Syllabus del corso
Titolo
Fisica e Didattica della Fisica
Argomenti e articolazione del corso
Il corso è così composto:
49 ore di lezione in aula
7 ore di esercitazione (3 turni da 2 ore l'uno, in piccoli gruppi e un'ora dedicata nella grande aula, con l'introduzione all'uso delle simulazioni PhET dell’Università del Colorado, Boulder (USA) per alcuni argomenti trattati)
La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni non è obbligatoria, ma è consigliata. Il materiale presente sulla piattaforma e i testi in bibliografia saranno sufficienti per prepararsi all'esame, ma sicuramente la presenza del docente in aula è una risorsa importante al fine della comprensione degli studenti.
Il corso approfondisce, in particolare, i temi:
(1) la conoscenza di alcune grandezze fisiche di base e le loro rappresentazioni grafiche cartesiane;
(2) cos'è una misura e come si ottiene;
(3) acqua/galleggiamento;
(4) movimento;
(5) esplorazioni di forze (come l'attrito, le forze elettriche e quelle magnetiche);
(6) la materia, i suoi costituenti, cenni di radioattività;
(7) luce, ombre e colore.
Nell'ultima parte del corso si fa riferimento alla ricerca in didattica della fisica e alle metodologie più consolidate (come per esempio Inquiry Based Scientific Education, 5E learning cycle, Problem Based Learning).
Verranno trattati anche argomenti multidisciplinari (ad esempio arte e fisica, energia/sostenibilità e fisica) e verranno esplicitamente introdotti alcuni obiettivi dell'Agenda 2030 dell'ONU (in particolare gli Obiettivi 4 e 5, con approfondimenti come i discorsi all'ONU di alcune ambasciatrici e brevi video su scienziate famose).
Il corso viene erogato in lingua italiana.
Obiettivi
L’obiettivo principale del corso di Fisica e Didattica della Fisica è dotare le/i future/i maestre/i di conoscenze e competenze che permettano loro di introdurre lo studio della fisica nella scuola di base, in un modo adeguato e rispettoso nei confronti dei bambini.
Il corso approfondisce, in particolare, i temi: le forze (attrito, peso, elettriche e magnetiche), luce, ombre e colore, movimento, acqua/galleggiamento e astronomia di base. Per ciascun tema, si propongono una riflessione sui contenuti fondamentali e percorsi di apprendimento volti a costruire conoscenze fisiche di base e modi di esplorare il mondo naturale propri di questa disciplina scientifica. Si propone una riflessione sistematica sulle scelte didattiche che riguardano contenuti, approcci, spazi e materiali adottati, al fine di prendere consapevolezza delle motivazioni che sottendono tali scelte.
Si richiede dunque:
- Conoscenza dei contenuti fondamentali relativi alle esperienze che i bambini di una classe dell'infanzia o primaria in relazione alle tematiche trattate; conoscenza delle procedure di misura delle grandezze (peso p, volume V, spazio s e tempo t); significato ed espressione della legge di Archimede; uso della rappresentazione grafico nel piano (V,p) per determinare il peso specifico di un materiale e trovare le condizioni di galleggiamento e della rappresentazione (s,t) per descrivere il movimento.
- Padronanza dei metodi delle scienze sperimentali, con particolare riferimento alla relazione tra osservazione (in situazioni naturali o controllate), descrizione (con diversi linguaggi), costruzione di modelli interpretativi e teorie.
- Competenze nella progettazione di attività didattiche e percorsi, finalizzati all’interpretazione di alcuni fenomeni fisici.
Come da Regolamento e da matrice di Tuning del cds il corso persegue i seguenti obiettivi formativi:
Conoscenza di concetti scientifici fondanti, selezionati in base alla loro rilevanza e accessibilità nel contesto della scuola dell'infanzia e della scuola primaria.
Conoscenza di linguaggi formalizzati e del loro utilizzo per rappresentare e costruire modelli di relazioni fra oggetti ed eventi.
Conoscenza delle strutture matematiche e uso consapevole dell'argomentazione ipotetico-deduttiva.
Conoscenza dei modi di procedere scientifici per l’osservazione, la comprensione e lo studio dei fenomeni naturali e delle loro relazioni di interdipendenza.
Conoscenze di base e comprensione di alcuni aspetti chimici, fisici e biologici nella vita di tutti i giorni
Utilizzare saperi teorici e strumenti operativi connessi alle tecniche di osservazione e di riflessione per comprendere le caratteristiche del contesto scolastico, dei soggetti e delle loro relazioni, nonché dell’agire didattico
per perseguire le seguenti capacità:
Saper comunicare e operare con significati e linguaggi formalizzati. Saper utilizzare tali linguaggi per rappresentare e costruire modelli di relazioni fra oggetti ed eventi.
Saper usare gli strumenti analitici della matematica e della fisica per la descrizione scientifica del mondo e per affrontare problemi nella vita quotidiana.
Saper applicare le pratiche scientifiche per lo studio e la comprensione dei fenomeni naturali: osservare, sperimentare, raccogliere dati, immaginare, costruire modelli interpretativi, predire, rivedere.
Saper progettare attività didattiche e percorsi mediante una visione interconnessa delle discipline scientifiche, al fine di interpretare in modo sistemico fenomeni ed eventi.
Saper riconoscere e accostarsi ai beni culturali del patrimonio in cui si vive (inteso nella più larga accezione), oltre che di patrimoni di altre civiltà, cogliendone le potenzialità educative.
Metodologie utilizzate
L'insegnamento prevede:
(1) 24 lezioni da 2 ore e 1 lezione da 1 ora, svolte in modalità prevalentemente erogativa in presenza, con momenti di modalità interattiva (Wooclap/quiz) e di lezione dialogata;
(2) 3 esercitazioni da 2 ore e un'esercitazione da 1 ora, svolte prevalentemente in modalità interattiva in presenza, con lavori di gruppo.
Per ciascun tema, si propongono una riflessione sui contenuti fondamentali e percorsi di apprendimento volti a costruire conoscenze fisiche di base e modi di esplorare il mondo naturale propri di questa disciplina scientifica. Si propone una riflessione sistematica sulle scelte didattiche che riguardano contenuti, approcci, spazi e materiali adottati, al fine di prendere consapevolezza delle motivazioni che sottendono tali scelte. L’approccio allo studio scientifico di ogni tema deve essere fenomenologico, per consentire la ricostruzione del gioco fondamentale fra esperienza, linguaggio, conoscenza rappresentativa. Si parte dall’osservazione della realtà per porsi problemi conoscitivi che devono apparire agli allievi comprensibili, interessanti e non insormontabili e posti in termini che fanno parte del loro linguaggio, vicini alla loro esperienza. A partire dall'uso di strumenti, rappresentazioni e modelli, gli studenti avranno l'opportunità di fare esperienza diretta del processo di costruzione di conoscenza. In particolare, si confronteranno, attivamente e in prima persona, con ciò che significa osservare, descrivere e interpretare un fenomeno naturale.
Si farà uso di didattica frontale e di didattica laboratoriale, prediligendo un approccio bottom-up, con discussione in grande e piccolo gruppo, l'uso di questionari, tecnologia e quiz interattivi, cercando di mettere sempre al centro della didattica lo/a studente/ssa.
Materiali didattici (online, offline)
La principale fonte su cui studiare è la pagina e-learning del corso. Il docente mette a disposizione materiali aggiuntivi e alternativi per supportare gli studenti non tradizionali nello studio e nella preparazione dell'esame (le lezioni del corso, file pdf, le registrazione integrali delle lezioni in presenza; registrazione di lezioni asincrone; slide integrative; materiale di approfondimento, come articoli di riviste, bibliografia e sitografia)
Programma e bibliografia
Per il programma vedi "obiettivi".
Per gli studenti Erasmus verrà concordato un programma ridotto.
Per la bibliografia: La principale fonte su cui studiare è la pagina e-learning del corso, sulla quale verranno caricate le lezioni, gli appunti, i video e i materiali di approfondimento.
Oltre al materiale presente su elearning, vengono consigliati:
“Metodi e strumenti per l'insegnamento e l'apprendimento della Fisica” M.Gagliardi, E. Giordano (a cura di), Edises ed, Napoli.
“Guardare per sistemi, guardare per variabili” di M. Arcà e P. Guidoni (nella sezione materiali). In particolare, i capitoli 1 e 3 per la parte generale e il capitolo 4 per il galleggiamento.
"Insegnare e apprendere fisica nella scuola dell’infanzia e primaria" Matteo Leone, Mondadori
Modalità d'esame
I risultati appresi dallo/a studente/ssa sono valutati attraverso una prova individuale.
Durante lo svolgimento del corso sarà proposta una prova scritta in itinere (comprensiva di test a risposte chiuse, di saggi brevi e di semplici problemi ed esercizi) e di una prova orale (colloquio sulla progettazione didattica di un intervento in ambito fidico). Argomento delle prove saranno i contenuti proposti nel corso e nel laboratorio pedagogico didattico, coerentemente coi risultati attesi sopra descritti.
Per chi non svolgerà le prove in itinere saranno proposti appelli scritti (sempre con test a risposte chiuse, saggi brevi e semplici problemi ed esercizi), con un'eventuale prova orale (colloquio di discussione dello scritto e sugli argomenti svolti a lezione).
La prova orale sarà generalmente facoltativa, ma suggerita agli studenti che il docente ritiene possano meglio mostrare la comprensione di un tema poco sviluppato durante lo scritto. L'esame è volto a capire la reale comprensione degli argomenti trattati, la capacità di ragionare e di saper esprimere e giustificare le proprie affermazioni.
Per gli studenti Erasmus sarà possibile sostenre l'esame in lingua inglese.
Ulteriori informazioni sono reperibili nel regolamento del corso (disponibile su elearning).
Orario di ricevimento
Su richiesta (via email)
Durata dei programmi
I programmi valgono un anno accademico.
Cultori della materia e Tutor
Marco Testa (esercitatore e docente di laboratorio) marco.testa@unimib.it
Monica Onida (cultrice della materia, esercitatrice e docente di laboratorio) monica.onida@unimib.it
Giorgia Albani (cultrice della materia, esercitatrice) giorgia.albani@unimib.it
Maya Musa (esercitatrice) maya.musa@unimib.it
Giulia Marcucci (esercitatrice) giulia.marcucci@unimib.it
Davide Rozza (esercitatore) davide.rozza@unimib.it
Stephanie Cancelli (tutor) stephanie.cancelli@unimib.it
Sustainable Development Goals
Course title
Physics and Physics Teaching
Topics and course structure
The course is composed as follows:
49 hours of classroom lesson
7 hours of exercise (3 shifts of 2 hours one, in small groups and 1 hour all together, with the introduction to PhET interactive simulations, Colorado University, Boulder (USA)).
Class attendance (for lessons and exercises) is not mandatory, but it is recommended. The material on the platform and the texts in the bibliography will be sufficient to be prepared for the exam,but certainly participating in classroom lessons is an important resource for the understanding of the students. The course focuses on topics such as:
(1) knowledge of some basic physical quantities and Cartesian graphical representations;
(2) what a measurement is and how it is obtained;
(3) water/float;
(4) motion;
(5) explorations of forces (such as friction, electric and magnetic forces);
(6) matter, its constituents, hints at radioactivity;
(7) light, shadows and color.
In the last part of the course, reference is made to research in physics education with a focus on the most reknown methodologies (such as Inquiry Based Scientific Education, 5E learning cycle, Problem Based Learning).
Multidisciplinary topics will be described (for example art and physics, and energy/sustainibility and physics), also in relationship with some objectives of the UN Agenda 2030 (like Goals 4 and 5, with speeches to the UN by some ambassadors, and short videos on famous female scientists).
The course language is Italian
Objectives
The main objective of the course is to equip the future teachers with skills that will enable them to introduce physics at the primary school in an adequate and respectful way to children.
The course explores, in particular, the topics: forces (friction, weight, electrical and magnetic), light, shadows and color, motion, water/float, and basic astronomy. For each topic, we propose a reflection on the fundamental contents and learning pathways designed to build basic physical knowledge and ways of exploring the natural world proper to this scientific discipline. It proposes a systematic reflection on educational choices regarding contents, approaches, spaces and materials adopted, in order to take into account the motivations underlying such choices.
It is therefore required:
- Knowledge of the basic content related to the experiences children in a preschool or primary class in relation to the topics covered; knowledge of procedures for measuring quantities (weight p, volume V, space s, and time t); meaning and expression of Archimedes' law; use of the graphical representation in the (V,p) plane to determine the specific gravity of a material and find the buoyancy conditions and the (s,t) representation to describe motion.
- Understanding the methods of experimental sciences, with particular reference to the relationship between observation (in natural or controlled situations), description (with different languages), construction of interpretative models and theories.
- Skills in the design of teaching activities and educational path aimed at the interpretation of some physical phenomena.
As per the Regulations and cds Tuning Matrix, the course pursues the following educational objectives:
Knowledge of foundational science concepts, selected on the basis of their relevance and accessibility in the preschool and elementary school context.
Knowledge of formalized languages and their use to represent and construct models of relationships between objects and events.
Knowledge of mathematical structures and conscious use of hypothetico-deductive argumentation.
Knowledge of scientific ways of proceeding for the observation, understanding and study of natural phenomena and their interdependent relationships.
Basic knowledge and understanding of some chemical, physical and biological aspects in everyday life
To use theoretical knowledge and operational tools related to the techniques of observation and reflection to understand the characteristics of the school context, subjects and their relationships, as well as teaching action
To pursue the following skills:
To know how to communicate and operate with formalized meanings and languages. Know how to use such languages to represent and construct models of relationships between objects and events.
To know how to use the analytical tools of mathematics and physics for scientific description of the world and to deal with problems in everyday life.
Know how to apply scientific practices to the study and understanding of natural phenomena: observe, experiment, collect data, imagine, build interpretive models, predict, review.
Know how to design teaching activities and pathways through an interconnected view of scientific disciplines in order to interpret phenomena and events systemically.
To know how to recognize and approach the cultural assets of the heritage in which one lives (understood in the broadest sense), as well as the heritages of other civilizations, grasping their educational potential.
Methodologies
The teaching involves:
(1) 24 lectures of 2 hours and 1 lecture of 1 hour, conducted in mainly in-presence delivered didactics, with moments of interactive teaching (Wooclap/quiz) and dialogic lecture;
(2) 3 2-hour and 1 1-hour tutorial, conducted mainly in interactive in-presence mode, with group work.
For each topic, we propose a reflection on the fundamental contents and learning paths aimed at building basic physical knowledge and ways of exploring the natural world of this scientific discipline. A systematic reflection is proposed on the didactic choices concerning contents, approaches, spaces and materials adopted, in order to become aware of the motivations underlying these choices. The approach to the scientific study of each theme will be phenomenological, to allow the reconstruction of the fundamental game between experience, language, representative knowledge. We start from observing reality to ask ourselves cognitive problems that must appear to students understandable, interesting and not insurmountable and placed in terms that are part of their language, close to their experience. Starting from the use of tools, representations and models, students will have the opportunity to experience the knowledge building process directly. In particular, they will confront themselves, actively and personally, with what it means to observe, describe and interpret a natural phenomenon.
Teaching will be both traditional (face-to-face and laboratory, with a bottom-up approach, large and small group discussions, interactive questionnaires and quizzes, always trying to put the student at the centre of teaching.
Online and offline teaching materials
The main source on which to study is the course e-learning page. The instructor provides additional and alternative materials to support nontraditional students in studying and preparing for the exam (the course lectures, pdf files, full recordings of in-person lectures; recordings of asynchronous lectures; supplementary slides; and background materials such as journal articles, bibliography, and sitography)
Programme and references
For the program see "objectives".
For Erasmus students, a reduced programme can be defined.
For the references: The main source on which to study is the e-learning page of the course, on which lessons, notes, videos, in-depth materials, and everything the student needs to study will be uploaded.
In addition to the material on the elearning page, the following texts are suggested:
“Metodi e strumenti per l'insegnamento e l'apprendimento della Fisica” M.Gagliardi, E. Giordano (a cura di), Edises ed, Napoli.
“Guardare per sistemi, guardare per variabili” di M. Arcà e P. Guidoni (nella sezione materiali). In particolare, i capitoli 1 e 3 per la parte generale e il capitolo 4 per il galleggiamento.
"Insegnare e apprendere fisica nella scuola dell’infanzia e primaria" Matteo Leone, Mondadori
Assessment methods
The student's learning outcomes are assessed through an individual test.
During the course, one partial written test will be proposed (comprising closed-ended tests, short essays and simple problems and exercises) and an oral test (interview to discuss a didactic intervention). The subject of the test will be the content proposed in the course and in the pedagogical teaching laboratory, in line with the expected results described above.
For those who do not take the in itinere tests, written examinations will be proposed (always with closed-response tests, short essays and simple problems and exercises), with a possible oral test (discussion of the written paper and of the topics covered in the lecture).
The oral examination will generally be optional, but suggested to students who the lecturer feels can best demonstrate understanding of a topic that was not developed during the written examination. The examination is aimed at understanding the real comprehension of the topics covered, the ability to reason and to be able to express and justify one's statements.
Erasmus students can take the exam in English.
Further info are available in the italian pages and in the regulation of the course (available in the elearning webpages).
Office hours
By appointment (via email).
Programme validity
The programs last one academic year.
Course tutors and assistants
Marco Testa: marco.testa@unimib.it
Monica Onida: monica.onida@unimib.it
Giorgia Albani: giorgia.albani@unimib.it
Maya Musa: maya.musa@unimib.it
Giulia Marcucci: giulia.marcucci@unimib.it
Davide Rozza: davide.rozza@unimib.it
Stephanie Cancelli: stephanie.cancelli@unimib.it
