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Liceo
Classico Sperimentale Statale “B.Russell” di Roma
INTRODUZIONE DEL
DOCENTE
Vincenzo
Calabrò
v.calabro@iol.it
http://users.iol.it/v.calabro
Abstract
Viene messo in evidenza il
significato del progetto di lavoro inerente all’approfondimento tematico specifico di fisica che l’allievo
Emiliano Minella ha presentato agli esami di Stato 1997/98.
L’iniziativa di
realizzare un esperimento di fisica avente lo scopo di misurare alcune
grandezze fisiche studiate durante il corso e la scelta di inserire il
relativo studio empirico esplicitamente nella programmazione didattica
annuale da presentare agli esami di maturità in forma multimediale è
importante per molti aspetti. Sebbene essa possa suscitare qualche
perplessità in merito alla presenza nel programma d’esame di un
documento pubblicato in rete nelle pagine WEB della scuola, v’è da dire
che nel nostro liceo è prassi ormai consolidata da più di un decennio
quella di legare nell’insegnamento della fisica le attività didattiche
teoriche con la dimensione empirica della disciplina. La presentazione di
un’esperienza di ricerca e di progetto in forma multimediale costituisce
peraltro una significativa anticipazione del nuovo esame di maturità
previsto dal Ministero della P.I. per il prossimo anno e una rara
occasione di verifica della validità della riforma stessa. Al Liceo
Classico Sperimentale Statale “B. Russell” di Roma ogni anno gli
allievi realizzano l’importante e significativa esperienza di studiare
un aspetto del tema riguardante il cosiddetto “approfondimento
tematico” dal punto di vista epistemologicamente corretto dell’analisi
e dello studio sperimentale in laboratorio di un fenomeno che coinvolge
sempre, com’è noto, la misurazione di grandezze fisiche. L’iniziativa
ha il pregio di continuare una nobile e importante tradizione che ha
sempre visto il laboratorio di fisica e la dimensione empirica della
disciplina occupare una parte significativa delle attenzioni della
didattica curriculare dei docenti di scienze empiriche del liceo
“Russell”, perpetuando nel tempo quel processo di rivalutazione del
sapere scientifico che ha sempre visto la dimensione empirica come un
momento importante e significativo del “fare” fisica. L’obiettivo
principale di questo modo di articolare il discorso scientifico è quello
di consentire agli allievi maturandi di riflettere, nella sede ufficiale
di un esame di maturità, sulle tematiche proprie della natura del sapere
scientifico che ha sempre visto l’esperimento di fisica come uno dei
momenti galileianamente più importanti di realizzazione del metodo
sperimentale. Il progetto di ricerca di tipo empirico che ci riguarda è
quello che vede i concetti di resistenza, induttanza e capacità elettrica
al centro della riflessione conoscitiva nell’ambito dello studio della
produzione, propagazione e rivelazione di onde elettromagnetiche prodotte
mediante un circuito oscillante. Com’è noto, una delle applicazioni
fondamentali dei circuiti oscillanti (costituiti da un semplice circuito
RLC) è la generazione e l’emissione di oscillazioni elettriche ad alta
frequenza quali si richiedono nelle trasmissioni radioelettriche. Le onde
elettromagnetiche che vengono irradiate nello spazio da un’antenna
trasmittente, confermate empiricamente ormai più di cento anni fa nel
1888 da H.R. Hertz, hanno offerto il mezzo di realizzare una ennesima
brillante conferma della teoria di Maxwell che si è concretizzata nella
trasmissione a distanza di segnali telegrafici e telefonici. I circuiti
elettrici che realizzano questa importantissima proprietà funzionano
mediante l’uso di componenti elettrici chiamati rispettivamente
resistori, induttori e condensatori le cui proprietà elettriche
costituiscono l’oggetto dell’interesse col quale un allievo del liceo
ne ha misurato in laboratorio i valori. Il lavoro che l’allievo Emiliano
Minella del 3° Tr. C (ind. scient.) ha svolto è denominato “progetto
di ricerca” in quanto ha permesso di realizzare l’importante meta
educativa di consentirgli di essere un “piccolo ricercatore”
protagonista autentico dell’apprendimento. L’allievo è partito da un
problema, da un’idea che ha interessato i metodi di misurazione più
comunemente adoperati nella tecnica per associare alle tre proprietà
elettriche dei numeri che fossero quantitativamente rappresentativi delle
misure delle tre grandezze fisiche. L’itinerario specifico seguito è
stato il seguente. Dallo studio dei circuiti e dei fenomeni attinenti al
trasporto dell’elettricità nei solidi dal punto di vista macroscopico
all’analisi dei principali fenomeni in circuiti elettrici in corrente
continua e corrente alternata; dallo studio dei metodi di misura in
corrente continua e corrente alternata di ( R ), ( L ) e ( C ) alle
applicazioni concrete della teoria degli errori e alla valutazione della
bontà dei risultati ottenuti. La progettazione e la successiva
realizzazione di una serie di esperimenti relativi alla misurazione di ( R
), ( L ) e ( C ) e la successiva analisi ed interpretazione dei dati
rilevati costituiscono un valido esempio dei metodi e delle procedure che
caratterizzano l’indagine empirica della scienza. Il passaggio
categoriale dai fenomeni stazionari in corrente continua a quello dei
fenomeni variabili in corrente alternata e la successiva parallela analisi
delle analogie e delle differenze è stato interessante e, per molti
versi, divertente. La novità in corrente alternata del concetto di
impedenza come somma vettoriale di resistenze e di reattanze, l’uso del
simbolismo dei numeri complessi e dei diagrammi vettoriali delle terne
triangolari resistenza, reattanza e impedenza da un lato, di cadute di
tensione ohmica, induttivo-capacitiva e totale dall’altra con in più
l’altro triangolo della potenza attiva, reattiva e apparente sono
risultati alla fine piacevoli per le novità dei contenuti affrontati,
interessanti per la varietà dei metodi adoperati e importanti per i
possibili risvolti euristici che gli argomenti in studio hanno rivestito
nei riguardi di una più efficace comprensione dei concetti inerenti al
programma d’esame. Se si è riusciti nell’intento non sta a me dirlo.
Il vero problema non è quello di esprimere un giudizio sul lavoro svolto
quanto quello di riuscire a tradurre in pratica e con intenti didattici
espliciti un curricolo scolastico in grado di insegnare ai giovani una
traccia metodologica di indagine attraverso la quale fornire loro la
consapevolezza di avere sviluppato un lavoro significativo e di grande
progettualità in quanto l’uso il più consueto possibile di tale
strategia consente loro di acquisire duttilità mentale e doti
significative sul piano del ragionamento che li indurranno ad agire sia
nel proseguimento degli studi universitari, sia soprattutto, nella vita in
modo vigile, critico e consapevole.
Roma,
1 Giugno 1998
L’insegnante di Fisica e lab.
Prof. Vincenzo
Calabrò
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