Il problem solving in fisica un esempio di tecnica narrativa
1. TITOLO
Il problem solving in fisica: un esempio di tecnica narrativa
Docente: SPINA ROSA MARGHERITA
Allinsegnante di oggi 竪 richiesto di coniugare gli aspetti di didattica disciplinare con quelli
epistemologici, psicologici e pedagogici tramite metodi non semplicemente informativi ma
interattivi e sperimentali ( Michelini 2003b) . La riflessione sul curricolo e la progettazione dei
percorsi didattici deve collegarsi allattivit in classe , tradursi cio竪 in una effettiva sperimentazione
nel lavoro in classe.
Tra i vari modi di organizzare lesperienza umana , le tecniche narrative e, in particolare il problem
solving, rappresentano un approccio alla conoscenza di tipo duale cio竪 una rappresentazione
possibile e culturalmente orientata del reale (Claudia Venuleo).
Il metodo dei casi, tra le tecniche narrative, risulta particolarmente adatto nei processi di problem
solving.
Viene proposta e discussa la progettazione di un intervento didattico.
Lo studio dei casi nel processo di problem solving consente di strutturare in forma problematica le
proposte didattiche; gli studenti cooperano alla costruzione di un significato condiviso attraverso la
formulazione di un problema aperto in forma di gioco o sfida, in cui hanno a disposizione diversi
gradi di libert e spazi per definire il problema , per agganciarlo alla vita quotidiana ed, infine,
nellorganizzazione della specifica attivit esplorativa.
Tra gli obiettivi formativi , la motivazione allapprendimento delle discipline scientifiche riveste un
carattere preminente e diffuso e richiede lattuazione di strategie ad hoc relative ad un contingente
qui ed ora nella conduzione di un processo di insegnamento-apprendimento.
Per dirla alla Popper, molto spesso linsegnante veste i panni di chi fornisce soluzioni non richieste
a problemi non posti ed avverte, in prima persona, la dicotomia o la distanza tra il problema
scolastico proposto e i problemi della vita reale percepita dagli alunni. Calare il problema in un
vissuto esperienziale ed emotivo, contribuisce al dialogo ed alla costruzione di una cornice di senso
poich辿 pone lalunno come soggetto di apprendimento.
Una situazione problematica ricorrente si presenta , per esempio, nella scelta di introdurre il
principio di relativit galileiana dallanalisi del celebre brano tratto dai Discorsi sopra i due
massimi sistemi di Galilei. Una riflessione pi湛 orientata nei confronti dellalunno induce a
osservare almeno due elementi di criticit che sono allorigine della difficolt e della presa di
distanza, da parte del discente, dal brano e dalla questione in esso affrontata: il suo proporsi come
violazione di canonicit , in quanto perturbazione di uno schema cognitivo, e la sua collocazione
dentro la categoria dei problemi scolastici.
2. Rinunciare, del resto, alla trattazione dellargomento proposto, significherebbe ammetterne
implicitamente il canone e lo stereotipo di oggetto inutile o che non servir mai nella vita.
Come possiamo trasformare levento in un vissuto, una situazione esperienzale di cui narrare il
significato ?
Prendiamo in considerazione una proposta didattica basata sulla tecnica dei casi o case method.
E una tecnica molto antica, che si pensa risalga alla Sorbona del Medioevo 束 dove era impiegata
nellinsegnamento, sia per mettere in evidenza qualche punto difficile, sia per chiarire
lapplicazione di leggi o principi in caso di problemi complessi .
Successivamente, la tecnica fu riscoperta negli Stati Uniti nel 1908 allUniversit di Harvard.
Notiamo, a proposito, che non solo lidea sispir嘆 agli esperimenti della Law School alla fine del
1800, ma che nel piano di studi venne introdotto un corso di legge [..] . Dopo cinquantanni dal
suo nascere la tecnica arriv嘆 in Italia durante i nostri anni cinquanta: per iniziativa di grosse
industrie piemontesi.損.1
Si affida ad un gruppo di persone il racconto fedele di un insieme di avvenimenti o di una situazione
problematica.
Nel nostro caso, per esempio, proponiamo ad un gruppo di alunni di raccontare una serie di
possibili esperienze o situazioni da prendere in esame, nelle quali il sistema di riferimento 竪 in
quiete.
Iniziamo con lesperimento di Galilei da compiere allinterno di una nave.
Quando la nave 竪 ferma, gli insetti volano in tutte le direzioni con la stessa velocit; lacqua che
scende goccia a goccia da un secchiello entra nel collo di una bottiglia; saltando verso prua o verso
poppa con i piedi allineati e con la stessa forza si supera la stessa distanza.
Proseguiamo immaginando altre situazioni simili: lesperienza di un ragazzo che si trova allinterno
di un treno e lancia una palla verso lalto ; quella di un alunno che lascia cadere un oggetto
allinterno di un ascensore quando 竪 fermo o, di un altro, che avendo riposto una valigia sul
portapacchi di un treno ne osserva la caduta o, ancora, immaginiamo di pesarci allinterno di un
ascensore o di un treno .
Quando la nave 竪 in moto a velocit costante e senza scosse cosa accade?
Saltare verso prua 竪 pi湛 faticoso che saltare verso poppa oppure no?
Le gocce dacqua rimangono indietro in modo da non centrare pi湛 lapertura della bottiglia oppure
no?
Le farfalle e le mosche continueranno a muoversi con la stessa velocit in tutte le direzioni?
La stessa domanda pu嘆 essere formulata in relazione agli altri problemi proposti.
3. La fase iniziale 竪 quella di percezione del problema, in cui deve emergere da un brainstorming
divergente, la proiezione immediata di come il problema venga avvertito dal gruppo. Ciascun
alunno potr esprimere, senza filtri o censure, le proprie idee. Lambiente della classe si deve
connotare come accogliente, un luogo in cui si pu嘆 sbagliare e correggersi per imparare.
In questa fase il docente pu嘆 conoscere i limiti semantici del modello di conoscenza che propone.
Lalunno 竪 sottoposto a stimoli numerosi e intensi che si traducono in disagio, anche di natura
relazionale o affettiva, espressione di uno stato in cui sia le premesse sia i successivi sviluppi,
risultano mal definiti.
Annotiamo alla lavagna le possibili osservazioni:
- poich辿 mentre la palla 竪 in volo , il treno si 竪 spostato in avanti e con esso il bambino, quindi la
palla dovrebbe cadere un po dietro al bambino..
- il treno 竪 pieno daria che viene trascinata dal treno e spinge in avanti la palla..
- laria spinge oggetti di massa e forma diversa in modo diverso. E cos狸 via.
Nella successiva fase di brainstorming convergente le idee vengono selezionate e vagliate per
individuare in modo pi湛 preciso il problema. E importante raggiungere un clima di controllo
emozionale perch辿 gli alunni accettino la sfida del problema.
A questo punto possiamo concludere la fase iniziale scegliendo, per esempio, di rappresentare il
problema sotto forma di tabella.
Per la fase di soluzione del problema , utilizziamo mappe concettuali o schemi di relazione causa
effetto, attraverso le varie forme di ragionamento ( analitico, logico simbolico, quantitativo,
analogico, combinatorio).
Stimoliamo gli alunni a pensare ad esperienze concrete da realizzare e/o suggeriamo lesperienza
diretta di misurare la massa di un alunno allinterno dellascensore sia quando questo 竪 fermo sia
nel caso in cui 竪 in moto con velocit uniforme; oppure proponiamo un filmato ( ad es. digitando
su un motore di ricerca relativit galileiana.wmv) per orientare alla soluzione definitiva del caso.
PROBLEMA: Come cadono gli oggetti?
Informazioni:
S 竪 fermo
Ipotesi Informazioni:
S 竪 i moto rettilineo
uniforme
Ipotesi
La nave 竪 ferma Lacqua cade
dentro la bottiglia
4. Riprendendo il Dialogo sopra i due massimi Sistemi distinguiamo le due posizioni , geocentrica ed
eliocentrica, e le ragioni dei due opposti fautori. .
Secondo gli avversari di Galilei , un sasso lasciato libero, su una nave ferma, cade lungo la
verticale, mentre su una nave in movimento dovrebbe rimanere tanto pi湛 indietro quanto pi湛
velocemente essa si muove .
Il problema non 竪 per嘆 esaurito ed apriamo una ulteriore questione.
Siamo giunti alla conclusione che il sasso segue la stessa traiettoria verticale sia che lesperimento
venga eseguito ed osservato da un osservatore sulla nave quando 竪 in moto con velocit costante o
quando essa 竪 ferma.
Pu嘆 allora losservatore, osservando la caduta del sasso, sapere se la nave 竪 ferma o si muove di
moto rettilineo uniforme? Se, come suggerisce Galilei, ci rinserriamo con qualche amico in una
stanza sotto coperta da cui non possiamo osservare lambiente esterno, possiamo distinguere le due
situazioni?
Il principio di relativit afferma lindistinguibilit dei sistemi di riferimento in moto rettilineo
uniforme tra loro.
Per concludere lattivit proponiamo al gruppo la stesura di un resoconto a conclusione dellattivit
di conoscenza e per valutare lattivit realizzata.
<[..] linsegnante potr attivare un processo di riflessione chiedendogli di raccontare in aula o
di scrivere a casa un resoconto dellincontro; sar utile chiarire che non si tratta solo di descrivere
accuratamente i ruoli, i mandati, le azioni e tutto quanto emerso dal gioco [..] , ma di riflettere su
quale impatto questa esperienza ha avuto sul piano della rappresentazione della propria esperienza
scolastica ( relativa al rapporto con i compagni, [.].
Linsegnante stender a conclusione dellintervento un proprio resoconto, sotto forma di diario per
riflettere sullesperienza < al fine di valutarne il senso, lutilit, la funzionalit che ha avuto entro il
contesto in cui si 竪 dispiegata. E in questo senso uno strumento utilizzabile non solo a conclusione
di unattivit formativa, ma anche a monte di una nuova attivit da realizzare.> ( Venuleo)
E stata proposta la progettazione didattica di un intervento didattico relativo alla didattica della
fisica, utilizzando la tecnica del problem solving, le cui potenzialit e limiti sono in fase di
sperimentazione.