PROGETTO LAUREE SCIENTIFICHEFisica

V. Picciarelli

Dipartimento Interateneo M. Merlin

Università degli Studi - Bari

Bari 27/1/2005Bari 27/1/2005

Analisi (sintetica) della situazione

•Crisi delle vocazioni scientifiche: iscritti all’università

Classe di laurea 1989 2000 Flessione

Chimica 2274 1293 43.1%

Fisica 3216 1428 55.6%

Matematica 4396 1611 63.3%

Classe di laurea 1989 2000 Flessione

Chimica 2274 1293 43.1%

Fisica 3216 1428 55.6%

Matematica 4396 1611 63.3%

• I nostri studenti di Scuola Superiore sono agli ultimi posti nelle classifiche europee relative alla preparazione di base in Fisica e Matematica

Classe di laurea 1989 2000 Flessione

Chimica 2274 1293 43.1%

Fisica 3216 1428 55.6%

Matematica 4396 1611 63.3%

ConseguenzeConseguono:

• Difficoltà a far fronte alle richieste di ricercatori e tecnici di alta qualificazione scientifica

• Impossibilità di reclutamento qualificato a livello universitario per far fronte al turn-over generazionale

• Difficoltà di reperire un numero sufficiente di docenti qualificati di materie scientifiche per l’insegnamento scolastico

• Difficoltà d’inserimento, a livello universitario, degli studenti nei CdL del settore scientifico

Obiettivi generali del Progetto NazionaleObiettivi generali:

• Incrementare il numero d’immatricolati ai CdL delle Classi 21, 25 e 32

• Incrementare il numero di laureati delle Classi 21, 25 e 32

Azioni mirate proposte

• Potenziare l’Orientamento pre-universitario

• Sintonizzare meglio la formazione dei laureati con le esigenze del mondo del lavoro

• Potenziare ed incentivare le attività di Stage degli studenti universitari

• Potenziare le offerte di formazione post-universitaria

• Mettere a punto un dettagliato piano di comunicazione

Articolazione del Progetto localeIl progetto locale attiene all’azione Potenziarel’Orientamento pre-universitario ed è articolato i dueiniziative:

• Laboratori di fisica di base e avanzati per studenti e docenti delle SMS

• Data base di problemi di fisica in formato a risposta multipla per l’autovalutazione delle conoscenze e competenze di fisica degli studenti

Obiettivi specifici dell’ Iniziativa 1 (laboratori)

• Promuovere situazioni d’apprendimento significativo che favoriscano un vero e proprio orientamento formativo per gli studenti

• Progettare e sviluppare attività di laboratorio intese come occasioni per promuovere la padronanza degli approcci metodologici di base tipici della fisica utilizzabili in situazioni diverse

• Dare agli studenti (direttamente o indirettamente mediante i loro insegnanti) attraverso il coinvolgimento in attività di laboratorio il giusto quadro epistemologico della disciplina

Laboratori di Fisica: modalità di attuazione

Laboratorio di Fisica per studenti e docenti

Progettazione e sviluppodi un laboratorio

con sensori on-line

Progettazione e sviluppodi un laboratorio di Fisica di base

2 Corsi di laboratorio di Fisica di base per 40 studenti

2 Corsi di laboratorio di Fisica di base per 40 docenti

2 Corsi di laboratorio di Fisica con sensori per 40 studenti

2 Corsi di laboratorio di Fisica con sensori per 40 studenti

Laboratori di Fisica: caratteristiche delle modalità d’attuazione

• Attenzione ai contenuti per tener conto di quanto realisticamente, nei limiti di tempo e risorse a disposizione, gli insegnanti riescono a fare. Insomma ... un sano pragmatismo per avere buone garanzie di trasferibilità in contesto scolastico

• Attenzione agli impegni di docenti e studenti (quindi non più di un incontro settimanale)

• Coinvolgimento massimo dei docenti ... a due livelli (nei Gruppi che progettano le attività, predispongono il materiale didattico di supporto e provvedono al monitoraggio di ogni attività e nel feedback richiesto ai corsisti sulla base del loro coinvolgimento nelle attività di laboratorio)

• Gruppi non numerosi (massimo 20 docenti/studenti) e co-presenza di 2 docenti/tutor per assicurare la massima assistenza durante gli incontri. Replica dei corsi con un coinvolgimento complessivo di 80 docenti e 80 alunni

Laboratori di Fisica: motivazione delle scelte Perchè …• due tipi di laboratorio (di base e on-line)?Tener conto di contesti scolastici diversi: scuole sprovvistequasi del tutto di strumentazione di laboratorio … e scuole che,fornite di strumentazione avanzata in esemplari multipli comePC e sensori on-line, ne fanno un uso limitato, a causa dellapoca familiarità dei docenti con questo tipo di supportoDidattico• coinvolgere i docenti e gli studenti?Ovviamente ogni iniziativa di orientamento formativo disciplinare deve necessariamente passare attraverso i docenti, che sono i soggetti naturalmente deputati a tale attività, per un’ampia partecipazione e motivazione degli studenti, che

sono i destinatari finali. Gli studenti, coinvolti nei laboratori, possono fornire un feedback immediato sulla validità di quanto proposto

Motivazione delle scelte ….

Perché …

• Monitoraggio continuo di ogni specifica attività

Per acquisire informazioni (da docenti e studenti)

sull’adeguatezza dei contenuti e l’effettiva trasferibilità in

contesto scolastico

• Assistenza ai docenti e scuole nel metter su laboratorio e nel reperire materiale didattico di supporto a basso costo

Ovviamente … le limitate disponibilità finanziarie e la

convinzione che è necessario disporre di un numero sufficiente

di dispositivi di laboratorio in esemplari multipli per permettere

agli studenti di lavorare a piccoli gruppi

Laboratori di Fisica:stato dell’iniziativa• Sono stati individuati i due gruppi di lavoro docenti universitari

(Picciarelli, Rainò e Spinelli) e della scuola (Battista, Mortato, Schirinzi, Nisio e Losciale) per la progettazione e lo sviluppo delle attività (realizzazione/acquisto di dispositivi necessari, sviluppo di fogli di lavoro per docenti e studenti, di questionari per la valutazione …)

• E’ stato predisposto un programma di massima per i contenuti dei corsi di base e con sensori on-line

• E’ stato predisposto il calendario per gli incontri di Laboratorio di base

(12 della durata di 3 ore dalle 16-19), da effettuarsi presso il Dipartimento di Fisica, per i primi due gruppi: 20 docenti e 20 studenti

• E’ stato promosso questo incontro informativo, al quale sono stati invitati tutti i Dirigenti della SMS della regione, per raccogliere le adesioni Sulla base delle adesioni verrà predisposto il programma dettagliato delle altre attività

• Sono state avviate le procedure per l’acquisto di materiale hardware e per la realizzazione di materiale di supporto

Contenuti di massima del corso di base1 Introduzione alle misure, errori e loro valutazione ed interpretazione

2 Cinematica dei moti rettilineo uniforme e uniformemente accelerato

3 Moto parabolico in campo gravitazionale

4 Molla: calibrazione ed uso come sensore di forza

5 Equilibrio su un piano inclinato

6 Sistemi oscillanti: pendoli e molle

7 Analisi fenomenologica del raffreddamento con metodo numerico

8 Fenomenologia della dinamica dei fluidi con metodi numerici

9 Conduttori ohmici e non ohmici

10 Legge di Joule ed equivalente termico in acqua

11 Scarica di condensatori e condensatori in serie e i parallelo

12 Ottica geometrica e fisica: indice di rifrazione, banco ottico e diffrazione

Contenuti di massima del corso con sensori1 Traguardo ottico on-line: moti unidimensionali e rotazionali

2 Sensore di posizione: moti unidimensionali e oscllatori

3 Misura del coefficiente d’attrito con traguardo ottico on-line

4 Dinamica delle rotazioni con traguardo ottico on-line

5 Pendoli accoppiati con sensore di posizione

6 Dinamica di un carrello su un piano inclinato con sensore di posizione

7 Legge di Boyle e determinazione dello zero assoluto con sensore di pressione

8 Rapporto dei calori specifici dell’aria con sensore di pressione

9 Studio sperimentale della legge di Stevino con sensore di pressione

10 Velocità di propagazione del suono in aria e in metallo con sensore acustico

11 Bottiglia come risonatore: studio mediante sensore acustico

12 Fenomeni d’induzione magnetica mediate misure di tensione on-line

Obiettivi specifici dell’Iniziativa 2 (data-base di problemi di Fisica)

• Messa a punto di uno strumento, utilizzabile con finalità diverse, per la valutazione/autovalutazione delle conoscenze e competenze di Fisica acquisite dagli studenti

In particolare realizzare un data base di problemi di Fisica significativi, a risposta multipla, che• in riferimento all’eterogeneità delle tematiche e dei

livelli di approfondimento con cui sono presentate nelle diverse tipologie di scuole, siano classificabili per contenuti concettuali e livello d’impegno cognitivo richiesto agli studenti per rispondere

• siano adeguatamente commentati, sulla base delle diverse tipologie di risposte proposte, per suggerirne agli insegnanti diverse modalità d’uso

Data base di problemi: modalità d’attuazione

Ricerca sulle sulle difficoltà d’apprendimento della fisica

ed in particolare sui pre-concetti e sui modelli

proposti per la loro rimozione

Costruzione del data-base e messa a disposizione

in rete su un serverApertura di un forum

per commenti

Insegnanti: accesso mediante password

per feedback ai responsabili ed uso in contesto scolastico

Studenti: accesso diretto perautovalutazione in fase

pre-iscrizione all’università o uso in contesto scolastico

per approfondimenti/motivazione

Data base problemi: caratteristiche delle modalità d’attuazione

• Vasto e ben consolidato background di ricerche didattiche

• Coinvolgimento su questa tematica, già in fase di progettazione e realizzazione del data base, d’insegnanti di SMS

• Valenza pratica che lo strumento può avere

- per valutazione sommativa e formativa dell’apprendimento

- come occasione per il docente di rilevare forme di ragionamento errate comuni negli studenti da cui partire per precisazioni, approfondimenti e discussioni di gruppo …;

- opportunità per l’insegnante di conoscere, attraverso i commenti alle soluzioni, sia le difficoltà concettuali sia i livelli tassonomici d’impegno cognitivo richiesti

Data base di problemi: motivazione delle scelte

Convinzione che

• gli strumenti di valutazione disponibili per gli insegnanti possono essere migliorati;

• è opportuno spostare l’enfasi nell’utilizzazione degli strumenti di valutazione evidenziando anche appropriati anche la loro valenza per la diagnosi di apprendimenti errati e promozione di approfondimenti;

• anche l’auto-valutazione (fatta in modo autonomo dagli studenti) può essere occasione di orientamento formativo disciplinare

Data base di problemi: stato dell’iniziativa

• Il Gruppo di docenti universitari e della SMS è stato già costituito ed è al lavoro (Università: Stella, Di Gennaro, Evangelista e Selvaggi; SMS: Albrizio, Caroppo, Gadaleta, Sardella)

• Sono state definite dettagliatamente le modalità di scrittura e sono stati già approntati in forma di bozza preliminare circa 100 items

• E’ stata già impostata la parte per l’erogazione on-line dei test su piattaforma Moodle

• E’ in fase d’attuazione la gara per l’acquisto del server

Finanziamento attualmente disponibile

FINANZIAMENTI ( Euro)

MIUR – Università* 47.468

MIUR – Scuola – Studenti 21.322

MIUR – Scuola – Docenti 7.107

Ateneo

Dipartimento di Fisica (gruppo Didattica)* 7.500

INFN* 7.000

Altri Enti

Totale 90.397

*Totale fondi gestiti direttamente dal Dipartimento 61.968

Previsioni di spesa per i fondi gestiti direttamente dal Dipartimento

Voce di spesa Euro Descrizione

Materiale inventariabile 15.000 11 PC e 10 interfacce per on-line

Materiale di consumo 10.500 Materiale per i kit di laboratorio, cancelleria, fotocopie CD …

Personale universitario di ruolo –docenti

- Non è previsto alcun compenso per i 7 docenti universitari coinvolti

Personale universitario di ruolo – altro

9.760 Compensi per personale tecnico d’officina, tecnici di laboratorio, amministrativo

Personale di ruolo della scuola 25.208 9 contratti con docenti della scuola coinvolti nelle due iniziative pari a 18.240 euro + spese per i docenti corsisti

Spese generali ed organizzazione

1.500 Spese di pulizia, guardiania, luce, telefono, riscaldamento, piccola manutenzione …

Totale gestito Dipartimento 61.968

Laboratori: adesioni all’iniziativa• Le adesioni all’Iniziativa 1 avverranno attraverso la

segnalazione, entro una settimana, dei Dirigenti delle Scuole sul modulo disponibile nelle cartelle e che in ogni caso potrà essere richiesto al responsabile dell’iniziativa all’indirizzo picciarelli@fisica.uniba.it

• Essendo le disponibiità per i corsisti limitate sarà forse necessario effettuare una selezione. I criteri base per tale selezione saranno principalmente coinvolgere il maggior numero di scuole, tener conto della disciplina d’insegnamento e della tipologia di laurea posseduta dal candidato corsista

• I nominativi dei docenti partecipanti ai corsi per docenti e il numero di studenti delle scuole che potranno essere coinvolti nei corsi per studenti saranno comunicati a tutte le scuole che avranno segnalato la loro adesione

• Ai partecipanti verrà rilasciato un attestato comprendente la segnalazione del numero di ore del corso ed un allegato con i contenuti

Data base di problemi: adesioni all’iniziativa

• Le adesioni all’Iniziativa 2 avverranno attraverso la segnalazione dei docenti interessati sul modulo disponibile nelle cartelle e che in ogni caso potrà essere richiesto al responsabile dell’iniziativa all’indirizzo stella@fisica.uniba.it

• I nominativi degli studenti interessati all’utilizzazione del data base dovranno essere segnalati al responsabile dell’iniziativa stella@fisica.uniba.it dai loro docenti

• Ai docenti e studenti che intendono utilizzare il data base verrà fornita la password per l’accesso al server

Conclusioni

Più che di conclusioni si tratta di un auspicio:

Riuscire a creare una rete di relazioni con il mondo della

scuola che, grazie anche ad altre iniziative recentemente

attivate in ambito Orientamento universitario, permetta,

nell’interesse comune, di raggiungere gli obiettivi fissati.