Negli ultimi anni l’Unità di ricerca di Udine in didattica della fisica ha lavorato in collaborazioni nazionali ed internazionali sui seguenti temi principali: l’educazione informale per il raccordo della conoscenza quotidiana (di senso comune) con quella scolastica, l'educazione scientifica di base, l’innovazione didattica nell’insegnamento scientifico e il contributo delle nuove tecnologie, le basi della fisica dell’ultimo secolo, l’orientamento formativo in campo scientifico e la correlata formazione degli insegnanti in servizio.
Le collaborazioni nazionali hanno riguardato soprattutto tre principali referenti:

  1. le unità di ricerca didattica dei Dipartimenti di Fisica delle Università italiane (FE, MI, MO, NA, PA, PD, PV, RM, TO) dei progetti MURST40% e CNR sulla didattica della Fisica (Fisiss e TIDIFI),
  2. i Centri della Conferenza Nazionale dei Centri Universitari di Ricerca Educativa e Didattica (CONCURED),
  3. l’Associazione Italiana per l’Insegnamento della Fisica (AIF). Le collaborazioni internazionali si sono inserite nel Group International de Recherche sur l’Einsegnement de la Physique (GIREP), nell’European Physics Education Network (EUPEN) e nel Forum Europeen de l’Orientation Accademique (FEDORA).

Sono state elaborate proposte didattiche per l’insegnamento della fisica della materia condensata (1-6) che hanno posto il problema dello studio di modalità di introduzione della fisica quantistica nella didattica della fisica secondaria (7-11) e della formazione degli insegnanti (12-15). Si sono studiate in particolare unità curriculari per il superamento di nodi concettuali in meccanica (15-16) e si è condotta una sperimentazione di ricerca sull’innovazione didattica (13-17) mediantenuove tecnologie in tale campo.
Il Centro Laboratorio per la Didattica della Fisica (CLDF), in quanto struttura di raccordo tra la scuola e l'università, è la sede di lavoro congiunto con gli insegnanti (14b, 14d) e di una pluralità di analisi sui bisogni formativi degli insegnanti: le ricerche condotte dall’Unità di Udine trovano in tale sede collaborazione e valutazione da parte del mondo della scuola (14a, 14c). Ad esso e al Laboratorio di Ricerca didattica del Dipartimento di Fisica dell'Università di Udine fanno riferimento anche le ricerca CNR di formazione in rete telematica dei docenti (TIDIFI) per l’impiego delle nuove tecnologie nella didattica e la ricerca svolta nell'ambito del progetto Studiare e Capire in Fisica (SeCiF), oggetto del cofinanziamento MURST 1999.
L’impiego delle nuove tecnologie per l’attività sperimentale e la modellizzazione in fisica sono stati il perno di proposte didattiche originali (18-24) e di un progetto coordinato nazionalmente di ricerca sulla formazione in servizio degli insegnanti in presenza e a distanza (IMOFI) L’attività sperimentale con materiali di basso costo, anche se di moderna tecnologia, come i sensori on-line, ha ispirato anche proposte per attività di orientamento formativo alla scienza (25-29).
La realizzazione di una mostra di 120 esperimenti per costruire un ponte tra l’esperienza quotidiana e la sperimentazione scolastica ha portato allo sviluppo di 4 linee di ricerca (30-35) : a) cognitiva, b) curricolare, c) sviluppo di prototipi sperimentali, d) modelli di formazione insegnanti, ed ha promosso la realizzazione di un prodotto multimediale interattivo in rete telematica per lo studio di stati e processi termici (36-37), di piccolo software di simulazione a sostegno della didattica (38).
La ricerca internazionale evidenzia infatti come siano necessarie nuove strategie didattiche per quel cambiamento concettuale, capace di realizzare la transizione dal senso comune a una visione scientifica dei fenomeni (39-40). In particolare, la riduzione imaginativa prodotta dall’osservazione in tempo reale dei grafici di grandezze significative in un fenomeno, il personale coinvolgimento nella formulazione di ipotesi interpretative e nel valutare modelli, la possibilità di discutere anche tra pari le idee sono importanti strumenti di apprendimento, resi possibili dalle nuove tecnologie (41-42). Il loro impiego comporta un cambiamento così profondo nella didattica tradizionale da produrre una modifica del ruolo dell’insegnante, della sua interazione con la classe, delle sue competenze (43-44).
Il problema centrale è la messa a punto di modelli di formazione degli insegnanti, che integrino aspetti disciplinari e metodologico-didattici, in modo situato. Recenti studi hanno infatti evidenziato, che il personale coinvolgimento nell’esercizio professionale è la condizione necessaria per la ricaduta dell’azione formativa in quella didattica. E’ urgente studiare le modalità di attuazione di tali processi in campo scientifico, anche per produrre materiali di riferimento capaci di attivare il superamento dei nodi concettuali in campo scientifico (45).
Le nuove tecnologie informatiche danno un grande contributo su entrambe i piani, offrendo nuovi obiettivi per l’apprendimento nell’attività in classe (46).
Un ambiente di apprendimento multimediale in rete telematica di più ampia portata (47-48) costituisce il prodotto di riferimento per una formazione dell'insegnante a distanza e in presenza mirata all'innovazione didattica nell'insegnamento scientifico.
Gli studi effettuati negli ultimi due anni hanno portato a produrre vari tipi di schede per insegnanti e per l'attività in classe (49-53). Esse sono state utilizzate in sperimentazioni di ricerca nazionali nelle scuole (54-57), che hanno messo in luce l'esigenza di modalità integrate per la formazione in servizio degli insegnanti (56-57) e le diverse impostazioni necessarie per il laboratorio dell'innovazine didattica (58).
Uno studio su più vasta scala (59) ha messo in luce le necessità di formazione degli insegnanti nel nostro Paese, mentre una ricerca sulla pratica nella didattica (60) ha aperto nuove strade di formazione in servizio degli insegnanti attraverso la ricerca.
Parallelamente uno studio sul cambiamento concettuale in un ambiente di educazione informale (61) ha permesso di focalizzare alcuni importanti problemi dell'educazione scientifica di base.
Studi sulla valutazione della didattica universitaria (62-63), sull'innovazione didattica superiore (64) e sull'orientamento universitario (65-66) aprono le problematiche generali della formazione universitaria degli insegnanti.
Specifiche proposte disciplinari (67-69) basate sull'attività sperimentale e un'impiego multimediale dell'elaboratore si propongono in tale contesto come materiali su cui costruire percorsi e moduli di formazione.
Nel recente avvio del Corso di Laurea per la formazione primaria e della Scuola di Specializzazione per Insegnanti Secondari i risultati delle ricerche sopra descritte si propongono come base di partenza per affrontare i problemi legati ai materiali e ai modelli della formazione iniziale, con particolare riguardo a quegli ambiti finora inesplorati come la formazione scientifica di base e l'introduzione della fisica moderna e della meccanica quantistica in particolare. Su tali ambiti abbiamo acquisito e stiamo acquisendo competenza per proposte culturalmente fondate e coerenti rispetto alla formazione del docente che insegna la fisica.