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Fisica ingenua o Fisica di senso comune Dott. G. Casini

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Cos la fisica ingenua? In breve possiamo dire che la fisica ingenua o fisica di senso comune la fisica che formiamo spontaneamente grazie alle esperienze della vita quotidiana. Possiamo scrivere fisica fra virgolette perch non ha le caratteristiche di una scienza, ma piuttosto di un sistema di pensiero. Il fatto particolare, che lo ha reso oggetto di studio questo sistema ha dei tratti che sono largamente condivisi fra molti individui e che si rivela talvolta resistente allistruzione scolastica. Prima di dare una definizione Paolo Bozzi inizia con una rassegna delle prime ricerche sullargomento. dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma22

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Benny Shannon 1976 Articolo Aristotelianism, Newtonianism and the physic of the layman Domande a studenti della Stanfrod University non iscritti ad alcun corso di fisica sulla caduta dei gravi, del tipo: Quanto tempo spende la palla a percorrere met del percorso di caduta, posto che impieghi x secondi? Meno di x/2 X x/2 Pi di x/2 dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma23

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Shannon Dalle risposte abbiamo un 20% di aristotelici e un 60% di newtoniani Posto che una palla di 4 chili raggiunge il terreno in z secondi, quanto impiegher a cadere dalla stessa altezza una palla di 2 chili? 2z Z Fra z e 2z In questo caso abbiamo ben il 60% di aristotelici e il 20% di newtoniani dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma24

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Come interpretiamo? Pu darsi che la gente quando dimentica la fisica imparata a scuola si fidi di ci che vede nelle comuni occorrenze della vita e fondi l le sue teorie alternative? Pu darsi che le nostre percezioni tradiscano la realt fisica e ci forniscano dati empirici illusori? da escludere che le persone conoscano Aristotele pi di quanto conoscano la fisica dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma25

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Cos la fisica ingenua? La fisica ingenua un sistema di credenze, sommerso ma molto pi coerente di quanto non si sospetti comunemente, intorno alle propriet degli oggetti inanimati che popolano il mondo della nostra esperienza Queste credenze sono connesse fra loro e al nostro modo di percepire gli eventi del mondo esterno, quindi influenzano il modo in cui ci appaiono le propriet fisiche delle cose. dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma26

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Champagne et al. 1980 1.Una forza quando applicata a un oggetto, produce movimento 2.Sotto linflusso di una forza costante, gli oggetti si muovono di velocit costante 3.La grandezza della velocit proporzionale alla grandezza della forza 4.In assenza delle forze gli oggetti stanno fermi o, se sono in movimento (per aver immagazzinato movimento quando le forze agivano su di essi) essi rallentano (e consumano il momento immagazzinato. Uno studente su cinque crede che un grave assuma istantaneamente la velocit di caduta Quattro su cinque credono che un oggetto pi pesante cada pi rapidamente dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma27

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Champagne 1980 Aristotelica: confortable and intuitive Newtoniana: esoteric ed unfamiliar dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma28

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Il problema di Aristotele Come fa una freccia a proseguire dopo che larco lha scoccata? Come fa il proietto a proseguire dopo che il proiettore ha terminato la sua azione? Aristotele si affida a due spiegazioni che coinvolgono laria come motore per il prolungamento dellazione del proiettore Giovanni Buridano postula lesistenza dellimpetus, un progenitore del concetto di inerzia dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma29

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Pendolo Disegnare la traiettoria della sfera lasciata dal pendolo dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma210

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Lancio e caduta Disegnare la traiettoria della sfera che cade dal muro dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma211

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Aereo Disegnare la traiettoria della sfera lanciata dallaereo e la posizione dellaereo al momento in cui la sfera tocca terra dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma212

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1980 McCloskey Disegnare la traiettoria di uscita dal tubo di una pallina che viene iniettata con un soffio di aria compressa nel punto indicato dalla freccia dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma213

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Sistemi di riferimento dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma214

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SdR dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma215

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SdR dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma216

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BIAS (pregiudizio, predisposizione) Il bias (pron. 'bais) in psicologia cognitiva indica un giudizio (o un pregiudizio), non necessariamente corrispondente all'evidenza, sviluppato sulla base dell'interpretazione delle informazioni in possesso, anche se non logicamente o semanticamente connesse tra loro, che porta dunque ad un errore di valutazione o mancanza di oggettivit di giudizio. (WP) Quello che sappiamo (e che non sappiamo) influenza le nostre conclusioni su quello che vediamo accadere. dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma217

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Bias dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma218 Nella prima immagine tratta da un testo medievale il proietto prosegue in linea retta fino ad esaurire il suo impeto e poi cade. Nella seconda immagine, di un testo del 600, si vede la traiettoria descritta come composizione di tratti rettilinei e circolari che dipendono dallinclinazione con cui il cannone spara.

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Conclusioni Quando studiamo la fisica abbiamo gi vissuto anni di esperienze nella vita quotidiana: possediamo gi una fisica di senso comune o fisica ingenua I cardini principali della fisica ingenua sembrano riferirsi ad un archetipo comune simile al pensiero aristotelico I principali misconcetti della meccanica: La caduta dei gravi un moto uniforme I gravi pi pesanti arrivano prima al suolo Una velocit costante prodotta da una forza costante; terminata lazione della forza il moto si consuma e si estingue La teoria dell impeto di G. Buridano dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma219

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Insegnare la Fisica Il metodo scientifico cerca risposte valide per spiegare classi pi generali di fenomeni, che formano il paradigma pi valido. Eppure non possiamo insegnare direttamente la teoria nella sua forma pi completa come la meccanica quantistica relativistica Dobbiamo passare gradualmente attraverso diversi stadi, utilizzando concezioni e teorie che sono approssimate, provvisorie, in evoluzione c h g dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma220

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Fisica e fisica ingenua Per esporre i concetti iniziali, i fondamenti del linguaggio scientifico, dobbiamo necessariamente usare il linguaggio gi conosciuto, quello di senso comune: i concetti i della fisica si innestano quindi su quelli della fisica ingenua Il compito dellinsegnante quindi condurre ad un ampliamento dei concetti preesistenti, guidare levoluzione, saperla motivare un dato di fatto che spesso i concetti della Fisica Ingenua, invece di essere un luogo di passaggio, diventano molto stabili e resistenti all istruzione scolastica dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma221

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Che significa capire la Fisica Secondo Richard Feynmann capire la fisica significa che, di fronte ad un problema o a una situazione sperimentale, siamo in grado si capire come andranno le cose senza risolvere le equazioni In questa chiave di lettura capire vuol dire essere capaci di prevedere correttamente levoluzione del fenomeno. Questa simulazione mentale la nostra intuizione relativa al fenomeno, con la quale cerchiamo di prevederne levoluzione. Pi completa, ricca e dettagliata la nostra simulazione mentale, maggiore la comprensione intuitiva (e non) dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma222

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Perch la FI resiste? responsabilit sia dellinsegnante che dello studente Alcuni misconcetti non sono affrontati da un insegnamento inadeguato Se una reale e soddisfacente comprensione sembrano troppo difficili da raggiungere, lalunno, se in grado di farlo, ripiega su un atteggiamento condiscendente: per adempiere al contratto scolastico (prendere la sufficienza) lallievo impara a memoria, simula, copia. Salva la sua funzionalit sociale di figlio e di scolaro mantenendo le sue concezioni ingenue (perch non ha appreso) dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma223

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Il Metodo scientifico dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma2 OSSERVAZIONE di un fenomeno naturale IPOTESI sul fenomeno Ideazione di un ESPERIMENTO che: isoli il fenomeno sia riproducibile permetta di verificare o confutare lipotesi deduzione di una LEGGE FISICA, scritta attraverso il linguaggio della geometria e della matematica Galileo Galilei 24

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Non fidatevi troppo dei risultati di un esperimento, a meno che non siano confermati dalla teoria. Sir Arthur Eddington dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma225

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Il metodo scientifico Osservatore con conoscenza Quesito sulla realt Ipotesi di spiegazione Previsione sui fenomeni Ideazione di un esperimento di verifica Interpretazione dei risultati Ipotesi confermata: modifica della conoscenza Ipotesi non confermata dott. Giovanni Casini - LDFM Uniroma226