Formazione docenti in TIC e TDprassi: prima competenze di base in TIC, poi quelle in TID prassi indispensabile?

Cosa conta veramente per la formazione in TIC?* relazione docente - informatica

strumenti per proprie attività personali e professionalicomponenti concettuali (modellare problema o procedura)componenti operative (usare le TICfamiliarità con dinamiche informative/culturali basate su MM e web

AUTONOMIA in: trovare soluzioniorientarsivalutareprogettareessere attore nel mondo ICT

Formazione docenti in TIC e TDprassi: prima competenze di base in TIC, poi quelle in TID prassi indispensabile?

Cosa conta veramente per la formazione in TD?

da TIC come strumento per pensare e operare, segue facilmente unareazione sinergica tra competenze disciplinar/didattiche e quelle in TIC

Strumenti/ambienti per formazione in TD, focus sul: carattere esperienzialeprogettare e fareesplorare riferimenti e risorse“riuso” e “montaggio” di materiali reperiticonfronto con colleghitransizione verso insegnamento costruttivista

Libro come “forma” della scuola:sapere delimitato, scomposto in pezzi, fissato in forma staticadiscipline autonomeorganizzazione apprendimento per fasce di etàarticolazione compiti nell’impararevalutazione dell’apprendimento

efficacia della “forma”libro

Irruzione computer e web quale “forma” della scuola?

Ripensare alla “forma” libro

Scelta di nuove “forme” e integrazione con la vecchia

Visione plurale vs una sola prospettiva

Libro come “lingua materna”

Computer e web come lingua altra

Transizione da didattica della riproduzione scritta e decontestuale a didattica dell’interazione orale e dell’esperienza contestualizzata

cfr. R. Maragliano

Campi del sapereestensione in forte e rapida crescitaaccessibilità “illimitata” agli elementi di conoscenzaindebolimento dell’articolazione in discipline tradizionalizone nuove e zone di confine/integrazione di aree consolidate

Sapere-flusso e ri-definizione dinamica della conoscenzaapertura vs chiusura gerarchica e predefinita delle disciplinemetafora di struttura reticolareinterpretazione in continua trasformazionenuovi nodi e nuovi legami tra nodirevisioni dei nodi e legami già notiattitudine alla ricerca di ed orientamento nelle informazioni (.. Web)attitudine a “mantenere la rotta” in molte reti di conoscenza

EDUCAZIONE SCIENTIFICA DI BASE A SCUOLA

Circa 90% attraverso linguaggio verbale (incluso formule)scienze sperimentali come narrazioni

Poca o no enfasi su difficoltà Apprendimento/Insegnamentopratiche d’insegnamento versativo

Poco laboratorio, quasi sempre come “verifica”no focus su esplorazione fenomenologia

Fenomeni ideali come punto di partenza dell’insegnamentoapprendimento di formule, spesso mnemonico

Ruolo del Lab in educazione scientifica

• Situazione attuale• Punti di vista diversi• Il Lab è necessario?

Quale Lab è più efficace per aiutare la comprensione di contenuti diFisica e Matematica?

Quale Lab e quali esperimenti per enfatizzare intreccio tra aspetti sperimentali e di modellizzazione?

Situazione Lab in SSS italiana

Licei: Lab occasionale, buona volontà del docente (poco tempo/supporto)Bienni ITI: Lab come supporto costante; ore Lab fino al 50% del monte ore

Progetti di sperimentazione in corso Lab fino al 30 % delle ore di fisica

Insegnanti più consapevoli su ruolo Lab in educazione scientifica di base

Attrezzature Lab migliorano in quantità/qualità (cfr. PTD e simili)

TIC e TD ampliano molto il Lab didattico (es. esperimenti in tempo-reale)

Percorsi basati su risultati ricerca spesso comportano attività di Lab

Progetti internazionali studiano come Lab è realizzato nei vari paesi

COMUNI DIFFICOLTA’ APPRENDIMENTO

CDA/ICDA/I

Fisica disenso

comune

Fisica disenso

comune

Approcci,Materiali

Inadeguati

Approcci,Materiali

Inadeguati

EdutainmentEdutainment

Insegnamento direttivo

Insegnamento direttivo

Formalismiinsufficienti

Formalismiinsufficienti

Complessità della fisica

Complessità della fisica

carenza LAB

carenza LAB

StrumentiStrumenti

Fenomenifamiliari

Fenomenifamiliari

ModelliModelli

PrevisioneEsperimentoConfronto

PrevisioneEsperimentoConfronto

Visibilità di“invisibili”

Visibilità di“invisibili”

Dal Reale all’Ideale

Dal Reale all’Ideale

LABLAB

Cause e fattori Strumenti per affrontarle

Sviluppoconcettuale

Abilitàoperative

PUNTI DI VISTA SUL RUOLO DEL LABORATORIO DIDATTICO

Von Glaserfeld “….la tragedia della teoria della conoscenza occidentale èda vedersi nel suo esser partita dall’ipotesi (comprensibile ma insensata) che ciò che arrivo a conoscere è già presente là fuori…”

Costruttivismo

La realtà è il prodotto dell’esperienza di chi apprende e la conoscenza è costruzione di significati e di interpretazioni dell’esperienza

responsabilità cognitiva dell’individuocarattere situato della conoscenzaconoscenza come costruzione attiva del discenteforte valore della collaborazione e negoziazione sociale

Comportamentismo indurre comportamenti di risposta a stimoli definitiInsegnamento “versativo”

conoscenza

conoscenza conoscenzaconoscenza

Nella visione costruttivista, apprendere è azione attiva del discente che costruisce la sua rete di conoscenza anzichè “ingoiare” nozioni a lui trasferite dal docente o dal computer

La conoscenza non è più impersonale o oggettiva (cfr. Oggettivismo) ma qualcosa che ognuno costruisce attraverso l’esperienza personale

Nella visione costruttivista, apprendere è azione attiva del discente che costruisce la sua rete di conoscenza anzichè “ingoiare” nozioni a lui trasferite dal docente o dal computer

La conoscenza non è più impersonale o oggettiva (cfr. Oggettivismo) ma qualcosa che ognuno costruisce attraverso l’esperienza personale

DAL COMPORTAMENTISMO AL COSTRUTTIVISMO

Gli ambienti di apprendimento aperti sono strumenti con sostanziale controllo del discente sulle attività di apprendimento. Gli offrono un amichevole insieme di funzioni e strumenti; NON propongono percorsi pedagogici prestabiliti con guida passo passo.

Gli ambienti di apprendimento aperti sono strumenti con sostanziale controllo del discente sulle attività di apprendimento. Gli offrono un amichevole insieme di funzioni e strumenti; NON propongono percorsi pedagogici prestabiliti con guida passo passo.

Controllo al discente Controllo ad altri

AMBIENTI DI APPRENDIMENTO APERTI

Real-Time Esperimenti e Immagini Impostazione “Che succede se..?” praticabile con

rapida ripetizione di esperimenti in differenti condizioni (variazione parametri e setting)

Molti dettagli osservabili; “scelte” richieste per procedere a modellizzare

Sviluppo ed interpretazione di modelli esplicativi di fenomeni familiari e complessi ben noti in

termini di Conoscenza Comune e Percettiva

RTEI (Real-Time Esperimenti e Immagini)Impatto sulla Qualità dell’Apprendimento e Insegnamento

APPROCCIO “REALE -> IDEALE”da fenomeni Reali e Familiari

all’astrazione dei Casi/Modelli Ideali

Percettivadi Senso Comune

FormaleVariazionale

….

Esplorazione fenomeniRicerca di Regolarità

Formulazione di RegoleModelli matematici

Legge di Caso Ideale

CicloPEC

Visibilità di fenomeni “inaccessibili”

Integrazionedi Conoscenze

Ciclo d’apprendimento “Previsione Esperimento Confronto”

Idee eRagionamenti

Idee eRagionamenti Previsione

Esperimenti o

Modelli

Confronto

Abilità trasversali:

- esprimere idee

- analizzare risultati

- confrontare

- modellizzare

AbilitàSperimentali e/o

Formali

AbilitàSperimentali e/o

Formali

Se non accordo, che fare?

Se non accordo, che fare?

PHYTEB 2000 11

Dalla camminata al carrello su piano liscio al moto ideale 1D di corpo puntiforme

11

Approccio “Reale -> Ideale”: moti a velocità costanteApproccio “Reale -> Ideale”: moti a velocità costante

Camminata regolare e corsa

Grafici s(t), v(t), a(t) di camminata regolare in avvicinamento (scuro)

e di corsa in avvicinamento (chiaro)

Approccio “Reale -> Ideale”: composizione velocitàApproccio “Reale -> Ideale”: composizione velocitàPiatto mosso da studente: fermo e in moto verso (o via dal) sensore

Vpiatto quando lo studente cammina =

Vpiatto quando lo studente è fermo + o – Vel. della camminata

Piatto mosso da studente seduto: sedia mossa in fase (controfase)

Vpiatto quando sedia è mossa avanti/indietro =

Vpiatto quando sedia è ferma + o – Vel. della sediaIdem: piatto mosso da studente che oscilla avanti/indietro

Approccio “Reale -> Ideale”: composizione velocitàApproccio “Reale -> Ideale”: composizione velocità

Moto quasi uniforme di carrello tirato a mano su pavimento liscioMisure Indipendenti con sensori di Moto e Forza

Attrito Dinamico

Approccio “Reale -> Ideale”: l’attrito è una forzaApproccio “Reale -> Ideale”: l’attrito è una forza

Oscillazioni ritmiche di una persona e di massa-molla (quasi libere)

Approccio “Reale -> Ideale”: dal ritmo a oscillatore armonicoApproccio “Reale -> Ideale”: dal ritmo a oscillatore armonico

Legge oraria s(t) di carrello su rampa (sensore in alto)

Velocità v(t) di carrello su rampa (sensore in alto)

Legge oraria s(t) di carrello su rampa

Caso ideale: agisce solo la gravità

accelerazione costante = g sin( )

V(t) è lineare in t V(t) = V(0) + a t

S(t) è quadratica in t s(t) = s(0) +v(0) t + ½ a t2

Parabola y = A + B t + C t2

se C cresce parabola “si stringe”

se C decresce parabola “si allarga”

v

Fa

v

Fa

Salita: accelerazione da attrito si sommaA tot > g sin()

Discesa: accelerazione da attrito si sottraeA tot < g sin()

y = A+Bx+Cx2

A= 11,56 B = - 3,58 C=0,30

y = A+Bx+Cx2

A= 9,91 B = - 3,06 C=0,26

s(t) CARRELLO SU RAMPA

y = A + Bx

A= -3,691 B = 0,624

y = A + Bx

A= -3,793 B = 0,717

v(t) CARRELLO SU RAMPA

s(t) CARRELLI SU RAMPA

Sviluppo del Pensiero Formale: un processo complessoSviluppo del Pensiero Formale: un processo complesso

Principi Matematica Valori riconosciuti

MODELLIMODELLI ESPERIMENTIESPERIMENTI Fit dei DatiFit dei Dati

Esplorazione ModelliEsplorazione Modelli

Costruzione Modelli, …….Costruzione Modelli, …….

Variabili Significative

Approssimazioni Errori

Andamenti vs DettagliCosa se. .? da Reale a Ideale

Limiti dei modelli

Previsione di risultati Test di validitàEsperimenti

suggeriti

Modelli Interpretativi

Simulazione del raffreddamento di un solido

A. condizione iniziale (solido caldo e molecole dell’aria fredde)

B. solido in equilibrio termico con l’aria

C. grafico della temperatura vs.tempo

A) B) C)

RTEI e MODELIZZAZIONE

L’approccio RTEI facilita i legami tra lavoro di laboratorio e di modellizzazione.Con grafici in tempo reale si riconoscono subito andamenti globali e si distinguono dettagli locali. La facilità di analisi ed esportazioni dei dati, aiuta sia il fit delle misure che la loro modellizzazione.Il processo di astrazione può essere così fortemente sostenuto.

L’approccio RTEI facilita i legami tra lavoro di laboratorio e di modellizzazione.Con grafici in tempo reale si riconoscono subito andamenti globali e si distinguono dettagli locali. La facilità di analisi ed esportazioni dei dati, aiuta sia il fit delle misure che la loro modellizzazione.Il processo di astrazione può essere così fortemente sostenuto.

Esportazione dati

MODELLI

Andamenti Qualitativi

Analisi dati

RegolaritàRTEI

ASTRAZIONE

Modelli dei sistemi fisici

Adattamento dei dati

Esplorare i Modelli

Costruire i Modelli

“Cinematica” dei Modelli

“Dinamica” dei Modelli

Modello ha molte accezioni in Fisica.I modelli matematici sono molto comuni. Nella ricerca didattica vi è un ampio consenso sull’utilità dell’interpretare e costruire modelli. L’attività di modellizzazione aiuta ad acquisire capacità trasversali, utili in molti contesti disciplinari.

Modello ha molte accezioni in Fisica.I modelli matematici sono molto comuni. Nella ricerca didattica vi è un ampio consenso sull’utilità dell’interpretare e costruire modelli. L’attività di modellizzazione aiuta ad acquisire capacità trasversali, utili in molti contesti disciplinari.

RUOLO della MODELLIZZAZIONE nella DIDATTICA della FISICA

- Laboratorio “quotidiano”

- Laboratorio “povero”

- Laboratorio con strumenti didattici “chiavi in mano”

- Laboratorio in Tempo- Reale

Quale?

La scelta è funzione del razionale, dell’obiettivo e del contesto

Le integrazioni fra tipi sono in genere molto fruttuose