Insegnare fisica/Didattica tradizionale/Pile, lampadine e concetti base sui circuiti

E' importante tenere presente che la maggior parte delle persone, al di fuori di chi ha ottenuto laure specifiche o diplomi tecnici, non sa che il passaggio di corrente avviene all'interno di un circuito chiuso (ci sarà la tendenza, se gli viene chiesto, di collegare un solo polo della batteria a una lampadina per accenderla). Questa è soltanto una delle numerose misconcezioni che legano gli studenti alla loro concezione di funzionamento di un circuito.

Preconcetti degli studenti sui circuiti di base

Di seguito, alcuni dei preconcetti comuni che l'insegnante dovrebbe sfatare:

1. L'idea che la resistenza aumenti se aggiungiamo degli oggetti in serie al circuito è generalmente accettata dagli studenti, ma non si può dire la stessa cosa di questa riguardo al suo diminuire quando si aggiunge del materiale in parallelo. Il fatto solo di "aggiungere" per gli studenti si identifica immediatamente in un aumento della resistenza. Il fatto di aver studiato la legge di Ohm e le sue applicazioni non elimina questo preconcetto, a eccezione di un piccolo numero di studenti. E' utile quindi portarli a effettuare esperimenti con pile e lampadine al fine di verificare in concreto la diminuzione di questa resistenza.
2. Se si pone due lampadine in serie e poi cortocircuitiamo una di esse, gli studenti sono di solito molto sorpresi di vedere spegnersi quest'ultima e di veder aumentare di luminosità l'altra. Tutti hanno sentito il termine "corto circuito", ma pochissimi hanno una conoscenza operativa o concettuale del suo significato. Tutto ciò che sanno, in genere, è che un corto circuito è qualcosa di "nocivo". Essi dovrebbero essere guidati a formarsi il concetto usando "prima l'idea e poi il nome".
3. Un’idea qualitativa del "vigore" della batteria può essere introdotta grazie a esperimenti con combinazioni di batterie in serie (sia nel caso in cui gli effetti si "sommano", sia in quello in cui si "sottraggono"). Naturalmente questo è un passo fondamentale verso la formazione del concetto di "differenza di potenziale", ma non è conveniente tuffarsi precipitosamente in quest’ultima idea. Il primo passo consiste nel mostrare che la corrente è determinata da una proprietà interna della batteria come pure dalla distribuzione delle resistenze nel circuito esterno. La creazione del concetto di "differenza di potenziale" è di per sé un’impresa delicata.

Bibliografia

• (EN) Arnold B. Arons, Teaching introductory physics, New York, Wiley publication, 1997, pp. 194-199, ISBN 0-471-13707-3.