Introduzione storica. Discussione sulle metodologie didattiche e sui problemi della formazione iniziale degli insegnanti. Elementi di teoria degli errori. Esperimenti didattici di fisica classica e di fisica moderna.
John R. Taylor, Introduzione all'analisi degli errori, seconda edizione, Zanichelli, Bologna.
Brevi dispense sugli esperimenti proposti saranno consegnate durante il corso.
Obiettivi Formativi
Portare lo studente di fisica a riflettere sulla didattica della disciplina nella scuola superiore, valutando quali sono i metodi e i contenuti essenziali da trasmettere.
Prerequisiti
Conoscenze di meccanica, termologia, ottica, elettromagnetismo, fisica moderna a livello di corso introduttivo universitario. Conoscenza di base dei metodi di misura tipici di un laboratorio di fisica.
Metodi Didattici
Lezioni frontali, esperimenti svolti dal docente e, quando possibile, dagli studenti (6 CFU = 48 h).
Altre Informazioni
Ricevimento studenti: su appuntamento concordato con il docente.
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale sui contenuti del corso, con domande estratte a sorte da un elenco predefinito. Sarà valutata la capacità dello studente di riflettere sulle ricadute didattiche degli esperimenti proposti.
Programma del corso
1) Introduzione storica sulla fisica di Galilei: moto di caduta libera, piano inclinato, galleggiamento, fattori di scala, cannocchiale. Utilizzo nella didattica di esperimenti galileiani. Indicazioni nazionali per la scuola secondaria di II grado. Insegnamento disciplinare e aspetti pedagogici. La formazione iniziale degli insegnanti di fisica.
2) Le incertezze di misura: errori sistematici e casuali, stime a priori e a posteriori. La distribuzione normale.
3) Il laboratorio di fisica nella scuola secondaria, con esperimenti dimostrativi:
- Meccanica: il piano inclinato (verifica del moto uniformemente accelerato), il pendolo (misura dell’accelerazione di gravità).
- Onde: battimenti acustici, misura della velocità del suono.
- Fluidi: verifica della legge di Boyle-Mariotte, misura della tensione superficiale dell’acqua, verifica della legge di Stokes, bilancia di Mohr.
- Ottica: misura dell’indice di rifrazione di un vetro, misura della distanza focale di una lente convergente, misura della velocità della luce.
- Termologia: equivalente meccanico della caloria.
- Elettromagnetismo: circuiti in corrente continua e alternata, circuiti risonanti, la radio, il diodo.
- Fisica atomica e meccanica quantistica: misura della carica dell’elettrone (esperimento di Millikan), misura del rapporto carica/massa dell’elettrone (esperimento di Thomson) e misura della costante di Planck (mediante l’effetto fotoelettrico).