[che cos'è IRDIS?] [perchè
introdurre le nuove tecnologie?]
Che cos'è IRDIS?
IRDIS è un progetto finanziato nell’ambito
della legge 10.01.2000 n.6 (Iniziative
per la diffusione della cultura scientifica), finalizzato
al potenziamento e ottimizzazione delle attività sperimentali
nella didattica delle scienze con l’uso delle nuove
tecnologie.
Il progetto è coordinato dall’A.I.F. (Associazione
per l’Insegnamento della Fisica) e si avvale della collaborazione di cinque partners:
Le iniziative
attivate dal progetto riguardano tre settori:
- progettazione di apparati didattici,
- attivita' di divulgazione,
- attività di formazione di insegnanti in servizio.
In particolare il progetto si propone di :
- attivare
la produzione di prototipi di apparati sperimentali specificamente
ideati per l’utilizzo delle nuove tecnologie di acquisizione
dati
- realizzare software per
acquisizione dati e guide didattiche in forma
scritta o ipermediale
- curare
il trasferimento del know-how scientifico-tecnologico-didattico
al partner industriale al fine di ottenere prodotti
con caratteristiche di massima flessibilità, costo
minimo all’utente, semplicità di utilizzo e ottimizzazione
della resa didattica.
- favorire
la diffusione e l’utilizzo dei risultati di
questa ricerca nella scuola e nell’università mediante
una azione concertata tra i partners.
Perché promuovere l’introduzione delle
nuove tecnologie nel laboratorio di scienze? L’idea di fondo che ispira questo progetto è che
si possano sfruttare lepotenzialità didattiche offerte
dalle nuove tecnologie di acquisizione dati al fine
di rendere comprensibili anche fenomeni quotidiani
e dispositivi d’uso comune che normalmente appaiono
troppo complessi per essere spiegati con conoscenze
elementari.
Si ritiene cioè che, per incoraggiare gli studenti
ad affrontare lo studio di discipline scientifiche,
si possa far leva su:
- l’interesse
dei giovani per i fenomeni e i dispositivi che
si incontrano nella vita quotidiana
- la
soddisfazione conseguente alla conquista della
capacità di analizzare
e modellizzare i fenomeni naturali
- il
fascino delle nuove tecnologie che permettono di
acquisire
velocemente e accuratamente dati dal mondo reale
e di darne una ricca rappresentazione grafica.
- la
possibilità di usare un metodo di interpretazione
dei fenomeni osservati sulla base di modelli che
si possono
confrontare con i dati sperimentali e raffinare
via-via in un processo ciclico che sta alla base
del progresso
delle conoscenze scientifiche.
L’utilizzazione
delle moderne tecnologie di acquisizione dati in
tempo reale, ovvero di sistemi costituiti da sensori,
interfaccia ed elaboratore (spesso indicati con gli
acronimi MBL = Microcomputer Based Laboratory, o
RTL = Real Time Laboratory), ha aperto nuove prospettive
nell’insegnamento sperimentale delle scienze. Esso
consente infatti di superare alcune delle principali
difficoltà riscontrate nell’insegnamento delle scienze
sperimentali (ed in particolare della fisica) a livello
della scuola secondaria e dei primi anni dell’università:
- ridotta
disponibilità di tempo e di finanziamenti
- scarsa
disponibilità di laboratori attrezzati e di personale
tecnico addestrato
- necessità di proposte sperimentali
flessibili che possano essere adattate alle esigenze
di diversi studenti e di diversi contesti scolastici
- diminuzione
dell’interesse degli studenti per le materie
scientifiche.
I sistemi MBL-RTL realizzando uno “strumento di misura
universale” (in quanto si presentano all’utente in
modo sostanzialmente invariato al cambiare del sensore
utilizzato), offrono all'insegnante molteplici vantaggi
sul piano della didattica:
- rapidità e accuratezza nella acquisizione di dati
- possibilità di registrare i dati in formato facilmente duplicabile
e trasferibile
- facilità e rapidità nella rappresentazione grafica
- facilità nella manipolazione dei dati (grafici, interpolazioni,
confronti, ...).
- possibilità di “rivedere
in differita” l’esperimento eseguito usando i
dati acquisiti
- possibilità di
eseguire una miriade di diversi esperimenti utilizzando
sostanzialmente lo stesso procedimento di misura.
Nel laboratorio ciò consente innanzitutto un notevole risparmio di
tempo, sia nella fase di esecuzione
che nella fase di apprendimento delle procedure di
misura. Ma il risparmio di tempo e la semplificazione
del lavoro sperimentale sono solo l'aspetto più appariscente:
una analisi più accurata mostra che le potenzialità didattiche
dell’uso di sistemi MBL-RTL coprono uno spettro assai
più ampio.
Mettere a disposizione dello studente un modo facile
di misurare lascia maggiore spazio all’impegno per
capire cosa si vuol misurare e perché lo si vuol fare.
Facilitando il confronto fra i risultati di esperimenti in cui vengono
fatti variare alcuni parametri significativi, rendendo
disponibile una grande varietà di dati e immediatamente
visualizzabili le loro interrelazioni, si favorisce
una più profonda comprensione del fenomeno studiato
e si agevola l’attribuzione di significato fisico
alla modellizzazione matematica.
Inoltre la precisione e l’abbondanza dei dati sperimentali
resi disponibili a “basso costo” da MBL-RTL, consente
di effettuare indagini sperimentali senza dover ricorrere
alla eccessiva “sterilizzazione” dei fenomeni spesso
imposta dal laboratorio tradizionale. Rendere possibili
misure su fenomeni anche relativamente complessi (e
più simili ai fenomeni del “quotidiano”) aiuta a cogliere
il senso della ricerca in fisica e ad apprezzarne il
gusto in quanto impresa intellettuale.
MBL-RTL offre anche un valido aiuto nella didattica
della tecnologia: nell’industria, nel terziario, nei
laboratori di ricerca tutti gli strumenti di misura
sono oggi costituiti da sensore-interfaccia-microprocessore
e per preparare gli studenti ad affrontare il mondo
del lavoro è importante offrire loro una esperienza
della strumentazione che si troveranno ad adoperare.
Anche dal punto di vista di una preparazione non specialistica,
l’utilizzazione di un sistema di acquisizione, invece
dei singoli strumenti dedicati ad una specifica misura,
offre allo studente maggiori possibilità di capire
a fondo la logica della misura.
Infine la flessibilità d’uso dello strumento universale
può stimolare l’iniziativa dei singoli studenti, portando
i più intraprendenti a progettare autonomamente indagini
sperimentali e aprendo così la strada ad una didattica
differenziata che può rendere massima l’efficacia dell’insegnamento
per ciascuno studente.
I vantaggi offerti dalla nuova tecnologia si rivelano
importanti, oltre che sul piano didattico, anche sul piano
organizzativo ed economico:
- riduzione
dei costi
MBL-RTL come “strumento universale” di misura, taglia
radicalmente i costi di strumentazione (che si riducono
all’acquisto di una sola interfaccia e dei vari sensori)
consentendo più ampi investimenti nell’hardware necessario
alla realizzazione di più esperimenti.
Nel caso si adotti la nuova tecnologia delle
calcolatrici grafiche portatili si può fare a meno sia del Personal
Computer che di aule esclusivamente dedicate al laboratorio
(che hanno costi enormi di impianto, in buona parte
legati alle nuove normative di sicurezza). Esperimenti
a livello di scuola superiore o di primi anni all’università possono
essere quindi condotti direttamente in aule non attrezzate:
si può portare il laboratorio agli studenti invece
che gli studenti in laboratorio.
- ottimizzazione
dei tempi
L’analisi dei dati può essere, almeno in parte, effettuata
dagli studenti a casa, ove essi possono utilizzare
la calcolatrice grafica o il loro PC, con più tempo
a disposizione e a costo zero per la struttura
scolastica.
|