Le leggi della dinamica | Percorso didattico
Percorso collegato al capitolo 9 del volume FISICA. Modelli teorici e problem solving - Primo biennio, di James S. Walker.
Capitolo 9 Le leggi della dinamica
Proponiamo un esempio di percorso didattico relativo al capitolo 9 Le leggi della dinamica mediante il quale è possibile organizzare la didattica a distanza.
Il testo di riferimento è disponibile per gli studenti sia sotto forma di libro digitale statico (ITE) sia sotto forma di libro liquido (ITE plus), e costituisce una solida base dalla quale partire per condividere sia le pagine da studiare, sia le risorse digitali correlate.
Per semplificare il lavoro, i link qui forniti consentono l’attivazione diretta di alcuni materiali, che sono reperibili anche accedendo a My Pearson Place con il codice associato al volume.
Per cominciare: preparare i materiali
Dalla versione docente del libro digitale è possibile scaricare la lezione in PowerPoint, un unico file relativo all’intero capitolo, organizzato per paragrafi, che può essere adattato e modificato a proprio piacimento, eventualmente estrapolando i contenuti relativi a uno o più paragrafi.
Facciamo presente che le slide contengono, oltre a un’esposizione sintetica della teoria, anche l’intero testo dei Problem solving, nell’ordine in cui compaiono nel volume.
Ricordiamo che è possibile registrare la propria voce sulle slide in PPT (scarica il PDF per vedere come fare) ed esportare un video da condividere con gli studenti nella modalità concordata con la scuola per erogare le lezioni a distanza.
Consigliamo di prevedere dei momenti di “lezione frontale” in formato video (in diretta o registrati), della durata massima di 10-15 minuti, intervallati da momenti esercitativi o di confronto, come proposto di seguito per i paragrafi considerati.
Paragrafo 1. La dinamica newtoniana
Il primo paragrafo di questo capitolo può essere somministrato alla classe in modalità capovolta (lettura del testo, su carta o in digitale, prima della lezione a distanza), e poi ripreso con l’aiuto delle slide nei primi minuti di lezione. A titolo di verifica, si può richiedere a uno o più studenti di condividerne uno schema in formato digitale, e/o di elencarne le parole chiave via chat prima che inizi la lezione.
Si potrà inoltre chiedere ai ragazzi, prima di affrontare il capitolo, di documentarsi attraverso una ricerca online sulla biografia di sir Isaac Newton, che apre a innumerevoli spunti interdisciplinari (storia, filosofia, inglese). Nel giorno/nei giorni precedenti la lezione i ragazzi potranno suggerire ai compagni, in un file condiviso in qualche piattaforma, materiali utili audio/video, preferibilmente in italiano, con attenzione all’attendibilità delle fonti.
Citiamo qui, a solo titolo di esempio, un podcast di Radiotrescienza che recensisce una recente biografia dello scienziato-teologo: Un teologo di nome Isaac e, per una classe particolarmente forte in lingua inglese un contributo video sul sito dell’Enciclopedia Britannica: Consider how Isaac Newton's discovery of gravity led to a better understanding of planetary motion o, ancora, un podcast prodotto dalla BBC Radio: Newton - A Matter of Some Gravity.
Paragrafo 2. La dinamica newtoniana
In questo paragrafo si introducono alcuni concetti fondanti della disciplina e alcune “grandi idee”, anche nella prospettiva del triennio (inerzia, sistemi di riferimento inerziali e non inerziali, principio di relatività).
Nel corso della lezione si possono attivare le figure 2 e 3 attraverso i video (TUTOR Disegno attivo):
• Sistema di riferimento inerziale
• Sistema di riferimento non inerziale
Gli stessi video potranno essere consigliati a fine lezione per lo studio o il ripasso in autonomia.
Dopo aver esposto i contenuti del paragrafo, si può richiedere ai ragazzi di attivare dal libro digitale o sul proprio smartphone, tramite QRcode (utilizzando MyApp o una qualunque app per la lettura dei QRcode), la Video tutor demonstration Suspended balls – Which string breaks?
Il video è in lingua inglese, con sottotitoli in inglese e in italiano (è dunque un utile esercizio per il CLIL), e si interrompe in due momenti, nei quali è posta in forma interattiva una domanda con risposta a scelta multipla. Può essere interessante fare una veloce disamina (via chat o audio) delle risposte date dai ragazzi, verificando qual è stata la percentuale di quelle corrette “al primo colpo”, senza esprimere un giudizio (verifica formativa). Le risposte corrette presuppongono una comprensione non banale, eventualmente intuitiva, dei concetti appena esposti; quelle scorrette, in questa fase, meritano una spiegazione più approfondita.
Il contenuto del filmato, dunque, può essere un’occasione per esporre in modo diverso il concetto di inerzia e per dedicare ancora qualche minuto al suo approfondimento.
Paragrafo 3. La seconda legge della dinamica
Si tratta di un altro paragrafo fondamentale, la cui comprensione costituisce un passaggio imprescindibile nello studio dei fenomeni fisici.
Anche in questo caso, oltre alla spiegazione frontale con l’aiuto delle slide, può essere utile la visione del disegno attivo (video) che descrive i contenuti delle figure 4 e 5:
• Relazione tra accelerazione, forza e massa
Una volta completata l’esposizione, il box Ragiona sui concetti consente agli studenti di mettersi subito alla prova. Anche in questo caso, il link al PDF delle risposte consente una rapida autoverifica, e la disamina delle risposte (tramite chat o interazione audio/video) può essere un’occasione per affrontare subito eventuali scogli concettuali.
Il cuore del paragrafo sono le schede dedicate al Problem solving, che permettono un primo approccio, mediato, all’applicazione dei concetti esposti e che, se oggetto di studio approfondito, trasferiscono via via con efficacia un metodo per la risoluzione dei problemi.
Le schede sono integrate per intero nelle slide di Power Point e quindi risultano immediatamente disponibili per un’esposizione guidata alla classe.
Dopo aver spiegato passo passo il problema, seguendo la traccia, si può proporre agli studenti la risoluzione del Prova tu posto in chiusura, in un tempo stabilito, e poi chiedere a uno o più di loro di esporre il risultato, condividendo la strategia risolutiva.
Anche questa, dunque, può essere una preziosa occasione di verifica formativa.
Infine, con riferimento ai primi 3 paragrafi, si possono assegnare a casa dei problemi a scelta della sezione Primi problemi che precede il paragrafo 4.
Paragrafo 4. La terza legge della dinamica
Anche i contenuti esposti in questo paragrafo (principio di azione e reazione) sono di cruciale importanza e spesso soggetti a fraintendimenti. Per questo è importante prevedere, a valle della spiegazione, alcune attività esercitative che permettano di intercettare subito eventuali misconcetti o difficoltà interpretative.
Suggeriamo anzitutto la visione del disegno attivo (video):
• Esempi di coppie di forze azione-reazione
Una volta completata la spiegazione della parte teorica, la domanda nel box Ragiona sui concetti consente agli studenti di mettersi alla prova. Anche in questo caso, il link al PDF con la risposta consente una rapida autoverifica, e la disamina delle risposte (tramite chat o interazione audio/video) può essere un’occasione per affrontare subito eventuali scogli concettuali.
Dopo aver spiegato passo passo il Problem solving 3 (seguendo la traccia nel Power Point), si può proporre agli studenti la risoluzione del Prova tu posto in chiusura, in un tempo stabilito, e poi chiedere a uno o più di loro di esporre il risultato, condividendo la strategia risolutiva.
Infine, con riferimento al paragrafo 4, si possono assegnare a casa i 2 problemi della sezione Primi problemi che precede il paragrafo 5.
Paragrafo 5. Applicazioni delle leggi della dinamica
Questo paragrafo, come dice il titolo stesso, è sostanzialmente applicativo.
Vi si passano in rassegna alcune situazioni comuni in cui entrano in gioco le tre leggi della dinamica, in particolare:
• caduta libera;
• moto lungo un piano inclinato, con l’ausilio del disegno attivo (video): Seconda legge della dinamica nel moto lungo un piano inclinato
• moto in presenza di attrito, con l’ausilio del disegno attivo (video): Seconda legge della dinamica nel moto lungo un piano inclinato in presenza di attrito
• oggetti a contatto;
• oggetti collegati.
Il paragrafo contiene quattro schede Problem solving (4-7).
È possibile dedicare più di una lezione allo studio condiviso delle risoluzioni qui delineate, e proporre di volta in volta agli studenti di svolgere il Prova tu posto in chiusura, in un tempo stabilito, chiedendo poi a uno o più di loro di esporre il risultato e di condividere la strategia risolutiva con i compagni.
Infine, con riferimento al paragrafo 5, si possono assegnare a casa dei problemi a scelta della sezione Primi problemi che precede il paragrafo 6.
Paragrafo 6. Il moto armonico
Gli studenti incontrano qui per la prima volta, in relazione alla forza elastica di richiamo, la descrizione dell’oscillatore armonico e del moto armonico semplice.
I disegni attivi (video) che animano la sequenza di illustrazioni:
• L’oscillatore armonico
• Diagramma della posizione in funzione del tempo nel moto armonico semplice
• Legge oraria del moto dell’oscillatore armonico
risultano particolarmente preziosi per accompagnare lo studente nel passaggio, non banale, dall’osservazione del moto armonico di una massa oscillante (in questo caso, un carrello su rotaia a cuscino d’aria) alla rappresentazione grafica della legge oraria dell’oscillatore stesso.
Dopo aver spiegato passo passo il Problem solving 8 (seguendo la traccia nel Power Point), si può proporre agli studenti la risoluzione del Prova tu posto in chiusura, in un tempo stabilito, e poi chiedere a uno o più di loro di esporre il risultato, condividendo la strategia risolutiva.
Una volta completata la spiegazione con il pendolo semplice, si possono assegnare a casa dei problemi a scelta della sezione Primi problemi che conclude il capitolo.
Per il ripasso e la verifica in autonomia
Al termine della lezione o di un gruppo di lezioni lo studente può avvalersi di una serie di strumenti multimediali per il ripasso e la verifica, assegnabili di volta in volta al momento opportuno e accessibili dall’ITE (libro digitale).
Per il ripasso è disponibile l’Audiosintesi (testo illustrato + audio) di tutti i paragrafi.
Per l’autoverifica in autonomia è disponibile il Test interattivo di fine capitolo.
Per consolidare le strategie di problem solving è disponibile una selezione di problemi di fine capitolo (Attività per lo studio), a risoluzione guidata e interattiva (Problem solving interattivo).
Per esempio, per il paragrafo 2 che abbiamo preso in considerazione sopra, si vedano:
• La velocità della slitta
• La forza frenante
E inoltre in My Pearson Place…
Invitiamo a esplorare tutti i materiali associati all’opera in adozione dalla pagina di ingresso al prodotto in My Pearson Place.
Da qui è possibile accedere, in particolare:
• all’intera Guida per il docente in formato PDF;
• a un ricco Crea Verifiche, con il quale comporre verifiche personalizzate, selezionando gli esercizi per argomento e il livello di difficoltà, ed esportando i file in formato .docx;
• al Didastore, dove ad esempio, nell’area docente, sono disponibili le stesse verifiche fornite in Guida in formato editabile (docx).
La lezione è offerta dalla redazione di Pearson per le Scienze, il nuovo marchio editoriale per l'area scientifica della Scuola secondaria, nell'ambito del progetto Pearson Kilometro Zero, imparare e formarsi a distanza.
