevo ieri:  
> Non mi sembra possibile e neppure appropriato indurre i ragazzi a  credere che grandi leggi generali come l'induzione
> e.m. possano  essere ricavate da quell'esperimento e dalle loro ipotesi e congetture.  
Curiosamente, questa è esattamente l'obiezione che 50 anni fa veniva fatta al PSSC, accusato di un approccio troppo "empirista".
Dicevano i critici: non è accettabile far credere agli studenti che le leggi della dinamica si possano ricavare dalle loro grossolane esperienze coi carrelli.
A quel tempo difendevo in maniera netta il PSSC, e scrissi qualcosa per replicare a quelle critiche. Non ho sotto mano quello scritto (ma lo cercherò); ricordo però la sostanza della risposta.
Dicevo: non c'è la pretesa di ricavare le leggi della meccanica dagli esperimenti coi carrelli. Questi hanno solo lo scopo di indurre certe ipotesi, eventualmente formulare delle leggi ipotetiche, che poi andranno sottoposte a prove sperimentali ben più impegnative.
Non ricordo se dicevo qualcosa sulla storia, che come sappiamo andò in maniera parecchio diversa.
Certamente mi opponevo ai sostenitori di un approccio "assiomatico" (ricordo ad es. Caldirola) secondo i quali, dato che non era possibile una corretta fondazione empirica delle leggi base della fisica, la sola procedura didatticamente corretta era di presentarle come postulati, da cui dedurre l'intera teoria. Sarebbe poi questa che andrebbe sottopota al vaglio dell'esperimento.

Ora potrebbe sembrare che abbia cambiato opinione?
In realtà no: ho scritto che condivido l'approccio di partenza, contro quello assiomatico più o meno confusamente applicato da tutti i testi in circolazione.
Ho solo voluto segnalare che non ci si può/deve fermare alla fase sperimentale di primo approccio, e mi pare che su questo Nino e Beppe concordino.
Quello che mi pare per ora incompleto è il racconto di come affrontano la seconda fase, quella della costruzione teorica. 

In un msg successivo tocco un altro argomento, del tutto staccato da questo.

(nota della redazione: per comprendere in modo completo la posizione di Elio fabri potete andare a vedere
che cosa è il rigore logico in fisica? pubblicato per comodità in queste stesse pagine

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