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Fondamenti e didattica della fisica (Savigliano)

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Physics and Physics Education

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
-
Docente
Matteo Leone (Titolare del corso)
Corso integrato
Corso di studi
Laurea in Scienze della Formazione Primaria - N. O. (D.M. 249/2010)
Anno
2° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
-
SSD dell'attività didattica
FIS/08 - didattica e storia della fisica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

 

Obiettivi specifici dell’insegnamento, funzionali all’acquisizione degli obiettivi formativi specifici dell’ambito disciplinare matematico-scientifico all’interno dell’area caratterizzante “i saperi della scuola” del corso di laurea magistrale a ciclo unico LM-85 bis - Scienze della formazione primaria (rif. SUA 2014, quadro A4.a), sono:

-  acquisizione di concetti scientifici fondanti, selezionati in base alla loro rilevanza e accessibilità nel contesto della scuola dell'infanzia e primaria, con particolare riferimento alle scienze fisiche;

- acquisizione di conoscenze e competenze didattiche relative alle scienze fisiche, e più in generale alle scienze naturali, attraverso l’individuazione dei concetti scientifici di base e delle loro connessioni, la riflessione sugli ostacoli cognitivi e le idee spontanee del bambino, e l’elaborazione di possibili attività e percorsi didattici atti a favorire la diagnosi di tali idee e la costruzione di nuove rappresentazioni mentali, anche facendo riferimento alla storia della fisica come possibile strumento per individuare, ed eventualmente superare, le difficoltà concettuali dei bambini nell’apprendimento delle scienze;

- acquisizione della capacità di realizzare attività laboratoriali e riflessioni didattiche in ambito fisico attraverso la presentazione di percorsi caratterizzati dall’incentivazione dell’osservazione e della sperimentazione diretta, dalla riscoperta dei materiali poveri e di recupero come parte integrante del laboratorio per i piccoli, e dal costante riferimento a fenomeni, azioni e oggetti della vita quotidiana.

 

The specific objectives of the module are aimed at making the students achieve the educational goals of the mathematics and science field within the disciplinary area of the Master degree in Primary Education - LM-85a (ref. USA 2014, A4.a section). The specific objectives of the module are as follows:

- understanding of basic scientific concepts, selected according to their relevance and accessibility in the context of the infant and primary school, with particular reference to the physical sciences;

- understanding of curriculum content and teaching skills about physical sciences, and more generally about natural sciences, through educational work focused on: identifying basic scientific concepts and their inter-relationships; studying cognitive obstacles and spontaneous ideas of the children; planning educational activities to encourage the detection of children’ spontaneous ideas and the construction of new mental representations, also by the history of physics as a possible means to identify, and possibly overcome, the conceptual difficulties faced by children in learning science;

- acquisition of the ability to perform hands-on activities and educational analyses in the physics field through the development of educational environments to encourage the direct observation and experimentation, the use of everyday materials in the design of laboratory activities, and the reference to phenomena, actions and objects of everyday life.

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Risultati dell'apprendimento attesi

 

Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare di:

a) possedere fondamenti teorici e linguaggio disciplinare delle scienze fisiche, nonché le relative conoscenze didattiche, con particolare riferimento agli obiettivi di apprendimento nella scuola dell’infanzia e nel primo ciclo di istruzione;

b) saper progettare percorsi di apprendimento e saper organizzare e realizzare interventi didattici coerenti con le competenze da perseguire nell’ambito delle scienze fisiche; lo studente dovrà altresì saper valutare e utilizzare gli esiti di studi empirici al fine di anticipare le pre-conoscenze dei bambini e favorire la costruzione di nuove rappresentazioni mentali;

c) essere in grado di valutare autonomamente e criticamente le conoscenze e le competenze dei bambini attraverso la progettazione e la realizzazione di interventi didattici che comportino la costruzione e l’utilizzo di semplici apparati strumentali realizzati con materiali poveri;

d) saper comunicare informazioni relative alla progettazione e realizzazione di percorsi di apprendimento attraverso la stesura di relazioni di laboratorio ed, eventualmente, l’utilizzo di diversi canali e codici comunicativi, quali video tutorial su semplici esperimenti di fisica;

e) saper mettere in atto strategie di apprendimento significativo e capacità di reperire fonti attraverso la progettazione e realizzazione di semplici esperimenti a finalità didattica aventi caratteristiche di originalità, ovvero non trattati nel manuale consigliato.

 

At the end of the module the student is expected to:

a) possess a basic understanding of both content knowledge, the theoretical and disciplinary language of the physical sciences, and the relevant pedagogical knowledge, with particular reference to the learning goals in infant and primary school;

b) know how to design learning environments and how to organize and implement educational interventions consistent with the skills to be pursued in the physical education field; students are also expected to know how to use the results of empirical studies in order to anticipate the spontaneous ideas of children and to foster the construction of new mental representations;

c) be able to critically assess, unassisted, the knowledge and skills of children through the design and implementation of educational activities involving the construction and the use of simple instrumental devices made out of everyday materials;

d) be able to communicate information concerning the design and construction of learning environments through the drafting of laboratory reports and, possibly, the use of different channels and communicative codes, such as video tutorials on simple physics experiments;

e) know how to implement learning strategies of meaningful learning and how to find relevant sources of information through the design and implementation of simple physics experiments having characters of originality, i.e. not covered by the textbook.

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Modalità di insegnamento

 

L’insegnamento consisterà in lezioni frontali in aula, per un ammontare complessivo di 56 ore, e in attività di laboratorio per un ammontare di 16 ore (a cui si aggiungono 9 ore destinate all’elaborazione personale dei contenuti trattati nel laboratorio). 

La frequenza delle lezioni frontali è facoltativa ma caldamente consigliata.

La frequenza del laboratorio è obbligatoria, secondo quanto stabilito dal Regolamento delle attività di laboratorio del corso di laurea.

Sia nelle lezioni frontali, sia nel laboratorio, sarà richiesto allo studente di progettare unità didattiche ed esperimenti con materiali poveri, realizzabili in classe, finalizzati ad aiutare i bambini a costruire conoscenze e leggi fisiche e a verificarne la coerenza con i fenomeni osservati.

Durante il modulo saranno inoltre organizzate 2 esercitazioni scritte sui temi trattati, da 2 ore ciascuna (per un totale di 4 ore), di cui verrà data notizia tramite avviso del docente.

 

The module will consist of classroom lectures (56 hours) and laboratory (hands-on) activities (16 hours plus 9 hours of homework about the laboratory activities).

Attendance of lectures is optional but highly recommended.

The frequency of the laboratory is compulsory, as outlined by the Rules of the laboratory activities of the degree program.

During both the lectures and the laboratory the student will be required to design teaching units and experiments with simple materials, easily available in class, aimed to help children constructing knowledge, discovering physical laws and checking their consistency with the observed phenomena.

Two 2-hours exercise sessions (for a total of 4 hours) on the topics covered will be also offered by the instructor during the module. Schedules and contents will be notified as a notice on the website.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

 

L’esame comprende una prova scritta e una prova orale.

La prova scritta, valutata in trentesimi, fino a un massimo di 30/30, è costituita da domande e problemi aperti. Tale prova è volta a verificare l’acquisizione dei contenuti disciplinari e dei relativi aspetti didattici affrontati nell’insegnamento e nel laboratorio. La validità della prova scritta è di un anno.

La prova scritta può essere sostituita, a discrezione del docente, da due esoneri scritti svolti a metà e al termine delle lezioni in aula.

La prova orale, che può innalzare (o abbassare) il voto dello scritto fino a un massimo di 3 punti, salvo situazioni di particolare eccellenza od originalità, ha come scopo quello di verificare la capacità di applicare e utilizzare le conoscenze acquisite nell’insegnamento e nel laboratorio a situazioni concrete di didattica disciplinare. A tale scopo, nella prova orale è richiesta la presentazione di due “oggetti” o “esperimenti” realizzati con materiali poveri, corredati da una brevissima relazione, adatti a illustrare a livello bambino uno o più contenuti fisici affrontati nel corso, oppure adatti a diagnosticare le idee spontanee dei bambini relativamente ai medesimi contenuti fisici.

E’ inoltre facoltà dello studente quella di realizzare, attraverso la videocamera di un comune smartphone o tablet, un brevissimo video tutorial (della durata massima di un minuto) relativo alle modalità di realizzazione di uno dei due oggetti presentati. Il tutorial, la cui realizzazione è facoltativa, deve essere inoltrato al docente secondo le modalità indicate attraverso avviso sulla pagina dell’insegnamento. Il contenuto e la forma del tutorial sono valutati a discrezione del docente fino a un massimo di 2 punti aggiuntivi.

Per accedere alla prova orale occorre aver raggiunto la sufficienza nella prova scritta e occorre aver regolarmente frequentato le lezioni di laboratorio.

La valutazione ottenuta a seguito della prova scritta e di quella orale viene ponderata con la valutazione del modulo di “Fondamenti e didattica della chimica” in relazione al peso in cfu di ciascun modulo:

Voto finale = [voto di fisica × (9 cfu) + voto di chimica × (4 cfu)] / 13 cfu

 

The final exam consists of a written test and an oral test.

The written test is composed of open questions and problems and is aimed at assessing the acquisition of subject contents, and the related educational aspects, addressed in the module. The evaluation of the test is expressed as a grade out of 30/30 and its validity is one year.

The written exam can be replaced, at the discretion of the instructor, by written mid-term and end-term exams.

The oral test is intended to assess the ability to apply the knowledge and skills acquired in the classroom lectures and in the laboratory to a learning environment. For this purpose, in the oral test is required the presentation of two "objects" or "experiments" made out of everyday materials, and a brief laboratory report, suitable either to illustrate at the primary or infant school level one or more physics topics addressed during the module, or to help exploring children’s spontaneous ideas on the same physics topics. The oral test can raise (or lower) the grade of the written test to a maximum of 3 points, except situations of particular excellence or originality.

The students are also encouraged, on a voluntary basis, to produce a 1-minute video tutorial, e.g. by a smartphone or tablet camera, on the steps followed to create one of the objects presented. The tutorial must be sent to the instructor according to the guidelines that will notified in the module web page. The tutorial is evaluated up to a maximum of 2 additional points.

The oral test need can only be taken once the written test has been passed and provided that the student has regularly attended the laboratory meetings.

The final evaluation of written and oral test is averaged with the evaluation of the chemistry education module according to the number of credits of each module:

Final score = [physics score × (9 cfu) + chemistry score × (4 cfu)] / 13 cfu

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Programma

 

Durante il corso e il laboratorio saranno analizzati con particolare attenzione, sia sotto il profilo dei fondamenti della fisica, sia sotto quello della didattica della fisica e delle idee spontanee dei bambini, i seguenti temi:

- metodo sperimentale, grandezze fisiche, unità di misura; lunghezza

- superficie

- volume

- concetti di massa e peso; densità

- interazioni tra oggetti e concetto di forza

- forza ed equilibrio

- proprietà dei fluidi, statica dei fluidi, concetto di pressione

- concetto di energia e alcune sue caratteristiche

- temperatura e calore, concetto di equilibrio termico

- luce e fenomeni luminosi: proprietà della luce, ombre, teorie della visione, riflessione e rifrazione, colore

- cielo: movimenti apparenti di Sole e Luna, le stagioni, la misura del tempo e gli orologi solari

- elettricità statica (strofinio, contatto, induzione), concetti di carica elettrica e forza elettrica

- corrente elettrica e grandezze fisiche elettriche fondamentali, circuito elettrico

- magnetismo, legame tra elettricità e magnetismo, forza magnetica, campo magnetico terrestre

 

The module and the laboratory will cover fundamentals of physics and elements of physics education and children’s spontaneous ideas, on the following topics:

- experimental method, physical quantities, units of measurement; length

- area

- volume

- concepts of mass and weight, the density

- interactions between objects and the concept of force

- force and equilibrium

- properties of fluids, fluid statics, concept of pressure

- concept of energy and some of its characteristics

- temperature and heat, concept of thermal equilibrium

- light: properties of light, theories of vision, reflection and refraction, colors

- sky: apparent movements of the sun and the moon, seasons, measurements of time and sundials

- static electricity (friction, contact, induction), concepts of electric charge and electric force

- electric current and main electrical physical quantities, electric circuit

- magnetism, relationship between electricity and magnetism, magnetic force, earth magnetic field

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Testi consigliati e bibliografia

 

D. Allasia, V. Montel, G. Rinaudo, La Fisica per maestri, Edizioni libreria Cortina, Torino 2004.

Durante il corso saranno utilizzate presentazioni in powerpoint, caricate come “materiale didattico” sulla pagina dell’insegnamento, e verranno segnalati riferimenti a siti web particolarmente significativi sotto il profilo disciplinare o didattico.

 

D. Allasia, V. Montel, G. Rinaudo, La Fisica per maestri, Edizioni libreria Cortina, Torino 2004.

Resources include also PowerPoint presentations, that will be uploaded on the module webpage, and selected educational websites provided by the instructor during the lectures.

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Orario lezioni

GiorniOreAula
Lunedì12:00 - 14:00Aula 111 - piano primo Savigliano
Martedì12:00 - 14:00Aula 111 - piano primo Savigliano
Mercoledì12:00 - 14:00Aula 111 - piano primo Savigliano

Lezioni: dal 12/02/2018

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Note

Il presente insegnamento è integrato con il corso di “Fondamenti e didattica della chimica”. La valutazione finale dell’esame integrato “Fondamenti e didattica della fisica e della chimica” (SCF0517) risulta dalla media ponderata delle valutazioni dei singoli insegnamenti, pesata in base al numero di cfu.

Al fine di poter fiscalizzare in una data sessione d’esame la valutazione finale dell’esame integrato è indispensabile che lo studente, in quella sessione, risulti iscritto all’esame orale di Fondamenti e didattica della fisica.

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This module is integrated with the "Fondamenti e didattica della chimica" module. The final score of the integrated exam "Fondamenti e didattica della fisica e della chimica" (SCF0517) is calculated as the weighted average of the grades for the individual modules according to the respective number of credits.

In order to record the integrated exam score during a given exam session the student is required to apply for the oral examination of the course “Fondamenti e didattica della fisica”.

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Ultimo aggiornamento: 12/02/2018 19:59
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