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CAPITOLO X
10.2 Il ruolo dell'informatica nell'insegnamento della fisica
Innanzitutto sembra opportuno introdurre una precisazione terminologica a proposito del significato del termine Informatica. Com'è noto, il sostantivo Informatica ha significati ed accezioni diversi, a seconda del contesto e, soprattutto, dell'"habitus" mentale di chi lo adopera. Due sono, fondamentalmente, i significati che si possono attribuire, in questa dissertazione, al termine in questione :
1) INFORMATICA COME "DISCIPLINA" E COME "METODO", cioè come Scienza e come insieme di specifiche metodologie, con propri contenuti, settori di ricerca e con una propria trama concettuale;
2) INFORMATICA COME "STRUMENTO", cioè sia nel senso di programmi (software), sia come insieme di procedimenti, competenze e conoscenze volte alla produzione di particolari strumenti per l'elaborazione delle informazioni.
Orbene, nel primo caso, si rileva la tendenza ad interpretarla come una Logica e Metodologia Generale. In una visione, per così dire, di tipo sistemico, essa viene concepita come insieme di regole generali del pensiero e della comunicazione, con una coerenza interna e uno statuto epistemologico di matrice così generale da ottenerne una immagine totalizzante ed onnicomprensiva. Piuttosto, in questo contesto, a parere di chi scrive, l'Informatica è una disciplina tendenzialmente omogenea alla Matematica e per molti versi è da considerare una branca di questa disciplina o della Logica. L'interpretazione, a parere dello scrivente, più soddisfacente è da ravvisare nell'altra accezione. Nella possibilità, cioè, di utilizzarla come vastità e molteplicità di idee, di strumenti materiali e concettuali capaci di porsi come strumento didattico vero e proprio al servizio di un apprendimento più agile, significativo ed efficace dei concetti e delle idee della Fisica, creando un diffuso clima culturale intorno alle nuove tecnologie.
In conclusione, dal punto di vista di un docente di Fisica, la scelta dell'Informatica nella didattica della disciplina è senz'altro una scelta felice, importante ed ineludibile che si sintonizza, senza ombra di dubbio, sulla linea di modernizzazione della didattica delle scienze fisiche. L'importanza dell'Informatica nella società contemporanea, la sua trasversalità e la necessità di conoscerla per non essere strumentalizzati e diventare cittadini del proprio tempo, sono ormai convinzioni diffuse che già da sole costituiscono motivazioni sufficienti per iniziative di innovazione didattica.
In questo quadro, la diffusione della cultura informatica è decisamente da promuovere, anche perchè si sente la necessità di fornire ai giovani adeguate competenze e capacità di giudizio, ma a condizione che il docente di Fisica non si traformi in un docente di Informatica, nè che egli snaturi da un lato il 'senso' della Fisica e, dall'altro, il proprio ruolo. Quest'ultimo è, e deve rimanere, sempre quello di permettere agli allievi di acquisire cultura scientifica che inerisce ai contenuti della Fisica: cultura che è ricerca di spiegazione, sempre più unitaria, del mondo della natura che ci circonda e che riguarda lo studio e l'interpretazione dei fenomeni naturali mediante le leggi della Fisica. Il rifiuto ad accettare queste nuove tecniche ci condurrebbe, come è facile convincersi nell'arco di pochissimi anni, su insostenibili posizioni di retroguardia nel processo di formazione scolastica che, inevitabilmente, deve competere con quanto proviene dai canali culturali o, comunque informativi, extra-scolastici sempre più aggressivi e incontrollabili.
In questa prospettiva, saranno impiegati semplici programmi per la raccolta, l'elaborazione e la rappresentazione dei dati sperimentali. Si stimoleranno gli allievi allo sviluppo armonico ed equilibrato e alla verifica di brevi programmi. Per raggiungere questo obiettivo, in collaborazione pluridisciplinare col docente di Matematica, saranno fornite le nozioni essenziali del linguaggio di programmazione Turbo Pascal e alcune esperienze di Laboratorio di Fisica saranno integrate con programmi applicativi (principalmente mediante l'uso del foglio elettronico Lotus 1-2-3) per la rappresentazione di leggi e di modelli interpretativi di fenomeni. A questo proposito preme sottolineare, sin da ora, che verrà proposto
come testo di complemento, un volume che permette di progettare e attuare un percorso didattico nel quale tra l'Informatica e la Fisica si realizzi un'integrazione effettiva, nella convinzione che, all'interno del corso di Fisica, l'Informatica può essere, per lo studente, veicolo di stimoli che lo aiutino a instaurare con la Fisica, un rapporto di motivata curiosità e a giocare un ruolo attivo, e perchè no, creativo, nello studio di una materia che può svolgere un importante ruolo formativo. Il foglio elettronico, mettendo a disposizione una grossa potenza di calcolo ed essendo orientato alla gestione di problemi del tipo "Cosa succede se?", può efficacemente intervenire nello studio della Fisica a diversi livelli: elaborazione dati, ricerca di leggi, realizzazione di modelli, risoluzione di problemi.[1]
Non è semplice sviluppare processi in grado di stimolare interessi e contemporaneamente proporre attività didattiche significative sul piano degli aspetti del metodo scientifico. Partendo dal presupposto che il metodo scientifico deve rimanere estremamente aperto a ogni possibile strumento concettuale e sperimentale utile, senza altre preclusioni o limiti di quelli riguardanti il suo rigore di verifica, sembra possibile utilizzare le nuove tecnologie informatiche per raggiungere tale scopo.
Un buon grado di personale coinvolgimento degli allievi è spesso elemento determinante per gli esiti formativi delle attività didattiche; e questo può essere ottenuto mediante l'uso di software interattivo di alta portabilità didattica, che favorisce comunque lo scambio spontaneo di idee e la formulazione di ipotesi da sottoporre a confronto e verifica. Uno dei tipi di attività più proficui sul piano formativo, in quanto aiuta a sviluppare l'attitudine al pensiero formale è quello della modellizzazione dinamica, cioè della scrittura di modelli formali, ispirati alla realtà fenomenica e capaci di descrivere le relazioni che sussistono tra gli stati di un sistema e la sua evoluzione. La soluzione numerica di problemi di questo tipo richiede l'esecuzione ripetitiva di calcoli e la rappresentazione grafica dei risultati cosicché, nell'ordinaria attività didattica, insorgono difficoltà praticamente insuperabili senza l'impiego dell'elaboratore. In tal senso risultano estremamente validi programmi di uso generale del tipo a foglio elettronico di cui Lotus 1-2-3 ne è un esempio significativo e a cui si ricorrerà spesso quando lo si riterrà opportuno.[2]
[1] S.PARACCHINI-L.RIGHI, Esplorare la Fisica con Lotus 1-2-3, Milano, Principato, 1989, p.5.
[2]A.GALLO-E.MAZZEGA-M.MICHELINI, Impiego della modellizzazione dinamica nell'insegnamento della Termodinamica : una sperimentazione nella quarta classe del Liceo Scientifico, in "La Fisica nella Scuola", supplemento n.4 al n.4, Ottobre-Dicembre 1989, p.50.