Alcune considerazioni ed una proposta.
Raffaele G. Agostino
INFM - UdR Calabria
DeltaE srl
Queste note sono scritte sulla base della discussione avuta con diversi colleghi e grazie all'esperienza maturata con il lavoro svolto da alcuni anni accanto ai professori e agli studenti delle scuole di ogni ordine e grado, nonché al contatto con gli studenti del primo anno di Scienze ed Ingegneria.
In tutti i livelli di istruzione pre-universitaria, la Fisica è usualmente presentata come un susseguirsi di nozioni, leggi e formalismi. Questo è il risultato di un approccio astratto adottato da molti professori (spesso non laureati in fisica), nello svolgere le proprie lezioni. Insegnare Fisica si riduce così all'enumerazione di una serie di fenomeni e delle leggi che ad essi sottendono, fornendo il quadro di una classificazione 'botanica' degli stessi con risultati poco attraenti.
La Fisica resta un'astrazione grazie anche a laboratori didattici inesistenti o fatiscenti o, ancora, obsoleti ed alla scarsa motivazione dei professori e dei tecnici di laboratorio all'aggiornamento ed alla piena operatività degli stessi. Pochissimi sono gli insegnanti che portano pezzi di realtà esterna in classe (o la classe nella realtà esterna) per scoprire i fenomeni, smontarli, analizzarli e ricomporli dopo averne compreso i meccanismi.
Ad aggravare la situazione, vi è il fatto che il mercato della strumentazione per la didattica delle scienze offre kit-esperimento chiusi, sovente costruiti intorno all'obiettivo di verificare (validare) una legge. Non si mette in azione, quindi, la forza attrattiva procurata dalla meraviglia dell'inatteso e/o dal cambiamento di prospettiva imposto dalla necessità di una nuova spiegazione e si lascia pochissimo spazio alla scoperta ed alla falsificazione ovvero ai motori fondamentali dello sviluppo scientifico. Si intuisce facilmente quali siano i riflessi sull'appeal della Fisica.
? opinione diffusa che un fisico ha come uniche prospettive l'insegnamento e la ricerca universitaria. Gli studenti di fisica sono preparati ad essere dei buoni ricercatori e spesso si tralascia colpevolmente che solo pochissimi di loro potranno avere un futuro in tale direzione. Quale padre coscienzioso indica al proprio figlio un percorso difficile, fatto per molti anni di precariato mal retribuito verso un'occupazione poco definita? Si pone quindi la questione di quale sia la visibilità del ruolo dei fisici nella società al di fuori della scuola e dell'accademia.
Esistono le competenze interne ed esterne all'istituto per affrontare la realizzazione di un prodotto didattico o divulgativo di buona qualità e bisogna avere il giusto equilibrio nell'usarle. Un fisico deve imparare a dialogare con il regista, con il grafico, con l'esperto in multimedia e con l'esperto in gestione della rete e non deve arrogarsi il compito di far tutto. Pensare di riconvertire un laureato in fisica (già sono pochi!) in un tecnologo dedito alla produzione multimediale è un'indebita forzatura.
b)Learning by doing
Una rivoluzione nell'insegnamento della Fisica (ed in maniera commisurata delle altre scienze) è necessaria e non può fermarsi ad un adeguamento dei mezzi. ?' indispensabile un ripensamento di metodi e strumenti. Bisogna fare uno sforzo per adeguare i contenuti dell'insegnamento all'esperienza quotidiana inventando i supporti che permettano di mostrare la Fisica dentro la vita di ognuno.
Occorre, inoltre, limitare l'approccio individuale all'acquisizione della conoscenza. Un iper-media, pur utile, è spesso uno strumento di isolamento, mentre l'attività di gruppo tende a far lievitare la conoscenza collettiva per trasmissione diretta, da pari a pari.. Quindi, pur essendo consapevole della necessità di un adeguamento dei mezzi d'insegnamento con largo uso delle nuove tecnologie per la comunicazione, vorrei mettere in risalto la contraddizione concettuale che nasce nell'uso esclusivo di mezzi virtuali per l'insegnamento ed in particolare dei 'laboratori virtuali'.
L'esperienza dell'interazione fra lo studente e il fenomeno da osservare ha bisogno del contatto reale in cui i sensi ed il pensiero (manipolazione, osservazione e comprensione) sono pienamente coinvolti. Lo studente può quindi utilizzare a pieno le capacità di intuito e d'analisi per gestire la sua personale via all'apprendimento. In altre parole, la fisica virtuale può diventare una brutta copia di quella reale, se rimane fine a se stessa.
Ritengo perciò importanti e, soprattutto, strettamente collegati ad un adeguamento dei mezzi di insegnamento, i seguenti strumenti didattici:
giochi
kit-esperimento modulari e flessibili
dimostratori per esperimenti in classe
supporti distribuiti per l'osservazione dell'ambiente
legami diretti con le università e gli istituti di ricerca (stages, attività congiunta di laboratorio e uso della rete).
La scelta di perseguire la strada della produzione di un'opera multimediale ha sicuramente molti aspetti positivi per l'INFM.
Indubbiamente l'impegno richiesto troverebbe basi solide nel lavoro già svolto da afferenti al nostro Istituto e da società ad esso collegate (notevolmente il gruppo di Fieschi e da INFMedia). Sarebbe naturale un coinvolgimento degli stessi nel lavoro che le Unità INFM del sud intendono svolgere.
Un'opera di questo tipo rappresenterebbe, per sua natura, un cantiere sempre aperto e un impegno di lungo termine per l'Istituto stesso. Esso si potrebbe arricchire dei contributi provenienti da settori contigui a quello di riferimento per l'INFM come, per esempio, la biofisica, l'elettronica applicata, la geofisica, la sensoristica, la diagnostica medica. Ritengo comunque che, per completezza della visione della Fisica attuale, si dovrebbe far ricorso a fondamentali contributi extra-INFM (INFN, ENEA, CNR, ?).
Pur valutando come positiva ed importante la possibilità di sistematizzare e riunire in un corpus unico le conoscenze e le esperienze accumulate nell'Istituto, vorrei ribadire come questo non sia l'arma più appropriata per combattere la disaffezione dei ragazzi allo studio delle scienze e della Fisica in primo luogo.
A mio avviso bisogna anche puntare su altri aspetti ed, in particolare, riportare la fisica nella vita quotidiana e rivitalizzare lo studio della fisica attraverso l'approccio alla scoperta.
La vita di tutti i giorni è fonte di numerosi fenomeni da scoprire e capire. Vi è quindi la possibilità di guidare i ragazzi attraverso una serie di osservazioni sul loro ambiente anche portando parti di esso in classe. Un kit-esperimento che riproduce un fenomeno è il precursore del modello necessario per il suo studio e può rappresentare lo strumento base per dimostrare le similitudini con altri fenomeni e fornire prova dell'universalità delle leggi che ne descrivono il funzionamento. Anche i limiti di una teoria o di un modello possono essere dimostrati rimarcando l'importanza della continua ricerca di migliori descrizioni. L'attenzione alla creazione di strumenti con la dovuta modularità permetterebbe, di rimando, una migliore conoscenza dei fenomeni di base che regolano il funzionamento degli stessi.
Lo sforzo per produrre materiale di tale fattura presenta importanti aspetti di innovatività e impegno scientifico. Se si desidera superare i limiti imposti dalla produzione attuale di materiale e strumenti didattici e produrre strumenti più vicini alla vita quotidiana, c'è necessità di tutta l'esperienza e la capacità dei ricercatori afferenti al nostro Istituto.
Un impegno in tal senso è già stato portato avanti dall'INFM e segnatamente dal gruppo di Divulgazione Scientifica con le mostre della serie 'Imparagiocando' e con numerosi altri impegni. ? del tutto superfluo rimarcare i successi continui che hanno caratterizzato tali iniziative in cui il coinvolgimento di pubblico 'non obbligato' è stato notevole. Si deve quindi sfruttare al meglio il lavoro già svolto e ricavare dall'esperienza uno standard per la sua diffusione capillare.
Un progetto di questo tipo rappresenterebbe un impegno continuo ed a lungo termine per l'INFM ed avrebbe bisogno di una stretta interazione con le strutture didattiche, con le istituzioni e con le associazioni.
La presente proposta vuole essere un tentativo di riunificate le varie proposte pervenute dalle diverse sedi INFM del sud (Colavita, Costabile, Ginatempo, Pegna, Umeton) con l'obiettivo di fornirle un carattere nazionale e 'di Istituto'.
Costi, tempi e personale coinvolto dovranno essere stabiliti dopo un'attenta valutazione di tutti gli aspetti coinvolti.
Il progetto deve comunque avere durata di almeno quattro anni. Se ritenuto opportuno si può aumentare il numero degli argomenti trattati aumentando la durata del progetto.
Le sedi INFM coinvolte nella realizzazione del corso sono quelle del sud (destinatarie dell'intervento PON-POR). Il legame con il gruppo Divulgazione Scientifica deve essere fondamentale e vanno cercati gli strumenti finanziari per la messa in opera dello stesso.
Laddove si ritenga necessario, si farà ricorso agli spin-off INFM (INFMedia, DeltaE, Calctec ed altri eventuali) ed a società esterne (Spin srl ed altre) già citate nelle proposte già presentate.
Il progetto vuole realizzare un PROTOTIPO di corso integrato su argomenti base della Fisica Moderna, con importanti implicazioni nella vita tecnica e scientifica. Si vuole limitare il numero di argomenti da svolgere a vantaggio dell'approfondimento del carattere multi-funzionale del corso stesso. Il lavoro svolto vuole rappresentare la base per stabilire uno standard di corso integrato sul quale sviluppare gli altri argomenti.
Il corso è costituito da diverse sezioni:
Multimedia e rete. Si intende realizzare un corso multimediale di Fisica Moderna di base a livello di Scuola Superiore. Il format di tale corso dovrebbe essere quello di un ipertesto multimediale (ipermedia) costituito da lezioni corredate con illustrazioni, animazioni, brevi filmati digitali con hyperlinks, etc., da rendere disponibile alle scuole, via rete e/o sotto forma di CD-rom. Il progetto può prevedere il coinvolgimento di alcune scuole per la sperimentazione di didattica di argomenti specifici con forme di interazione a distanza.
Strumenti didattici. In un gioco di continuo rimando con gli argomenti sviluppati nel supporto multimediale, realizzare una serie di strumenti che mettano in evidenza i limiti della descrizione classica e i fenomeni fondamentali e/o paradossali della meccanica quantistica. Una sezione dovrebbe quindi essere dedicata ai limiti della descrizione quantistica. Gli strumenti rappresentano parte essenziale del corso e sono rivolti a studenti della scuola secondaria superiore e/o dei primi anni dell'università.
Museo storico ed interattivo. Creazione di copie fedeli, o "plausibili", e funzionanti di quegli apparecchi e strumenti storici che sono importanti per la comprensione dei fenomeni base della Fisica Moderna. Gli strumenti devono essere disponibili per l'uso da parte del pubblico. Copie di opportuna dimensione, ergonomicità e semplicità degli strumenti didattici sviluppati nella sezione precedente rappresentano un completamento della sezione storica per la costituzione di una mostra (stabile e/o itinerante) a tema. Il materiale illustrativo e divulgativo della mostra può essere sviluppato a partire dal corso multimediale sopra descritto.
Si può prevedere una sezione che sviluppi gli argomenti di Fisica Classica necessari ad una migliore comprensione delle innovazioni introdotte e del quadro di riferimento di partenza.