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FARE LABoratorio GUIDA ALLA DIDATTICA ESPERIENZIALE https://farelaboratorio.accademiadellescienze.it FARE LABoratorio GUIDA ALLA DIDATTICA ESPERIENZIALE Volume realizzato con il finanziamento della Direzione Generale per gli ordinamenti scolastici, per la valutazione e l’internazionalizzazione del sistema nazionale di istruzione del Ministero dell’Istruzione. Il volume è stato curato dal Comitato Tecnico Scientifico del progetto LS-OSA, composto da: Dirigente Anna Brancaccio, dott.ssa Elena Borgi, prof. Alberto Conte, Dirigente Antonio de Pantz, Dirigente Tecnico Massimo Esposito, dott.ssa Chiara Mancinelli, prof. Carlo Meneghini, prof. Settimio Mobilio. Le schede del volume e la revisione degli esperimenti sono state affidate per la Fisica a: dott.ssa Ilaria De Angelis, prof. Carlo Meneghini, prof. Settimio Mobilio, dott.ssa Adriana Postiglione, prof. Danilo Riglioni e prof. Marco Valli; per la Chimica a: prof.ssa Daniela Tofani; per le Scienze della Terra a: prof.ssa Francesca Cifelli; per la Biologia a: prof. Riccardo Angelini e dott. Roberto Mattioli. Redazione Elena Borgi, Chiara Mancinelli Progetto grafico e impaginazione Cristina Costamagna Proprietà letteraria riservata. Accademia delle Scienze di Torino via Accademia delle Scienze, 6 via Maria Vittoria, 3 10123 Torino 011 562 0047 [email protected] www.accademiadellescienze.it Pubblicazione gratuita @maggio 2021 ISBN 978-88-99471-29-3 presentazione La decisione di trasformare in un’opera cartacea il contenuto della piattaforma “Fare Laboratorio” è stata presa per poter fermare, come in una istantanea, un processo dinamico di progettazione e di realizzazione di un repository altamente qualificato di esperimenti suggeriti e redatti dai vari docenti impegnati nel progetto nazionale LS-OSA, promosso da questa Di- rezione Generale dal 2013. Le rilevazioni PISA-OCSE 2018 hanno visto impegnati in Italia 11.785 alunni (48% femmine e 52% maschi), rappresentativi di una popolazione di circa 521.000 allievi quindicenni su tutto il territorio nazionale. Gli studenti italiani hanno ottenuto un punteggio pari a 476 nella lettura delle Scienze, inferiore alla media OCSE (487), collocando l’Italia tra il 23° e il 29° posto tra i Paesi OCSE. Si tratta di un risultato indubbiamente in ascesa rispetto alle rilevazioni precedenti, ma occorre fare di più. Riteniamo che il Problem based Learning sia una metodologia efficace da utilizzare in discipline quali Fisica e Scienze, nella convinzione che un inse- gnamento/apprendimento tradizionale delle Scienze non stimoli la curiosità degli studenti rispetto agli eventi naturali e a tutto ciò che concerne la feno- menologia osservata nella realtà. Le applicazioni pratiche e l’uso di contesti reali possono rappresentare lo starting point per lo sviluppo dell’idea scien- tifica degli studenti. Gli esperimenti raccolti appartengono alla categoria cosiddetta “laboratorio povero”, che può essere svolto anche nella stessa aula, oltre che in un laboratorio attrezzato e in vari contesti scolastici. Il libro, distribuito gratuitamente nelle scuole secondarie di secondo grado con insegnamenti di Fisica e Scienze nel proprio curriculum, raccoglie gli esperimenti validati dal Dipartimento di Scienze dell’Università Roma Tre di Roma e dall’Accademia delle Scienze di Torino, che ne ha curato anche la pubblicazione. Il volume rappresenta un manuale di facile utilizzo per tutti gli insegnanti delle discipline di Fisica e di Scienze che vogliano iniziare, o proseguire, un percorso di innovazione didattica, al fine di migliorare l’apprendimento degli studenti in questo settore disciplinare. VI Ringraziamo i partner del progetto nazionale LS-OSA — il Dipartimento di Scienze dell’Università Roma Tre, l’Accademia delle Scienze di Torino e il Liceo Scientifico G. Galilei di Verona — per la realizzazione di questo libro, sintesi di tutte le attività svolte in questi anni e finalizzato a promuovere nella scuola secondaria di secondo grado il metodo scientifico nello studio delle discipline di Fisica e di Scienze. Dott.ssa Maria Assunta Palermo Direttore della Direzione Generale per gli ordinamenti scolastici, per la valutazione e l’internazionalizzazione del sistema nazionale di istruzione introduzione / Settimio Mobilio Questo volume raccoglie gli esperimenti della piattaforma “Fare laboratorio” del progetto LS-OSA. Il progetto è nato su iniziativa della Direzione Generale per gli ordinamenti scolastici, per la valutazione e l’internazionalizzazione del sistema nazionale di istruzione del Ministero dell’Istruzione per accompagnare l’applicazione delle Indicazioni Nazionali nelle scuole superiori di secondo grado e per promuovere e sviluppare la didattica laboratoriale nelle scuole secondarie di secondo grado, che da un lato non hanno consuetudine con l’uso del laboratorio e dall’altro mancano quasi del tutto di infrastrutture laboratoriali. L’idea che il progetto ha sviluppato in questi anni è di un laboratorio che oltre a essere un luogo fisico dove svolgere esperimenti sia un’abitudine a osservare i fenomeni quotidiani evidenzian- done gli aspetti rilevanti, collegandoli in relazioni causali e traducendole poi in relazioni quantitative di tipo matematico, attraverso le operazioni di mi- sura e di analisi dei dati. Con questa idea di fondo, il progetto ha sviluppato principalmente attività di laboratorio povero, di un laboratorio cioè che non necessita di infrastrutture e strumentazione avanzata, ma utilizza materiali di uso quotidiano, facilmente reperibili. Per raggiungere questi obiettivi è stata realizzata la piattaforma “Fare laboratorio”; la piattaforma raccoglie circa 250 esperimenti di Fisica e di Scienze, in gran parte proposti da docenti delle scuole superiori, che hanno messo così a disposizione dei colleghi l’esperienza maturata negli anni nelle proprie classi. Gli esperimenti sono tutti già stati realizzati in classe e quindi sono certamente di livello adeguato alle scuole superiori. Ogni esperimento, prima della pubblicazione sulla piattaforma, è stato oggetto di un’attenta revisione critica da parte di esperti, come è d’uso per le pubblicazioni in ambito scientifico; questo processo di revisione assicura che tutti gli esperimenti pubblicati rispondano a standard qualitativi di livello elevato. Gli argomenti trattati coprono gran parte di quelli previsti dalle Indicazioni Nazionali per la Fisica e per le Scienze e consentono ai docenti un’ampia scelta di quali argomenti affrontare in laboratorio e di come e quando affrontarli. Alcuni degli esperimenti di laboratorio povero di Fisica e di Scienze della VIII piattaforma sono stati portati nelle scuole da docenti dell’Università Roma Tre e di Torino nell’azione del progetto denominata “Laboratori itineranti”. In questo modo gli insegnanti hanno potuto familiarizzare con gli esperimenti, verificarne l’efficacia didattica e la semplicità di realizzazione. Negli incontri, uno per regione, un’ottantina di insegnanti si sono riuniti in una scuola opportunamente scelta. L’idea è stata quella di lanciare un seme, for- mando alcuni insegnanti nell’idea che essi avrebbero trasmesso ai colleghi quanto appreso nell’incontro, organizzando eventi simili a livello territoriale. Nel volume gli esperimenti della piattaforma sono descritti in schede sinte- tiche che introducono l’esperimento e ne descrivono le attività e gli obiettivi, in modo che il docente possa immediatamente valutare la valenza dell’esperimento ai fini dei propri obiettivi didattici. In caso positivo potrà accedere alla versione completa dell’esperimento presente in piattaforma utilizzando un codice QR. Le schede riportano anche altre informazioni utili per una valutazione dell’attività, quali la tipologia di laboratorio, i materiali necessari per la realizzazione degli esperimenti, alcune parole chiave che formano la base per i vari indici, il tempo necessario per eseguire l’esperimento, l’annualità per cui esso è consigliato. Sono indicate anche eventuali altre materie o discipline coinvolte nell’esperimento, per evidenziare quegli esperimenti interdisciplinari, che richiedono il coinvolgimento di colleghi insegnanti di altre materie. Il volume è diviso in due parti, Fisica e Scienze; i 124 esperimenti di Fisica sono presentati in un ordine che segue quello delle Indicazioni Nazionali, prima gli esperimenti sul metodo sperimentale e sull’analisi dei dati e degli errori, poi quelli di cinematica, dinamica del punto e così via. Gli esperimenti di Scienze, in totale 110, sono divisi in esperimenti di Chimica, Scienze della Terra e Biologia; anche qui l’ordine interno di ciascuna disciplina segue quello delle Indicazioni Nazionali. Gli esperimenti del volume sono tutti consultabili sul sito dell’Accademia delle Scienze di Torino, dove sono presenti anche alcuni documenti aggiun- tivi che trattano la problematica degli errori sperimentali e quella della analisi dei dati, in modo che entrambi gli argomenti vengano affrontati in modo uniforme e rigoroso nelle scuole. Altri materiali di approfondimento e nuo- vi esperimenti che nel futuro dovessero arricchire la piattaforma, saranno consultabili sullo stesso link. La pubblicazione di questo volume ha richiesto un lavoro lungo e accurato di molte persone, gli estensori degli esperimenti, i revisori, gli estensori delle schede e i redattori, che hanno valutato, modificato e ordinato la materia in un ordine logico, consequenziale, facilmente fruibile, graficamente elegante e accattivante. Tutti hanno dato il proprio contributo nella convinzione che questo volume rappresenti un aiuto importante fornito alle scuole per rea- lizzare una didattica laboratoriale efficace e di qualità.