Attività 2015-20

Azione A - LABORATORI PER L'INSEGNAMENTO DELLE SCIENZE DI BASE

1. Percorsi di meccanica

Saranno proposte attività sperimentali dedicate allo studio del moto e delle grandezze cinematiche e dinamiche. Gli studenti lavoreranno, utilizzando strumentazioni RTL, in particolare con sensori di posizione e sensori di forza, in piccoli gruppi con l'aiuto di schede e di materiale prodotto nella fase di progettazione. L'attività svolta sarà documentata da schede di lavoro compilate dagli studenti, questionari proposti prima e al termine del percorso. Il percorso richiede due sessioni di lavoro di circa 2,5 ore ciascuna. Gli incontri possono svolgersi in 2 pomeriggi oppure in una intera giornata.

2. Percorsi di elettromagnetismo

a) le forze magnetiche

Saranno proposte attività dedicate allo studio delle forze che intervengono su cariche in moto e correnti in presenza di un campo magnetico. Le esperienze basate sull'uso di sensori e sull'analisi di immagini digitali, aiuteranno gli studenti a comprendere la direzione e l'intensità della forza sperimentata da un filo percorso da corrente e da una carica in moto immersi in un campo magnetico uniforme. Gli studenti lavoreranno, utilizzando strumentazioni RTL in piccoli gruppi con l'aiuto di schede e di materiale prodotto nella fase di progettazione. Il percorso richiede due sessioni di lavoro di circa 2,5 ore ciascuna.

b) l'induzione elettromagnetica

Saranno proposti alcuni esperimenti nei quali interviene il cosiddetto "attrito magnetico" come punto di partenza di percorsi che portano alla scoperta/verifica delle leggi che governano l'interazione tra campi magnetici e correnti e il fenomeno dell'induzione elettromagnetica. L'impiego di opportuni sensori interfacciati al computer (sensori di corrente, tensione, temperatura, forza, velocità) e l'utilizzo di tecniche di Video Analisi consentiranno uno studio anche quantitativo degli effetti legati all'attrito magnetico e alle correnti indotte.

3. Attività sperimentali di Fisica moderna

Scopo del Laboratorio è proporre agli studenti attività sperimentali significative da inserire in un percorso di Fisica Moderna.

Alcune esperienze, come l'analisi dell'effetto fotoelettrico, potranno essere realizzate con l'uso di strumentazione disponibile in Università. Altre esperienze richiedono invece l'uso di dispositivi realizzabili con materiale a basso costo o facilmente reperibili. In particolare, mediante spettrometri costruiti "in casa" e una fotocamera digitale e grazie all'impiego della videoanalisi, verranno analizzati spettri discreti e continui, si osserverà la dipendenza della distribuzione spettrale dalla temperatura della sorgente (analisi qualitativa della legge dello spostamento di Wien), si misureranno le lunghezze d'onda delle righe della serie di Balmer e si si determinerà con grande precisione il valore della costante di Rydberg.

Sempre utilizzando lo spettroscopio accoppiato alla videocamera e sensori digitali di tensione e corrente, gli studenti potranno mettere in relazione la tensione di soglia di alcuni LED commerciali e le lunghezze d'onda della luce emessa per effettuare una misura della costante di Planck. Il percorso richiede 1 sessione di lavoro di circa 3 ore.

Azione B - ATTIVITA' DIDATTICHE DI AUTOVALUTAZIONE

Verranno analizzati sia i test utilizzati nelle prove di accesso ai corsi di laurea dell'area scientifica, sia i problemi di fisica dati nelle prove scritte all'esame di maturità. Gi incontri sono rivolti sia agli insegnanti sia agli studenti interessati.

Azione C - FORMAZIONE INSEGNANTI

1. Corso di Fisica Moderna:

Sarà analizzata e discussa una proposta innovativa per un percorso introduttivo di fisica quantistica destinato agli studenti di scuola secondaria. L'approccio è basato sul metodo dei cammini di Feynman, e si avvale dell'apporto di simulazioni interattive realizzate con il software open-source GeoGebra. Il percorso è mirato a fornire sia una visione chiara della struttura concettuale ed epistemologica della teoria quantistica, sia gli strumenti per risolvere alcuni tipici problemi che si incontrano nell'ambito di essa. L'obiettivo finale è la costruzione di un progetto di sperimentazione in classe e la sua realizzazione.

2. Laboratorio di Fisica moderna

Scopo del Laboratorio è progettare e discutere alcune attività sperimentali significative che integrino il percorso di introduzione alla Fisica Quantistica. Verranno realizzate e discusse le esperienze previste nel laboratorio Attività sperimentali di Fisica moderna progettato per gli studenti.

3. Uso dei problemi nell'insegnamento della fisica

Si analizzeranno e discuteranno esempi di problemi sulla relatività e sulla meccanica quantistica presenti sui libri di testo o costruiti sulla base di risultati di ricerca.

Attività 2010-14

1 - Lo studio del moto e delle leggi della dinamica con l'uso di strumentazione RTL

Obiettivo di questo Lab PLS è costruire insieme agli insegnanti percorsi di meccanica che tengano conto sia dei risultati di ricerca sulle difficoltà degli studenti, sia delle potenzialità didattiche offerte dalle strumentazioni RTL (Real Time Laboratory). In particolare la possibilità di visualizzare in tempo reale i grafici in funzione del tempo delle grandezze cinematiche e dinamiche consente il confronto delle previsioni con i grafici visualizzati sullo schermo e quindi l’avvio della modellizzazione e della formalizzazione di fenomeni fisici.

2 - Percorsi di elettromagnetismo

Saranno proposte attività di laboratorio dedicate allo studio delle forze che intervengono in presenza di un campo magnetico. Le esperienze basate sull’uso di sensori e sull'analisi di immagini digitali, hanno lo scopo di aiutare gli studenti a comprendere la direzione e l'intensità della forza magnetica sperimentata da un filo percorso da corrente e da una carica in moto immersi in un campo magnetico uniforme.
L'esperienza acquisita operando sulle immagini sarà utilizzata per analizzare le traiettorie delle particelle elementari in esperimenti che mostrano l'esistenza dell'antimateria.

3 - Introduzione alla fisica quantistica della materia:semiconduttori e superconduttori

In questo Laboratorio si intende affrontare con gli insegnanti il problema di come introdurre nel curriculum di fisica l’analisi di fenomenologie non spiegabili mediante i concetti della fisica classica. Proporre e discutere con loro esperimenti, collegati con problematiche e oggetti tecnologici attuali, sui quali costruire e sperimentare percorsi didattici.

4 - Energia e conservazione

Il Lab PLS riguarda l’analisi, la sperimentazione e rielaborazione di una sequenza didattica sugli effetti termici dell’interazione radiazione materia e sull’effetto serra. In particolare, il suo obiettivo è la definizione di un nuovo approccio allo studio dei fenomeni termici basato su una maggiore correlazione con l’ottica e col tema dell’energia e della sua conservazione. Saranno elaborati e sperimentati materiali didattici di diverso tipo che comprendono: schede guida per gli esperimenti; fascicoli teorici di spiegazione, sistematizzazione e approfondimento; indicazioni per l’insegnante.

5 - Percorsi di elettromagnetismo 2

Scopo del Laboratorio e quello di progettare e sperimentare con gli insegnanti una integrazione dei percorsi abituali di elettromagnetismo con attività sperimentali significative.
Sulla base dell’esperienza acquisita con i laboratori del Progetto Lauree Scientifiche, saranno proposti agli insegnanti alcuni esperimenti nei quali interviene il cosiddetto “attrito magnetico” come punto di partenza di percorsi che portano alla scoperta/verifica delle leggi che governano l’interazione tra campi magnetici e correnti e il fenomeno dell’induzione elettromagnetica. L’utilizzo di opportuni sensori interfacciati al computer (sensori di corrente, tensione, temperatura, forza, velocità ) consentirà uno studio anche quantitativo degli effetti legati all’attrito magnetico e alle correnti indotte.

6 - MASTER IDIFO 3: Innovazione Didattica in Fisica e Orientamento

I Laboratori PLS sopra citati sono inseriti nell’offerta formativa del Master IDIFO3:
Oltre ai laboratori in presenza offriamo anche un modulo in rete sulla Relatività in collaborazione con l’Università di Bologna.

7 - Stage presso i Dipartimenti Fisici

Lo stage mira a mettere in contatto lo studente con un ambiente dove si svolge abitualmente ricerca in fisica della materia, a far sperimentare da vicino temi e problemi tipici di questo tipo di attività, a fornire occasioni per compiere alcuni esperimenti significativi e ad approfondire alcuni temi di particolare interesse, a discutere liberamente con giovani ricercatori che hanno scelto di dedicarsi alla ricerca in fisica

8 – Energia, questa trasformista: Laboratorio storico interattivo

La mostra costituirà lo spunto iniziale da cui partire con le attività del Laboratorio PLS "PERCORSI BASATI SULL'UTILIZZAZIONE DELLA STORIA DELLA FISICA: ENERGIA E CONSERVAZIONE". Il Laboratorio consentirà di mettere a fuoco con gli insegnanti i temi e gli esperimenti che potranno essere inseriti in modo stabile nel percorso curricola

9– Fenomeni di Attrito

Anche se i fenomeni d'attrito sono onnipresenti nella vita quotidiana, nella trattazione dei manuali e nella pratica d'insegnamento essi sono relegati in qualche breve cenno nella trattazione della meccanica. Questo laboratorio propone un percorso articolato sui vari fenomeni d'attrito (radente, volvente, attrito interno, viscoso nei fluidi, resistenza del mezzo), utilizzando una serie di esperienze, qualitative e quantitative, e di modelli esplicativi, in una concatenazione concettuale che tiene conto delle applicazioni e delle ricerche attuali e di teorie e modelli proposti nel passato.

10–Visite presso il Laboratorio Energia Nucleare Applicata LENA


Sono state organizzate delle visite di studenti di scuola secondaria di secondo grado Laboratorio Energia Nucleare Applicata LENA.
Il Laboratorio Energia Nucleare Applicata LENA è un “Centro Servizi Interdipartimentale” dell’Università degli Studi di Pavia che gestisce un reattore nucleare di ricerca, un ciclotrone per la produzione di radioisotopi e altre sorgenti di radiazioni ionizzanti mettendole a disposizione di ricercatori dell’Ateneo pavese e di altri utenti, pubblici e privati, per lo svolgimento di attività di ricerca applicata, di didattica e di servizio.

11–Seminari rivolti agli studenti

*Una giornata ai dipartimenti di fisica: dall'atomo di Bohr alla fisica moderna
*I giovani e la ricerca: incontro studenti-giovani ricercatori sulle attività di ricerca in corso presso i dipartimenti di fisica dell’Università degli Studi di Pavia
*L'album di famiglia delle particelle elementari
*Interazioni e particelle

12–Seminari rivolti agli insegnanti in collaborazione con l'AIF

-La “riforma” della scuola secondaria di 2°grado, qualche mese dopo
-Le risorse Open Source per il laboratorio di Fisica: introduzione all'acquisizione e all'elaborazione dati utilizzando il Tracker per la Video analisi

13–Introduzione all'acquisizione e all'elaborazione dei dati utilizzando strumenti multimediali per la video analisi

Scopo del Laboratorio è quello di progettare e sperimentare con gli insegnanti una integrazione dei percorsi abituali di meccanica con attività sperimentali significative. Sulla base dell'esperienza acquisita con i laboratori del PLS, saranno elaborati insieme agli insegnanti percorsi che tengano conto sia dei risultati di ricerca sulle difficoltà degli studenti, sia delle potenzialità didattiche offerte dalle nuove tecnologie, e in particolare dagli strumenti multimediali per la Video analisi.

14–La radioattività è tutta intorno a noi: attivita' di formazione sulla fisica nucleare e subnucleare per i docenti

Si propone un'attività di formazione sulla fisica nucleare e subnucleare per insegnanti di scuola secondaria. Il metodo usato sarà quello seminariale con applicazioni pratiche. Per queste ultime saranno adottate tecniche di misura e strumenti tipici della fisica nucleare. In particolare si propone di studiare i seguenti argomenti per mezzo di esperimenti ad hoc:

- assorbimento della radiazione nella materia

- il decadimento radioattivo

- radioattività di materiali comuni

- interazione radiazione materia; Esperimento: uso di rivelatori per la radiazione neutra e carica

15 - Corso di aggiornamento sulla Fisica Moderna organizzato dall'A.I.F. Sezione di Pavia

Il corso è organizzato in collaborazione con l’IIS “Volta” di Pavia, nell’ambito del piano ISS (Insegnare Scienze Sperimentali), e con il piano Lauree Scientifiche dell’Università di Pavia.

16-Laboratorio di meccanica con nuove tecnologie: dall’uso di sensori alla video analisi

Scopo del laboratorio era quello di integrare nel laboratorio di fisica le attività basate sull’uso di sensori (sperimentate da tempo nei Lab PLS) con nuove attività basate sull’uso di strumenti multimediali per la Video analisi.
In particolare è stata affrontata con gli studenti la fenomenologia degli urti elastici, mettendo in evidenza le dipendenze quantitative dalla massa dei corpi proiettile e bersaglio ponendo l’accento sulla verifica sperimentale delle leggi di conservazione