TLS: informazioni didattiche preliminari
Questa sezione è principalmente rivolta ai docenti, propone percorsi formativi strutturati, TLS (Teaching learning sequence), mirati ad insegnare la fisica e ad allenare competenze trasversali come problem solving, team working, intraprendenza e capacita decisionale. Seguono la metodologia 5E che per catturare l’interesse degli studenti e guidarli nelle successive fasi di apprendimento attivo.
Ogni TLS può essere sfruttata anche come PCTO (percorso per le competenze trasversali e per l’orientamento).
Le TLS raggruppano alcune delle attività proposte nei laboratori nanolab, organizzati e strutturati per “mimare il
mestiere dello scienziato” nelle sua fasi di
- Identificazione del problema e raccolta delle informazioni
- indagine macroscopica
- indagine microscopica
- elaborazione dati
- stesura dei report
- condivisione ed esposizione dei risultati
Le TLS nel simulare l’attività di ricerca, offrono agli studenti l’opportunità toccare con mano le attività e le sfide che la caratterizzano e confrontarsi con problemi reali con l’obiettivo di appassionarli allo studio delle scienze. Ogni percorso può essere interdisciplinare e si presta all’utilizzo come problema autentico o come attività di alternanza scuola lavoro gestita nella scuola.
Ci siamo ispirati solo in parte al modello ISLE che abbiamo integrato nella struttura didattica dell’Instructional model (modello 5E) in una logica Inquiry based learnig. La sequenza proposta è da considerarsi un punto di partenza a cui il docente può ispirarsi per costruirne di nuove modificandola in funzione dei propri specifici obiettivi formativi.
Modalità operative
La modalità preferenziale proposta è quella del lavoro cooperativo in piccoli gruppi eterogenei formati in tutto o in parte con la guida del docente.
Ogni TLS è caratterizzata da una domanda iniziale, nella logica inquiry based learning, a cui l’attività di ricerca degli studenti dovrà dare risposta, per fare ciò lo studente, preferenzialmente in gruppo, dovrà:
- collaborare efficacemente al lavoro di gruppo
- analizzare, collegare, cercare informazioni riportando le fonti e valutandone l’attendibilità
- svolgere esperimenti nei quali ha un margine di autonomia decisionale in merito alle modalità operative dove sarà quindi chiamato a valutare i contesti, sviluppare abilità manuali, attivare la propria creatività e prendere decisioni
- effettuare misure ed elaborarle, valutare i risultati e la loro attendibilità
- collegare le diverse informazioni ed estrapolare la/le risposta/a alla domanda superando ed eventualmente trasformando in risorsa eventuali conflitti tra i membri del gruppo
- redigere report dei risultati e presentarli ai compagni di classe o ad altri gruppi di studenti durante una sessione orale che mima un convegno scientifico
Le TLS
Pensare da scienziato
Il geco è il più grosso animale che riesce a correre sui muri e persino a rimanere appeso al soffitto a testa in giù. Il suo aggancio è così saldo che riesce a reggere pesi fino a 10 volte quello del proprio corpo: come se un uomo si agganciasse al soffitto con una mano reggendo nell’altra una piccola utilitaria! Il geco aderisce sia a superfici rugose che a superfici perfettamente lisce, asciutte ma anche bagnate, ma come fa?: questa sarà la nostra domanda.
Gli scienziati hanno studiato a lungo il meccanismo di adesione delle zampe del gecko e sono stati prodotti alcuni adesivi in grado di mimarne il meccanismo: questi adesivi, bioispirati, sono un esempio di biomimetica, la scienza che studia le soluzioni che la natura ha selezionato in migliaia di anni di evoluzione per riproporle e migliorarle con l’aiuto della tecnologia e dei nuovi materiali. In questa TLS utilizzeremo uno di questi adesivi bioispiati, il Gecko Tape, per studiare la fisica delle superfici e capire i meccanismi di adesione che coinvolgono aspetti fondamentali di fisica e di chimica.
- Sperimenare una ricerca scientifica completa simulando il mestiere dello scienziato
ed in specifico:
- Verificare come l’attrito tra superfici possa modificarsi dalla macro alla micro e nanoscala
- Approfondire concetti di tribologia
- Conoscere ed approfondire le proprietà delle superfici
- studiare le interazioni atomiche e molecolari
- studiare l’ottica con una didattica attiva
- Applicare il metodo sperimentale per l’indagine fisica
- sviluppare abilità di problem solving e team working
Guide Docenti
1. Nanoatrito-caratterizzazione macroscopica – Guida docente
2. Nanoatrito-caratterizzazione microscopica – Guida docente
3. Nanoatrito-legami atomici e simulazioni – Guida docente
Metodologia flipped – Guida docente
Presentazione lezione formato pdf / Presentazione lezione formato ppt
Materiali di supporto
scheda studente layout orizzontale_Al
scheda studente layout piano inclinato
scheda studente layout verticale
scheda studente attrito dinamico
scheda studente diffrazione
scheda studente Microscopio
scheda_studente_comprensione dei fenomeni Pdf
scheda_studente_comprensione dei fenomeni docx
Un’ottica differente
Le nanotecnologie offrono oggi la possibilità di costruire e progettare materiali nuovi con proprietà mai esistite prima :ciò è reso possibile dallo sviluppo della strumentazione di analisi, misura e manipolazione che oggi permette di maneggiare gli atomi ad uno ad uno come prefigurava Richard Feynman nel 1959. La microscopia, ottica ed elettronica, i microscopi a forza atomica, le pinze ottiche sono solo alcuni degli strumenti della creazione di un mondo straordinario in cui gli atomi diventano i mattoncini con cui costruiamo i materiali di domani.
In questo percorso proponiamo lo studio attivo dell’ottica geometrica ed ondulatoria utilizzando anche un materiale smart con una struttura regolare micrometrica che consente di reaizzare una diffrazione con luce visibie.
- studiare l’ottica con una didattica attiva
- Sperimentare le leggi della riflessione e della rifrazione
- sperimentare il funzionamento delle lenti
- sperimentare il concetto di immagine reale e virtuale
- comprendere la struttura del microscopio
- costruire un microscopio con lo smartphone
- utilizzare il microscopio per indagate un adesivo strutturale bioispirato e misurarne la costante reticolare
- misurare la costante reticolare usando la diffrazione
Guide Docenti
Laboratorio un’ottica differente.
Video guida al laboratorio virtuale
Test e supporto lavoro docente
Metodologia flipped guida lavoro docente
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