Azione 4 - Sedi

 

Università di Bari

Attività Processi scientifici nelle attività di Laboratorio

L'obiettivo dell'attività è di approfondire l'aspetto della Fisica come scienza sperimentale in situazioni in cui gli istituti scolastici hanno difficoltà a sviluppare l'attività laboratoriale. L'obiettivo di questa attività è di approfondire l'aspetto della Fisica come scienza sperimentale in situazioni in cui gli istituti scolastici hanno difficoltà a sviluppare l'attività laboratoriale. Verranno enfatizzati gli aspetti epistemologici della disciplina.

Attività Laboratorio di Elettromagnetismo 

L'attività punta all'introduzione di pratiche di laboratorio riguardo settori della Fisica nei quali è maggiormente deficitario un approccio sperimentale nelle scuole. Si prevedono due percorsi che gli studenti dovranno seguire in sequenza:

• Utilizzo di strumenti di base (voltmetri, amperometri, alimentatori);
• Esperienze su semplici circuiti elettrici
• Misure di resistenze e capacità
• Circuiti e filtri RC e RL

Questa attività mira a stimolare negli alunni l’attività pratica di laboratorio come strumento di verifica e conferma dello studio teorico fatto in classe.

Attività Laboratorio dei fenomeni luminosi

La proposta si rivolge agli studenti degli ultimi due anni della scuola secondaria di secondo grado ed è strutturata in modo che se ne possa fruire anche se gli argomenti trattati non sono stati ancora affrontati nel contesto scolastico. Le attività sperimentali in laboratorio saranno integrate da presentazioni frontali, simulazioni e momenti di discussione. Gli insegnanti sono stati coinvolti nella realizzazione delle attività sperimentali.

Al termine del percorso gli potranno sostenere una prova strutturata valida per il riconoscimento di crediti universitari.

Attivitàdi laboratorio: Studiare la Fisica con i dati dell’esperimenti CMS e ALICE ad LHC

Questa attività si svolge  tipicamente in due giornate da trascorrere presso le strutture INFN/Dipartimento per un gruppo di ~25-30 studenti di età compresa fra 16-19 anni. L’attività ha lo scopo di relazionare ricercatori che svolgono brevi seminari su argomenti e metodi della ricerca nel campo delle particelle elementari e delle forze che ne governano il comportamento. Gli studenti sono messi in condizione di realizzare essi stessi misure sui dati reali raccolti dagli esperimenti di fisica delle particelle elementari.

Attività di laboratorio: Interpretazione Fisica dei Fenomeni Quotidiani

L'attività si è rivolta ad una platea potenzialmente estesa di studenti. Essa punta a chiarire il processo di induzione caratteristico delle discipline scientifiche. Vengono considerati fenomeni riconducibili all'esperienza quotidiana cercando di guidare lo studente verso la scelta delle variabili fisiche importanti e lo scarto di quelle ridondanti. Si ha  anche cura di mettere in relazione le comuni incomprensioni della realtà fisica con la presenza di preconcetti.

Attività di laboratorio: Scuola Estiva di Fisica

Obiettivi fondamentali:

• proporre agli studenti il “Problem solving” nella risoluzione di problemi teorici e sperimentali della Fisica;
• stimolare la riflessione sul proprio metodo di studio.
• sollecitare la conoscenza delle verità scientifiche delineate da Galileo Galiei e fondamento anche della Scienza moderna.

Gli studenti sono divisi in gruppi di lavoro, ciascuno operante presso un proprio tavolo. Ogni banco di lavoro è stato fornito del materiale occorrente sia per l’attività sperimentale sia per quella teorica. Inquadrata la questione relativa al problema specifico dal docente relatore, ogni gruppo discute la ricerca delle possibili procedure risolutive, con il supporto dei docenti relatore + tutor. In casi di maggiore difficoltà è prevista una discussione intergruppo per chiarire il punto nodale; ancora lavoro di gruppo per completare la progettazione della soluzione e costruire il modello matematico.

La descrizione della formazione degli insegnanti è descritta all’Azione 6.

 

Università di Bologna

Tra gennaio e marzo 2019, saranno realizzati 5 laboratori PLS progettati con il duplice obiettivo di orientare allo studio della fisica, offrendo agli studenti la possibilità di avvicinarsi a temi di ricerca avanzata, e di far acquisire competenze di base sul “mestiere del fisico”.

Il Laboratori che saranno realizzati sono:

La varietà dei laboratori è pensata per offrire una ampia panoramica sulle dimensioni della fisica, del suo intreccio con altre discipline e delle sue implicazioni a livello sociale. In ogni laboratorio saranno anche sviluppate competenze trasversali (soft skill) oggi richieste dal mondo del lavoro (creatività, progettazione, competenze di comunicazione, saper lavorare in gruppo). I laboratori PLS sono riconoscibili come attività di alternanza scuola-lavoro.

Ogni corso impegna indicativamente 20 ore (5-6 pomeriggi) e ogni laboratorio ospita fino a 20-25 studenti. 

I laboratori vedono impegnati 8-10 docenti del Dipartimento di Fisica e Astronomia e sono il risultato di collaborazioni con docenti di scuola secondaria. In particolare 3 laboratori sono realizzati in collaborazione col progetto Europeo I SEE (www.iseeproject.eu) che ha come partner 3 scuole secondarie tra cui il Liceo A. Einstein di Rimini.

Le attività, già progettate, sono descritte sul sito: http://www.pls.unibo.it/it/fisica/attivita/A.A.-2018-2019/laboratori.

In particolare, nel 2019, verranno riproposti 3 laboratori già sperimentati (Lab 1,2, 3), mentre 2 laboratori sono nuovi (Lab 4, 5). Su questi verranno svolte particolari forme di monitoraggio da parte di dottorandi e laureandi in Didattica della fisica e i risultati saranno oggetto di pubblicazioni scientifiche, presentazioni a congressi e oggetto di corsi di aggiornamento docenti.

L’informazione delle attività è disseminata tramite i social e le mailing list di docenti.  Ogni anno viene fatto un report delle attività pubblicate sul sito del Dipartimento di Fisica e Astronomia.

 

Università di Brescia

Per quanto riguarda l’Azione 4, il PLS-Fisica di Brescia si muoverà in continuità con i precedenti PLS.

Due saranno in particolari le attività previste:

• laboratori invernali di fisica spendibili all’interno dell’Alternanza Scuola-Lavoro
• laboratori estivi di fisica moderna

 

Entrambi i laboratori sono aperti a studenti selezionati delle scuole superiori. Obiettivo di queste attività è orientare i ragazzi verso una scelta del percorso universitario più consapevole, conoscere la realtà universitaria e i modi di procedere della ricerca scientifica.

Per quanto riguarda i laboratori invernali, ogni scuola avrà un numero di posti a disposizione e saranno gli insegnanti della scuola superiore a selezionare i ragazzi. Nel laboratorio invernale i ragazzi divisi in gruppo progetteranno e realizzeranno un percorso laboratoriale relativo ad un particolare fenomeno fisico. I ragazzi oltre ad approfondire da un punto di vista teorico il fenomeno da studiare, dovranno coglierne gli aspetti essenziali attraverso un una serie di esperimenti. Il laboratorio potrebbe essere preceduto da un corso di statistica realizzato in collaborazione con il PLS-Area Matematica. Obiettivo del corso è infatti fornire le basi teoriche di calcolo delle probabilità e di statistica matematica che permetteranno l’analisi dei dati raccolti in laboratorio.

Il laboratorio estivo di fisica moderna sarà invece completamente focalizzato su argomenti di fisica moderna che vanno dallo studio della struttura atomica, all’interazione radiazione materia fino alla relatività. Il percorso prevede la realizzazione di una serie di esperimenti finalizzati alla comprensione di queste tematiche. Alla fine del percorso i ragazzi prepareranno una breve presentazione che condivideranno con i docenti e con tutti i partecipanti al laboratorio. Gli studenti che accedono al laboratorio verranno selezionati in base alla valutazione scolastica e alla lettera di presentazione dei loro docenti.

Entrambi i laboratori sono organizzati e guidati da docenti delle scuole superiori assistiti da studenti dottorandi e neolaureati.

 

Università di Cagliari

Si prevede di organizzare tre Laboratori PLS di orientamento avanzati (Master Class). Sulla base delle precedenti esperienze si ritiene che lo strumento più adatto a orientare studenti che manifestino una predisposizione per la disciplina siano le Master Classes. Saranno quindi organizzate delle Master Classes in Astrofisica, in Fisica Nucleare e in Fisica della Materia. I laboratori (12-16h) saranno concordati e co-progettati con i docenti della scuola con il coinvolgimento degli enti di ricerca operanti c/o il Dip. di Fisica. Gli studenti dovranno partecipare alla presa dati ed alla elaborazione di una relazione da esporre in classe. Al termine sarà proposto un questionario di autovalutazione anche in relazione ai test di accesso ai corsi di laurea scientifici. Gli studenti saranno selezionati sulla base delle loro predisposizioni scientifiche e competenze curriculari, prevedendo l’equilibrio di genere. Inoltre, le attività si svolgeranno favorendo l’equilibrio di genere attraverso la suddivisione in gruppi eterogenei al fine di condividere conoscenze e competenze differenti nell’ottica di una crescita condivisa ed inclusiva.

Le attività già indicate nell’azione 1 sono da considerarsi anche all’interno della presente azione, in considerazione del loro contenuto formativo in aggiunta a quello di orientamento.

 

Università della Calabria

La modalità operativa dei laboratori PLS adottata negli ultimi anni verrà riproposta nella prossima edizione. Saranno messe a punto esperienze di laboratorio esportabili presso le scuole. Gruppi di 15-20 studenti per scuola, sotto la supervisione dei loro insegnanti e con la collaborazione di personale a contratto dell'Università (dottorandi, assegnisti, personale di ricerca CNR e INFN) svolgeranno le esperienze precedentemente progettate.  I laboratori PLS saranno strutturati in moduli di complessive 16 ore. Essi prevedono una prima fase di co-progettazione con gli insegnanti delle esperienze (4 ore). Queste verranno presentate agli alunni nella seconda fase (2 ore). L’attività laboratoriale consisterà nello svolgimento a scuola di due esperienze della durata di circa 4 ore. La quarta fase sarà dedicata alla somministrazione dei questionari di autovalutazione (2 ore).

Da settembre 2017 il dipartimento ha attrezzato uno spazio presso il laboratorio didattico del cubo 30C da destinare alle attività con e per le scuole. Il laboratorio si presta allo svolgimento sia di esperienze didattiche tradizionali di fisica generale, utilizzando i kit didattici del laboratorio didattico, sia delle esperienze previste nei laboratori dei progetti lauree scientifiche; può ospitare una ventina di ragazzi distribuiti in sei postazioni. Per quanto riguarda la strumentazione didattica, per il momento si utilizza quella in dotazione ai laboratori didattici, in attesa di prossimi finanziamenti d’ateneo. Il laboratorio è stato utilizzato nell’ultimo anno per lo svolgimento di numerosi laboratori del PLS. Per il futuro si programma di rendere lo spazio meglio fruibile per le scuole, gli insegnanti e singoli studenti, istituendo un apposito servizio di richiesta e prenotazione. Ciò consentirà un aumento della capacità di interazione con le scuole con la possibilità di selezionare e seguire studenti medi particolarmente capaci e motivati.

Nel settembre 2016 è partito il nuovo progetto formativo denominato “Liceo Scientifico delle Tecnologie Fisiche e dei Materiali”, che il dipartimento di fisica ha costruito in collaborazione con il Liceo Scientifico “E. Fermi” di Cosenza.  Il progetto prevede che l’offerta formativa tradizionale di un liceo scientifco sia integrata con corsi aggiuntivi, destinati a un gruppo classe o collocati in un’apposita sezione scolastica. Il corso, svolto in sinergia con i PLS di area scienza dei materiali e fisica, prevede attività sia presso la scuola che presso i laboratori del dipartimento. Questa attività è stata estesa nel corso dell’a.s. 2017/18 al Liceo Scientifico “G. Berto” di Vibo Valentia, dove si sono contati circa 40 iscritti. Una sperimentazione analoga è stata avviata anche presso il liceo Darwin di Roma da parte del corso di studi in scienza dei materiali del dipartimento di Fisica dell’università di Roma Tor Vergata. Dalla collaborazione è scaturita una pubblicazione sulla rubrica "in the classroom" di Nature Nanotechnology (P.Riccardi et al. Nature nanotechnology, 12 (2017) 1104)

Un’importante iniziativa di disseminazione dei risultati del PLS è stata messa in atto in convenzione tra il dipartimento di fisica e la società Top Class s.r.l. di rende (CS), Il dipartimento concede l’uso delle proprie esperienze scientifiche rientranti nell’ambito dei PLS in Fisica e Scienza dei Materiali, che vengono presentate nell’ambito di viaggi d’istruzione finalizzati alla diffusione della cultura scientifica, organizzati dalla società TOP CLASS s.r.l. per le scuole di ogni ordine e grado. Per quanto riguarda il dipartimento e il corso di studio in fisica, l’iniziativa ha il fine di ampliare la platea di fruitori delle esperienze del PLS anche a studenti e scuole non rientranti nel progetto o nei fini istituzionali dello stesso.

 

Università di Camerino

I laboratori PLS restano il fulcro delle azioni per promuovere una didattica più coinvolgente, che veda gli studenti protagonisti. Per laboratorio PLS si intende un’attività di circa 20 ore, da svolgere sia in orario curriculare sia extracurriculare, in cui ad una parte teorico-introduttiva seguono una serie di esperimenti, condotti dagli studenti divisi in gruppi di 4-5 persone. All’inizio dell’anno scolastico i laboratori PLS vengono presentati agli studenti delle classi quarte o quinte. Questi scelgono su base volontaria se aderire o meno al progetto. Gli studenti, sotto la supervisione dei loro insegnanti, del personale universitario e dei tutors, raccolgono, analizzano ed elaborano i dati sperimentali. Come ulteriore elemento di motivazione, le attività si snodano attorno ad un tema centrale, come, ad esempio, un’indagine di polizia scientifica o la soluzione di un enigma. I gruppi di studenti raccolgono prove ed indizi attraverso le attività sperimentali e li utilizzano per decriptare un messaggio cifrato, che conduce alla soluzione del caso.

I risultati vengono presentati dagli studenti in un incontro pubblico, cui partecipano tutte le classi quarte e quinte dell’istituto. La progettazione dei laboratori (scelta del tema, programmazione delle attività, messa a punto di materiali didattici e dell’apparato sperimentale, …) avviene congiuntamente fra personale scolastico ed universitario, con il coinvolgimento di enti ed imprese che forniscono competenze e personale.

 

Università di Catania

 

I “laboratori PLS” restano il fulcro delle azioni efficaci per promuovere una didattica più coinvolgente, che vede gli studenti delle scuole superiori protagonisti delle attività sperimentali sia presso laboratori didattici che di ricerca presso il dipartimento di Fisica e Astronomia e gli enti di ricerca (CNR, INAF, INFN).

Ogni laboratorio è anticipato e seguito dalla somministrazione di questionari che hanno anche lo scopo di stimolare nei ragazzi un’autovalutazione sulle proprie conoscenze e competenze.

Anche in questa azione viene affrontata la questione di genere, in particolare nel promuovere attività sperimentali in gruppi eterogenei di ragazze e ragazzi.

Moltissime le tematiche proposte, che vanno da argomenti di fisica classica (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica, ...) e moderna (relatività, meccanica quantistica, astronomia, fisica nucleare, radioattività ambientale, fisica applicata all’ambiente, …), più un’attività interdisciplinare “L’ora del mare”, proposta insieme ai PLS Bio, Chim e Geo, che prevede una serie di incontri e laboratori sul tema del mare.

Alcuni dei laboratori vengono utilizzati come attività di Alternanza Scuola Lavoro.

Tutte le attività laboratoriali si concludono, a fine anno scolastico, con un incontro pubblico presso il dipartimento, “PLS meeting”, in cui gli stessi studenti presentano il lavoro svolto e lo condividono con gli altri studenti delle scuole partecipanti ai Laboratori PLS.

Particolarmente efficace e coinvolgente lo Stage estivo residenziale, EtnaRadioLab Summer School, sul tema della Radioattività ambientale, che si configura come laboratorio di approfondimento, rivolto soprattutto a studenti molto motivati, prevalentemente delle quarte classi. 

Alla buona riuscita dei laboratori PLS contribuisce il supporto, in termini di risorse umane e strumentali, da parte degli enti di ricerca.

 

Università di Ferrara

Proseguendo le attività sviluppate durante i precedenti progetti PLS, le azioni che verranno intraprese in quest’ambito sono:

• organizzazione dei ‘Laboratori di Fisica Moderna’. Questa iniziativa si è sviluppata grazie ad un contatto diretto tra personale del Dipartimento e docenti della Scuola Secondaria Superiore, e coinvolge gli alunni dell’ultimo anno. Come indica il nome dell’iniziativa, gli i laboratori coinvolgono argomenti della fisica del ‘900, così da permettere un approfondimento degli argomenti affrontati in classe all’interno di alcuni Istituti Scolastici. In aggiunta, tali laboratori permettono agli alunni di entrare in contatto con gli argomenti più recenti legati alla ricerca, vedendo quali siano le attività di ricerca svolte nel dipartimento, e di vivere in prima persona il mestiere del fisico, quindi trovano intersezione anche con l’Azione 2 “Riduzione dei tassi di abbandono” in quanto consentono agli alunni di scegliere in modo più conscio il corso di studi universitario.
• organizzazione degli Stage Estivi, un programma di attività dedicato agli studenti del quarto anno della Scuola Secondaria Superiore. In questo programma gli studenti svolgono trascorrono 20 ore circa presso il Dipartimento, seguendo sia attività di tipo laboratoriale che lezioni teoriche in preparazione a tale attività che vengono declinate all’interno di vari percorsi: Cosmologia ed Astrofisica, Fisica della materia, Fisica computazionale e Fisica teorica, Fisica delle particelle e Fisica medica.
• organizzazione della Masterclass, ove gli allievi vivono la tipica giornata di un fisico delle particelle. Dopo una introduzione alla Fisica delle particelle e alle tecniche sperimentali utilizzate in questo ambito di ricerca, gli allievi analizzano i dati registrati da uno degli esperimenti del CERN e discutono i risultati in videoconferenza con gli allievi di altri istituti nazionali e internazionali.
• consolidamento del laboratorio dove sono state raccolti molti kit per esperimenti legati alla fisica del primo novecento (per citarne alcuni: effetto fotoelettrico, diffrazione di elettroni, diffrazione a raggi X, Tubo di Thomson, Esperimento di Franck ed Hertz, Legge di Stefan-Boltzmann). In questo caso, l’obiettivo è di incrementare ulteriormente il numero di esperimenti disponibili presso questo laboratorio, così che esso possa fungere da riferimento per le attività di tipo laboratoriale che coinvolgono gli studenti delle Scuole Secondarie Superiori, per la formazione degli insegnanti (Azione 6 “Formazione insegnanti”) e per gli studenti del CdS, così da realizzare un contatto più diretto tra gli argomenti presentati a lezione e la loro controparte sperimentale al fine di motivare maggiormente gli studenti (Azione 2 “Riduzione dei tassi di abbandono”)

Le varie attività sopra elencate sono già inserite nel programma di Alternanza Scuola-Lavoro.

 

Università di Firenze

Didattica in laboratorio

Nei laboratori didattici del Dipartimento di Fisica e Astronomia accogliamo ogni anno numerose classi di scuola secondaria per realizzare esperimenti su vari argomenti di fisica classica e moderna. Alcuni tutor universitari (laureandi, dottorandi, assegnisti) guidano l’attività. L’esperimento scelto, precedentemente concordato con l’insegnante della classe, viene svolto in prima persona dagli studenti che, a turno, partecipano alle misure. I dati acquisiti vengono poi elaborati con l’aiuto dei tutor e dell’insegnante. Questa attività è già stata collaudata negli anni passati; abbiamo allestito circa 30 esperimenti e contiamo di allargare e migliorare l’offerta. In media ogni anno hanno partecipato circa 20 classi della scuola secondaria di secondo grado. Siamo in grado però di accogliere anche classi della scuola primaria e secondaria di primo grado (in media circa 20 negli ultimi anni), proponendo ovviamente esperimenti più semplici e con diverso approccio didattico.

 

Università di Genova

“I giovani incontrano la Fisica Sperimentale”

E’ in corso di allestimento un laboratorio permanentemente dedicato ad esperienze di fisica classica e fisica moderna, volte sia a completare i percorsi di formazione già previsti per i docenti delle scuole superiori, sia a fornire un servizio per le scuole stesse. Agli studenti degli ultimi anni delle scuole superiori verranno offerte lezioni introduttive alle tecniche della fisica sperimentale e alle esperienze a loro disposizione. Queste verranno svolte con il supporto di tutor del DIFI e i risultati ottenuti saranno commentati collettivamente, seguendo il percorso di confronto dei dati e della loro analisi che è alla base di ogni collaborazione scientifica.

Il Laboratorio sta andando a regime: kit per esperienze di fisica moderna sono già disponibili e si procederà al completamente con ulteriori kit per esperimenti di Fisica Classica. Tali kit non sono da intendere esclusivamente ubicati presso il Dipartimento di Fisica: si intende infatti garantire la possibilità di lasciare alcuni kit presso le scuole in comodato d’uso.

“La Scienza a portata di mano nella Scuola Secondaria di Primo Grado”

La curiosità verso i fenomeni naturali è sicuramente presente negli adolescenti che frequentano la Scuola Secondaria di I grado. Riteniamo che questa curiosità debba essere opportunamente stimolata per far maturare gli studenti in modo che inizino a considerare la cultura scientifica un bagaglio necessario per vivere nella società attuale e per il loro futuro. Questo rientra in un orientamento degli studenti verso una scelta più responsabile di indirizzi tecnico-scientifici al termine della Scuola Secondaria di I grado. Riteniamo altresì che i docenti responsabili dei corsi di Scienze, in cui inizia ad essere insegnata la Fisica, debbano avere un supporto per rendere la trasmissione di questo sapere anche attraverso un’attività pratica che nei nostri intenti dovrebbe essere anche piacevole per cambiare l’atteggiamento comune verso la Scienza e la Fisica in particolare. L’attività che si intende svolgere sarà suddivisa in due parti. La prima sarà dedicata ad ore di laboratorio guidato a Scuola in cui verranno resi evidenti alcuni fenomeni che nonostante possano essere descritti sui libri non coinvolgono come in una esperienza diretta in cui gli studenti possano avere un ruolo attivo (poterci mettere le mani). L’attività sarà seguita anche dai relativi docenti in modo che essi possano avere un supporto per ripetere successivamente queste attività. I materiali utilizzati saranno scelti in modo da essere facilmente reperibili. Una possibile lista di argomenti potrebbe essere: proprietà della luce (propagazione rettilinea, come piegare un raggio luminoso (riflessione da specchi, rifrazione tra materiali diversi), riflessione totale, come concentrare la luce in un fuoco, propagazione non rettilinea in gradienti di concentrazione, miraggi. Colore degli oggetti, illuminazione con luci colorate, scomposizione della luce bianca con prismi e mediante la superficie di un CD. Onde in una molla “slinky” con diverse polarizzazioni, luce e polaroid, riflessione da superfici con polaroid,  modelli di plexiglass anche sottoposti a deformazione visti in luce polarizzata, visualizzazione delle oscillazioni di un altoparlante e suono, oscillazioni nei liquidi e il superamento di ostacoli, visualizzazione di cosa succede alla luce in condizioni analoghe.

Al momento sono in corso contatti inizialmente con una Scuola per la realizzazione del progetto, che potrà essere esteso alle Scuole che mostreranno interesse.

 

Università di Insubria Varese-Como

Laboratorio extra-curriculare “Fotografia e olografia”

Si tratta di un programma di avvicinamento allo studio degli elementi ottici coinvolti nei processi di formazione delle immagini bidimensionali e tridimensionali. L’attività è indirizzata agli studenti del quarto e quinto anno delle scuole secondarie di II grado e ai loro insegnanti come possibilità di aggiornamento metodologico. L'attività prevede 4 giornate per un totale di 16 ore + una giornata aggiuntiva di registrazione di ologrammi. Il programma comprende:

• Formazione delle immagini in ottica geometrica
• Immagini bidimensionali e tridimensionali
• Introduzione all'olografia
• Registrazione di ologrammi

Laboratorio extra-curriculare “Introduzione alla robotica”

Scopo del laboratorio è di introdurre i ragazzi che non frequentano scuole ad indirizzo informatico alla programmazione e al controllo software di apparecchiature e dispositivi. L’attività si avvarrà di un kit Lego Mindstorms che permette di costruire degli automi dotati di sensori e di scrivere dei programmi di controllo. Per la limitata attrezzatura a disposizione, le iscrizioni al corso saranno limitate a 9 partecipanti per gruppo (due gruppi previsti). Il programma comprende:

• Introduzione alla programmazione
• Controllo di un automa
• Costruzione e programmazione di un automa

Laboratrio extra-curriculare “La programmazione della scheda Arduino”

Scopo del laboratorio è di introdurre i ragazzi che non frequentano scuole ad indirizzo informatico alla programmazione e al controllo software di apparecchiature e dispositivi.

 

Università de L’Aquila

Saranno proposti tre tipi di laboratori: laboratori tematici, laboratori didattici e preparazione alle Olimpiadi della Fisica.

Nei laboratori tematici saranno proposti alcuni argomenti (ad esempio sensoristica, meccanica, celle fotovoltaiche, rivelatori di muoni, modellistica..) a piccoli gruppi di studenti selezionati di alcune scuole superiori da svilupparsi in laboratorio con strumentazione a basso costo. Questi temi saranno prima proposti e sviluppati con i docenti delle scuole coinvolte che, successivamente, li riproporranno ai loro studenti, sia presso i laboratori dell’Ateneo che presso le rispettive scuole l’attività prevista. Questa includerà una prima parte di introduzione teorica all’argomento, la realizzazione dell’esperimento, l’analisi dei dati. Questa attività, insieme a quelle previste nell’azione 6, potrà essere considerato anche come formazione per insegnanti alle attività di laboratorio.

Continuerà come nel passato la messa a diposizione di classi degli ultimi anni delle scuole superiori di esperimenti didattici da far svolgere ai ragazzi presso un laboratorio didattico di Ateneo, sotto la supervisione di docenti universitari e tutor, insieme ai docenti accompagnatori della scuola.

Sarà infine riproposto un laboratorio per la preparazione alle Olimpiadi della Fisica, per studenti che hanno superato la fase di selezione del proprio istituto.

 

Università di Messina

Il linea con quanto realizzato nei precedenti PLS,  la scelta degli argomenti da proporre nei laboratori per l’insegnamento delle scienze di base farà riferimento ad un tema di carattere generale, che costituirà il filo conduttore comune.  Nel PLS precedente, il tema proposto è stato “Le Onde”.   Per il nuovo PLS, la proposta di tema generale è: “Le Interazioni”, emersa dopo un confronto con tutti i referenti locali.

Nell’ambito del suddetto tema si organizzeranno laboratori didattici che prevedono lo studio delle diverse forme di interazione. In particolare sarà studiata l’interazione con il campo gravitazionale (curvatura della traiettoria di un corpo soggetto all’azione della gravità), l’interazione radiazione-materia (effetto fotoelettrico), l’interazione elettro-magnetica (conduttori percorsi da corrente  in campo magnetico), l’interazione del campo magnetico con elettroni veloci (forza di Lorentz), l’interazione fra fenomeni ondosi (interferenza onde acustiche e onde elettromagnetiche)  Saranno sviluppate anche delle applicazioni al calcolatore in grado di effettuare gli stessi esperimenti realizzati in laboratorio.

 

Università di Milano Statale

Si prevedono i seguenti laboratori PLS:

Personaggi e scoperte della fisica 16-20 ore in università

Incontri della durata di un intero pomeriggio (4 ore) rivolti a studenti e insegnanti. In continuità con quanto fatto nei due anni precedenti, ogni incontro affronterà in maniera divertente e non scolastica le scoperte e le opere di alcuni grandi fisici del presente e del passato.

Radon 4 ore di presentazione a scuola + 30-40 ore di attività a scuola

Le attività connesse alla diffusione della cultura scientifica per questo tipo di Laboratorio hanno continuato sulla linea ben consolidata e di successo legata alla misurazione della radioattività naturale come strumento per avvicinarsi alla scienza e in particolare alla fisica, coinvolgendo gli studenti delle scuole medie superiori.

Teatro scientifico 20 ore in università + 10 ore a scuola

Nel 2004 è nata   presso   il   Dipartimento   di   Fisica   dell'Università   degli   Studi   di   Milano l’iniziativa “Lo Spettacolo della Fisica”, che ha al suo attivo sette spettacoli teatrali e una lezione spettacolo e che ha raggiunto oltre 120.000 persone in circa 400 repliche.

Viene proposta un’attività nata dal teatro scientifico. Il laboratorio prevede 5 pomeriggi (di 4 ore ciascuno) in cui i partecipanti hanno effettuato attività di teatro scientifico seguiti da fisici dello Spettacolo della Fisica con esperti di teatro (Attori/registi o produttori teatrali).  L’attività vale per l’Alternanza scuola-lavoro.

Z - L’impedenza: Passeggiare tra le onde adattandosi ai cambiamenti 4 ore in università + 12 a scuola

Il percorso del laboratorio, che inizia con la realizzazione di semplici esperimenti col cellulare, per pervenire poi all’utilizzo di apparecchiature tecnologiche fra le più sofisticate, quali l’ecodoppler, si conclude con alcune considerazioni sulla rilevanza della natura del sottosuolo nel determinare l’intensità di un evento sismico. Lo studente viene così guidato a costruirsi una visione unificata di fenomeni appartenenti ad ambiti usualmente non correlati, applicando competenze acquisite nei corsi di matematica, fisica e scienze, come richiesto anche per la preparazione del nuovo Esame di Stato di Liceo Scientifico. Il laboratorio inizia con un pomeriggio da 4 ore in università e prosegue nelle classi.

I colori invisibili ai confini dell’arcobaleno 4 ore in università + 8 ore a scuola

Il laboratorio si propone, attraverso l’uso di termocamere e UV cams, di esplorare lo spettro elettromagnetico ai confini del visibile.

Osservare la realtà nelle regioni spettrali di ultravioletto, vicino infrarosso e infrarosso termico, non solo ci permette di avere una idea di cosa percepiscono gli insetti e alcuni rettili, ma anche di dare un nuovo significato ai concetti di visione e calore e di rendere “visibili” molti aspetti della calorimetria e della termodinamica legati alla trasmissione del calore.

Superconduttività 4 ore in università

con misure di temperatura critica ed esperienze a gruppi sui campi magnetici il raffreddamento in azoto liquido e l’effetto Meissner.

Spettroscopia stellare 20-30 ore alla cupola del Liceo Parini a Milano con utilizzo della cupola

Osservazioni e misurazioni di spettri stellari

Si sta pensando alla creazione di una collana PLS-unimi di monografie didattiche relative agli argomenti dei laboratori e non solo.

 

Università di Milano Bicocca

Il progetto si fonda sull’utilizzo di LABEX (http://www.labexbicocca.it), un laboratorio dedicato al progetto PLS, sviluppato negli anni 2005-2009, e continuamente aggiornato, situato presso il Dipartimento di Fisica dell'Università degli Studi di Milano-Bicocca.

Il Laboratorio, di tipo interattivo, ha lo scopo di avvicinare lo studente al metodo scientifico e stimolarlo all'analisi critica dei fenomeni osservati in stretta collaborazione fra docenti universitari e docenti della scuola superiore. Vengono condotte misure volte a verificare l'esistenza delle forze fondamentali della natura, sia con esperimenti introduttivi dedicati ad un primo approccio con la realtà fisica sia con esperimenti "cruciali" in alcuni filoni della fisica moderna.

Essenziali sono l'interattività e l'immediatezza degli esperimenti proposti, significativi sia per il contenuto di fisica sia per i loro collegamenti con altre scienze (la matematica in particolare) e le tecnologie.

In LABEX, oltre alle esperienze di Fisica Classica, Elettromagnetismo, Fisica delle Particelle, Ottica Geometrica e Fisica, Ottica di Fourier e Onde Gravitazionali, quest’anno introdurremo, grazie alla collaborazione con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), una strumentazione compatta per la misura quantitativa del passaggio dei raggi cosmici. Il sistema ArduSiPM contiene un piccolo scintillatore plastico e un SiPM (fotomoltiplicatore al silicio) che utilizza tensioni elettriche inferiori al centinaio di Volt, mentre l’elettronica è basata su una scheda Shield ArduSiPM progettata dall’INFN di Roma e una scheda Arduino DUE. I dati prodotti possono essere visualizzati tramite computer collegato attraverso una porta USB di Arduino DUE o tramite interfaccia Wifi. In laboratorio avremo a disposizione 3 ArduSiPM, quindi, oltre allo studio della radioattività ambientale e non, potremo, mediante firmware dedicato per le coincidenze dei segnali, studiare anche i raggi cosmici secondari prodotti nell’atmosfera. Immaginando di posizionare due rivelatori a formare un “telescopio” per raggi cosmici potremo ad esempio studiare il tasso di conteggi nel tempo in funzione della distanza tra i due rivelatori; l’attenuazione dei conteggi nel rivelatore inferiore in presenza di  materiali interposti; l’effetto est-ovest, inclinando il rivelatore in direzioni opposte. I dati verranno poi analizzati dagli studenti delle scuole sotto la guida dei tutor.

Abbiamo inoltre preso contatti con una scuola nelle vicinanze dell’Università, il Liceo Casiraghi di Milano, nella quale sono già in funzione 5 moduli ArduSiPM, perché possa essere utilizzata come scuola-polo per lo studio quantitativo dei raggi cosmici, ovvero perché metta tale strumentazione a disposizione anche di studenti di altre scuole interessate, accompagnati da docenti ai quali faremo un opportuno corso di formazione (vedi Azione 6), in modo da aumentare la possibilità per studenti ed insegnanti di accedere a, ed utilizzare, questa strumentazione.

L’utilizzo di LABEX prevede una preiscrizione da parte delle scuole interessate tra settembre ed ottobre, effettuata tramite una pagina dedicate sul sito internet di LABEX:  questo permette di pianificare l'utilizzo di LABEX e delle fasi di introduzione e ripensamento delle esperienze. Il laboratorio LABEX è in grado di ospitare più di 1000 studenti/anno, in media provenienti da circa 30 scuole diverse.

Il progetto LABEX prevede moduli di 20 ore di intervento su ogni classe o gruppo di circa 15/20 studenti, suddivise in tre fasi. Una prima fase di introduzione e progettazione dell'esperienza da svolgere nelle scuole ad opera degli insegnanti (in collaborazione con i docenti universitari). Una seconda fase, di autoformazione,  da svolgere presso il Dipartimento di Fisica e in particolare presso il laboratorio dedicato LABEX (12 ore). Una terza fase di circa 4 ore di rielaborazione (ripensamento, modellizzazione, razionalizzazione) e preparazione di un resoconto dell'esperienza fatta si prevede venga svolta presso le scuole sotto la guida degli insegnanti.

La fase di lavoro in laboratorio prevede una forte presenza dei tutors che sono reclutati fra gli studenti delle Lauree Triennali e Magistrali e tra il personale post-doc e doc del Dipartimento di Fisica, supervisionata dagli insegnanti di riferimento e da docenti universitari.

LABEX è utilizzato anche per attività di Alternanza Scuola-Lavoro per circa 10 studenti per un periodo di due settimane (80 ore). L’attività è suddivisa in due fasi: nella prima, svolta nel mese di giugno, gli studenti sperimentano le diverse esperienze presenti in LABEX, alternando una fase sperimentale, nella quale provavano l’esperimento vero e proprio, ad una di rielaborazione dei dati raccolti, mentre la seconda prevede la loro partecipazione al laboratorio come tutor nel corso dell’anno scolastico successivo.

Infine quest’anno ospiteremo, sempre insieme all’INFM,  l'ICD (International Cosmic Day), una giornata d'incontro tra studenti, insegnanti e ricercatori sul tema dei raggi cosmici durante la quale studenti ed insegnanti avranno l'opportunità di vivere una giornata tipo del ricercatore: approfondire le basi teoriche, effettuare una misura sperimentale, presentare i risultati, scrivere un report.

 

Politecnico di Milano

Negli ultimi anni l’interesse per la cosiddetta didattica laboratoriale è fortemente cresciuto. Tale approccio non si esaurisce nella realizzazione di esperienze di laboratorio, pur importanti, ma si esplicita nella possibilità di coinvolgere attivamente gli studenti nel percorso di apprendimento, così da renderli soggetti attivi del processo.

L’azione intende svilupparsi considerando un fenomeno fisico e organizzando una unità di apprendimento nella quale, attraverso uno o più esperimenti svolti direttamente dagli studenti (con la supervisione dei loro insegnanti opportunamente formati), se ne mettano in evidenza le caratteristiche qualitative e quantitative.

A valle dell’esperimento è prevista una fase di disseminazione in aula da parte degli studenti coinvolti anche attraverso video registrati ad hoc dello stesso, che saranno poi messi a disposizione online per future fruizioni in un’ottica di OER.

Il finanziamento richiesto al PLS andrebbe a sostenere principalmente i costi dell’acquisto di una prima attrezzatura sia per lo svolgersi degli esperimenti di fisica di base e moderna sia per consentire la ripresa video degli stessi, integrando l’attrezzatura già presente presso il Dipartimento di fisica.

 

Università di Modena e Reggio Emilia

Introdurre cicli di conferenze nelle scuole. Riproporre:

• laboratori disciplinari assieme a laboratori di preparazione alle gare;
• scuola estiva e stage disciplinari in collaborazione con altre aree PLS, come attività di alternanza scuola lavoro per le scuole.

 

Università di Napoli Federico II

Due tipi di laboratorio saranno attuati: 1) laboratori di avvicinamento alle scienze; 2) laboratori di approfondimento.

1. I laboratori di avvicinamento alle discipline scientifiche metteranno in rilievo i nodi concettuali della Fisica sperimentale, focalizzandosi sull’analisi statistica delle misure e, più in generale, sui metodi di analisi dei dati raccolti. Le macro-aree disciplinari che si affronteranno con questi laboratori sono:  meccanica, termologia, ottica, elettromagnetismo e fisica moderna. Tutte le attività saranno così organizzate:
   • incontro preliminare con i docenti delle scuole, in cui si discutono difficoltà e potenzialità didattiche degli esperimenti;
   • individuazione di un percorso didattico basato su due o tre esperimenti;
   • formazione e implementazione da parte degli studenti degli esperimenti scelti, inclusa l’analisi dati, presso le strutture del Dipartimento;
   • relazione del lavoro sotto forma di presentazione orale.
2. I laboratori di approfondimento sono rivolti agli studenti di classe quarta e quinta e sono finalizzati a mostrare la rilevanza della fisica nella vita di tutti i giorni degli studenti. In particolare si affronteranno tematiche quali: stagioni  e cambiamento climatico; spettrometria; applicazioni della meccanica quantistica; evoluzione stellare e cosmologia. In tutti i percorsi sono presentate misure elementari facilmente realizzabili anche a scuola.

 

Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”

Il progetto prevede la programmazione e lo sviluppo in collaborazione con i docenti di scuola di “Laboratori per l’insegnamento delle scienze di base” che avvicinino gli studenti della scuola secondaria superiore alle discipline scientifiche e preparino gli studenti alle metodologie analitiche attraverso la conoscenza dei fenomeni fisici. La pratica del laboratorio didattico mira ad offrire agli alunni degli ultimi anni delle scuole superiori percorsi di apprendimento della fisica in cui vengano colti non solo le ampie potenzialità che il pensiero fisico fornisce come strumento di analisi e comprensione della realtà, ma soprattutto il piacere e la bellezza metodologica di trattare la fisica per la descrizione dei fenomeni che ci circondano. Nel corso degli anni abbiamo creato una rete di cui fanno parte alcune scuole secondarie superiori della provincia e il Dipartimento di Matematica e Fisica per mettere a sistema delle buone pratiche di didattica laboratoriale. Nell’ambito del nuovo progetto è prevista la realizzazione di due laboratori didattici progettati in sinergia con le scuole della rete.

Come nel precedente progetto i laboratori saranno organizzati in maniera da rendere gli studenti protagonisti, consentendogli di mettersi alla prova e scoprire le proprie vocazioni. Anche in questa Azione è prevista una stretta collaborazione con i PLS di Matematica e di Statistica, nonché con i docenti di scuola ed il programma scolastico di fisica.

 

Università di Padova

Il cielo come laboratorio

Il laboratorio si compone di due fasi: (1) una serie di seminari di astrofisica di base tenute dai docenti delle scuole superiori che aderiscono a questa attività (2) la partecipazione di una selezione di studenti a uno stage di 3 giorni e 3 notti presso l'Osservatorio Astrofisico di Asiago, dove lavorano raccogliendo dati al telescopio, analizzandoli e preparando una breve relazione che poi espongono ai loro colleghi e nelle scuole di provenienza. Il programma è co-progettato tra i docenti di scuola e i ricercatori del DFA.

Marzo sperimentale

Il laboratorio prevede di abbinare la visita a una sezione del Museo di Storia della Fisica alla sperimentazione con uno specifico strumento, scelto in base all’affinità con lo strumento storico. Si porrà particolare attenzione agli aspetti didattici, realizzando per ciascun tema anche delle attività pre- e post-visita, per sfruttare al meglio il contesto del museo per la didattica. Si prevede inoltre di coinvolgere in modo particolare le scuole che negli scorsi anni hanno partecipato al progetto Svelare gli strumenti scientifici, proponendo loro di rivisitare in chiave moderna uno degli strumenti della loro collezione, esponendo poi durante l’evento sia lo strumento antico, sia l’esperimento realizzato da loro. Per questa fase è prevista una co-progettazione specifica con gli insegnanti.

Fare fisica insieme

Il laboratorio, rivolto a classi delle scuole secondarie di I e II grado, consiste nella proposta di percorsi didattici a tema, che comprendono una visita guidata al Museo di Storia della Fisica e un’attività laboratoriale, per 3 ore complessive. In laboratorio, gli studenti sperimentano di persona con strumenti semplici e/o con tecniche sofisticate. Al Museo, gli esperimenti eseguiti in laboratorio vengono collocati nel relativo contesto storico. I temi dei percorsi 2018-2019 riguarderanno il moto.

International Masterclass

Il progetto, già descritto nell’Azione 1, ha anche lo scopo favorire negli studenti lo sviluppo di alcune pratiche scientifiche, come l’analisi dei dati sperimentali e la comunicazione dei risultati. Le attività sono co-progettate tra insegnanti docenti dell’Università e ricercatori INFN.

Airlab e Radiolab

Nel laboratorio AirLab gli studenti allestiranno uno strumento di misura per la qualità dell’aria, svolgeranno l’acquisizione e l’analisi dei dati, prepareranno del materiale divulgativo e parteciperanno ad un evento pubblico dove avranno occasione di disseminare i risultati. Le attività saranno inserite in un contesto formativo che verrà sviluppato dai ricercatori INFN e DFA in collaborazione con gli insegnanti delle scuole coinvolte. Le attività formative saranno integrate da seminari a cura dell’ARPA Veneto. L’iniziativa affiancherà il progetto RadioLab, attivato nell’anno scolastico 2018-2019 a Padova, volto alla misura della radioattività ambientale.

 

Università di Palermo

In continuita` con i progetti precedenti e in piena rispondenza ai requisiti nelle linee guida 17-18, verranno riproposti i seguenti laboratori, integrabili nelle attività previste per l’orientamento e per l’Alternanza Scuola–Lavoro, per una capienza massima totale di oltre 200 studenti e 30 insegnanti:

Laboratorio PLS di Meccanica

25-30 studenti del 3  anno dei Licei e insegnanti tutor. Docente interno al  Dipartimento di Fisica e Chimica. Il corso prevede lo svolgimento e l’analisi di esperimenti di Meccanica quali la legge di Hooke,  moto di un pendolo, moto di un carrello su un piano inclinato, oscillazioni di un sistema massa-molla, conservazione dell'energia meccanica, conservazione  della quantità di moto.

Laboratorio PLS di Ottica/Astronomia

25-30 studenti dell’ultimo biennio dei Licei e insegnanti tutor. Docente dell’INAF/Osservatorio Astronomico di Palermo. Il laboratorio propone a studenti e insegnanti un percorso didattico di ottica con applicazioni in astronomia. Le lezioni sono interattive con materiale comune, ed esperienze al banco ottico.

Laboratorio PLS di Fisica moderna

15-20 studenti dell’ultimo biennio dei Licei e insegnanti tutor. Docente interno al  Dipartimento di Fisica e Chimica. Il laboratorio propone a studenti e insegnanti un percorso didattico relativo alla nuova descrizione dei fenomeni fisici basata sulla meccanica quantistica. Le esperienze sono 3: Radiazione di corpo nero, Effetto fotoelettrico, Spettri atomici.

Laboratorio PLS di Elettromagnetismo

25-30 studenti dell’ultimo biennio dei Licei e insegnanti tutor. Docente interno al Dipartimento di Fisica e Chimica. Il percorso prevede lo svolgimento e l'analisi di esperimenti di elettrostatica/elettrodinamica/magnetismo, con uso di strumentazione, attraverso misure raccolte con sistemi di acquisizione e analisi dati al computer, di tipo didattico.

Laboratorio di Spettroscopia

25-30 studenti dell’ultimo biennio dei Licei e relativi tutor. Interdisciplinare con la Chimica. Docente del Dipartimento STEBICEF. Il laboratorio prevede lo svolgimento e l’analisi di esperimenti di spettroscopia di base (spettri di lampade a incandescenza, alogene, LED e a gas) e di spettroscopia applicata (spettroscopia di fluorescenza a raggi X e spettroscopia infrarossa).

Laboratorio di Fisica e Chimica Moderna

25-30 partecipanti  dell’ultimo biennio dei Licei e insegnanti tutor. Docente interno al Dipartimento di Fisica e Chimica. Il laboratorio prevede lo svolgimento e l’analisi di esperimenti di Fisica Moderna (Effetto Fotoelettrico, Esperimento di Franck e Hertz, Risonanza a microonde) e di Chimica Moderna (risonanza ai fini della caratterizzazione molecolare della materia, micro-onde nella sintesi di materiali o nell’estrazione di molecole bioattive da piante).

Laboratorio di Astronomia

25-30 studenti dell’ultimo biennio dei Licei e insegnanti tutor. Docente dell’INAF/Osservatorio Astronomico di Palermo. Il laboratorio propone a studenti e insegnanti un percorso formativo sulla ricerca scientifica, con applicazione in astronomia. Le lezioni sono interattive, utilizzando materiale comune, modelli meccanici e sistemi di acquisizione dati in tempo reale per esperienze di laboratorio.

Partecipazione a Laboratorio scientifico multi/interdisciplinare (si veda Attivita` trasversali)

I laboratori prevedono attivita` di misurazione con strumentazione di tipo tradizionale e di tipo “Real Time Laboratory” (RTL), e valutazione dell’apprendimento tramite test anonimi e relazioni sulle esperienze (v. Azione 5). L'attività vede coinvolti studenti e insegnanti: gli studenti preparano gli esperimenti ed eseguono le misure in presenza degli insegnanti, sotto la supervisione dei tutor e dei docenti universitari.

 

Università di Parma

Sulla base dell’esperienza accumulata negli anni di attività PLS e sulla base del gradimento espresso dagli utenti si proporranno:

Laboratori tematici (10 – 15 ore)

laboratori su temi di Fisica classica e moderna co-progettati e realizzati da docenti e tutor universitario. Possono essere rivolti a gruppi di studenti selezionati delle ultime tre classi delle scuole superiori oppure a classi intere. Possono prevedere la realizzazione di un prodotto (set-up sperimentale oppure materiale cartaceo/multimediale) che sarà illustrato in una relazione orale e costituirà patrimonio sperimentale della scuola dove il progetto è stato realizzato. Di norma i laboratori tematici vengono costruiti su temi richiesti del docente a integrazione del percorso scolastico. Già in programmazione: 1) percorso di sensibilizzazione degli studenti, come cittadini, sul tema delle potenzialità, della futuribilità e dello stato attuale della tenologia nel fotovoltaico (nell’ambito di un progetto che riguarda la costruzione di modelli di macchine che funzionano con un motore elettrico alimentato da un modulo fotovoltaico); 2) percorso di didattica di laboratorio di fisica per classe 4  di liceo scientifico su onde sonore-luminose-elettriche.

Laboratori di Nanoscienze Fisiche (10 ore)

 laboratori caratterizzati da un approccio multidisciplinare agli aspetti più moderni della fisica dei materiali (relazione struttura-proprietà-applicazioni). Introdotti alle potenzialità dell’approccio “bottom-up”, piccoli gruppi di 4-6 studenti e insegnanti vengono avvicinati a svariate tematiche sotto la guida di un tutor: dalla fisica di bio-sistemi alle nano-bio-tecnologie, dai sistemi magnetici e semiconduttori nano-dimensionati alla microscopia elettronica ad alta risoluzione, al laboratorio di fisica computazionale ed altro. Tutti i laboratori si articolano in 3 fasi:

• presso la scuola: presentazione del problema scientifico e illustrazione delle relative tecnologie e metodologie strumentali;
• presso i laboratori universitari: per una intera giornata sperimentale, preparazione di un   materiale e/o test di un prototipo dimostrativo;
• presso la scuola: analisi dei risultati ottenuti e approfondimento delle possibili applicazioni ai fini della stesura di una relazione finale.

Stage estivi di orientamento (25 ore)

settimana di “full immersion” alle prese con programmi e metodologie di lavoro in vari ambiti della ricerca fisica. Studenti motivati e selezionati d'intesa con gli insegnanti, sotto la guida di un giovane ricercatore vivono per qualche giorno il mestiere del fisico. Questo incontro con il mondo della ricerca è completato da visite alle strutture didattiche e di ricerca del dipartimento e dell’IMEM-CNR, seminari e dalla partecipazione alla Mostra "Microcosmo con vista". Gli studenti frequentano dal lunedì al venerdì il campus universitario incluso l’intervallo del pranzo. Per ciascuna delle settimane coinvolte, il lavoro si conclude con una discussione generale nella quale si raccolgono commenti e suggerimenti utili. Alla fine dell’ultima giornata gli studenti compilano un questionario di gradimento dell’iniziativa e un test di autovalutazione sulle competenze scientifiche in ingresso. Le ore di attività possono essere riconosciute ai fini dell’alternnza scuola-lavoro.

 

Università di Pavia

L’azione si articola in quattro proposte:

Attività sperimentali di Fisica moderna

Scopo del Laboratorio è proporre agli studenti attività sperimentali significative da inserire in un percorso di Fisica Moderna. L’attività sperimentale si sviluppa in 3 fasi:

• Effetto fotoelettrico e misura della costante di Planck.   

Obiettivi: verificare sperimentalmente il modello di Einstein; comprendere la relazione E = h nel contesto dell’effetto fotoelettrico.

• Misura della costante di Planck con LED di diversi colori.   

Obiettivi: acquisire qualche conoscenza di base sulla giunzione p-n, comprendere la relazione E = hnel contesto dell’emissione di un fotone nella transizione di un elettrone in un LED.

• Studio della caratteristica corrente/intensità luminosa di diversi LED e stima della loro efficienza quantistica esterna.  

Obiettivi: collegare quantità macroscopiche e microscopiche, comprendere la relazione tra intensità di corrente e intensità luminosa. Discutere sull’efficienza dei LED.    Il percorso richiede una giornata di lavoro presso i Laboratori Didattici del Dipartimento per un totale di circa sei ore.

Laboratori di Storia della Fisica

Replica di esperimenti storici significativi relativi agli argomenti scelti dagli insegnanti e in collaborazione con il Museo per la Storia dell’Università. Gli esperimenti saranno effettuati sia presso il Museo sia presso le scuole, ove richiesto. In particolare, specie nel caso di studenti di scuola secondaria di secondo grado, si prevede di replicare, con materiali poveri, gli strumenti storici, che potranno essere utilizzati sia in classe sia durante le attività di presentazione della scuola ad altri istituti, in particolar modo alle secondarie di primo grado.

Stage

Lo stage è rivolto agli studenti che hanno terminato il quarto anno di scuola secondaria e si sviluppa in due settimane al termine dell’anno scolastico. Ha l’obiettivo di mettere in contatto lo studente con un ambiente dove si svolge abitualmente ricerca nelle varie aree della fisica. Gli studenti sperimentano da vicino temi e problemi tipici di questo tipo di attività, hanno l’occasione di compiere alcuni esperimenti significativi, di approfondire temi di particolare interesse e discutere liberamente con giovani ricercatori che hanno scelto di dedicarsi alla ricerca in fisica. Il programma comprende anche la visita al LENA (Laboratorio di Energia Nucleare Applicata) e un weekend con un'osservazione astronomica presso il Parco Astronomico "Ezio Mognaschi" del Brallo, in collaborazione con il Comune di Brallo di Pregola e l'associazione ADARA-AstroBrallo. Le attività realizzate dagli studenti, tra cui le loro esperienze di laboratorio vengono presentate al pubblico.

Lo stage prevede la collaborazione di diversi docenti e ricercatori del Dipartimento, coadiuvati da numerosi dottorandi e studenti come tutors di laboratorio, e può configurarsi anche come esperienza di Alternanza Scuola-Lavoro, oltre che di orientamento pre-universitario.

Certo, certissimo anzi probabile.

Laboratorio per lo studio e la preparazione da parte di studenti di scuola secondaria di materiali testuali e video sul tema della probabilità.

 

Università di Perugia

Vengono proposti 6 Laboratori di Fisica moderna, che hanno l’obbiettivo di consolidare la

conoscenza del metodo scientifico, delle scoperte ed esperimenti che hanno dato impulso

all’avvento della meccanica quantistica.

 

Università di Pisa

Nell’ambito di questa azione, intendiamo potenziare i laboratori già proposti e integrarli con due nuove proposte.

Acustica e fisica musicale

Si vuole allestire  un laboratorio di acustica elementare con strumentazione ed apparati che evidenzino  il fenomeno dei battimenti, delle onde stazionarie, degli ipertoni. Inoltre si vuole costruire un  monocordo per la verifica della legge di Pitagora-Galileo ed mettere a punto strumentazione adeguata per acquisire uno spettrogramma sonoro e  un sistema di tubi di Kundt per misurare la velocità del suono in gas con diversa composizione chimica (bi e tri-atomico) . Prevediamo di affiancare alle attività di misurazione tipiche del laboratorio seminari di analisi dei dati raccolti  e di mostrare le connessioni dell'acustica con la storia della matematica e con la pratica musicale. Il laboratorio vuole essere la controparte sperimentale al programma di fisica dei fenomeni ondulatori previsto nelle scuole superiori (licei ed istituti tecnici) ma intende anche rivolgersi ai licei musicali.  L'acustica ha naturalmente relazione con la teoria musicale e il laboratorio acustica è occasione per cogliere l'influenza dell'indagine scientifica intorno al suono sul pensiero estetico.

Laboratorio remoto di fisica

L'attività propone di rendere operativo in modo stabile un laboratorio didattico a controllo remoto, in modo da permettere ad un numero notevolmente maggiore di classi di scuola secondaria di fare esperimenti ed esperienze di laboratorio, lasciando agli studenti stessi la conduzione, sotto la supervisione dei docenti. Questo laboratorio si basa sulle potenzialità offerte da sensori e attuatori interfacciati a computer, un fatto che già da diversi anni ha cambiato il modo di lavorare nei laboratori di ricerca.

Un laboratorio con questo tipo di organizzazione permette l'uso di risorse sia materiali che temporali difficilmente reperibili nel sistema educativo delle nostre scuole secondarie, dato che richiede la realizzazione di un esperimento in singolo esemplare, sfruttabile da molti istituti.

Le motivazioni positive per la realizzazione di un laboratorio didattico a controllo remoto sono molteplici: uso facilitato per disabili, ridotto numero di esemplari richiesti, risparmio sui trasporti, centralizzazione di uno stesso esperimento, maggior fruibilità. Queste possibilità sono state sfruttate già in passato, soprattutto in ambito ingegneristico e informatico, molto meno in fisica.

L'attività proposta parte da alcuni esperimenti di meccanica e elettrologia già realizzati, proposti e sperimentati a studenti sia di scuola secondaria che universitari, per ora solamente in rete locale. I risultati ottenuti sono ottimi, e i fruitori hanno mostrato una notevole soddisfazione. E' stata studiata la possibilità di estendere questa esperienza sia utilizzando reti WAN, sia estendendo gli esperimenti realizzabili. Il protocollo usato e' infatti basato su un prodotto commerciale molto diffuso (LabVIEW) che richiede solamente l'installazione di un pacchetto gratuito sul PC del fruitore remoto. E' previsto inoltre l'uso di videocamere (sempre in rete WAN) per integrare il sistema di controllo mostrando il laboratorio remoto mentre l'esperimento viene svolto.

Gli esperimenti realizzabili in questo ambito sono

• pendolo fisico con controllo dell'angolo di partenza sino a 179 gradi;
• caratterizzazione tensione-corrente di un dispositivo elettronico (es: un diodo) al variare della temperatura tra 10 e 90 C;
• caratterizzazione di celle solari al variare del carico, della intensità' e posizione della sorgente luminosa.
• misura dei coefficienti di attrito in un piano inclinato.

Il laboratorio si integra con le altre attività offerte alle classi di scuola secondaria, svolte in presenza, rafforzando lo scambio con gli insegnanti e le classi stesse ben al di là delle ridotte possibilità di muoversi e venire presso i laboratori in sede universitaria.

Fisica con lo smartphone

Il punto centrale di questo laboratorio è mostrare come lo smartphone possa diventare un ottimo strumento per misure di fisica. Mediante l’utilizzo di uno degli oggetti oggi più comuni, lo smartphone, si scoprirà come è possibile effettuare esperimenti, anche complessi, sfruttandone la tecnologia dei suoi sensori. L’analisi dei dati può essere poi effettuata acquisendo le misure tramite semplici sistemi Arduino.

Alcuni esempi di esperimenti possibili sono: studio del moto su un piano inclinato, studio del moto armonico, misura delle forze d’attrito, verifica dell’effetto Doppler, misura di campi magnetici.

Questo sarà reso possibile dai sensori installati sui modelli più comuni di smartphone: microfono, accelerometro, giroscopio, magnetometro, barometro, sensore di prossimità, GPS.

Laboratorio di Astronomia e Astrofisica

In base alle strumentazioni a disposizione, proponiamo di realizzare alcune esperienze legate all’astronomia osservativa di base, a partire dal significato e l’utilizzo delle coordinate astronomiche  fino alle leggi ottiche alla base dei telescopi. Grazie ai telescopi sarà anche possibile compiere osservazioni astronomiche e semplici misure astrometriche sul sistema di Giove e nella misura delle dimensioni apparenti dei corpi celesti. Prevediamo, se le risorse lo consentono, anche di progettare un labortorio più avanzato di analisi dati legato alla fotometria e alla spettroscopia, da proporre negli anni seguenti non solo per mostrare gli aspetti osservativi ma anche per fornire alcuni rudimenti di analisi dati raccolti con strumentazioni moderne.

Laboratorio di Fisica Solare

Lo scopo del laboratorio,da attivare in caso di risorse, è di utilizzare la nostra stella per studiare vari aspetti della fisica. In primo luogo sarà possibile osservare il Sole grazie a un coronografo, che mostra le protuberanze e le strutture esterne della corona solare. Grazie all’osservazione in proiezione sarà possibile misurare le dimensioni apparenti del Sole ed utilizzarle per stimare, tramite il metodo delle eclissi di Luna, dimensioni e distanze del sistema Terra-Sole. Con un opportuno apparato bolometrico sarà inoltre possibile discutere l’energia solare e misurare il valore della costante solare.

 

Università di Roma La Sapienza

In quest’azione sono naturalmente comprese le attività di Lab2Go e la “Scuola di Fisica con Arduino e Smartphone”. Tali azioni potranno essere, nel corso del biennio, progressivamente integrate in modo da includere esperimenti condotti con Arduino e Smartphone tra quelli previsti e documentati sul sito di Lab2Go.

 

Università di Roma Tor Vergata

Il PLS-Fisica intende proseguire con i suoi laboratori che hanno portato ottimi risultati nella divulgazione della cultura scientifica nell’orientamento degli studenti.

Laboratorio di Meteorologia

introduce la tematica della Meteorologia e della Fisica dell'atmosfera, spiegando le basi fisiche, strumentali, statistiche e matematiche che permettono di ottenere delle valide previsioni meteorologiche. Permette di introdurre le metodologie di base dell'indagine scientifica e dell'interpretazione dei dati sperimentali. A tal fine viene installata una stazione meteorologica in grado di registrare e diffondere on-line i dati di temperatura, pressione, umidità, quantità di pioggia e irraggiamento UV.

Laboratorio di Astrobiologia

si inquadrano, da un punto di vista culturale e formativo, le tematiche affrontate dall’astrobiologia. Enfasi viene posta sulla questione dell'origine della vita sulla Terra, focalizzando sui requisiti biochimici e planetari, così come sulla tenacia e potenzialità di adattamento della vita come noi la conosciamo.

Radiotelescopio Solare per la misurazione delle tempeste solari e geomagnetiche

viene introdotto il problema delle relazioni Sole-Terra ed in particolare i possibili effetti dell'attività magnetica della nostra stella sulla Terra e sulla società tecnologica in cui viviamo. Permette di introdurre le metodologie di base dell'indagine scientifica e dell'interpretazione dei dati sperimentali. A tal fine viene realizzata una stazione ricevente di onde radio provenienti dal sole per l'acquisizione di segnali prodotti dai brillamenti solari.

Laboratorio il Suono

Il laboratorio intende introdurre la tematica del suono, spiegando le basi fisiche, le caratteristiche e gli strumenti per descriverlo. Si applicano queste conoscenze per descrivere alcuni elementi della musica e di manipolazione del suono. Il laboratorio, introducendo i metodi di base dell’analisi scientifica e dell’interpretazione dei dati, permette di esaminare in pratica tutti i concetti trattati.

Stage a Tor Vergata

Progetto di orientamento formativo, consolidato da quasi 10 anni di esperienza, nel quale studenti e insegnanti di area scientifica, provenienti dalla scuola secondaria di II grado, sperimentano e testano modalità organizzative e didattiche assolutamente innovative tutte incentrate sulla pratica del “laboratorio”. I partecipanti vengono inseriti, per cinque giorni in due diversi appuntamenti, in gruppi di ricerca (tra sei e otto) guidati da scienziati dell’Università di Roma “Tor Vergata”. Qui esplorano e apprendono le più recenti tecniche di ricerca nell’ambito delle scienze. Il progetto è articolato in due fasi: Stage Estivo (nel mese di giugno, studenti del IV anno) e Stage Invernale (nel successivo mese di febbraio, i medesimi studenti giunti al V anno). Il piano didattico prevede, per ogni modulo disciplinare, 30 ore di lezione: 10 di teoria e 20 di laboratorio. A questa iniziativa partecipano le cinque discipline PLS presenti dell’Università di Roma “Tor Vergata” (Fisica, Biologia, Chimica, Matematica e Scienza dei Materiali).

Presentazioni nelle scuole

nell’ambito degli incontri organizzati nelle scuole (per l’AA 2017/2018) si sono tenute delle piccole esperienze laboratoriali a sostegno delle tematiche di Fisica affrontate da vari docenti universitari. È previsto un calendario di incontri anche per l’AA 2018/19.

Attività seminariali comuni presso le scuole su argomenti di carattere interdisciplinare e Giornate laboratoriali dedicate ad attività interdisciplinari

le cinque discipline del PLS presenti nell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” hanno pianificato una serie di attività nelle quali l’argomento di studio, individuato in maniera collegiale dai diversi responsabili, verrà esposto attraverso il punto di vista di ogni disciplina.

 

Università di Roma Tre

Intendiamo continuare con le attività già consolidate nel precedente PLS e sviluppare nuovi laboratori nell’ambito del Liceo Matematico in collaborazione con i docenti dei licei coinvolti. In tale attività crediamo che sarà di grande aiuto un giovane fisico che inizierà il suo dottorato in didattica della fisica presso il nostro Dipartimento il 1 novembre 2018 e che si è laureato con una tesi dal titolo “Progettazione didattica di esperienze di laboratorio di fisica per un primo anno di Liceo Matematico”. Abbiamo intenzione infatti di produrre delle schede di laboratorio da pubblicare su un sito web dedicato alle esperienze di laboratorio che possano così essere disponibili per tutte le scuole.

Di seguito un elenco delle attività:

Masterclass

sono attività che si propongono di offrire agli studenti più motivati degli ultimi due anni della Scuola Secondaria la possibilità di trascorrere una "giornata da ricercatore" presso il Dipartimento di Matematica e Fisica. Proporremo 4 tipi di Masterclass, una di Astrofisica, una di Fisica delle Particelle, una di Fisica Terrestre e dell’Ambiente e una di Ottica e Fisica della Materia. Potranno partecipare circa 200 studenti.

Realizzazioni di semplice esperimenti dimostrativi di fisica moderna

L'attività prevede di compiere esperimenti riguardanti la misurazione di alcune costanti fisiche fondamentali (velocità della luce, costante di Planck, costante di Boltzmann, ecc.). Ogni esperimento sarà preceduto da una lezione teorica improntata a definire l'importanza della costante nell'ambito dello sviluppo della fisica moderna. In seguito, si produrrà la guida per eseguire tale misurazione nei laboratori scolastici, spiegando come recuperare e/o trattare il materiale necessario. L’attività potrà coinvolgere 10 studenti.

Professione Ricercatore

scuola di fisica estiva per i ragazzi più motivati, una settimana di full-immersion nel mondo della ricerca a contatto con i ricercatori e il loro lavoro con lezioni, esperimenti e attività in laboratorio. Pensiamo di proporre 2 edizioni di questa scuola per accogliere così circa 50 studenti, più una terza edizione in  collaborazione con il PLS di Matematica per accogliere altri 25 studenti.

Liceo Matematico

progettazione e ottimizzazione di 6 esperienze di laboratorio di fisica per ogni anno di liceo scientifico. La progettazione viene svolta in stretta collaborazione con i docenti delle classi coinvolte nel Liceo Matematico. Al momento abbiamo sviluppato e testato solo i 6 laboratori rivolti al primo anno, poiché abbiamo iniziato il percorso con le classi di Liceo Matematico (del primo anno) nell’anno scolastico 2017/2018. Intendiamo quindi continuare, sviluppando e testando i 6 laboratori anche per le classi successive.

Planetario

Gli spettacoli dal vivo all’interno del planetario mobile forniscono l'occasione di scoprire e approfondire i principali fenomeni celesti e i più attuali temi dell’Astrofisica.

Visite in AstroGarden

durante la visita gli studenti osservano il Sole al telescopio del Dipartimento e, grazie al Mappamondo Orientato, sperimentano in tempo reale gli effetti dell'illuminazione del globo terrestre.

Alternanza Scuola-Lavoro

Lo scopo dei percorsi proposti è quello di arricchire le conoscenze scolastiche degli studenti degli istituti superiori acquisendo competenze spendibili nel mercato del lavoro.

 

Le scuole partner PLS parteciperanno inoltre a delle giornate dedicate all’approfondimento di alcuni argomenti di fisica moderna, come i neutrini, i buchi neri, la Relatività e il tempo. Pensiamo di proporre infatti tre diverse tipologie di incontri:

• “Neutrini, dalla scoperta a oggi”
• “Gravità e buchi neri”
• Viaggio nel tempo della fisica e nella fisica del tempo.

Questi incontri potranno accogliere circa 900 studenti.

 

Università del Salento

In continuità con la proficua ed apprezzata attività svolta nelle scorse annualità del PLS-Fisica presso il Dipartimento di Matematica e Fisica “E. De Giorgi” dell’Università del Salento, si prevede di confermare il coinvolgimento di circa 30 Istituti di Istruzione Scolastica Superiore delle province di Lecce, di Brindisi e di Taranto. Tali attività, dominio tradizionale del progetto PLS, riguarderanno sia laboratori consolidati storicamente sia nuove iniziative.

Nella fattispecie, i laboratori didattici che si prevede di confermare per l’a.a. 2018/19 riguardano cinque principali argomenti: astrofisica, fisica dell’ambiente e applicata ai beni culturali, ottica geometrica e ondulatoria, elettromagnetismo e circuiti, introduzione alla fisica moderna. Inoltre, a sostegno degli studenti interessati allo studio della Fisica ma provenienti da Istituti Scolastici distanti o con difficoltà logistiche a raggiungere la sede universitaria, è stato messo a disposizione un percorso integralmente telematico, denominato PLS@home. Come deliberato dal Consiglio Didattico della Classe di Scienze e Tecnologie Fisiche dell’Università del Salento, la frequenza dei laboratori PLS, unitamente al positivo esito di una prova di verifica delle competenze acquisite, è riconosciuta come condizione sufficiente al fine di ottenere crediti formativi universitari (tipologia a scelta) in caso di iscrizione al Corso di Laurea in Fisica a Lecce.

 

Università di Salerno

Costruire la materia

Le attività si svolgeranno prevalentemente in laboratorio sotto la guida di personale dell’Istituto SPIN del CNR, con un obiettivo particolarmente ambizioso per 20 studenti dell’ultimo anno di liceo scientifico, visto il livello molto avanzato rispetto alla quotidianità scolastica delle conoscenze e strumentazioni richieste. Il progetto prevede la realizzazione di un cristallo di elevatissima purezza e regolarità e il successivo controllo delle proprietà morfologiche e composizionali tramite microscopia elettronica a scansione, attraverso l’uso di alcune delle tecniche abitualmente impiegate nelle attività di ricerca che si svolgono in questa area.

Lo scopo di queste attività di laboratorio è quello di avvicinare i ragazzi alla fisica dei materiali, insegnare loro l'acquisizione e l'interpretazione dei dati, la comprensione delle immagini e la generazione di grafici. Inoltre, poiché l’attività prevede in particolare anche la caratterizzazione del cristallo ottenuto, viene mostrata agli studenti coinvolti una tecnica, quella della microscopia elettronica a scansione, che ha un impatto molto positivo sulla costruzione di una forma mentis in grado di generare interesse verso le materie scientifiche e la fisica dello stato solido. L’intera attività ha infine la finalità di far comprendere ai ragazzi quale sia il giusto atteggiamento da tenere in laboratorio e di trasmettere loro il rispetto per la ricerca, la valorizzazione della pazienza e la dedizione necessaria al raggiungimento di un obiettivo difficile.

Celle fotovoltaiche.

In questa attività laboratoriale viene spiegato il funzionamento della giunzione tra silicio di tipo n e silicio di tipo p e del suo uso come fotocellula o cella fotovoltaica. Usando strumentazione all’avanguardia presente nel laboratorio Grafene e Materiali 2D per la Nanoelettronica, gli studenti misureranno le caratteristiche corrente-tensione (I-V) di una cella solare al buio e a diverse illuminazioni. Verrà loro mostrato l'effetto dell'angolo di incidenza del fascio luminoso. Gli studenti useranno le caratteristiche I-V per determinare diversi parametri della cella fotovoltaica. Verranno poi realizzate connessioni in serie e parallelo di celle fotovoltaiche per aumentare la tensione di circuito aperto e/o la corrente di circuito chiuso per realizzare un pannello solare, che verrà utilizzato come generatore di potenza in un circuito dimostrativo. L’esperienza è anche occasione per mostrare agli studenti, anche se solo in modo qualitativo, come si organizzano le misure delle proprietà elettriche ed ottiche di materiali nanostruttrati (quali grafene, dicalcogenuri dei metalli di transizione, nanotubi di carbonio o nanoparticelle) i quali hanno una o più dimensioni dell’ordine del nanometro (10^-9 m) e sono alla base delle moderne nanotecnologie. L’attività è aperta a studenti della quinta classe di due istituti di Scuola secondaria superiore, per un numero massimo di dieci studenti per ciascun istituto.

A scuola di fisica moderna

In questa attività si affronterà, in una prima fase, lo studio dei problemi aperti, nel campo della fisica, negli anni a cavallo tra il XIX e il XX secolo. In una seconda fase si proporranno delle attività sperimentali con apparati sperimentali che riproducono gli esperimenti classici della fisica moderna, quali l’esperimento di Millikan, l’esperimento di Thomson, l’esperimento di Davisson e Germer. Verranno anche effettuate misure delle costanti fisiche fondamentali quali la costante di Planck e la velocità della luce. Le attività sono rivolte a studenti del quinto anno dei licei scientifici. Verranno ospitati due istituti con un numero massimo di studenti pari a dieci per ciascun istituto.

 

Università di Siena

I laboratori PLS vengono progettati con gli insegnanti. Più difficile è coinvolgere nella fase progettuale gli insegnanti nei percorsi di alternanza scuola-lavoro. Si riesce agevolmente con gli insegnanti già coinvolti in altre attività PLS mentre risulta molto arduo con gli altri. L’alternanza è percepita come una attività esterna che contribuisce alla formazione dello studente ma raramente vengono colte le possibili ricadute nella didattica scolastica. In alcuni casi gli studenti vengono proposti per questi percorsi dal responsabile della scuola dell’alternanza che spesso non è un loro insegnante, né un insegnante di materie scientifiche. In questa situazione la coprogettazione risulta praticamente impossibile, ma trattandosi di percorsi di solito ampiamente collaudati come laboratori PLS la formazione degli studenti è comunque significativa sia come contenuti che come momento di avvicinamento alla disciplina e di orientamento formativo.

Questo è ancor più significativo nel caso dei laboratori di approfondimento quali le scuole estive e il progetto RadioLab.

Nell’ambito di una collaborazione stabile scuola-università, è in atto da qualche anno una forma di sperimentazione in un istituto superiore (tecnico e professionale) nata inizialmente su iniziativa del dirigente scolastico nell’ambito di un progetto finanziato dalla regione Toscana (Laboratori del Sapere Scientifico). In questo caso la progettazione congiunta e il monitoraggio delle attività avviene attraverso incontri mensili col dipartimento di Scienze integrate, mentre la realizzazione dei laboratori è fatta dagli insegnanti totalmente in autonomia e integrata nell’orario scolastico a scuola.

La disseminazione dei risultati avviene all’interno delle scuole per quanto riguarda i percorsi di alternanza e i laboratori PLS attraverso comunicazioni elaborate dagli studenti (relazioni, presentazioni, poster, opere multimediali, mostre a seconda dell’evento finale organizzato), verso le comunità di insegnanti e docenti interessati alla didattica della fisica attraverso comunicazioni a congressi specialistici nazionali e internazionali o a specifici corsi di formazione in servizio (vedi azione 6).

 

 

Università di Torino

Tre pomeriggi all’Università

E’ rivolto a studenti della scuola secondaria superiore, che trascorrono 3 pomeriggi consecutivi presso i nostri laboratori e svolgono un’esperienza di Fisica, con presa dati ed elaborazione dei risultati. Preparano inoltre una presentazione dell’attività, che dovranno poi ripetere in classe. Anche l’insegnante è coinvolto, in quanto costruisce il percorso da svolgere anche con il resto della classe.

Stage estivo

Un gruppo di studenti che hanno terminato la IV superiore trascorrono una settimana presso il DF e sono impegnati in alcune attività di laboratorio, oltre che di conoscenza della ricerca portata avanti presso il Dipartimento.

Le attività di laboratorio permettono di acquisire consapevolezza delle formule studiate a scuola e di applicare le leggi della fisica alla comprensione di diversi fenomeni

Campus MFS

Si tratta di stages residenziali di più giorni, finalizzati alla valorizzazione delle eccellenze scolastiche della scuola secondaria superiore e alla promozione in essi dell'interesse scientifico. Corsi e laboratori si alternano a seminari o conferenze interdisciplinari e a momenti ludici.

L’attività è proposta dalla Scuola di formazione scientifica Luigi Lagrange ed è organizzata in collaborazione con docenti della scuola secondaria superiore, i Dipartimenti di Fisica e di Matematica, il Politecnico di Torino e l’INAF.

Masterclass di Astronomia e Astrofisica

Uun gruppo di studenti delle scuole superiori viene ospitato per un giorno nelle strutture del DF. Gli studenti seguono delle lezioni di Astronomia ed Astrofisica tenute da ricercatori appartenenti alle strutture universitarie ed alle strutture di ricerca INAF e svolgono esperimenti di laboratorio ed esercitazioni, analizzando dati di esperimenti del recente passato con l'aiuto di alcuni tutori.

Masterclass Fermi-LAT

si tratta di un’iniziativa su scala nazionale, nata dalla collaborazione tra le università e le sedi INFN di diverse città. Gli studenti assistono durante la mattinata a lezioni e seminari introduttivi sul telescopio spaziale Fermi, sull’analisi dei dati e su argomenti di fisica astroparticellare. Nel pomeriggio sono impegnati in esercitazioni al computer con i dati dell’esperimento e si collegano poi in videoconferenza con la NASA per discutere i risultati emersi.

Peer-education in lab:

E’ un’attività nuova e mira a stimolare l’interesse scientifico negli studenti meno brillanti. Si ospitano presso il DF 1-2 studenti per classe e si propone loro un’esperienza di laboratorio semplice, da inserire nella programmazione didattica. I partecipanti ripropongono poi l’esperienza in classe, guidandone lo svolgimento e spiegandone i principi fisici. L’attività richiede una stretta collaborazione con gli insegnanti delle classi coinvolte e il I anno verrà proposta in via sperimentale a un limitato numero di insegnanti.

Una giornata al museo:

L'attività si svolge presso il Museo di Fisica. Gli studenti svolgono attività laboratoriali, progettate a partire dagli strumenti presenti, ed effettuano una visita del Museo. L'attività permette una migliore comprensione dell'evoluzione del pensiero scientifico ed è inserita all'interno di un progetto da portare avanti a scuola, a cui possono essere aggiunti percorsi legati agli strumenti ivi presenti.

La fisica in gioco:

L’A.I.F. sezione di Settimo Torinese, in collaborazione con il DF, organizza ogni anno uno stage di approfondimento della Fisica rivolto a studenti eccellenti delle classi V, interessati alla disciplina e al proseguimento degli studi in ambito scientifico. Lo stage di 3 giorni prevede attività coordinate da docenti universitari e di scuola superiore.

Fotovoltaico, energie rinnovabili e sostenibilità:

E’ un laboratorio che pone in interazione i PLS di Scienza dei Materiali e di Fisica e coinvolgerà in co-progettazione l’II.SS. Baldessano-Roccati (Carmagnola, TO).  Sono due i laboratori proposti: “Sostenibilità ed Energie Rinnovabili: il percorso del fotovoltaico” (Fisica) e “Green4Green: realizzare celle solari a colorante (DSSC) rispettando l’ambiente” (Scienze dei Materiali).

“Vedere l’invisibile: particelle e radiazioni ci svelano i segreti intimi della materia.”,

E’ un laboratorio relativo alla fisica delle particelle ed alla struttura della materia.

Tutte le attività proposte possono essere inserite in percorsi di alternanza scuola-lavoro e sono spiegate in dettaglio al seguente link: https://fisica.campusnet.unito.it/do/home.pl/View?doc=Orientamento/orientamento_link.html.

 

Università di Trento

È prevista l’attivazione (o la continuazione ed estensione) di laboratori didattici dedicati alla (ri)scoperta delle scienze fisiche in contesti anche in/non-formali in collaborazione con varie agenzie che sono presenti sul territorio provinciale in grado di condividere il progetto PLS nei suoi intenti motivazionali e di contenuto. Si elencano a tale proposito:

Masterclass INFN

Una giornata "full-immersion" per studenti delle IV e V secondarie di II grado dedicate allo studio teorico singolo e guidato ai tratti fondamentali della "caccia alle particelle elementari" svolta dai ricercatori del CERN e alla simulazione operativa di rinvenimento e di classificazione di eventi sulla base di dati reali dall’acceleratore LHC. VI è poi un confronto finale in video-conferenza con altre scuole nazionali e internazionali per la condivisione dei risultati.

Festival “Teatro della meraviglia "

Una raccolta di spettacoli di teatro-scienza, di augmented lecture e di giornate di dibattito-riflessione dedicate a tematiche di interesse fisico e interdisciplinare, con particolare attenzione a ricadute didattiche e orientative. L'evento è il terzo di una serie annuale del Festival inaugurati sotto l'egida del PLS, del JPT (Jet Propulsion Theater), dell’Opera Universitaria e UniTrento.

Fisica e Matematica andata e ritorno

Una settimana all’Università, all’inizio del periodo estivo, per le ragazze e i ragazzi che hanno appena terminato il IV anno della scuola secondaria di II grado. La settimana-laboratorio è strutturata su cinque mattine di lavoro attraverso lezioni dialogate ed esperimenti scientifici incentrati sull'argomento: modi oscillatori e loro descrizione con modelli di equazioni differenziali ordinarie – con un approccio semplificato. I pomeriggi sono invece dedicati al lavoro di gruppo per raccogliere le sfide proposte al mattino.

Nuova mostra “Come funzionano le cose”

L'attività prevede il coinvolgimento di alcune classi degli istituti superiori della provincia di Trento, inclusi istituti per la formazione professionale, nella progettazione e realizzazione di una mostra scientifica riguardante gli aspetti fisici del funzionamento di oggetti di uso comune. La proposta si articola nelle fasi di presentazione dell'attività e coinvolgimento dei docenti; in incontri di confronto e progettazione con i docenti interessati; nell’individuazione delle classi e nell’assegnazione del lavoro tenendo conto degli obiettivi curricolari; nella realizzazione delle attività con la classe, in orario scolastico e in compresenza con lo staff del Dipartimento di Fisica e con il docente di classe; infine nella comunicazione dei risultati attraverso l'allestimento di una mostra, curata e presentata dagli studenti.

4Kexperiments

È stata avviata una collaborazione con un docente di scuola secondaria che pubblica video didattici di matematica su youtube con grande successo di pubblico. In questa collaborazione si estende l’offerta video a prodotti di interesse per i corsi di fisica a livello liceale ma anche con possibili intersezioni con la didattica di avvio ai corsi universitari. La prima serie di video è disponibile a questo indirizzo: http://www.eliabombardelli.com/videolezioni/.

Scienza del suono

Con esperienze pratiche, esperimenti di laboratorio, simulazioni al computer, a cavallo tra la fisica, la matematica e la musica si conducono gli studenti alla scoperta degli aspetti più affascinanti dei fenomeni acustici.

Fisica del volo

Si propone la conoscenza e lo studio, tramite attività di laboratorio, dei principi fisici che sono alla base del volo degli aerei consente un approccio innovativo e accattivante alla fluidodinamica. I laboratori si tengono nella sede di e in collaborazione con l’associazione sportiva di volo a vela affiliata all’ateneo di Trento (AVUT-UniSport).

 

Università di Trieste

Si continueranno a proporre stage in varia forma (pomeridiani in corso d’anno scolastico, estivi residenziali) imperniati su attività laboratoriali, in co-progettazione con i docenti di scuola. Inoltre, il percorso di formazione insegnanti in atto (v. azione 6) si completerà con la verifica nelle classi delle proposte sviluppate di nuovi moduli didattici, in particolare esperienze di fisica moderna.

Si proseguirà, eventualmente con nuove proposte, il coinvolgimento di Fisica – UniTS nell’Alternanza Scuola Lavoro, esperienza svolta solo limitatamente nel PLS precedente.

 

Università di Udine

• Scuola estiva nazionale sulla fisica moderna per studenti di talento delle classi 4 delle scuole superiori italiane. La progettazione della scuola si avvarrà della struttura e dei materiali messi a punto nelle precedenti edizioni, con rinnovamento di temi e proposte seminariali.
• Seminari di approfondimento culturale (si veda azione 1).
• Moduli introduttivi alla fisica moderna co-progettati con le scuole che integrano attività sperimentali, di laboratorio didattico per la costruzione del pensiero teorico, di laboratorio simulato e modellizzazione, di interactive lectures demonstration. Ciascun modulo prevede la partecipazione di gruppi di 10-15 studenti per almeno 10-15 ore di lavoro studente. La valutazione degli apprendimenti è condotta congiuntamente da ricercatori e docenti con: questionari pre/post (da letteratura di ricerca) sui nodi concettuali di ciascun tema e sugli obiettivi di apprendimento definiti per ciascun laboratorio, tutorial IBL compilati dagli studenti nelle attività, monitoraggio a cura di ricercatori e docenti di scuola, valutazioni scolastiche standard. La valutazione delle attività integra gli esiti di tale valutazione e su quella fatta da studenti e docenti per ogni sessione e effettuata con questionari di tipo PLS-standard.

Si propongono, in risposta alle richieste delle scuole, moduli lunghi (a1-a3) e moduli più brevi (a4-a5), oltre che sperimentazioni nelle classi, azioni di alternanza scuola lavoro (ASL), seminari. Sono già previsti 9 laboratori CLOE e 4 masterclass, con oltre 500 studenti e una ventina di insegnanti.

a1) Laboratori PLS e a2) Laboratori Masterclass - coinvolgono gli studenti più motivati e interessati, per un’intera giornata nei lab universitari (8 h) e per 5/7 ore nelle scuole, in: esplorazione di un percorso concettuale IBL, conduzione di esperimenti in laboratorio, esperimenti simulati, modellizzazione. Oltre alle IPOGG (con CERN e INFN), sono appositamente co-progettate con le scuole, masterclass su:

• MQ - I fondamenti concettuali e le basi del formalismo MQ- Percorso laboratoriale IBL, problem solving sperimentale e di analisi di esperimenti ideali simulati
• SC - Fenomenologia e modelli della superconduttività-Esplorazione fenomenologica, misure con sensori, modellizzazione delle proprietà magnetiche (effetto Meissner e pinning) e di conduzione elettrica di superconduttori. Analisi treno MAGLEV
• OT – Ottica Fisica-Analisi della diffrazione di luce prodotta da singola fenditura e trasmissione di luce da polaroid con sensori e modellizzazione
• SP-Spettroscopia-Approccio sperimentale dalle caratteristiche spettrali delle sorgenti di luce alla struttura a livelli energetici dell’atomo
• ME-Massa e energia - Prcorso sul concetto di massa dalla prospettiva della fisica classica a quello della fisica moderna
• Fisica dello spazio nel progetto HERMES e studio di rivelatori X e Gamma.

a3) Laboratori Maturità su temi di fisica moderna di interesse, con esperimenti avanzati

a4)-Lab CLOE in cui gli studenti esplorano operativamente i nodi concettuali di uno specifico ambito tematico quale Conduzione elettrica, Ottica, Spettroscopia, che prevedono 4 h in sede universitaria, 2 h in sede scolastica a cura di ricercatori e 4-6 h a scuola a cura degli insegnanti.

a5) Laboratori sperimentali di fisica avanzata su: Misura di c; Misura e/m per l’elettrone; Esperimento Franck-Hertz; Effetto Ramsauer; Misura coeff. Hall; Misure di R vs T in metalli, semiconduttori, superconduttori; diffrazione ottica; legge di Malus; spettroscopia ottica; spettroscopia X e Gamma

Sperimentazioni nelle classi: attività di non meno di 10-12 ore curate da docenti e ricercatori su: - Rutherford Back Scattering Spettroscopy; Massa e energia, Spettroscopia; rivelatori a stato solido di radiazione gamma e X, Meccanica quantistica con approccio alla Dirac.

Attività ASL – Due diverse proposte prevedono che i ragazzi A) Progettano e mettono a punto proposte sperimentali su un tema specifico con materiali poveri e con sensori e App su smartphone, presso i laboratori UNIUD; B) Progettano proposte sperimentali con mobile presso le sedi scolastiche che lo richiedono.

 

Università di Verona

Si intende proseguire con la proposta di attività di laboratori PLS su tematiche scientifiche di attualità e a forte connotazione interdisciplinare:

• Laboratorio PLS interdisciplinare matematica-fisica-informatica-robotica su onde stazionarie, suono, musica
• Laboratorio PLS interdisciplinare fisica-informatica-biologia con Arduino su fenomeni termici, microbiologia e biomasse 

• Laboratorio PLS interdisciplinare fisica-biologia sulla spettroscopia applicata a sistemi biologici
• Laboratorio PLS interdisciplinare Fisica e Arte
• Laboratorio PLS interdisciplinare di Meteorologia
• Laboratorio PLS di Cosmologia