Piano Lauree Scientifiche – Fisica 2021-23

Azione A – Orientamento alle iscrizioni

Le attività di orientamento del PLS-Fisica saranno svolte in sinergia e, spesso, come approfondimento disciplinare di quanto gli Atenei svolgono nei corsi di orientamento di 15 ore PNRR. Esse saranno, in generale, indirizzate a stimolare gli studenti degli ultimi anni della Scuola Secondaria di II Grado a compiere scelte consapevoli in relazione alla carriera universitaria, tramite adeguata conoscenza delle metodologie tipiche della Scienza, e della Fisica, in particolare, dei suoi temi di ricerca, delle sue applicazioni, e di sbocchi lavorativi e professionali. Le attività saranno finalizzate, anche in collaborazione tra le sedi dove sono attivi gruppi di ricerca in didattica della fisica (ma con il contributo e la partecipazione di tutte le sedi del progetto), a sviluppo ed attuazione di modelli e moduli di intervento per l’orientamento formativo, che integrino le azioni PNRR, PCTO e PLS. Problem solving, progettazione di attività sperimentali per l’apprendimento scientifico e studio di aspetti legati alla Natura della Scienza saranno alcune delle strategie messe in campo. Si farà ampio uso di apprendimento digitale e tecnologie multimediali per un orientamento centrato sui giovani per un’educazione scientifica capace di costruire un’idea identitaria di futuro.

In concerto con le attività di Orientamento e Placement degli Atenei, ma entrando nello specifico dei CdS della classe L30, le Sedi organizzeranno attività seminariali durante le quali saranno presentate le prospettive professionali che il territorio offre ai laureati scientifici, anche in collaborazione con testimonials esterni – laureati in Fisica occupati presso aziende del territorio – che raccontano la loro esperienza e, più in generale, con la presenza di stakeholders, che includono anche gli associati di AISF, per valorizzare il ruolo del laureato in Fisica nel mondo del lavoro. Si metterà in evidenza come, oltre ai tradizionali sbocchi nell’insegnamento e nella ricerca scientifica, una buona formazione in Fisica possa stimolare fruttuose carriere in campi quali: Ricerca e Sviluppo Industriale, Management, Data Science, Economia, Finanza e Assicurazioni, Logistica, Fisica Medica, Fisica nell’Ambiente e nei Beni Culturali, Tecnologie dell’Informazione.

Altre attività seminariali di tipo orientativo prevedono la discussione di argomenti di ricerca, che diversi docenti universitari delle varie sedi propongono, anche a richiesta, presso le scuole del territorio e presentazioni divulgative curate da membri di AISF. Sono, inoltre, previsti eventi di orientamento dedicato alle donne nella fisica, nei quali mettere a confronto possibili future studentesse e laureande con fisiche impiegate in vari ambiti del mondo del lavoro, accademico ed extra-accademico.

Come attività di orientamento, alcune sedi propongono anche “lezioni aperte”, cioè lezioni-tipo di corsi del primo anno per fare “sperimentare” ai ragazzi il livello dei corsi universitari. Al termine di ciascuna lezione gli studenti potranno soffermarsi con docenti e studenti universitari per discutere con loro e valutare immediatamente (Azione D) la loro comprensione dei temi trattati.

Non mancano attività come le scuole estive per studenti, finalizzate ad approfondire tematiche, anche di frontiera, della Fisica. Si svolgono alternando lezioni (sia monotematiche che integrate con relatori di diverse aree) e laboratori basati su apprendimento attivo, anche a carattere fortemente interdisciplinare. Altre attività (ad es. Progetto GEDI di NA (GEnder stereotypes and Disciplinary Identity) sono finalizzate ad analizzare il ruolo degli stereotipi di genere nel condizionare i percorsi formativi degli studenti e delle studentesse in area STEM, attraverso il costrutto dell’identità disciplinare.

Alcune sedi prevedono convegni annuali per le ultime classi delle Scuole Secondarie di II Grado, e rassegne culturali, quali “Scienza al Cinema” (BO, PD), “Teatro Scientifico” (MI, TN). Altre attività, condotte con il coordinamento di TN, riguarderanno il monitoraggio della percezione delle ragazze della Fisica e delle motivazioni che orientano verso i corsi di laurea. Nello specifico, 7 sedi PLS si propongono di analizzare la bassa numerosità di studentesse in ingresso alle lauree scientifiche, in particolare la Fisica, e il loro perseguimento di una carriera nelle discipline STEM. Come studio preliminare, saranno raccolti i dati aggiornati sulla distribuzione di genere relativamente alle iscrizioni ai corsi di laurea e alle scuole di dottorato nell’arco degli ultimi 10 anni, da confrontare con i dati sulla distribuzione di genere all’interno del mondo accademico, ponendo attenzione sulla segregazione verticale. Saranno quindi individuati metodi di indagine, come l’analisi delle tesi magistrali/di dottorato, che possano aiutare a comprendere la segregazione orizzontale, ovvero come la presenza femminile sia più marcata in alcune aree della disciplina, fornendo indizi delle possibili ragioni del disequilibrio di genere. Saranno quindi progettati e sperimentati alcuni strumenti di esplorazione come questionari, basati su risultati della ricerca internazionale nel campo, rivolti a studenti di scuola secondaria e universitari. Tutti i risultati preliminari saranno condivisi con le sedi e la sperimentazione sarà estesa ad esse.

Queste attività di orientamento si affiancano alle attività discusse più in dettaglio nella sezione Azione C “Pratiche laboratoriali”, che intendono, tra l’altro, favorire lo sviluppo di vocazioni scientifiche e l’approfondimento di metodi e concetti spesso trattati in modo incompleto durante le attività scolastiche,

mediante l’organizzazione di attività di laboratorio nelle scuole e presso la sede universitaria per gli studenti, cercando anche di illustrare i possibili sbocchi professionali per un laureato in Fisica. Molte sedi, inoltre, organizzano Masterclass su diverse tematiche, anche in collaborazione con INFN, CERN, INAF, etc., con giornate intensive di lavoro e/o collegamenti in videoconferenza e su tematiche anche interdisciplinari, non solo scientifiche.

Esempi di attività sono: a) il progetto Lab2Go (Uni La Sapienza), volto al potenziamento delle attività laboratoriali nelle scuole, attivo da diversi anni e trasversale sia per quanto riguarda le sedi (distribuite su tutto il territorio nazionale), sia per quanto riguarda l’offerta disciplinare, che coinvolge anche altri PN PLS. L’offerta include anche i musei scientifici e la robotica. b) Art & Science across Italy. È un progetto INFN, che offre un percorso PCTO su scala nazionale. Si prefigge di diffondere la cultura scientifica attraverso il linguaggio dell’arte e di orientare gli studenti alla scelta del corso di laurea più idoneo. c) Il progetto INFN RadioLab, che promuove in modo interdisciplinare la sensibilizzazione al problema dell’inquinamento indoor da radon attraverso la realizzazione di campagne di misure realizzate dagli studenti.

In generale, poi, le sedi aderiscono alle iniziative di orientamento organizzate dagli Atenei (OpenDay, Welcome Week, Salone dello Studente, Settimana della Cultura Scientifica, Uni-Orienta, Notte dei Ricercatori, Martedì in UniCAL, seminari online per avvicinare gli studenti alle nuove possibilità aperte dalle applicazioni delle Scienze e della Tecnologia nella società e nel mondo del lavoro, presentazione e introduzione all’uso dei materiali CISIA e di OrientAzione, etc.) e da Associazioni professionali (AIF), durante le quali sono previsti seminari e tavole rotonde di carattere generale su: i) competenze e opportunità lavorative offerte da una laurea in fisica, ii) descrizione e analisi del percorso di studi del corso di laurea di fisica e delle competenze in ingresso richieste.

Sono anche previste azioni di orientamento tramite divulgazione scientifica, attraverso, ad esempio, la partecipazione degli studenti al Premio “Asimov” per l’editoria scientifica divulgativa, in cui gli studenti leggono e recensiscono almeno un libro ciascuno.

Tutte le azioni descritte saranno svolte favorendo anche la partecipazione di studentesse e studenti di licei non scientifici e degli istituti tecnici e professionali, con l’intenzione di valorizzare le diverse visioni, identità e competenze e per formare una solida educazione scientifica necessaria per la cittadinanza attiva. Alcune sedi (ad es., PR) prevedono di attivare percorsi di avvicinamento e inserimento di studenti disabili (obiettivo 3 del DM 289/2021): attivazione, su richiesta degli insegnanti della scuola, di percorsi dedicati a studenti con disabilità per agevolare il passaggio dalla scuola superiore all’Università. Anche in questo caso si privilegerà la pratica laboratoriale per mediare le problematiche legate alla disabilità e favorire il graduale inserimento dello studente in una realtà diversa da quella scolastica.

In generale, PN di Fisica svilupperà le proprie azioni in stretto contatto con gli altri PN PLS e alcune reti POT per il potenziamento di strumenti di sistema, quali quelli previsti nel portale ORIENTAZIONE, con la creazione di nuovi strumenti e materiali di lavoro di uso universale per gli studenti e per la didattica. La disseminazione dei risultati avverrà tramite i siti PLS locali e quello nazionale ed eventi. Gli studenti partecipanti alle iniziative saranno coinvolti nella disseminazione con presentazioni, poster, mostre a seconda dell’evento organizzato. Le comunità di docenti dissemineranno i risultati anche tramite comunicazioni a congressi specialistici nazionali e internazionali e articoli (ad es. congressi SIF, AIF, congressi GIREP ed ESERA, premio “Sara Barbieri” del GIREP, etc.).

Azione B – Attività di tutorato

Come indicato nelle Linee Guida, il potenziamento dell’orientamento in itinere e in uscita dal ciclo di studi è necessario per ridurre il tasso di abbandono degli studi. A tal fine, il tutorato è ritenuto strumento efficace e deve essere supportata tramite efficaci politiche di formazione e coordinamento e con la dotazione dei necessari strumenti. Essa è azione integrativa di basilare importanza, ma la formazione dei tutor deve essere adeguata, per non trasformare le attività con gli studenti in mere esercitazioni frontali. Gli anni della pandemia hanno indebolito molto l’efficacia di questa azione, a causa dell’impossibilità di organizzare incontri in presenza e si vuole efficacemente recuperare quanto perduto.

La formazione specifica dei tutor, svolta anche con la collaborazione degli studenti della Associazione Studenti di Fisica (AISF) e basata soprattutto sullo sviluppo di abilità volte a favorire, negli studenti tutorati, processi di apprendimento attivo, sarà punto centrale nell’Azione B. I tutor devono saper cogliere, primariamente, eventuali problemi di apprendimento degli studenti e collaborare con i docenti delle discipline per potenziare l’apprendimento. Si intende agire fornendo ai tutor anche delle competenze di base in didattica (generali e disciplinari), affinché possano operare efficacemente nel corso degli incontri di tutorato. In diverse sedi si agirà tramite iniziative, anche di tipo interdisciplinare, in collaborazione con altri PLS e alcuni POT, riguardanti la formazione efficace dei tutor, anche con cicli di seminari volti all’introduzione ad una didattica innovativa, che possa ad esempio includere elementi di team-based learning e tutorato partecipativo, con lo scopo di mettere al centro gli studenti e facilitare l’interazione tra gli studenti e il loro tutor, che può effettivamente diventare coordinatore dello studio e facilitatore del processo di apprendimento.

Gli ambiti di intervento nelle varie sedi, gestiti congiuntamente con i Corsi di laurea, i Centri di Orientamento e Tutorato di Ateneo, e, come detto, spesso in sinergia con AISF, altre aree PLS e con progetti POT, saranno:

-formazione: corso sulle competenze strategiche di apprendimento con integrazioni specifiche sulle didattiche disciplinari e coinvolgimento della realizzazione dei materiali di cui al punto seguente

-supporto: realizzazione di materiali utilizzabili anche per l’apprendimento a distanza fruibili su piattaforma appositamente realizzate, a completamento dell’insegnamento tradizionale per studenti del primo anno dei corsi di Laurea L30 e di supporto all’attività dei tutor

-monitoraggio: mediante appositi questionari da sottoporre agli studenti interessati da interventi di tutorato e confronto costante con il docente della disciplina.

Diverse proposte operative delle sedi sono orientate a ripensare le metodologie didattiche tradizionali e integrare le conoscenze che normalmente vengono erogate all’interno dei corsi di studio con lo sviluppo di “competenze trasversali” (“soft skills”). Tra queste, nell’ambito dell’apprendimento delle discipline scientifiche si è concordi nel ritenere rilevanti, perché molto richieste dal mondo del lavoro: la capacità di risolvere problemi e quella di lavorare in gruppo. Pertanto, potrà essere sicuramente utile ed efficace proporre la formazione in questo ambito, da parte di esperti, dei tutor, in modo che questi siano in grado di affiancare i docenti dei corsi con ore di tutorato erogate secondo modalità innovative. Questo include, come già accennato in precedenza, l’organizzazione di incontri per l’avvio dello sviluppo di competenze in didattica della fisica (avvio ad una Pedagogical Content Knowledge), discussione di risultati di ricerca su problem-solving, peer review, peer-tutoring, team-based learning, per sostenere la partecipazione attiva degli studenti e un apprendimento efficace, conoscenza dei possibili stili di apprendimento degli studenti e ottimizzazione delle attività di tutoring in base ad essi. Le strategie operative prevedono anche la realizzazione e messa a sistema tra le sedi di archivi di esercizi, problemi e questionari, risolti e commentati, da utilizzare per l’insegnamento della fisica, anche in altri corsi di laurea (Biologia, Chimica, Geologia, …).

In diverse sedi saranno attivate, anche in collaborazione con altri progetti PLS, piattaforme per far interagire tutor di diverse discipline di base con gli studenti che chiedono supporto. Piattaforme di e- learning saranno utilizzate anche per mettere a disposizione dei tutor corsi di formazione, propedeutici ad azione di formazione disciplinare e metodologica specifica. Le azioni saranno spesso organizzate in coordinamento tra diversi PLS e POT e i Centri di Orientamento e Tutorato di Ateneo.

Un’importante azione di supporto alle attività di tutorato e di recupero degli abbandoni può essere svolta tramite attività seminariali motivazionali e di presentazione delle ricerche attive nei dipartimenti di Fisica. Alcune sedi (ad es., CA) renderanno pubbliche tali attività tramite canali YouTube, che possono essere importanti strumenti di comunicazione per i PLS. I materiali prodotti possono essere messi a disposizione degli studenti universitari e utilmente integrati nelle attività di tutorato.

Interessanti le propose di alcune sedi di a) redigere un Regolamento del Tutorato per formalizzare diritti e doveri dei vari attori coinvolti nell’attività di tutorato e rendere il modello esportabile anche in altre

realtà, dipartimenti e Atenei (TN). b) discutere l’elaborazione di un Qualifications Reference Frameworks for Physics Degrees per la misura dei risultati di apprendimento durante e dopo i percorsi universitari (www.calohee.eu/) (PD).

La formazione dei tutor, in vista dello svolgimento di un’attività di tutorato didattico efficace e mirata, verrà realizzata prendendo spunto anche da quanto svolto nell’ambito dei precedenti progetti PLS, anche in termini interdisciplinari, e POT. Implicherà anche incontri tra tutor e docenti, per analizzare le pratiche più utili per favorire la costruzione, da parte degli studenti, dei concetti e delle abilità di maggiore importanza per l’apprendimento, così come individuati dal docente. Anche gli studenti (AISF) verranno coinvolti in questa attività, all’interno di azioni di monitoraggio, così da cercare di capire quali siano le modalità più efficaci per lo svolgimento del tutorato e validarle, con il fine ultimo di migliorare e promuovere la consapevolezza e il benessere nell’apprendimento, promuovere una “mentalità dinamica” (Growth Mindset) e, di conseguenza, ridurre i tassi di abbandono.

In generale quindi la formazione dei tutor può prevedere più fasi distinte:

una fase riguardante gli aspetti metodologici generali relativi alle metodologie didattiche (ad es., Inquiry Based Science Education), a strategie di comunicazione didattica efficace, anche sulla base di considerazioni di tipo “socio-affettive” e di psicologia cognitiva

Una fase di formazione di didattica specificatamente disciplinare, che si avvarrà del contributo dei docenti dei corsi di primo anno. Si punterà soprattutto ad analizzare le criticità che le singole discipline possono presentare nel processo di apprendimento degli studenti e su come progettare possibili percorsi didattici che possano favorire il regolare conseguimento dei crediti universitari. In questa fase i tutor saranno supportati da materiale didattico fornito dai singoli docenti (che include simulazione di prove scritte, test OFA, dispense su specifici argomenti)

Una formazione per un utilizzo avanzato di piattaforme per attività blended e in e-learning e in generale di nuove risorse digitali per l’apprendimento: dai MOOC, ai forum, ai “clickers” o a software online che consentono la partecipazione degli studenti

L’azione di sostegno a questa forma di tutorato potrà essere articolata in più interventi:

Mantenimento di un coordinamento costante tra tutor e docente; preparazione di testi di problemi da proporre agli studenti e di testi con le soluzioni dei problemi

Organizzazione di incontri di preparazione nei quali ciascun tutor discuta con gli altri come affrontare e risolvere i problemi e gli argomenti che si intendono proporre, in modo da mantenere una coerenza nel lavoro dei tutor durante tutto l’anno

Attività di affiancamento dei nuovi tutor a tutor esperti e confronti periodici di gruppo, mirati alla condivisione di metodologie e buone pratiche e a mettere a fuoco e discutere le difficoltà che gli studenti incontrano nell’affrontare i problemi proposti e individuare possibili strategie di intervento

Raccogliere, riordinare e rendere immediatamente disponibile in rete l’ampio materiale didattico fornito dai tutor degli anni passati

Realizzare, su un’apposita piattaforma, uno scambio domande (da parte degli studenti) e risposte (da parte dei tutor)

Predisposizione di materiali e metodi anche per attività blended e in e-learning

Il monitoraggio delle attività sarà costantemente effettuato in collaborazione tra docenti e tutor e si baserà su schede di gradimento da parte degli studenti e sui risultati delle prove in itinere, monitorando il percorso di studio degli studenti e il numero di CFU acquisiti soprattutto al primo anno, permettendo di intervenire prontamente qualora ci fossero delle criticità.

In alcune sedi l’attività dei tutor sarà monitorata grazie alla realizzazione di piattaforme volte a misurare la partecipazione alle attività, l’efficacia delle azioni e il giudizio degli studenti. Il tutorato infine sarà argomento centrale di analisi e valutazione durante tutto il corso del progetto PLS.

La disseminazione delle attività e dei risultati sarà condivisa attraverso il web, incontri dei gruppi interdisciplinari dei PLS di sede, comunicazioni a convegni di ricerca didattica disciplinare. Il congresso annuale SIF e altri incontri potranno essere occasione di condivisione dei risultati.

Azione C – Pratiche laboratoriali

Le attività dell’Azione C rappresentano la parte più consolidata delle azioni dei passati progetti PLS, assieme alle attività dell’Azione E. Storicamente, l’area di Fisica propone un’ampia varietà d’iniziative volte al miglioramento dell’insegnamento della disciplina. Le “Pratiche laboratoriali” si configurano come nucleo di base per promuovere una didattica coinvolgente, che veda gli studenti, e i loro docenti, protagonisti. Obiettivo è anche quello di far percepire la Fisica come “impresa umana collettiva” volta alla descrizione e interpretazione dei fenomeni naturali, sulla base di osservazione, formulazione di ipotesi, raccolta dati, costruzione e verifica di modelli, condivisione di risultati e discussione tra pari, visione che non sempre gli studenti della Scuola riescono ad avere durante i loro corsi di studio primari e secondari.

Per “pratiche laboratoriali” si intendono, come nelle passate edizioni del PLS Fisica, attività di circa 20 ore, da svolgere in orario curriculare o extracurriculare, co-progettate da docenti della scuola e universitari e personale di Enti di ricerca, in cui a una parte teorico-introduttiva seguono una serie di attività sperimentali e di modellizzazione in laboratorio e la relativa discussione, condotte dagli stessi studenti sotto la guida di insegnanti e tutor universitari. Le modalità di attuazione sono analoghe nelle varie sedi. All’inizio dell’anno scolastico la progettazione dei laboratori (scelta del tema, programmazione delle attività, messa a punto di materiali didattici e dell’apparato sperimentale, …) avviene congiuntamente fra personale scolastico e universitario/degli enti di ricerca.

Le tematiche, spesso approfondimenti disciplinari di questioni trattate durante i precedenti corsi di orientamento PNRR, sono presentate agli studenti delle classi terze, quarte e quinte. Gli studenti sono selezionati sulla base delle attività già svolte durante i corsi di orientamento PNRR, delle loro preferenze, attitudini scientifiche e competenze curriculari, prevedendo ove possibile l’equilibrio di genere.

Le attività sperimentali in cui gli studenti sono coinvolti, svolte in laboratori universitari e/o scolastici, riguarda la realizzazione di esperimenti in laboratorio, raccolta dati sperimentali, analisi ed elaborazione dei dati acquisiti, costruzione di descrizioni, ipotesi e modelli interpretativi, redazione di un report sull’attività svolta, da discutere in gruppo per giungere ad una conoscenza condivisa. La varietà dei laboratori è pensata per offrire un’ampia panoramica sulle dimensioni della fisica, del suo intreccio con altre discipline e delle sue implicazioni a livello sociale. In laboratorio sono anche sviluppate competenze trasversali quali creatività, progettazione, comunicazione, lavoro di gruppo. Le attività si svolgono favorendo l’equilibrio di genere attraverso la suddivisione in gruppi eterogenei, al fine di condividere conoscenze e competenze differenti nell’ottica di una crescita condivisa einclusiva.

Ogni laboratorio è di norma anticipato e seguito dalla somministrazione di questionari, che hanno anche lo scopo di stimolare nei ragazzi l’autovalutazione delle proprie conoscenze e competenze. In molte sedi le attività si concludono a fine anno scolastico con un incontro pubblico presso il dipartimento, in cui gli stessi studenti presentano il lavoro svolto e lo condividono con gli altri studenti di tutte le classi degli istituti partecipanti ai Laboratori PLS.

Alcuni dipartimenti (MIBic, PA, PV, …) propongono spazi appositamente dedicati alle pratiche laboratoriali PLS (ad es., www.labexbicocca.it) con le scuole. Moltissime le tematiche proposte, che vanno da argomenti di fisica classica e moderna alla storia di scoperte e opere di scienziati del presente e del passato, alla riscoperta di strumenti antichi (Collezioni Storiche di strumenti o Musei di Fisica) (PA, PD, PV, CT, SI, TO), al teatro scientifico (MI, TN), ad attività fondate sull’interpretazione di fenomeni riconducibili all’esperienza quotidiana (BA). In molte sedi vengono proposti anche laboratori interdisciplinari, organizzati in stretta sinergia tra vari PLS disciplinari.

Nella stessa linea si inseriscono le attività di TN, che prevedono la (ri)scoperta delle scienze fisiche in contesti anche in/non-formali in collaborazione con gli enti che sono presenti sul territorio provinciale in grado di condividere il progetto PLS nei suoi intenti motivazionali e di contenuto. Le attività riguardano: Educazione Civica Scientifica alla Sostenibilità: percorsi sperimentali sul cambiamento climatico.

Laboratorio di Fisica con strumentazione digitale (Smartphone). Laboratorio SISMASENS: realizzazione e sperimentazione didattica di una rete sismografica del territorio Interessanti per le modalità di realizzazione sono due proposte di pratica laboratoriale (MIBic, La Sapienza e altre sedi):

1. laboratorio didattico interattivo. Ha lo scopo di far accostare lo studente al metodo scientifico e stimolarlo all’analisi critica dei fenomeni osservati. Sono condotte misure volte a verificare l’esistenza delle forze fondamentali della natura, sia con esperimenti introduttivi dedicati ad un primo approccio con la realtà fisica, sia con esperimenti “cruciali” in alcuni filoni della fisica moderna. Essenziali sono l’interattività e l’immediatezza degli esperimenti proposti, significativi sia per il contenuto di fisica sia per i loro collegamenti con altre scienze e le tecnologie.
2. laboratorio per la catalogazione e documentazione di esperienze di laboratorio progettate sulla base di

quanto disponibile nelle scuole. Importante l’uso di Arduino e degli smartphone per utilizzare, negli esperimenti, strumenti digitali moderni e di uso quotidiano per gli studenti.

Da citare anche le iniziative di a) MORE, in collaborazione con Informatica e Matematica, battezzata “A tu per tu con la scienza: una settimana con la Fisica, l’Informatica e la Matematica”. Gli studenti, divisi in piccoli gruppi, sono guidati da docenti e ricercatori alla scoperta di diversi argomenti di Fisica, Matematica e Informatica, con attività seminariali, di laboratorio e di rielaborazione degli argomenti affrontati. Al termine si svolge un contest, in formato FameLab, nel quale ciascun gruppo illustra e spiega un concetto o argomento a scelta fra quelli affrontati nella settimana. b) CAL, sperimentazioni svolte con successo nel PLS precedente in alcuni licei, e da estendere ad altri, realizzate parallelamente ai percorsi PCTO nell’ambito del progetto Lab2Go, dedicato all’allestimento di percorsi didattici che recuperano strumentazione scolastica in disuso. Si presterà attenzione non solo ai contenuti specifici della disciplina, ma anche agli aspetti inter- e trans-disciplinari, in modo da dare agli studenti una visione dell’unitarietà del sapere scientifico e filosofico. I percorsi didattici sono concepiti per consentire i) l’inquadramento degli argomenti studiati all’interno sia del contesto storico che di ricerca; ii) un chiaro e interdisciplinare collegamento con il curriculum scolastico, e iii) collegamenti con la ricerca scientifica attuale e/o con le questioni sociali e la vita quotidiana. L’obiettivo finale è l’aumento della consapevolezza degli studenti delle norme epistemologiche che governano la produzione di conoscenza nelle comunità scientifiche, preservando allo stesso tempo l’attenzione sulla conoscenza dei contenuti specifici della disciplina.

In molte sedi si attivano laboratori di approfondimento per la preparazione degli studenti in vista delle gare regionali di Campionati di Fisica in collaborazione con le sezioni locali dell’AIF. Numerose le Masterclass organizzate nelle sedi, come giornate in “full-immersion” per studenti delle IV e V classi delle Secondarie di II grado dedicate, per esempio, alle particelle elementari, supportate da ricercatori di INFN e CERN, con un confronto finale in video-conferenza con altre scuole nazionali e internazionali per la condivisione dei risultati.

Non mancano scuole e stage estivi, che si configurano come laboratori di approfondimento, rivolti soprattutto a studenti molto motivati, con la finalità di valorizzare i “talenti”. Sono delle iniziative che coinvolgono prevalentemente gli studenti modalità “full immersion”, spesso attorno a una tematica o a più tematiche di attualità scientifica, presso i dipartimenti di Fisica o presso strutture adatte all’accoglienza di gruppi di ragazzi. Spesso con visite a laboratori di ricerca, osservatori astrofisici, musei scientifici.

Le pratiche laboratoriali PLS sono spesso inserite nei programmi di PCTO e alla buona riuscita contribuiscono interventi da parte degli enti di ricerca e di AIF nelle varie sezioni locali. Declinate in tutte le modalità sopra illustrate, esse si confermano un mezzo potente anche per orientare (azione A) gli studenti della Scuola verso una scelta più consapevole del percorso universitario, conoscere la realtà universitaria e i modi di procedere della ricerca scientifica, come strumento per l’autovalutazione (azione

D) e come percorso formativo per gli insegnanti (azione E).

La disseminazione dei risultati avviene all’interno delle scuole per quanto riguarda i percorsi PCTO e i laboratori PLS, con comunicazioni elaborate dagli studenti (relazioni, presentazioni, poster, opere multimediali, mostre), verso le comunità di insegnanti e docenti attraverso i siti web dei PLS locali e con comunicazioni a congressi nazionali e internazionali. Le buone pratiche possono essere condivise a livello nazionale, anche attraverso siti web, social network, etc.

Il congresso annuale della Società Italiana di Fisica (SIF), quello dell’AIF e altri convegni e incontri nazionali e internazionali (GIREP, ESERA, etc.) potranno essere occasione di confronto, condivisione, diffusione di metodologie, esperienze e risultati.

Azione D – Attività di autovalutazione e recupero delle conoscenze per l’ingresso all’università

Questa Azione si configura come prosecuzione e ampliamento delle attività didattiche di autovalutazione sviluppate nelle edizioni precedenti del progetto e mirate a fornire agli studenti una migliore comprensione del livello delle proprie competenze e attitudini, affinché possano scegliere in modo consapevole il corso di studio e soprattutto, insieme con i propri insegnanti, possano negli ultimi anni della Scuola Secondaria di II Grado, o durante i precorsi universitari, sviluppare e consolidare le conoscenze e le abilità necessarie per l’accesso all’Università e una proficua frequenza dei relativi corsi. Molte delle attività proposte dalle sedi partner saranno svolte in collaborazione con altri progetti PLS locali e a livello nazionale coordinate con i POT, anche attraverso il consorzio CISIA, come soggetto esterno partner, e con l’uso del portale OrientAzione. Per l’autovalutazione, OrientAzione ha portato, tra l’altro, all’elaborazione di quadri di riferimento estesi e dettagliati per le conoscenze, abilità e competenze di discipline di base, come la Fisica, ritenute rilevanti e utili per affrontare proficuamente il percorso universitario. Il quadro di riferimento per la Fisica è un prodotto fondamentale, ancorché aperto a discussioni ed eventuali revisioni, a partire dal quale potranno essere definiti gli strumenti per l’autovalutazione e la formazione. Il PLS di Fisica intende proseguire questa collaborazione con i progetti nazionali PLS e i POT che si renderanno disponibili e con il supporto del consorzio CISIA per:

-produrre soluzioni e commenti per le nuove prove di posizionamento;

-sviluppare Strumenti per l’Autovalutazione e la Formazione (SAF);

-sviluppare strumenti di supporto per gli studenti universitari nel percorso di assolvimento di eventuali OFA;

-rivedere i quadri di riferimento, anche in considerazione di esigenze specifiche.

Fondamentale sarà, anche per questa Azione, la collaborazione con AISF, che permetterà l’attivazione con gli studenti della Scuola di processi di riflessione sulle competenze e le conoscenze necessarie per l’ingresso e la proficua frequenza del corso di studi L30, verosimilmente efficaci anche perché svolti tramite peer-tutoring.

In tutte le sedi, all’inizio e al termine in particolare delle attività relative alle “Pratiche laboratoriali”, saranno somministrati agli studenti questionari su tematiche trattate, metodologie utilizzate e attività svolte, per valutare la comprensione di temi e metodiche e l’interesse che questi abbiano suscitato, per permettere l’auto valutazione, da parte degli studenti, delle proprie competenze e conoscenze di base, il livello di comprensione raggiunto al termine del percorso seguito ed eventuali difficoltà incontrate. I risultati saranno discussi tra docenti, tutor, insegnanti e gli studenti stessi, per evidenziare lacune nella preparazione scolastica, migliorare l’efficacia dei laboratori nella progettazione condivisa e attivare successive ulteriori, mirate azioni di recupero da svolgere in classe.

Anche in questa Azione, la questione di genere sarà rilevante per trovare modalità di autovalutazione che non impattino negativamente sulla percezione di “auto-efficacia” delle ragazze, definita, già nel 1994, da Bandura come “consapevolezza di essere capace di fornire specifiche performances e dominare specifiche attività, situazioni o aspetti del proprio funzionamento psicologico o sociale”. È, infatti, ben accettato dalle comunità di ricerca in didattica che le performance individuali in un test sono spesso una esperienza auto-valutativa più importante per i ragazzi che per le ragazze e queste attività, se non curate con attenzione, possono rappresentare motivo di perdita di talenti e competenze non completamente riconosciuti anche dagli studenti stessi.

Anche in collaborazione con altri progetti PLS, e in sinergia con l’Azione A, saranno effettuate presentazioni di lezioni-tipo di corsi del primo anno, allo scopo di far cogliere agli studenti della Scuola cosa si richiede ad uno studente universitario, sia in termini di contenuti fondamentali, sia in relazione ai metodi di studio e di approfondimento delle tematiche. Al termine di ogni lezione, gli studenti interagiranno con docenti e tutor universitari e valuteranno la comprensione dei temi trattati e il livello delle loro competenze.

Molte sedi attivano pre-corsi per il consolidamento delle competenze di base relative alla comprensione e all’uso del linguaggio scientifico-matematico e test di valutazione/auto-valutazione delle competenze, anche per studenti universitari del primo anno. Tali corsi sono, in alcune sedi (ad es. PA, PD), organizzati grazie ad un coordinamento tra docenti della scuola e universitari promosso dai Teaching-Learning Centers di Ateneo.

Alcune Sedi (ad es., ME), organizzano veri e propri laboratori di autovalutazione, allo scopo di fornire agli studenti uno strumento di misurazione del proprio livello di conoscenze e competenze utile per avviare un percorso didattico che, attraverso l’approccio individuale o di gruppo, migliori la propria preparazione fino a raggiungere il livello di competenze che è richiesto a chi vuole intraprendere un corso di studi universitario L30. I percorsi di autovalutazione, progettati congiuntamente da docenti

universitari e della scuola, riguarderanno la pianificazione delle attività e delle risorse (test, problemi, dispense) destinate agli studenti che parteciperanno ai laboratori.

Ai docenti partecipanti alle varie attività del PLS verrà data la possibilità di far effettuare test di autovalutazione ai loro studenti nelle modalità che riterranno più idonee, per valutare o far valutare la loro preparazione. Questa attività verrà effettuata in collaborazione con gli altri PLS sfruttando piattaforme online (locali o nazionali (OrientAzione)), attive in diverse sedi per eseguire test organizzati per disciplina, consentendo agli insegnanti di valutare l’apprendimento degli studenti, agli studenti di consolidare conoscenze e autovalutare le proprie competenze, stimolandoli a recuperare le competenze lacunose. L’erogazione online di test, anche attraverso l’utilizzo di telefoni cellulari e/o “clickers”, consentirà in tempo reale di fornire una prima autovalutazione agli studenti, evidenziando anche concezioni tipiche della “conoscenza comune” che devono essere fatte evolvere verso la conoscenza scientifica.

L’autovalutazione attraverso queste piattaforme è da considerarsi uno strumento di orientamento consapevole (Azione A) che consente allo studente di comprendere le proprie capacità e limiti prima di iniziare il Corso di Studi, con una possibile ricaduta sulla riduzione dei tassi di abbandono. Alcune sedi (ad es., NA) prevedono di proporre simulazioni del test di ingresso CISIA ai corsi di laurea scientifici da svolgere nelle aule universitarie. Dopo la prova, agli studenti saranno fornite le risposte corrette e le spiegazioni relative. I dati ottenuti sono stati oggetto di pubblicazioni e presentazioni a convegni nazionali.

Altre sedi propongono la progettazione e realizzazione di percorsi didattici da svolgere presso gli istituti scolastici, che sviluppano le abilità di problem solving, i cui contenuti vengono concordati con gli insegnanti. Agli studenti vengono proposti esercizi e problemi ispirati a risultati di ricerca in didattica della fisica, che tengono presente i nuclei concettuali tipici della disciplina, le principali difficoltà incontrate dagli studenti nello studio di ciascun argomento, ma anche quesiti più qualitativi per stimolare la riflessione, promuovere un apprendimento significativo e recuperare conoscenze utili all’ingresso all’università. Le modalità di attuazione prevedono la soluzione guidata e la discussione collegiale di problemi, il lavoro a gruppi, la realizzazione di mappe concettuali e il recupero di conoscenze e competenze di base per l’ingresso all’università.

Anche le attività di preparazione degli elaborati finali relativi all’Azione C, e le fasi di presentazione in grande gruppo dei risultati, sono un’importante occasione di autovalutazione e di recupero di contenuti e metodologie di lavoro importanti per lo studio della Fisica, che gli studenti svolgono insieme ai propri insegnanti, i quali possono di conseguenza valutare il livello di apprendimento per apportare per tempo i dovuti correttivi. I corsi di preparazione ai Campionati di Fisica, e la stessa competizione, rappresentano uno strumento importante attraverso cui gli studenti possono autovalutare la loro preparazione e recuperare conoscenze e competenze utili. Inoltre, le varie scuole estive per studenti, organizzate da diverse sedi all’interno dell’azione C, sono anch’esse occasione di autovalutazione, comprendendo anche momenti di auto-verifica e recupero delle conoscenze e delle competenze degli studenti.

Come già accennato, in alcune sedi (ad es. PA e PD), sono attivati tavoli di lavoro tra docenti della scuola e universitari impegnati anche nel PLS, nell’ambito delle attività dei Teaching-Learning Centers, che potranno rappresentare, quindi, strutture aperte alla condivisione di buone pratiche e metodologie didattiche tra i mondi della scuola e dell’università, al fine di attivare un proficuo dialogo tra i due mondi. È auspicabile che tale attività abbia effetti positivi sulla consapevolezza di studenti (e insegnanti) della Scuola relativamente a ciò che l’Università richiede agli studenti che si approcciano al primo anno universitario, sia in termini di contenuti essenziali, che di metodologia di studio.

La disseminazione dei risultati avverrà attraverso la diffusione nazionale di esperienze, anche attraverso siti web, piattaforme e-learning o altri strumenti concordati con gli altri PN PLS e POT.

Il congresso nazionale SIF e altri convegni e incontri nazionali e internazionali saranno occasione di presentazione e confronto dei risultati.

Azione E – Crescita professionale dei docenti delle Scuole Superiori

L’azione di crescita professionale degli insegnanti si configura come un’attività trasversale nella quale sono coinvolti gli insegnanti che progettano le attività insieme ai docenti universitari. Tali attività avvengono principalmente per la progettazione delle Azioni C e D. Le attività legate alla crescita professionale degli insegnanti prendono spunto da quanto fatto nei precedenti progetti PLS Fisica e saranno svolte anche nel presente progetto replicando le iniziative più significative già svolte, potenziandone altre, come le attività di tipo interdisciplinare in collaborazione con i referenti delle altre discipline PLS, individuando per esempio un tema comune e declinandolo poi all’interno delle discipline stesse. Fondamentale in questo senso è la condivisione tra tutte le Sedi dei risultati della ricerca internazionale nel campo dei processi di insegnamento e di progettazione didattica, di apprendimento e sviluppo concettuale e della formazione in servizio e sviluppo professionale degli insegnanti di fisica, anche come effetto del ruolo rivestito da alcuni dei coordinatori locali (e del coordinatore nazionale) del PLS Fisica in specifici “Strand” e “Thematic Groups” di associazioni di ricerca internazionali (ESERA, GIREP).

Si conferma ancora come il forte coinvolgimento degli insegnanti nella co-progettazione dei laboratori PLS rappresenti un importante momento di formazione degli insegnanti. L’azione E continua ad essere strettamente connessa con le azioni C e D, affinché gli insegnanti siano protagonisti attivi della loro formazione. Come nelle passate edizioni del progetto, si conferma la partecipazione della Associazione per l’Insegnamento della Fisica che, sia a livello di sezioni locali, che a livello nazionale, parteciperà attivamente nella costituzione di “Comunità di Apprendimento” (Communities of Learners (CoL), ad es., progetto COLLABORA di UniPD) composte da docenti della scuola e universitari, il cui scopo sarà la crescita professionale di entrambi, specie in termini di uso del laboratorio e di metodologie didattiche innovative. Fondamentale sarà la discussione critica di tematiche relative alla Natura della Scienza e dell’implementazione didattica di tematiche relative a innovazione e ricerca responsabile (Responsible Research and Innovation) e, più in generale, derivanti da risultati di ricerca in didattica della Fisica. In tal senso, presso diverse sedi si prevede di coinvolgere gli insegnanti in attività di sperimentazione didattica e di supportare la loro partecipazione a convegni del settore, sia a livello nazionale che internazionale. La collaborazione tra docenti della scuola e universitari sarà occasione per lo sviluppo anche di iniziative volte al miglioramento della didattica universitaria e al supporto dei corsi per docenti neoassunti, formazione dei tutor e dei docenti a contratto, di concerto con i Teaching and Learning Center già attivi (o come supporto all’attivazione degli stessi ove non ancora esistenti negli Atenei) e con programmi Dottorali per il miglioramento della didattica universitaria, come quello attivo in UniPA e del quale il coordinatore nazionale del PLS Fisica è anche coordinatore (Dottorato in Tecnologie e Metodi per la Formazione Universitaria).

Non è trascurabile il ruolo che le CoL potranno assumere in termini di disseminazione nelle scuole di quanto svolto durante le attività PLS. Ogni CoL potrà “gemmare” all’interno delle scuole, coinvolgendo un numero maggiore di insegnanti rispetto a quanto fatto direttamente durante l’Azione E e creando nuove CoL dedite, tra l’altro, all’innovazione in didattica. Citiamo, infine, la possibilità di includere, in attività delle CoL o nelle CoL stesse, studenti aderenti all’Associazione Italiana Studenti di Fisica e i tutor di cui all’Azione E, che potranno così avere una idea diretta di cosa significa insegnare Fisica già fin dagli anni dedicati alla loro formazione universitaria, essere “iniziati” all’importanza dell’innovazione per il miglioramento della didattica e, in ultima analisi, contribuire ai lavori delle CoL anche in termini di “freschezza”, entusiasmo e nuove idee.

È prevista l’attivazione di Master e corsi di formazione/perfezionamento per gli insegnanti, specifici per la Fisica o interdisciplinari, regionali e nazionali in condivisione fra più sedi. Interessanti le iniziative previste a Udine, con il Master IDIFO, che coinvolge diversi docenti di molte sedi PLS Fisica e prevede moduli su innovazione didattica e temi anche di fisica moderna, e quelle a Napoli, con corsi di formazione in modalità mista sulle seguenti tematiche: 1) come trasferire risultati di ricerca didattica nella pratica scolastica; 2) come progettare e realizzare percorsi didattici basati sulla metodologia Inquiry-Based Science Education; 3) come integrare la fisica e le scienze in generale nell’insegnamento dell’educazione civica; 4) come inserire nella pratica scolastica elementi di meccanica quantistica e come migliorare le competenze degli studenti nel riconoscere affermazioni basate su credenze pseudo- scientifiche. Da citare l’iniziativa di Bologna, che organizza un Laboratorio su “nuovi linguaggi” per la formazione insegnanti (nell’ambito di ONSCI) e un corso di formazione insegnanti in modalità blended (ciclo di seminari su “Futuro e interdisciplinarità” in collaborazione con la Teacher Academy CLIMADEMY).

Moltissime le tematiche sviluppate nell’ambito della formazione degli insegnanti, spesso concordate con

gli stessi fruitori. A grande richiesta da parte degli insegnanti in tutte le sedi partner si continuerà con l’attivazione di corsi di formazione professionale su tematiche di Fisica moderna, di particolare interesse per gli insegnanti di Matematica e Fisica non laureati in Fisica, ma frequentati anche da laureati in quest’ultima disciplina per avere una visione più ampia di quanto si può fare, anche in termini di esperienze di laboratorio significative, per supportare l’apprendimento delle tematiche di Fisica moderna nelle Scuole Secondarie di II Grado. Oltre all’acquisizione dei contenuti, ai corsisti è in genere richiesta l’elaborazione di un percorso didattico da sperimentare in aula, quanto più possibile efficace e di positivo impatto sugli studenti. Questi corsi prevederanno una seconda fase della formazione che consisterà nell’effettiva sperimentazione dei suddetti percorsi didattici, nel loro monitoraggio e nella valutazione dei risultati ottenuti. Al termine di ciascuna attività, tutti i docenti coinvolti si confronteranno sulla esperienza di sperimentazione scambiandosi l’eventuale materiale didattico prodotto ed elaborandolo criticamente. Le suddette fasi di elaborazione e sperimentazione di percorsi didattici e di condivisione e discussione collegiale dei risultati sono, naturalmente, parte anche dei corsi di formazione su tematiche di Fisica classica o applicata.

Molte sedi organizzano scuole estive per insegnanti, in genere a livello regionale o nazionale, spesso in collaborazione con le altre aree PLS (ad es., la Scuola SPAIS in Sicilia e la scuola nazionale PLS interdisciplinare “La scienza in 4D” di Siena). In genere ogni scuola è organizzata su 4-5 giorni, con attività seminariali integrate mattutine e laboratori didattici pomeridiani per un totale di 50 ore di aggiornamento professionale. La metodologia è basata su un approccio esperienziale, in cui gli insegnanti eseguono attività in laboratorio e progettano il percorso didattico per classi di studenti. In alcuni casi, gli insegnanti possono presentare poster delle loro attività didattiche più significative e discutere con i colleghi di punti di forza e di miglioramenti. Altre esperienze ben rodate, che proseguono anche nel presente progetto, implicano il coinvolgimento attivo degli insegnanti, in particolare quelli delle sezioni AIF (Siena), nella progettazione e realizzazione di nuovi laboratori per le scuole estive.

Interessanti anche le attività di formazione in servizio degli insegnanti espletate in molte sedi (ad es., PA, PD, Siena, MI, TN, RM) tramite seminari interattivi su tematiche generali utili per il riconoscimento del ruolo culturale della Fisica e il potenziamento della didattica (per es., la storia della Scienza nella didattica, epistemologia e Natura della Scienza, etc.), per rendere le attività laboratoriali più coerenti con le richieste sociali (per es., la sicurezza nel laboratorio di fisica, la fisica con lo smartphone, …), per introdurre alla formazione in contesti informali e non-formali.

Ancora a Siena, partendo da esperienze interdisciplinari nell’ambito della formazione insegnanti con altri soggetti locali (provincia e USR), nell’ambito dell’azione E, saranno progettati col Gruppo interdisciplinare interventi di potenziamento professionale su temi di comune interesse per POT e PLS quali l’inclusione, il superamento delle disparità di genere con particolare riguardo all’ambito STEM e la progettazione didattica laboratoriale.

Come negli anni precedenti, tutti gli interventi di formazione saranno caricati sul Sistema Operativo per la Formazione e le Iniziative di Aggiornamento dei docenti (portale SOFIA) del Ministero dell’Istruzione e del Merito. L’aggiornamento degli insegnanti avviene anche attraverso le serie di seminari che sono organizzati presso i dipartimenti di Fisica sulla ricerca svolta presso tali strutture e costituiscono importante sinergia tra le Azioni A (in relazione alla possibilità data agli insegnanti di informare opportunamente i loro studenti di cosa significa studiare Fisica) ed E.

Tutti i risultati saranno raccolti e discussi dai referenti PLS per l’analisi critica di materiali e metodi, che saranno oggetto di presentazione e discussione a convegni nazionali e internazionali, quali i congressi nazionali SIF e AIF e quelli GIREP ed ESERA, per la diffusione e condivisione di metodologie, esperienze e risultati.