Via delle Scienze, 206 – 33100 Udine Tel 043255-8211 Fax ... · Introduzione. La quarta edizione...

Piano Lauree Scientifiche PLS Progetto IDIFO4

Università degli Studi di Udine

Dipartimento di Chimica, Fisica e Ambiente

Centro Interdipartimentale per la Ricerca Didattica Via delle Scienze, 206 – 33100 Udine

Tel 043255-8211 Fax -8230

Ministero dell’Istruzione,

dell’Università della Ricerca

Relazione scientifica sulla

Scuola Estiva Nazionale di Fisica Moderna IDIFO4 per studenti di Scuole Secondarie Superiori

tenutasi presso la Università di Udine 22-27 luglio 2013

nell’ambito del progetto “Innovazione Didattica in Fisica e Orientamento (IDIFO4)”

del Piano nazionale Lauree Scientifiche, approvato e finanziato ai sensi del DR. 191 del 06/10/08 della Direzione Generale per l’Università del MIUR

Introduzione. La quarta edizione della scuola estiva di fisica moderna è stata realizzata dal 22 al 27 luglio 2013 e vi hanno partecipato 36 studenti delle ultime due classi delle scuole secondarie superiori di tutta Italia, sei in più dei trenta previsti nel Progetto IDIFO4 grazie al cofinanziamento del CIRD, ai contributi della Scuola Superiore dell’Università di Udine, della Fondazione CRUP, dell’ERDISU di Udine, il Consorzio per la Fisica dii Trieste, la IOM CNR e il Dipartimento di Fisica di Trieste e l’ICTP di Trieste. La Scuola Estiva IDIFO4 si è proposta in continuità con le precedenti, realizzate nel mese di luglio del 2007, 2009 e 2011. La sua realizzazione, promossa dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (MIUR), dal Piano Lauree Scientifiche (PLS) e dall’Università di Udine con le sue strutture del Centro Interdipartimentale di Ricerca Didattica (CIRD), del Dipartimento di Chimica, Fisica e Ambiente (DCFA) per opera dell’Unità di Ricerca in Didattica della Fisica (URDF), ha avuto la collaborazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dell’Area Science Park di Trieste, del Sincrotrone Elettra di Basovizza, del Consorzio per la Fisica di Trieste (CF), del Centro Internazionale di Fisica Teorica (ICTP), dell’Università di Trieste, dell’Istituto Officina dei Materiali del CNR (IOM), dell’Ufficio Scolastico Regionale del Friuli Venezia Giulia (USR-FVG), della Fondazione CRUP, del Comune di Udine, dell’Ente Regionale per il Diritto allo Studio di Udine (ERDISU), della Friulservice, della Provincia di Udine, oltre che delle 20 Università che collaborano al Progetto IDIFO4. Essa è stata progettata e messa a punto dall’Unità di Ricerca in Didattica della Fisica dell’Università di Udine (URDF) come proposta formativa che traduce operativamente gli esiti di ricerca sull’insegnamento/apprendimento della fisica moderna e ne impiega i materiali didattici validati in sperimentazioni pilota di ricerca, essendo essa stessa sede di ricerca (Pospiech, Michelini, et al., 2008; Corni, Michelini et al., 2009; Michelini 2010 a, b, c; Gervasio, Michelini Et Al., 2010; Michelini, Viola, 2010; Michelini, Santi, Stefanel, 2010 a, b, c). Il suo scopo è stato offrire ai migliori studenti italiani interessati alla fisica una base per lo studio di argomenti di Fisica Moderna, quali Meccanica Quantistica, Superconduttività, Massa e energia a partire da una ricostruzione concettuale dei contenuti di elettromagnetismo ed elettrodinamica e dagli strumenti formali che le consentono di inquadrarle teoricamente.





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Il Bando e la selezione Il bando della scuola SEEFM (Allegato 1) è stato pubblicato in rete all’indirizzo http://www.fisica.uniud.it/URDF/laurea/pls4_c.htm e diffuso a tutte le scuole d’Italia. In risposta al bando della scuola SEEFM, sono pervenute 314 domande, di studenti secondari di 18 regioni italiane, a cui si possono aggiungere qui le decine di studenti che hanno manifestato vi mail o telefonicamente il loro interesse per la scuola, pur non avendo presentato domanda in quanto non in possesso dei requisiti. Sul totale delle domande complessivamente pervenute, hanno prevalso le domande provenienti dalle regioni del sud Italia (157), quasi 2/3 in più di quelle provenienti dal Nord Italia (97) e ben oltre il doppio di quelle provenienti dal centro e Sardegna (64). In fig. 1 è riportato il dettaglio per regione delle domande, con indicazione della ripartizione tra classe quarta e classe quinta.

Fig.1 Distribuzione delle domande per regione con ripartizione per classe quarta e classe quinta. Le domande pervenute sono state esaminate da una apposita commissione: 306 sono state le domande ammesse alla selezione, in quanto presentate entro il termine della scadenza del 18 giugno 2013 e complete delle valutazioni scolastiche; una domanda è stata esclusa in quanto giunta in ritardo; 7 sono state le domande escluse dalla selezione in quanto non rispondenti ai criteri di ammissione previsti dal bando (2 studenti avevano frequentato la classe terza nel 2012/13; 5 studenti hanno presentato domanda non completata dalla documentazione delle valutazioni scolastiche richieste da bando). Fino ad un massimo di 6 posti sui 30 previsti da bando (20%) è stata data priorità alle domande di residenti in Regione FVG. La graduatoria di selezione è stata stilata sommando i punteggi attribuiti a: curriculum scolastici nelle materie scientifiche (fisica, matematica, scienze, discipline dell’ambito scientifico-tecnologico degli istituti tecnici o di altro tipo di istituto), nello scrutinio finale dell’anno scolastico 2011/12 e in quello relativo al primo periodo dell’a.s. 2012/13, tipologia di corso di studi seguito, titoli presentati dai candidati (stage e laboratori formativi; gare di ambito scientifico). La graduatoria delle domande, congiuntamente alla lista degli ammessi alla scuola e ai verbali della commissione di selezione, è stata pubblicata all’indirizzo: http://www.fisica.uniud.it/URDF/laurea/pls4_c.htm.





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In fig.2 sono riportate le distribuzioni delle valutazioni ottenute dagli studenti di classe quarta e classe quinta ammessi alla selezione. La media delle valutazioni ottenute dagli studenti nei due anni considerati per l’ammissione è stata 8,4±0,7, con differenze statisticamente non significative tra classi quarta (8,4±0,7) e classi quinta (8,5±0,8) e neppure tra macroaree geografiche (Nord: 8,5±0,7; Centro+Sardegna; 8,3±0,8; Sud: 8,4±0,7). Sia l’omogeneità del campione, sia l’alto livello della prestazione scolastica degli studenti che hanno presentato la domanda, aspetti che hanno sempre caratterizzato le domande di partecipazione delle scuole estive di Udine e che sono stati ancora più elevati nel 2013 seppure di 0,3-0,4 e 0,1-0,2 punti rispetto agli anni precedenti, sia l’elevata aspettativa dimostrata attraverso vari canali comunicativi da moltissimi dei partecipanti al bando sono indicatori significativi dell’attenzione e interesse che la scuola SEEFM stimola negli studenti di eccellenza delle scuole italiane e della risposta che essa costituisce alla richiesta di valorizzazione e di opportunità di conoscere e/o approfondire la fisica moderna degli studenti di talento delle scuole italiane.

Fig.2 Distribuzioni rapportate a 100 delle valutazioni riportate dagli studenti che hanno fatto regolare

domanda di partecipazione alla scuola SEEFM, rispettivamente di classe quarta e classe quinta, nella

valutazione finale dell’anno 2011/12 e nelle valutazioni del primo periodo dell’anno 2012/13 (anno

precedente e anno di attuazione della scuola SEEFM). La commissione di ammissione ha stilato la graduatoria delle domande traducendo in punteggio i criteri prima richiamati. La base del punteggio è stata data dalla media delle valutazioni sui due anni indicati e dalla scuola di provenienza. Ad eventuali altri titoli documentati sono stati attribuiti ulteriori punteggi a scalare per: presentazione della scuola; partecipazione alle prove internazionali, nazionali, regionali, locali delle olimpiadi della fisica, della matematica, delle scienze, della chimica; superamento di esami di ammissione all’accademia militare; frequenza documentata a corsi universitari di non meno di 25 ore. I criteri per l’ammissione sono stati: il migliore di ogni Regione, in base al punteggio conseguito; i migliori studenti del Friuli Venezia Giulia fino ad un massimo di 6 (20% sul totale ammessi alla scuola); gli studenti con il punteggio più alto fino al trentaseiesimo posto e quindi a scalare in caso di eventuali rinunciatari.





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Nella tabella 1 sono riepilogati per ogni regione: il numero di domande, suddivise per la classe quarta e classe quinta, il numero di studenti inclusi nel primo quartile della distribuzione delle valutazioni riportate negli a.s. 20011/12 e 2012/13, il numero di studenti ammessi.

REGIONE N Dom 4 5 Stud nel quartile 1 Ammessi

SARDEGNA 2 1 1 1 1

MARCHE 4 3 1 2 1

LIGURIA 5 4 1 2 1

FRIULI VENEZIA G. 6 4 2 1 6

TOSCANA 9 3 6 2 1

TRENTINO A. A. 7 3 4 1 0

MOLISE 8 6 2 2 1

EMILIA ROMAGNA 12 10 2 3 2

ABRUZZO 14 11 3 2 1

CALABRIA 14 6 8 5 1

UMBRIA 14 9 5 5 1

PIEMONTE 15 11 4 4 2

SICILIA 19 14 5 6 5

VENETO 22 16 6 6 2

LOMBARDIA 27 20 7 5 3

LAZIO 36 30 6 13 3

CAMPANIA 41 27 14 11 3

PUGLIA 59 40 19 8 2

Totale 314 79 36

Ammessi alla selezione 306

Esclusi per documentazione incompleta 5

Esclusi perché non rispondenti ai requisiti

(classe 3) 2

Esclusi per presentazione in ritardo della

domanda 1

Tabella 1. Riepilogo del numero di domande pervenute per regione e ripartizione per classe quarta

e classe terza, numero di studenti compresi nel primo quartile, numero di studenti ammessi. Nel riquadro in coda alla tabella riepilogo delle domande ammesse e quelle escluse in quanto non

rispondenti ai requisiti del bando di selezione.





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Tre studenti che hanno rinunciato a partecipare alla scuola sono stati sostituiti con gli studenti collocatisi dal 37-esimo e 39-esimo posto della graduatoria delle domande ammesse alla selezione. In fig. 3 è raffigurata la distribuzione geografica delle domande e dei partecipanti alla scuola.

Fig. 3. Distribuzione regionali delle domande suddivise per classe quarta e quinta e del numero di partecipanti alla scuola. SEEFM. Per ogni regione è indicato i numero di domande presentate suddivise per

classe quarta e classe quinta e, in rosso, il numero di partecipanti alla scuola.





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STRUTTURA ORGANIZZATIVA La struttura organizzativa della Scuola è descritta dalle seguenti strutture di responsabilità. Responsabile del Progetto IDIFO4 Marisa Michelini, Responsabile IDIFO4, UniUD Direttore della Scuola SEEFM Lorenzo Santi, URDF, UniUD Comitato Organizzatore della Scuola SEEFM di IDIFO4 Cristiana Compagno, Rettore dell’Università di Udine Pietro Corvaja, Scuola Superiore dell’Università di Udine Lorenzo Fedrizzi, Direttore DFCA, UniUD Marisa Michelini, Responsabile IDIFO4, UniUD Maria Peressi, Responsabile PLS – Fisica UniTS Lorenzo Santi, URDF, UniUD Alberto Stefanel, URDF, UniUD Direzione Scientifica della SEEFM Marisa Michelini, Responsabile IDIFO4, UniUD, Lorenzo Santi, URDF, UniUD, Alberto Stefanel, URDF, UniUD Tutor Didattici della Scuola SEEFM Elena Bagni, studentessa Università di Padova Gaetano Costa, Stefano Granello, Stefano Grasso, Scuola Superiore dell’Università di Udine Emanuele Pugliese, URDF, UniUD Antonio Vanacore, Università di Salerno Comitato di Valutazione Anna Brancaccio, MIUR, Direzione Generale degli Ordinamenti Scolastici Alessandro Di Massa, Sezione AIF di Formia Lorenzo Marcolini, Sezione AIF di Udine Josette Immè, Responsabile PLS-Fisica, Catania Supporto Tecnico Domelio Darù, DCFA, UniUD; Filippo Pascolo, AINF, UniUD; Alberto Sabatini, DCFA, UniUD; Mauro Sabbadini, CIRD, UniUD; Giorgio Salemi, DCFA, UniUD Supporto Amministrativo Organizzativo Daniel Bucovaz, DCFA, UniUD; Donatella Ceccolin, CIRD, UniUD; Lucia Denaro, DCFA, UniUD; Sandra Muzzin, DCFA, UniUD; Fiorella Zanini, DCFA, UniUD; Valentina Zufferli, DCFA, UniUD Collegio Docenti e Tutor

Michele Bertolo, Project manager rete lab. luce di sincrotrone Ilario Boscolo, URDF, UniUD Gino Cappellari, Responsabile Servizi integrati di prevenzione e protezione d’Ateneo dell’Università di Udine Marina Cobal, Res. di Udine dell’esperimento ATLAS, UniUD Pietro Corvaja, URDF, UniUD Gaetano Costa, Scuola Superiore, UniUD Pier Paolo De Pazzi, AREA Science Park Giuseppe Fera, URDF, UniUD Mario Gervasio, URDF, UniUD Stefano Granello, Scuola Superiore, UniUD Stefano Grasso, Scuola Superiore, UniUD Andrea Locatelli, Coordinatore Nanospectroscopy di Elettra Marisa Michelini, Responsabile IDIFO3, UniUD Giorgio Pastore, Università di Trieste Maria Peressi, Università di Trieste

Emanuele Pugliese, URDF, UniUD

Lorenzo Santi, Direttore della SEEFM, UniUD Alberto Stefanel, URDF, UniUD Stefano Vercellati, URDF, UniUD

Giacomo Zuccarini, URDF, UniUD





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LE CARATERISTICHE PROGETTUALI E INNOVATIVE DELLA SCUOLA SEEFM La Scuola Estiva di Eccellenza di Fisica Moderna (SEEFM) è stata organizzata come parte del progetto IDIFO4 (http://www.fisica.uniud.it/URDF/laurea/pls4.htm) nell’ambito del Piano Nazionale Lauree Scientifiche ed è stata realizzata in collaborazione con la Scuola Superiore dell’Università di Udine e il Dipartimento di Fisica dell’Università di Trieste. Le attività della Scuola sono state progettate come ricaduta di anni di ricerca in didattica della fisica: molti dei materiali sono stati studiati e spesso validati in contesti internazionali [Michelini 2010 a,b,c; Pospiech et al 2008; Michelini, Viola 2010; Pugliese, Santi 2012]. L’impianto progettuale della Scuola Estiva SEEFM 2013 è stato sviluppato a partire dal modello messo a punto e già sperimentato nelle precedenti edizioni e in particolare in quelle del 2009 e 2011. Tale modello prevede l’integrazione di diversi tipi di laboratorio PLS, attuata con uno studiato bilanciamento per garantire una formazione compiuta su un ampio spettro di contenuti fondanti della fisica moderna [Cassan et al. 2010; Gervasio et al. 2010; Michleini, Santi, Stefanel 2010 a,b,c; Michelini 2010c] Alcuni elementi hanno caratterizzato la progettazione della scuola e il suo programma attuativo. Le tipologie di attività sono state sei: 1) percorsi di esplorazione attiva per mettersi in gioco analizzando fenomeni e possibili interpretazioni sui temi dell’elettromagnetismo, della meccanica quantistica e della superconduttività, della conduzione elettrica nei solidi, della relazione massa-energia in fisica moderna; superconduttività, della conduzione elettrica nei solidi, della relazione massa-energia in fisica moderna; 2) laboratorio sperimentale a gruppi su esperimenti di avanguardia e cruciali per la fondazione delle due nuove teorie dell’ultimo secolo, come la meccanica quantistica e la relatività, con modalità in presenza e diretta conduzione delle misure a gruppi nei Laboratori di Fisica dell’Università di Udine; 3) laboratorio di calcolo numerico per cimentarsi nella fisica computazionale, in particolare per la simulazione di un fenomeno stocastico; 4) laboratorio di matematica per fondare con l’algebra lineare, le trasformazioni nel piano ed i numeri complessi, le basi formali della meccanica quantistica, introdotta in termini fenomenologici; 5) problem solving, test, sfide e gare sui concetti affrontati; 6) seminari su temi di avanguardia della ricerca in matematica ed in fisica, tenuti da alcuni dei più illustri esponenti della ricerca in tali ambiti a livello internazionale delle Università friulane di cui particolarmente significativo è il contributo dei docenti della Sezione di Fisica del Dipartimento di Chimica, Fisica ed Ambiente e della Scuola Superiore dell’Università di Udine, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trieste e del Centro di simulazione numerica Democritos dello IOM-CNR. A tali attività si sono integrate quelle di visita alle strutture dell’Area di Ricerca e del Sincrotrone di Trieste-Basovizza, il laboratorio IOM-CNR, il Centro Internazionale di Fisica Teoria (ICTP) di Trieste in cui si è svolta la cena sociale della scuola nella forma di “Cena con gli Scienziati”. L’insieme delle tipologie di attività previste ha consentito di attuare una didattica laboratoriale in cui gli studenti hanno avuto ruolo attivo nella costruzione del proprio percorso formativo e del processo di orientamento in particolare agli studi futuri, avendo potuto avere esperienza delle metodologie e modalità tipiche dell’analisi fisica dei fenomeni naturali e nella costruzione del pensiero formale.





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Il peso percentuale delle diverse attività è stato ripartito nel modo seguente: 1) Laboratori didattici 32%; 2) Laboratorio sperimentale 17%; 3-4) Laboratori di calcolo e matematica 11%; 5) Gare, preparazione, svolgimento relazioni e prove finali 16%; 6) Seminari 9%; 7) Visite 16%. Il programma (pubblicato in web all’indirizzo http://www.fisica.uniud.it/URDF/laurea/pls4_c.htm e accessibile sia dal sito della sezione del DCFA www.fisica.uniud.it sia da quello dell’unità di ricerca in didattica della fisica www.fisica.uniud.it/URDF e allegato alla presente relazione – ALL2) è stato molto intenso ed impegnativo. Si è scelto di offrire il massimo in contenuti innovativi, qualità della proposta formativa, metodologie e materiali didattici utilizzati per rispetto di chi è venuto a Udine per imparare, per giunta in un periodo tipicamente dedicato alle vacanze estive. La convinzione dei promotori della scuola, maturata da una riflessione basata sui dati del monitoraggio di ricerca effettuato nelle scorse edizioni, è che la proposta progettuale della scuola dia effettiva risposta alla stessa scelta dei partecipanti sia nel breve periodo, richiedendo un carico di lavoro intenso ma al tempo stesso gratificante dal punto di vista concettuale e delle interazioni personali, sia soprattutto nel lungo periodo come esperienza culturale e sociale significativa per la propria formazione e sicuramente unica sul piano dei contenuti per coloro che non avranno scelto di proseguire studi in fisica.

Fig.4 Fasi di laboratorio didattico e laboratorio sperimentale della scuola estiva SEEFM.

Si è previsto che ciascuno potesse avere personale e diretta esperienza di costruzione del pensiero formale a partire dallo studio fenomenologico di tipo esplorativo o di laboratorio avanzato, utilizzando strumenti e metodi attuali nella ricerca scientifica: sia in percorsi tematici che in laboratori sperimentali e multimediali. Esperimenti avanzati di fisica moderna, effettuati direttamente a piccoli gruppi dagli studenti, sono tra le attività caratterizzanti la scuola. È stato possibile proporli agli studenti della SEEFM grazie alla disponibilità di una raccolta, unica nel panorama italiano, di esperimenti su contesti particolarmente rilevanti per raccordare fisica classica e fisica moderna, ovvero per porre in evidenza i limiti interpretativi della fisica classica e porre le basi per la costruzione di nuovi modi di





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pensare in fisica (Michelini 2010c, cap. 3; Gervasio et al. 2010). Tali esperimenti utilizzano sistemi tradizionali, sistemi interfacciati con il computer, prototipi innovativi progettati e sviluppati dall’URDF dell’Università di Udine e sono stati approntati nei laboratori didattici della Sezione di Fisica e Matematica del DCFA dell’Università di Udine, oggi dotati di tutti i principali sistemi esistenti per la didattica di misure con sensori on-line e modellizzazione al computer. Nella scuola estiva SEEFM 2013 è stata proposta la seguente selezione di esperimenti nei laboratori a rotazione: A) misura della velocità della luce con il metodo dello spostamento di fase, realizzata in due postazioni grazie alla disponibilità di due attrezzature prototipali (Santi, Vercellati 2010); B) misura con un sistema on-line di acquisizione dati interfacciato via USB all’elaboratore della resistenza in funzione della temperatura di campioni di metalli, semiconduttori, superconduttori (Michelini, Santi 2010); C) misura e analisi della distribuzione di intensità in figure di diffrazione da singola fenditura (Michelini 2010d); D) Analisi sperimentale della legge di Malus (Stefanel 2010); E) misura del rapporto e/m per l’elettrone con il metodo delle bobine di Helmotz e analisi dell’esperimento di Franck-Hetz, entrambi realizzati postazioni uniche con apparati di tipo commerciale; F) misura di coefficiente Hall per conduttori e semiconduttori (Gervasio, Michleini, Santi 2010). Gli apparati di rilevazione interfacciati via USB con l’elaboratore utilizzati negli esperimenti B), C), F) sono esito del lavoro di ricerca e sviluppo dell’URDF (Gervasio Michelini 2009). La Scuola Estiva di Fisica Moderna ha offerto coerenti percorsi operativi partecipati con modalità ludiche e sfide per la costruzione del pensiero formale su rilevanti aspetti di fisica moderna. Ha offerto percorsi di ragionamento a partire da attività sperimentali e situazioni problematiche su cui il personale coinvolgimento dei ragazzi riguarda non solo attività sperimentali, analisi e discussione dei dati, ma anche l’interpretazione di fenomeni, che sono stati cruciali per costruire le nuove teorie della fisica del novecento. Ha offerto attività sperimentali avanzate realizzate ed analizzate direttamente dai ragazzi nel laboratorio didattico. Ha fornito quadri concettuali di rifermento attraverso attività seminariali partecipate. Hanno arricchito il fecondo clima già sperimentato, le gare proposte come sfide interpretative su problemi concettuali sia come attività collaborative a gruppi sia come problem solving da affrontare individualmente. Ogni attività si è sviluppata come parte di un percorso organico di formazione sui principali temi della fisica moderna: uno stretto coordinamento tra tutti i docenti ha permesso di mettere a punto i materiali utilizzati, che sono la ricaduta didattica di anni di ricerca. L’intero percorso formativo della scuola si configura come proposta organica, che può essere ricostruito ripercorrendone il programma (allegato 1). Nelle tre sessioni del laboratorio didattico della scuola SEEFM “Percorso di Meccanica Quantistica

I”: “sessione I - dalla esplorazione della polarizzazione ottica alle proprietà quantistiche dei

fotoni”, “sessione II - dalla fenomenologia al formalismo della meccanica quantistica”, “sessione

III: cristalli birifrangenti e conseguenze del principio di sovrapposizione lineare” gli studenti hanno potuto esplorare i concetti fondanti della teoria quantistica nel contesto specifico della polarizzazione lineare dei fotoni e costruire il significato concettuale del formalismo quantistico di base. Tale laboratorio si è integrato con la proposta di matematica appositamente progettata per la scuola SEEFM e suddivisa nel seminario: “Topologia dei gruppi di trasformazioni e spinori” e nelle due sessioni del “Laboratorio di Matematica”: “Sessione I - algebra lineare e trasformazioni





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del piano” e “Sessione II - numeri complessi per costruire le basi formali della meccanica

quantistica”, focalizzate sulla ricostruzione degli strumenti matematici tipicamente utilizzati in meccanica quantistica. L’analisi del contesto dello spin, che può essere formalizzato in uno spazio di Hilbert bidimensionale come per la polarizzazione, ha permesso di rendere conto in modo diretto della differenza tra spazio reale e spazio degli stati, tra proprietà vettoriali dei sistemi quantistici come lo spin e vettori di stato. Gli studenti hanno potuto esplorare questo aspetto nel laboratorio didattico “Riguardare la Meccanica Quantistica con lo spin: analisi con simulazioni

dell’esperimento di Stern e Gerlach”.

Fig. 5. La prof. Michelini, responsabile scientifico del progetto IDIFO4, in laboratorio con gli studenti

sulla misura e analisi di distribuzioni di diffrazione da singola fenditura con sensori on-line.

Parallelamente allo sviluppo del percorso di meccanica quantistica, la ricostruzione in termini operativi dei concetti base del magnetismo ed elettromagnetismo, proposta, nei laboratori didattici “L’elettromagnetismo e le basi della fisica moderna: un percorso concettuale interattivo” e “La

conduzione elettrica nei solidi: fondare e discutere un’interpretazione microscopica semiclassica”, hanno costituito per gli studenti lo sfondo concettuale e contesto integratore su cui si sono innestate via via le diverse proposte di percorsi didattici e laboratoriali sviluppati. I concetti di campo magnetico, flusso del campo magnetico e la sua variazione, vettore di magnetizzazione costruiti operativamente con semplici esplorazioni sperimentali hanno costituito i referenti concettuali che gli studenti hanno potuto utilizzare per analizzare la fenomenologia dei superconduttori, proposta nel laboratorio “Esplorazione sperimentale di fenomeni superconduttivi”. A partire dallo studio di situazioni di sospensioni magnetiche e da processi in cui le correnti parassite hanno un rilevante ruolo sulla dinamica ad esempio della caduta di un magnete su una placca o dentro un tubo di rame gli studenti hanno analizzare l’effetto Meissner per riconoscere la natura di diamagneti perfetti dei





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superconduttori. L’analisi qualitativa del processo di formazione delle coppie di Cooper ha permesso di attivare un ponte concettuale verso la meccanica quantistica.

Fig.6 Gli studenti esplorano la levitazione Meisser

Il legame tra proprietà magnetiche e di conduzione elettrica dei superconduttori, attivata dal riconoscimento del ruolo dei processi di induzione elettromagnetica è stata studiata sperimentalmente nel “Laboratorio Sperimentale a Gruppi”, attraverso l’esplorazione sperimentale del breakdown della resistività nei superconduttori. Contesti ed esperimenti cruciali che hanno portato al riconoscimento della natura atomica e quantizzata della natura sono stati esplorati dagli studenti sia in laboratorio sperimentala sia in quello di simulazione. Nel Laboratorio di simulazione

numerica, hanno potuto cimentarsi con “Il moto browniano”.Nel “Laboratorio Sperimentale a

Gruppi” gli studenti hanno esplorato come sfide interpretative esperimenti come la misura del coefficiente Hall, di alcuni degli esperimenti cruciali che hanno portato alla nascita della teoria quantistica (Esperimento di Franck e Hertz, misura del rapporto e/m). È stata inoltre approfondita l’analisi del contesto fenomenologico dell’ottica fisica come contesto in cui costruire un ponte verso la meccanica quantistica, attraverso l’analisi sperimentale della distribuzione dell’intensità luminosa prodotta dalla diffrazione di un fascio di luce laser da singola fenditura e della luce trasmessa da polaroid (legge di Malus). Il raccordo tra le due principali teorie della fisica del XX secolo, la teoria quantistica e la teoria relativistica, è stato affrontato andando ad esplorare sperimentalmente la velocità della luce nel “Laboratorio Sperimentale a Gruppi” e nella prospettiva della relazione tra massa e energia nel laboratorio didattico: “Origine e significato dell’Equivalenza Massa-Energia in fisica moderna II:

un percorso concettuale”. La teoria relativistica riguarda in un modo del tutto innovativo rispetto alla fisica classica e trova nell’analisi delle reazioni nucleari e dei decadimenti radioattivi un contesto privilegiato oltre che di applicazione anche e soprattutto di comprensione del concetto di massa. La fisica delle alte energia, con la scoperta del bosone di Higgs, affrontata nel seminario “L’avventura della scoperta del bosone di Higgs”, ha recentemente mostrato come tale concetto vada rivisto completamente.





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Fig. 7 Studenti e docenti alle attività seminariali della scuola

Le strategie, adottate in particolare nei laboratori didattici e sperimentali sono quelle tipiche di:

• inquiry base learning (McDermott 1997, 1998; McDermott et al. 2000; Abd-El-Khalick et al. 2004; Michelini 2006; Bell et al. 2010; DeJong 2010; Endorf RJ, et al. 2009)

• popular problem solving (Munson 1988; Watts 1991; Bosio et al. 1998) • P.E.C. (previsione, esperimento, confronto) (Lawson 2009; Sokoloff, Lawson, Thornton

2004, Thornton, Sokoloff 1999; Michelini, Santi, Sperandeo 2002) • analisi di artefatti (Bartolini Bussi et al. 2005; Michelini, Viola 2010)

Una particolare cura e attenzione è stata posta alla sicurezza nel laboratorio, in merito alla quale è stato dedicato uno specifico corso svolto contestualmente alla scuola e sinergicamente integrato con essa. La sessione serale della prima giornata della scuola è stata dedicata agli aspetti generali della sicurezza. Tutti i materiali di lavoro sono stati corredati dalla indicazioni sui principali rischi, le principali sorgenti di rischio, i comportamenti da tenere per garantire la sicurezza. Ogni sessione che prevedeva attività laboratoriali è stata aperta con richiami a tali indicazioni, riportate anche sui banchi di lavoro. Un manuale appositamente predisposto è stato inserito in rete affinché gli studenti lo potessero scaricare e studiare ancor prima di arrivare a Udine. Al termine della scuola è stata rilasciata a ciascuno studente la certificazione del corso svolto a cura dei Servizi integrati di

prevenzione e protezione d’Ateneo dell’Università di Udine. I materiali. La dimensione di ricerca ha caratterizzato la formazione nella Scuola Estiva: materiali di riferimento e schede di lavoro sono state strumento di lavoro durante le attività per gli studenti e documentazione dei loro percorsi concettuali e di apprendimento; sulla base di tali documentazioni sono state certificate le competenze specifiche acquisite dagli studenti, valutate secondo metodi e criteri validati a livello internazionale. Nello zainetto della scuola (fig. 8) sono stati raccolti i materiali che ciascuno studente ha potuto esaminare prima di ogni attività e portare a casa come proprio materiale documentale e di lavoro: il catalogo di esplorazioni sperimentali sui fenomeni magnetici ed elettromagnetici (Michelini, Stefanel 2004) e sulla polarizzazione ottica (Michelini, Stefanel 2006), assieme ad un volumetto sulla proposta concettuale per affrontare la meccanica quantistica e la presentazione degli





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esperimenti di laboratorio elettromagnetici e sulla polarizzazione ottica, assieme ad un volumetto sulla proposta concettuale per affrontare la meccanica quantistica (Michelini, Stefanel 2004) e la presentazione degli esperimenti di laboratorio.

Figura 8. Lo zainetto della scuola e i materiali in esso contenuti.

Ulteriori materiali di supporto ai seminari e schede Inquired Based Learning (IBL) [McDermott 1008, 1999; Michelini 2010 C] relative alle specifiche attività sono state distribuite al momento del loro utilizzo e in parte lasciate agli studenti e in parte ritirate per la valutazione e monitoraggio. ASPETTI ATTUATIVI DELLA SCUOLA Tutta l’attività della Scuola Estiva è stata seguita a tre livelli: studenti universitari, insegnanti di fisica esperti, ricercatori universitari. Sono stati infatti presenti, accanto agli studenti partecipanti: due docenti per ogni attività, quattro dottorandi di ricerca in didattica della fisica, due post-doc, tre insegnanti di scuola secondaria, tre studenti della Scuola Superiore di eccellenza dell’Università di Udine, uno studente universitario di altra sede e quattro tecnici, oltre al personale di segreteria. L’avvio e attuazione della Scuola Estiva sono state seguite con interesse da autorità locali e nazionali, come documentano sia gli interventi delle autorità presenti all’apertura (Prof. Michele

Morgante – Prorettore Università di Udine e prof. Andrea Tabarroni, delegato del Rettore dell’Università di Udine, in rappresentanza del Rettore prof.ssa Cristiana Compagno; il prof. Martinelli Guido – Direttore della SISSA di Trieste; la Prof.ssa Anna Brancaccio – In rappresentanza del Dipartimento per l’Istruzione del MIUR; la Prof.ssa Maria Peressi – Responsabile del PLS dell’Università di Trieste, che ha portato i saluti anche da parte del Prof. Ghirardi – Direttore del Consorzio per la Fisica di Trieste e del Prof. Gaetano Senatore – Direttore del Dip. di Fisica dell’Università di Trieste; Dott. Gabriele Giacomini – Assessore all’Innovazione e Sviluppo Economico del Comune di Udine; Prof. Carlo Ennio Michele Pucillo – Vice direttore del Dip. di Scienze Biomediche dell’Università degli Studi di Udine), sia dalle autorità che pur non potendo presenziare all’apertura hanno ritenuto di dover inviare un comunicato scritto (il Presidente della Regione FVG, dott.ssa Debora Serrachiani, che ha sottolineato nel suo comunicato che “Investire nel capitale umano e nell’innovazione, come in questo lungimirante caso, significa imboccare una delle vie principali per garantire un presente e un futuro sviluppo”; il Direttore Generale del Ministero dell’Istruzione, dott.ssa Carmela Palumbo; il Presidente nazionale dell’Associazione per l’Insegnamento della Fisica, prof. Antonio Gandolfi; il presidente della Società Italiana di Fisica, prof.ssa Luisa Cifarelli; il direttore dell’ICTP di Trieste, Prof. Fernando Quevdo; il Rettore Università di Trieste, prof. Sergio Paoletti, il Direttore del CIRD Università di Udine, prof. Andrea Zannini; il Direttore del Dipartimento di Fisica di Trieste, Prof. Gaetano





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Senatore; il Direttore del Dip. di Scienze Agrarie dell’Università di Udine, Prof. Pierluigi Bonfanti), sia dei coordinatori nazionali del Piano Lauree Scientifiche (Prof. Nicola Vittorio – Coordinatore Nazionale per il MIUR del Piano Lauree Scientifiche; Prof.ssa Speranzina Ferraro – Direzione Generale per lo studente del MIUR).

Tutte le attività, sia di laboratorio didattico, sia di Laboratorio sperimentale avanzato (LSG in programma) sono state organizzate per gruppi di 4-5 studenti, differenziati per classe di età, regione di provenienza. Le turnazioni hanno permesso a tutti di effettuare in prima persona gli esperimenti. Ciascuno studente, inoltre ha avuto modo di vivere esperienze formative diverse con persone diverse, essendo differente la composizione dei gruppi per ciascuna delle macroattività svolte. Ciò è stato importante sia sul piano formativo, essendo un valore aggiunto della scuola la collaborazione tra pari, sia sul piano della socializzazione, in quanto la rotazione attuata ha permesso agli studenti di conoscersi meglio.

La scuola ha occupato tre giornate intere, due mezze giornate (il pomeriggio del primo giorno e la mattina dell’ultimo), oltre a tre serate, una dedicata alla formazione alla sicurezza nel laboratorio, e le altre due dedicate ad attività ludiche di fisica (gara di elettromagnetismo) e socializzanti (proiezione del film-documentario “The dream of symmetry”, su Abdus Salam e cena con gli scienziati all’ICTP). L’esperienza di visitare importanti centri di ricerca presenti sul territorio è stata considerata particolarmente importante dagli studenti.

Fig. 9 Gli studenti seguono le presentazioni dei colleghi nella giornata conclusiva.

Monitoraggio e valutazione Nella scuola SEEFM è stata monitorata la presenza degli studenti ad ogni attività, il loro percorso formativo e sono state valutati gli apprendimenti degli studenti con diversi strumenti e a diversi livelli utilizzando metodologie e strumenti messi a punto nelle passate eduzioni (Mossenta, Stefanel 2010; Michelini, Mossenta, Santi, Stefanel 2010).





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I ragazzi hanno valutato ogni percorso esplorativo e le attività di laboratorio, così come l’intera Scuola, che si è configurata come stage PLS utilizzando gli strumenti di valutazione standard nazionali PLS in rete telematica presso il CINECA. In aula multimediale sono stati dedicati momenti specifici per questa valutazione. Oltre a ciò gli studenti hanno compilato una scheda (allegato 2) con valutazione giornaliera delle singole attività svolte e indicazione, a conclusione della scuola, delle tre attività ritenute più significative per contenuto, contributo alla formazione, interesse, degli aspetti di criticità della scuola, di commenti ed osservazioni di carattere generale. Diversi valutatori hanno seguito le attività in presenza della Scuola SEEFM: un rappresentante del ministero, (prof.ssa Anna Brancaccio, MIUR, Direzione Generale degli Ordinamenti Scolastici); due insegnanti esperti dell’Associazione per l’Insegnamento della Fisica (il Segretario della sezione di Udine dell’AIF e un insegnante esperto della sezione AIF di Forma); quattro studenti universitari (tre della Scuola Superiore dell’Università di Udine e ine, uno studente di fisica dell’Università di Padova), con compiti sia di monitoraggio sia di tutor didattici della scuola. Per la valutazione delle competenze acquisite sono state svolte interviste ed effettuati i seguenti quattro tipi di analisi: - quella nel merito degli apprendimenti con le schede tutorial IBL, da consegnare al termine di ogni attività, - quella del questionario PLS effettuata in rete telematica al termine di ogni attività e al termine della Scuola, effettuata in rete venerdì pomeriggio 26 luglio, non avendo potuto disporre di aule computer la mattinata conclusiva della scuola. - quella dettagliata in merito ai pareri degli studenti sulle attività svolte, compilata in formato cartaceo e consegnata sabato mattina 27 luglio, al momento di ritirare gli attestati di partecipazione; - Quella delle presentazioni degli studenti l’ultimo giorno sui compiti assegnati. Si allegano alla presente due relazioni dei valutatori (Allegati 4-5).

Fig. 10. Sintesi delle valutazioni degli studenti elaborate dai dati dei questionari CINECA compilati

dagli studenti la sera del penultimo giorno della scuola.





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Nell’istogramma di fig. 10 sono riportati i dati di sintesi della valutazione effettuata in rete (sito CINECA) dell’intera scuola dai 36 studenti partecipanti alla scuola SEEFM, che riflette senza differenze statisticamente significative anche le valutazioni che gli studenti hanno effettuato in rete sull’insieme delle attività dedicate alla meccanica quantistica, alla superconduttività, al laboratorio sperimentale. Spiccano le valutazioni sulle voci “interesse degli argomenti trattati” (anche per capire problematiche e metodologie delle discipline coinvolte e per le scelte degli studi futuri), “valeva la pena partecipare all’intera attività”. Queste stesse voci hanno ricevuto tra le valutazioni più alte anche nelle schede di monitoraggio giornaliero (all. 3), che includeva oltre a tutti i quesiti della scheda in rete, anche la richiesta se l’attività specifica “è stata di stimolo per una riflessione/approfondimento?”. Agli studenti è stato richiesto di esprimere una valutazione per ogni elemento richiesto da 1 a 5: ove 1 corrisponde a insufficiente, 2 SUFFICIENTE, 3 buono, 4 ottimo. In fig. 11, sono riportati i valori medi per l’intero set di attività della scuola ottenuti dalle attività svolte nella scuola SEEFM. Tutte le voci hanno ricevuto valutazioni superiori a 3, con l’eccezione della voce “La tua preparazione scolastica era sufficiente per seguire l'attività?”, il cui punteggio di 2,7 è motivato dalla presenza di metà studenti di classe quarta. Se da un lato può essere scontato che soprattutto gli studenti di quarta non sentano di avere una formazione scolastica sufficiente ad affrontare la scuola, non è per nulla scontato il fatto che il livello di competenza raggiunto dai ragazzi nei diversi ambiti non è stato differente per gli studenti di classe quarta rispetto a quelli di quinta, come è emerso dalla valutazione delle competenze, oltre che dagli esiti delle gare che hanno visto primeggiare indistintamente ragazzi di entrambe le classi. Ulteriore conferma, seppure indiretta, di questo aspetto emerge dagli alti e uniformi punteggi ottenuti dalle voci dell’interesse, stimolo alla riflessione teorica, e della significatività della partecipazione alla scuola.

Figura 11. Sintesi delle valutazioni medie date sulle singole attività nella scheda compilata

giornalmente dagli studenti durante la scuola estiva. Questo secondo grafico se conferma la valutazione espressa secondo la scala di Likert proposta nella scheda di valutazione in rete, esprime più chiaramente il contributo, nell’ordine, dell’adeguatezza dei locali, dell’interesse dei temi trattati anche per capire meglio cosa è la fisica,





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della chiarezza dei docenti, dello stimolo per la riflessione e approfondimento dato dall’attività svolta. La uniforme Sembra in particolare qui rilevante sintetizzare le motivazioni che hanno portato gli studenti a segnalare alcune attività come particolarmente significative:

- Il laboratorio didattico di superconduttività è stato indicato per l’interesse del tema sia sul piano concettuale, sia applicativo e in particolare per l’ampio spazio dedicato alla esplorazione sperimentale che ha caratterizzato l’approccio didattico seguito, in cui comunque ha avuto un ruolo importante lo sviluppo di modelli e concetti (“Percorso molto interessante e coinvolgente per l'analisi di un fenomeno fisico non ordinario e dalle potenzialità molto elevate. Inoltre l'attività sperimentale ha consentito una comprensione maggiore del fenomeno”; “Le applicazioni pratiche sono strabilianti”; Interesse per l'argomento, chiarissime le spiegazioni, conoscenza diretta degli esperimenti”; “È stata particolarmente bella l'esperienza di laboratorio e l'esplorazione delle varie applicazioni tecnologiche dei superconduttori”; “Mi ha permesso di osservare fenomeni molto interessanti e di capirne le leggi fisiche che li causavano”; “Interessante sia a livello di teoria che sperimentale”; “Teoria ed esperimenti si equilibrano e rendono più semplice l'elaborazione dei modelli”.

- Il laboratorio didattico di meccanica quantistica è stato invece segnalato per il contributo alla costruzione di concetti particolarmente significativi, sia da chi aveva già affrontato la tematica a scuola, sia da chi non aveva avuto modo di affrontarla in precedenza (“occasione di approfondire e rivedere più attentamente argomenti già in parte affrontati a scuola, ma con la possibilità di conoscere collegamenti e interpretazioni più significativi”; “l'argomento è stato trattato partendo dalla osservazione sperimentale per poi essere spiegato dal punto di vista fisico in modo da risultare accessibile”; “Spiegazione chiara, anche se ancora mai studiato nulla di inerente alla materia ho capito molti concetti e mi piacciono molto”; “mi ha interessato molto seguire il percorso di meccanica quantistica perché era un campo della fisica che conoscevo molto superficialmente.”; “tratta tematiche poco approfondite a scuola”).

- Laboratorio sperimentale a gruppi è stato segnalato, perché richiede più attività pratica e diretta, consente una migliore e autonoma comprensione degli aspetti teorici, ha riguardato esperimenti comunemente non effettuati a scuola (“personalmente ho un approccio molto sperimentale con la fisica, quindi per quanto mi riguarda le attività di laboratorio sono le più stimolanti”. “Ho molto apprezzato l'idea di incominciare le lezioni teoriche con nuove esperienze”; “Esperimenti di pratica che non sono accessibili nelle scuole; “fondamentale per avere una visione completa della fisica£; “fare esperimenti in prima persona è diverso dal vederli di fare. Aiuta a capire di mio le teorie”)

- Seminario sul bosone di Higgs e visita all’area del sincrotrone, in quanto hanno offerto uno spaccato sulla ricerca attuale in fisica e sulle più recenti scoperte.

Tra gli elementi di criticità sono stati segnalati la necessità di disporre di più tempo per riflettere e l’eccessiva onerosità di seguire le attività con i tutorial di lavoro che hanno accompagnato le attività e ne hanno permesso il monitoraggio sistematico, nonché hanno permesso di effettuare la valutazione delle competenze sviluppate dagli studenti nella scuola. La frequenza e le competenze raggiunte dagli studenti sono state certificate, basandosi sulla valutazione dei materiali via via compilati dagli studenti durante le singole attività e a conclusione





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della scuola. Nella giornata conclusiva una specifica sessione è stata dedicata alla consegna dei diplomi di partecipazione, delle certificazioni di competenze, oltre che i premi ai vincitori delle competizioni scientifiche che si sono svolte nell’ambito della scuola stessa.

Fig. 12. Il direttore della scuola prof. L. Santi consegna i diplomi e certificati agli studenti vincitori delle gare nella giornata conclusiva.

Tutta l’attività della scuola è stata documentata con foto e filmati. Le giornate centrali della scuola sono state riprese in differenziati momenti e situazioni da Rai – Educational, che ha realizzato uno speciale su tre scuole di eccellenza tra le quali è stata inclusa la Scuola estiva SEEFM di Udine. Lo speciale è stato trasmesso in quattro repliche nel corso del 06 novembre 2013.

Ringraziamenti La Scuola è stata realizzata grazie all’intenso lavoro di progettazione e messa a punto che il referente del progetto IDIFO4 prof. Marisa Michelini ha svolto in collaborazione con il responsabile Lorenzo Santi e componenti del Gruppo di Ricerca in Didattica della Fisica dell’Università degli Studi di Udine (URDF): Alberto Stefanel, Giuseppe Fera, Emanuele Pugliese, Alessandra Mossenta, Sri Prasad Challapalli, Stefano Vercellati, che hanno lavorato giorno e notte tutti assieme per dividersi la grande mole di lavoro preparatorio e di conduzione della Scuola. Un doveroso ringraziamento va a chi ha contribuito alla realizzazione e alla preparazione dell’attività: la Scuola Superiore, le Facoltà di Scienze della Formazione e di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali, i colleghi ed il personale del CIRD e del Dipartimento di Chimica Fisica e Ambiente, l’Unità di Ricerca in Didattica della Fisica, i tecnici Domelio Da Rù, Filippo Pascolo, Alberto Sabatini e Giorgio Salemi dell’Università di Udine ed i colleghi dell’Area di Ricerca, del Sincrotrone Elettra e dell’Università di Trieste. Un particolare ringraziamento va a tutti coloro che hanno deciso di sostenere la Scuola diffondendone la notizia e sostenendone le spese. Ringraziamo le Direzioni Generali dello studente del MIUR, il PLS, il Direttore Generale dell’Ufficio Scolastico Regionale del Friuli Venezia Giulia, il Presidente, il Direttore ed il Direttore dei servizi dell’ERDISU di Udine, il Presidente ed il Direttore della Fondazione CRUP, l’Area di Ricerca, i docenti della Scuola e i colleghi Giorgio Pastore e Maria Peressi dell’Università di Trieste e del Centro di simulazione numerica Democritos. A Luigi Berlinguer della Commissione per gli studi Tecnico – Scientifici e all’instancabile Speranzina Ferraro del MIUR va la nostra gratitudine per





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tutto l’aiuto e l’assistenza. Assieme al prof. Andrea Vacchi del Consiglio Nazionale INFN, direttore di Asimmetrie, che ci hanno sostenuto, ringraziamo il prof. Nicola Vittorio, responsabile del Progetto Lauree Scientifiche, la coordinatrice del progetto Lauree Scientifiche per la Fisica, prof. Josette Immè, che hanno creduto nella nostra proposta. Non si può mancare di ricordare i colleghi dell’Associazione per l’Insegnamento della Fisica, Lorenzo Marcolini ed Isidoro Sciarratta. Come in passato l’impegno è stato ripagato dalla gratitudine sincera ed entusiasta dei ragazzi partecipanti, che hanno messo tutte le loro energie al lavoro, che si sono dimostrati riconoscenti per le sfide di alto livello che sono state loro poste, che si sono affezionati a tutti noi, creando un clima di incredibile serenità, vivacità e valore, che è difficile descrivere, ma coinvolge tutti coloro che credono nella formazione.

Fig. L’applauso degli studenti a conclusione della scuola

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ALLEGATO 1: Il bando della scuola.





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ALLEGATO 2: IL PROGRAMMA DELLA SCUOLA SEEFM 2013 In collaborazione con la Scuola Superiore e il PLS di Trieste

Scuola Estiva di Eccellenza di Fisica Moderna IDIFO4 per studenti di scuole secondarie superiori

Campus Universitario RIZZI - Via delle Scienze 206 – 33100 Udine

22-27 luglio 2013 Programma

Lunedì 22 luglio

Ore 14.00-15.00 Aula M Apertura della Scuola e saluto delle autorità

Presentazione delle attività – prof. Marisa Michelini e prof. Lorenzo Santi, URDF

dell’Università di Udine

Ore 15.00-16.30 Aula 50 Percorso di Meccanica Quantistica I: dalla esplorazione della polarizzazione ottica alle proprietà quantistiche dei fotoni, prof. Marisa Michelini, dr. Alberto Stefanel, dr. Giacomo Zuccarini, URDF dell’Università di Udine

Ore 16.30-16.45 Pausa – Ristoro – Aula 19

Ore 16.45-18.50 Aula 50 Percorso di Meccanica Quantistica II: dalla fenomenologia al formalismo della meccanica quantistica, prof. Marisa Michelini, dr. Alberto Stefanel, dr. Giacomo Zuccarini, URDF dell’Università di Udine

Ore 19.15-20.30 Cena presso la mensa universitaria di viale Ungheria

Ore 19.00 Autobus dedicato dalla sede del Campus Universitario dei Rizzi alla sede ERDISU di viale Ungheria

Ore 20.30-21.30 Aula B (V.le Ungheria)

La sicurezza in laboratorio, a cura di Gino Capellari Responsabile Servizi integrati di

prevenzione e protezione d’Ateneo dell’Università di Udine

Martedì 23 luglio

Ore 7.30 Autobus dedicato dalla sede ERDISU di viale Ungheria al Campus Universitario dei Rizzi

Ore 8.00-09.30 Aula 50 Percorso di Meccanica Quantistica III: cristalli birifrangenti e conseguenze del principio di sovrapposizione lineare, prof. Marisa Michelini, dr. Alberto Stefanel, dr. Giacomo Zuccarini, URDF dell’Università di Udine

Ore 9.30-10.30 Aula 50

Laboratorio di Matematica I: algebra lineare e trasformazioni del piano per costruire le basi formali della meccanica quantistica, prof. Pietro Corvaja, Gaetano Costa, Stefano Granello, Stefano Grasso, Scuola Superiore dell’Università di Udine, dr. Giacomo Zuccarini, URDF dell’Università di Udine






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Ore 10.45-11.45 Aula 50 Laboratorio di Matematica II: numeri complessi e relazioni con l’algebra lineare per costruire le basi formali della meccanica quantistica, prof. Pietro Corvaja, Gaetano Costa, Stefano Granello, Stefano Grasso, Scuola Superiore dell’Università di Udine, dr. Giacomo Zuccarini, URDF dell’Università di Udine

Ore 11.45-13.00 Aula CAD Origine e significato dell’Equivalenza Massa-Energia in fisica moderna I: un percorso concettuale dr. Emanuele Pugliese e prof. Lorenzo Santi, URDF dell’Università di Udine

Ore 13.00-14.00 Pranzo alla mensa universitaria dei Rizzi

Ore 14.00-14.30 Aula 12 Origine e significato dell’Equivalenza Massa-Energia in fisica moderna II: un percorso concettuale dr. Emanuele Pugliese e prof. Lorenzo Santi, URDF dell’Università di Udine

Ore 14.30-16.30 Aula 12 L’elettromagnetismo e le basi della fisica moderna: un percorso concettuale interattivo dr. Stefano Vercellati, URDF dell’Università di Udine


Ore 16.45-18.50 Aula 12 La conduzione elettrica nei solidi: fondare e discutere un’interpretazione microscopica semiclassica, dr. Giuseppe Fera, URDF dell’Università di Udine


Ore 19.15-20.30 Cena presso la mensa universitaria di viale Ungheria

Ore 20.30-22.30 Aula B (V.le Ungheria)

Gara di Elettromagnetismo, prof. Marisa Michelini, dr. Stefano Vercellati, URDF


Mercoledì 24 luglio


Ore 8.00-10.30 Aula 50 Esplorazione sperimentale di fenomeni superconduttivi, prof. Marisa Michelini, dr. Alberto Stefanel, URDF dell’Università di Udine, dr. Antonio Vanacore, Università di

Salerno


Ore 10.45-13.00 Aula 50 Interpretazione fenomenologica della Superconduttività, prof. Marisa Michelini, dr. Alberto Stefanel, URDF dell’Università di Udine, dr. Antonio Vanacore, Università di

Salerno





Tel 043255-8211 Fax -8230



Ore 13.00-14.00 Pranzo presso la mensa universitaria dei Rizzi

Ore 14.00-14.30 Aula 12 Introduzione alle attività di Laboratorio Sperimentale a Gruppi (LGS) e Sicurezza, prof. Lorenzo Santi, URDF dell’Università di Udine

Ore 14.30-16.30 Lab Fisica I e II

LSG1 – Laboratorio Sperimentale a Gruppi: - Misura della velocità della luce, prof. Lorenzo Santi e dr. Emanuele Pugliese, URDF

dell’Università di Udine - Diffrazione e polarizzazione ottica, prof. Marisa Michelini, Alberto Stefanel, Giacomo

Zuccarini, URDF dell’Università di Udine - Esperimento di Frank ed Hertz, prof. Ilario Boscolo, URDF dell’Università di Udine

- Misura del rapporto carica / massa dell’elettrone, dr. Stefano Vercellati, URDF


- Misura della resistività in funzione della temperatura in metalli, semiconduttori e superconduttori, ing. Mario Gervasio, URDF dell’Università di Udine

- Misura del coefficiente di Hall in metalli e semiconduttori dr. Giuseppe Fera, URDF



Ore 16.45-18.50 Lab Fisica I e II LSG2 – Laboratorio Sperimentale a Gruppi: - Misura della velocità della luce, prof. Lorenzo Santi e dr. Emanuele Pugliese, URDF


- Diffrazione e polarizzazione ottica, prof. Marisa Michelini, Alberto Stefanel, Giacomo Zuccarini, URDF dell’Università di Udine

- Esperimento di Frank ed Hertz, prof. Ilario Boscolo, URDF dell’Università di Udine - Misura del rapporto carica / massa dell’elettrone, dr. Stefano Vercellati, URDF






Ore 19.15-20.30 Cena presso la mensa universitaria di viale Ungheria Serata libera

Giovedì 25 luglio (Trasferta a Trieste - autobus riservato)

Ore 7.30-7.45 Partenza dal Collegio ERDISU di Udine per il Sincrotrone di Basovizza Ore 9.00-11.00 Visita guidata al Sincrotrone e ai Laboratori IOM-CNR

Ore 11.00-11.15 Trasferimento all’Università di Trieste, Edificio F via Valerio 2 - Lab Informatico Poropat, II piano

Ore 11.15-11.30 Accoglienza e saluti del Magnifico Rettore e del Direttore del Dipartimento di Fisica





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dell’Università di Trieste

Ore 11.30-13.00 Laboratorio di simulazione numerica: “Il moto browniano” Parte I Prof. Maria Peressi e prof. Giorgio Pastore, Università di Trieste e Centro Nazionale di

Simulazione Numerica DEMOCRITOS dello IOM-CNR

Ore 13.00-14.00 Pranzo presso la Mensa dell’Università di Trieste offerto da IOM-CNR

Ore 14.00-16.30 Laboratorio di simulazione numerica: “Il moto browniano”- Parte II Prof. Maria Peressi e prof. Giorgio Pastore, Università di Trieste e Centro Nazionale di

Simulazione Numerica DEMOCRITOS dello IOM-CNR.

Ore 16.30-18.30 Trasferimento a S. Giusto e visita al Centro Storico di Trieste Ore 18.30-19.00 Trasferimento da piazza Unità all’Abdus Salam International Centre for Theoretical

Physics (ICTP) Ore 19.00-20.00 Accoglienza e saluti;

proiezione di “The dream of symmetry”, documentario su Abdus Salam e l’ICTP

Ore 20.00-21.30 Cena a buffet con gli scienziati dell’ICTP Ore 21.30-23.00 Rientro ad Udine con autobus riservato

Venerdì 26 luglio


Ore 8.00-09.50 Lab Fisica I e II LSG3 – Laboratorio Sperimentale a Gruppi: - Misura della velocità della luce, prof. Lorenzo Santi e dr. Emanuele Pugliese, URDF


- Diffrazione e polarizzazione ottica, prof. Marisa Michelini, dr. Alberto Stefanel, dr. Giacomo Zuccarini, URDF dell’Università di Udine

- Esperimento di Frank ed Hertz, prof. Ilario Boscolo, URDF dell’Università di Udine - Misura del rapporto carica / massa dell’elettrone, dr. Stefano Vercellati, URDF





Ore 9.50-10.05 Pausa – Ristoro – Aula 19 Ore 10.05-12.00 Lab Fisica I e II

LSG4 – Laboratorio Sperimentale a Gruppi: - Misura della velocità della luce, prof. Lorenzo Santi e dr. Emanuele Pugliese, URDF

dell’Università di Udine - Diffrazione e polarizzazione ottica, prof. Marisa Michelini, Alberto Stefanel, Giacomo

Zuccarini, URDF dell’Università di Udine - Esperimento di Frank ed Hertz, prof. Ilario Boscolo, URDF dell’Università di Udine





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- Misura del rapporto carica / massa dell’elettrone, dr. Stefano Vercellati, URDF





Ore 12.00-13.00 Aula 12 Riguardare la Meccanica Quantistica con lo spin: analisi con simulazioni dell’esperimento di Stern e Gerlach, dr. Giacomo Zuccarini, URDF dell’Università di

Udine

Ore 13.00-14.00 Pranzo presso la mensa universitaria dei Rizzi

Ore 14.00-15.00 Aula 12 Topologia dei gruppi di trasformazioni e spinori. Prof. Pietro Corvaja, Scuola Superiore dell’Università di Udine

Ore 15.00-16.00 Aula 12

L’avventura della scoperta del bosone di Higss Prof. Marina Cobal, Responsabile di Udine dell’esperimento ATLAS, Università di Udine

Ore 16.00-16.30 Lab Fisica I e II GARE e Report degli studenti


Ore 16.45-17.15 Lab Fisica I e II GARE e Report degli studenti

Ore 17.15-18.50 Lab Fisica I e II Valutazione telematica


Ore 19.15-20.30 Cena presso la mensa universitaria di viale Ungheria Serata libera

Sabato 30 luglio Sala Convegni (p.zzo Antonini)

Ore 7.30-8.00 Trasferimento a piedi da Viale Ungheria a Palazzo Antonini

Ore 8.00-09.00 Gli studenti relazionano sulle attività di laboratorio

Ore 9.00-10.30 Gli studenti relazionano sui percorsi di Elettromagnetismo, Conduzione elettrica nei

solidi, Massa ed Energia

Ore 10.30-10.45 Pausa – Ristoro

Ore 10.45-11.45 Gli studenti relazionano sui percorsi di Meccanica Quantistica e Superconduttività

Ore 11.45-13.00 Gli studenti raccontano la scuola.





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Premiazioni. Attestati

Ore 13.00-19.00 Visita alla Città di Udine in autonomia e partenze





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Allegato 3 – Scheda analitica di valutazione giornaliera delle singole attività e di valutazione finale del complesso delle attività e della scuola.





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Allegato 4.

Relazione sulla scuola estiva di Fisica moderna del valutatore esterno (prof. A Di Massa AIF

Formia)

È stata svolta la sesta edizione della Scuola Estiva di Fisica Moderna a Udine dal 22 al 27 luglio 2013 nella sede universitaria scientifica dei Rizzi. I partecipanti sono stati selezionati tra gli studenti del quarto e quinto anno delle scuole medie superiori italiane. Lo scopo è di fornire a tali giovani una conoscenza essenziale della fisica attraverso un approccio sia sperimentale che teorico della fisica di base e di quella che costituisce le attuali frontiere delle conoscenze moderne. I temi trattati quest’anno sono stati: la sicurezza in laboratorio; la meccanica quantistica; le basi matematiche della meccanica quantistica; i fondamenti concettuali della relatività ristretta che portano all’equivalenza tra massa ed energia; l’interpretazione della corrente elettrica nei conduttori e nei superconduttori; applicazioni della superconduttività. Le lezioni e gli esperimenti che introducevano l’aspetto teorico sono stati sempre tenuti da professionisti molto qualificati e selezionati tramite percorsi accademici. Ogni argomento sia teorico che sperimentale è stato sempre supportato da materiale didattico che ha permesso agli studenti di rendersi conto del loro livello di apprendimento. Le continue verifiche proposte, mediante schede e i successivi chiarimenti degli argomenti meno compresi offerti dai ricercatori della scuola, hanno permesso agli studenti di raggiungere risultati adeguati alle loro aspettative. Ogni aspetto affrontato durante le attività tenute nella scuola è stato chiaramente il frutto di una lunga e accurata preparazione culturale da parte degli organizzatori. Nella loro “semplicità”, gli strumenti usati negli esperimenti permettevano sempre di raggiungere una buona precisione per cui i dati sperimentali e le attese teoriche sono andati sempre abbastanza d’accordo creando entusiasmo nei futuri scienziati. Originali e altamente didattici sono stati gli esperimenti che hanno introdotto la meccanica quantistica e la superconduttività. Con i filtri polaroid è stato dimostrato il principio di sovrapposizione alla base della meccanica quantistica. Con alta e sicura professionalità, tramite l’uso dell’azoto liquido, sono stati effettuati significativi esperimenti sulla superconduttività. Il più espressivo è stato quello sulla levitazione magnetica. La comprensione dei temi proposti diveniva chiara perché la sequenza degli esperimenti a essi associati si evolveva con un tale sincronismo per cui l’esperimento successivo chiariva i dubbi proposti nel percorso precedente. Sorprendente semplice era la manualità necessaria richiesta per fare gli esperimenti per cui tutti i partecipanti potevano facilmente interagire con i materiali proposti. Era evidente che dietro a ciascun esperimento c’era una lunga e sperimentata metodologia didattica. Nonostante la notevole mole di lavoro sviluppata in pochi giorni, tutto è stato reso gradevole dall’ottima assistenza logistica. Molto utili sono state le due interruzioni giornaliere, una a metà mattinata e l’altra a metà pomeriggio, che tramite una colazione offerta dall’organizzazione, permetteva di riacquistare concentrazione e di effettuare chiarimenti dietro le “quinte”. Efficiente è stato il servizio di autobus tra l’albergo è l’università, dove si teneva il corso.





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Allegato5 Relazione sulla scuola estiva di Fisica moderna del valutatore esterno (prof. L Marcolini AIF

Udine)

L’edizione IDFO4 della SEEFM con sede presso il Polo Universitario dei Rizzi dell’Università di Udine (altrimenti detta Università del Fiuli / Universitât dal Friûl) ha raccolto 318 domande di studenti della Scuola di Istruzione Secondaria di II grado del 4° e 5° anno provenienti da 18 Regioni d’Italia. Sulla base dei criteri adottati dagli organizzatori sono state selezionate 36 domande. Il bando concorso, sotto l’alto patrocino del Ministero dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca, è stato diffuso dalla segreteria del CIRD e DFCA dell’Università di Udine sulla rete. I criteri di selezione, il programma di massima e le modalità di partecipazione erano ben strutturati e illustrati con chiarezza. Trattandosi di una scuola che richiede la manipolazione di materiali e strumenti è stato particolarmente curato l’aspetto sicurezza. E’ stato infatti previsto un corso interno sulla base di un progetto personalizzato ispirato ai cartelli informativi e di prevenzione dei laboratori universitari; in aggiunta l’iscrizione al corso richiedeva l’obbligo della sottoscrizione di una polizza assicurativa a carico delle famiglie degli studenti per eventuali infortuni accidentali. Il manifesto in calce riportava i nomi dei soggetti attuatori e degli Enti patrocinatori locali. Apprezzabile anche l’esposizione in chiaro dei nomi e cognomi dell’ufficio organizzativo e informativo e non solo il riferimento di e mail e pagine web. Suddividerò il report in paragrafi senza titoli ma evidenziabili dal rientro di pagina e dalla sottolineatura delle parole chiave. Il criterio prioritario assegnato al profitto per la selezione dei candidati che hanno fatto domanda è coerente con l’indirizzo didattico della Scuola il cui programma è denso, impegnativo e richiede una attenzione costante durante tutto il giorno, cosa che appare una sfida a quanti sostengono che fatalmente l’attenzione cade repentinamente dopo alcune ore. E’ stata assegnata una quota del 20% agli studenti provenienti dalla Regione F.V.G. Il privilegio riservato agli studenti della Regione condiziona il precedente criterio basato sul merito. Si può ipotizzare che la richiesta sia pervenuta dall’esterno del gruppo organizzatore o frutto di un compromesso. Una motivazione potrebbe essere collegata ai costi della logistica (ospitalità, materiali, utilizzo dei laboratori, ecc.) che ricadono sulle casse della Regione FVG a favore di studenti di fuori Regione che è poco realistico pensare che domani possano scegliere una delle nostre due Università. E’ più probabile invece che la Regione trovi un corrispettivo da iscrizioni da parte del gruppo degli studenti locali, soprattutto considerando che una ‘vacanza’ di studio a Udine non è negli obiettivi di studenti di famiglie benestanti che si stanno preparando a scegliere Università storiche di prestigio per gli studi dei propri rampolli in Italia o all’estero. L’altro motivo, difficile da provare, potrebbe essere stato quello che di ritenere i punteggi assegnati nelle discipline scolastiche agli studenti della nostra Regione mediamente più bassi rispetto ai punteggi più alti assegnati dalle Scuole di altre Regioni (soprattutto del sud). Il programma di lavoro è stato redatto sulla sperimentata metodologia dell’alternanza lezione frontale / lavori di gruppo in laboratorio. Il feedback sull’efficacia della metodologia è stato affidato a questionari sia sull’apprendimento che sul gradimento. Gli organizzatori hanno scelto, dopo il saluto di benvenuto e i rituali interventi delle autorità, la formula della comunicazione frontale ma non nella versione ‘lectio magistralis’ bensì come introduzione al laboratorio. Questa impostazione è stata accolta sicuramente come una novità dagli studenti liceali che nella loro Scuola presumibilmente hanno sperimentato la netta divisione tra il lavoro d’aula e il laboratorio praticato, se questo è avvenuto, in un locale separato chiamato appunto il ‘Laboratorio’. La pratica scolastica normale ha sicuramente fatto passare nella mente degli studenti che la scienza si pratica in due luoghi distinti: il





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Laboratorio luogo di lavoro destinato ai tecnici (che nei Licei non svolgono funzione docente), e l’Aula luogo invece di sicuro possesso dei docenti di teoria e interdetto ai tecnici di laboratorio. Non c’è dubbio che questa separazione dei ruoli e degli ambiti non faccia bene alla scienza che invece deve insegnare a scuola la coesistenza di questi due approcci nella stessa persona, prima che la necessaria specializzazione della professione obblighi lo studente che ha scelto di puntare sulla carriera scientifica a scegliere l’ambito, sperimentale o teorico, per lui più convincente. Il tema della fisica moderna non poteva non assegnare alla MQ un ruolo dominante con la fisica praticata nei licei in posizione ancillare. La scuola di fisica del Gruppo di Ricerca ha sposato l’impostazione della MQ ‘alla Dirac’ in contesti fenomenologici dell’ottica fisica, un approccio che restringe l’angolo visuale delle applicazioni della fisica ma che offre l’opportunità di affrontare i problemi posti dalla ricerca in MQ su base laboratoriale. Il rischio di indicare un percorso di MQ che conduce a pensare che lo sbocco professionale per uno studente di eccellenza sulla strada maestra che porta ai grandi laboratori dove si pratica la ‘big science’ è stato sventato con la visita a Trieste di Elettra e dell’officina dei materiali del TASC. Tuttavia ho avuto l’impressione che nel corso della settimana non si sia abbastanza sottolineato che lo studio della fisica è in primo luogo un potente strumento concettuale, quello che viene chiamato un processo dal ‘problem solving’ al ‘setting’ che è il modo di procedere dello scienziato in qualsiasi campo esso si trovi a fare ricerca. La capacità di porre le giuste domande ancor prima di cercare di dare con il collaudato metodo del confronto della teoria con l’esperimento le risposte soddisfacenti. Gli organizzatori della Scuola sono ben consapevoli di questo limite e non è per nulla facile superarlo considerato che la scienza moderna è specialistica; infatti nello stesso campo della fisica si constatano ormai comparti di incomunicabilità. Avvicinare i giovani ai problemi della fisica moderna in un periodo di tempo relativamente breve richiede il doloroso taglio di ore dedicate ai temi di fisica classica che hanno fondato la scienza, non si sa ancora con quali conseguenze sulla partecipazione del comune cittadino secolarizzato alle scelte sui temi che investono problematiche che richiamano la fisica della quotidianità (approvvigionamento idrico, energia da fonti fossili e nucleare, effetto serra, trasporto con combustibili a idrogeno, energia solare con tecnologie fotovoltaiche, coltivazioni genericamente modificate, ecc., ecc.). D’altronde, al di là di questioni di puntiglio e pignoleria che accompagnano sempre il giudizio sulle opere osservate dai ‘critici’, anche se, come la SEEFM, preparate e realizzate con tanto impegno, sottolineo che ‘at least’ l’aspetto di metodo è stato ottimamente programmato e praticato. Ogni studente ha avuto la possibilità di avere una personale e diretta esperienza del metodo di costruzione del pensiero formale a partire dallo studio fenomenologico di tipo esplorativo. Un altro dei caratteri più apprezzati della Scuola è stata la smitizzazione della figura dello scienziato, chiuso nel suo laboratorio, e della scienza come approdo di un lungo e faticosissimo percorso di studio e ricerca. Al contrario uno studente ben preparato può entrare facilmente nel ‘camice bianco dello scienziato’ anche manipolando strumenti e materiali accessibili in ogni laboratorio di scuola. Insomma è possibile fare buona fisica anche con strumentazione e materiali poco costosi, pur aggiungendo che chi vuole chiudere il cerchio della conoscenza della fisica moderna praticando il laboratorio deve trovare un ambiente attrezzato con strumentazione d’avanguardia, la sola capace di farci apprezzare gli effetti di fenomeni che non cadono direttamente sotto i nostri sensi, come il salto quantico e l’orbita di un elettrone. La programmazione didattica ha collocato le lezioni frontali di teoria nei primi due pomeriggi quando i ragazzi erano spinti da una potente molla di curiosità e pertanto non si sono osservati crolli di attenzione. Il mercoledì e il giovedì pomeriggio invece gli studenti hanno svolto esclusivamente lavori di gruppo su base laboratoriale e le attività sono andate molto bene e partecipate. Ho notato un crollo di attenzione il venerdì pomeriggio durante i primi due interventi, per altro molto impegnativi. La mia esperienza pluridecennale di





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conduzione delle lezioni pomeridiane in un ITI non mi ha ingannato: l’apparente silenziosa attenzione per molti (o alcuni) di loro era una oscillazione tra sforzo attentivo e soporoso dormiveglia. Bisognerebbe vedere se è possibile in future riedizioni tempificare diversamente gli interventi, addensando i più impegnativi all’inizio della settimana. Sono sicuro che questa ipotesi è stata sollevata nel Gruppo di Ricerca. Evidentemente hanno prevalso altri fattori che non sono stati esplicitati in un documento della programmazione didattica ma che si possono facilmente intuire studiando la copiosa messe di ricerche prodotta dal Gruppo di Ricerca di Udine sulle cui spalle è gravato il peso della conduzione del corso . Pur tuttavia qualche perplessità ha lasciato la scelta di iniziare il pomeriggio della prima giornata con un percorso di MQ che, pur non richiedendo particolari pre requisiti, introduce una rottura rispetto alla tradizionale fisica dei libri di testo e storicamente un breackthrough epistemologico e che gli storici della scienza chiamano ‘l’interpretazione di Copenaghen della MQ’. Solitamente la fisica del 5° anno dei Licei di indirizzo scientifico affronta l’elettromagnetismo con cenni alla ‘old quantum physics’ e alla teoria atomica. Questa fisica è chiamata dagli storici semplicemente con il termine di ‘fisica dei quanti’ ed ha avuto inizio, come è risaputo con il lavoro di Planck sulla radiazione del corpo nero e il celebre articolo di Einstein del 1905 sulla quantizzazione della radiazione elettromagnetica. Sicuramente nella Scuola Secondaria non si affrontato i temi della ‘fisica quantistica’ e della MQ il cui formalismo non è rintracciabile nei programmi liceali di matematica. Il Gruppo di Ricerca è sicuramente a conoscenza dello stato della didattica della fisica nei Licei e le difficoltà a innestare la MQ nei programmi di fisica. Ci sono buone ragioni per ritenere che la scuola del futuro non possa continuare a ignorare la MQ anche se il suo inserimento nei curricola di ordinamento, come ho accennato, dovrà stabilire il prezzo da pagare per la rinuncia ai temi classici. Pur riconoscendo che l’insegnamento della MQ non richiede pre requisiti particolari l’ordine cronologico degli argomenti dovrebbe venir visto nelle prime due giornate: Iniziare con argomenti agli studenti più familiari, ad esempio con ‘l’equivalenza massa energia’ o ‘l’elettromagnetismo come base della fisica moderna’ consentirebbe a mio giudizio una più rapida ambientazione degli studenti. In generale gli studenti hanno dimostrato un atteggiamento consapevole della straordinaria opportunità offerta dalla SEEFM, direi anzi esemplare se forse per un comportamento un poco troppo conformista. Non si sono sentite porre domande particolarmente originali e sentito interviste con spunti personali. L’atteggiamento di questa generazione di giovani si può comprendere se si considera che nella attuale società occidentale, in chiaro declino, le direttive che arrivano agli insegnanti dai Dirigenti scolastici riguardano principalmente la custodia dei giovani: sorveglianza stretta sull’uso degli spazi all’interno del recinto scolastico e prudenza nella conduzione di attività progettuali. È raro trovare studenti, anche preparati, che abbiano ricevuto una educazione che gli abbia resi consapevoli che filosofi naturali e scienziati hanno faticato alquanto prima di inquadrare una legge all’interno di un chiaro e coerente quadro esplicativo, e che la scienza, anche la più consolidata, ha ancora numerose domande aperte a cui non sa rispondere. Al di là dell’apprendimento gli studenti hanno particolarmente gradito le interviste della troupe televisiva di RAI Educational e molti hanno messo in evidenza il salto di qualità tra il tradizionale lavoro a scuola, dove si fa molta teoria e l’esperimento viene fatto dal bancone senza partecipazione attiva dello studente, e l’approccio della SEEFM dove il tradizionale rapporto tra lezione teorica e pratica laboratoriale è stata integrata. Le fasi di lavoro che invece hanno maggiormente coinvolto i ragazzi , anche perchè ormai avevano raggiunto un certo affiatamento, lo si è riscontrato a Trieste pur con qualche sbavatura organizzativa. La visita del laboratorio Elettra (analisi delle strutture chimico molecolari con luce di sincrotrone) e del TASC (officina





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dei materiali) meritava tempi più distesi. Il laboratorio di informatica al Dipartimento di fisica è stato seguito e partecipato grazie alle ottime piattaforme di elaborazione dati. L’evento che sicuramente ha maggiormente eccitato la fantasia degli studenti è stata la conversazione sul terrazzo dell’ICTP di Miramare con i giovani scienziati ricercatori e docenti della SISSA. Nell’Aula Magna del Dipartimento di Fisica in mattinata era intervenuto il Rettore dell’Ateneo triestino non solo per i saluti di rito ma anche per pubblicizzare l’offerta formativa. L’organizzazione dei flussi di lavoro si è svolto in modo lineare senza interruzioni significative e i docenti e ricercatori si sono inseriti di fronte al gruppo e nei singoli gruppi senza sbavature di sorta. I relatori sui temi di fisica moderna sono stati tenuti da docenti collegati a gruppi internazionali ed hanno svolto eccellentemente il loro compito rendendo temi ostici chiari per quanto possibile. I tutors, i dottorandi di ricerca ognuno specializzato nel suo campo, si sono avvicendati ai banchi offrendo assistenza puntuale e continuativa. La raccolta dei questionari con le risposte ha sofferto ritardi. Il motivo è già stato sollevato in altre edizioni: troppe domande che non lasciavano il tempo alla riflessione. Inoltre chiedere che questo compito venisse svolto dopo cena ha sottratto tempo al sonno e quindi capacità di concentrazione nella giornata successiva. L’obbligo di rispondere e seguire il mini - corso sulla sicurezza è stato del tutto sproporzionato all’effettivo rischio. Il corso sulla sicurezza è stato calato, come è già stato sottolineato, personalizzando un percorso per studenti universitari, ovvero per studenti di lungo corso, mentre per gli studenti della Scuola Estiva erano sufficienti poche avvertenze a voce prima di iniziare il lavoro di sperimentazione. Il lavoro dei docenti e dei tutors è stato agevolato dalla presenza di soli studenti liceali e quindi con una base di studi omogenea. La SEEFM ha quindi programmato cui indirizzo è stato tracciato dal progetto LS (Lauree Scientifiche). che ha fissato dei paletti a cui la SEEFM ha dovuto adattarsi. All’interno di questo indirizzo il lavoro dei tutors è stato eccellente. Per chiamare a concorrere ai lavori della SEEFM anche studenti bravi degli ITI è IPSIA si richiede una rifondazione radicale dei contenuti. L’accoglienza, gli alloggi e il soggiorno e le attività extracorso sono stati, compatibilmente con le risorse a disposizione, più che buone. I materiali didattici e le apparecchiature assegnate adeguate agli scopi. Lo svolgimento delle attività non hanno subito intoppi grazie alla chiara e razionale distribuzione dei compiti ai docenti di ogni attività, ai dottorandi di ricerca, ai post dottorandi, agli insegnanti della scuola secondaria, agli studenti della Scuola Superiore di Eccellenza dell’Università di Udine, lo studente di altra sede, i tecnici e il personale di segreteria. Ottimo e puntuale il servizio di ristorazione della Friul Service. Del tutto insufficiente invece e stato il servizio mensa; i pasti sono stati distribuiti in una sala surriscaldata, senza condizionatori del clima e aeratori; il menù offriva ben poche alternative e la carne surgelata era parzialmente cruda. Ottima la climatizzazione e le risorse dei laboratori. Invece il comfort delle aule destinate ai seminari e ad attività laboratoriale erano mal climatizzate in un periodo dell’anno in cui il termometro stazionava sempre sopra i trenta gradi centigradi.

Via delle Scienze, 206 – 33100 Udine Tel 043255-8211 Fax ... · Introduzione. La quarta edizione...

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