Insegnare fisica/Narrazione/Ludicizzazione

Alcuni esempi di ludicizzazione (o gamificazione) dell'insegnamento della fisica possono essere i seguenti:

La magia e la fisica

Si può iniziare il coinvolgimento degli studenti domandando: Cos’è la magia?

Una prima risposta è che si attribuisce il termine ai fenomeni che violano le leggi della fisica (o della chimica, ecc.). Ma non è così, in realtà un fenomeno magico è capace di produrre un effetto importante con uno sforzo minimo. Una procedura che, pur violando le leggi della fisica, produce un effetto minimo non è classificato come magico, ma piuttosto come un effetto della fede (in ambito religioso). Ovviamente la magia rappresenta il sogno dell’uomo, che, invece di sforzarsi per “costruire” il fenomeno voluto, può prendere la scorciatoia della formula magica. In un certo senso questo approccio è condiviso anche da molti studenti, che interpretano la formula fisica risolutiva come una formula magica, per cui non è necessario sforzarsi per capire quali leggi fisiche applicare e svolgere i necessari calcoli, ma basta trovare la “formula” che contiene i termini (ingredienti) disponibili.

Però la magia, attraverso il coinvolgimento emotivo e la sorpresa, è anche un potente strumento per coinvolgere gli studenti e far sì che si ricordino un’esperienza.

Nel 2017-2018 sono state tenute da uno degli autori (FB) 20 lezioni in varie scuole della Toscana, esperienza riportata in (Bagnoli, 2017) e (Bagnoli, Guarino & Pacini, 2018). Le lezioni sono durate circa 1 ora e mezza e hanno riguardato la “fisica di tutti i giorni”, ovvero semplici esperimenti quasi “magici” realizzati con materiali riciclati, alla portata di tutti. Questi esperimenti sono stati poi utilizzati in altri spettacoli “magici” e nei corsi di fisica anche universitari. Come riportato in (Bagnoli, 2017), gli studenti che hanno partecipato alle lezioni dichiarano di aver ripetuto alcuni di questi esperimenti e mostrano di ricordarsi dei concetti di fisica associati. I video delle lezioni sono visibili su FisicaX (Bagnoli, 2016).

Il Taccuino del Dr. Watson

Usando in gran parte questo materiale sperimentale, ma cambiando lo stile narrativo, è stato poi scritto il “Taccuino del Dr. Watson” (Bagnoli, 2018), un libro “giallo” che è stato anche distribuito dalla Regione Toscana, nell’ambito del programma Pianeta Galileo, in varie scuole.

In questo libro si ipotizza che nella Londra del 1926 la polizia sia alla caccia della Fisica, che viene aiutata a fuggire da un “professore” con baffi e capelli arruffati, molto somigliante ad Einstein. Il professore sostiene che lui non ha mai nascosto la Fisica, e che ha sempre mostrato dove si trova in ogni angolo dell’universo in tutte le sue lezioni. La polizia, non riuscendo però a trovarla, chiama in aiuto i vecchi investigatori, Sherlock Holmes e il Dr. Watson, che dovrebbero avere circa 72 anni, fornendo loro tutto il materiale trovato nella casa del professore, dove suppongono si nasconda la Fisica.

I due investigatori cominciano quindi ad esaminare i vari indizi, trovando sorprendenti elementi comuni tra elementi apparentemente molto diversi, come una tazza di tè ed un fiume, il vento e un pallone, il ghiaccio ed il sale, il calore e i mulini ad acqua. Il finale però è assolutamente inaspettato.

Libro game

Il “Taccuino” è diventato una specie di “escape room virtuale” dal nome “FisicaX, ovvero dove si nasconde la fisica nella vita di tutti i giorni”, un percorso multimediale con delle “sfide” con cui guadagnare punti (Bagnoli, 2020).

Per implementare questo percorso è stato utilizzato l’ambiente Twine (Klimas et al., 2009), un editor html/javascript basato sul concetto “TiddlyWiki” (Ruston, 2004), in cui si costruisce una specie di sito web in una sola pagina, usando una sintassi semplificata (wiki). Twine inoltre consente di inserire delle macro (in vari linguaggi) o anche delle funzioni javascript, di passare da una “pagina” all’altra (chiamati “passage” nel gergo del programma) e di presentare delle “biforcazioni” usando i passaggi ipertestuali.

Si tratta in altre parole di una specie di “libro game”, che si può leggere seguendo la storia principale, oppure saltando a caso tra i vari argomenti di fisica.

La fisica dei paperi

La Fisica dei paperi o "il diario segreto di Quo" prende spunto da alcune vecchie avventure dei paperi Disney (essenzialmente opere di Carl Barks e Don Rosa, più alcuni autori italiani). L’idea è quella di introdurre alcuni concetti della fsica prendendo spunto dalle avventure di Paperon de’ Paperoni e famiglia, e come espediente narrativo è stato supposto supposto che Quo, ormai diventato grande, si sia iscritto a Fisica e abbia scoperto con orrore quante volte la sua famiglia abbia violato le leggi della fsica.

Per espirare, tiene questo diario in cui annota, insieme ai ritagli dei fumetti, gli aspetti della fisica che vengono esplorati nelle varie avventure.

I primi capitoli sono stati pubblicati dalla rivista Scienze e Ricerche magazine.

Argomenti

Quanto è ricco Zio Paperone? : mezzi granulari, impacchettamento stretto e lasco.

Denaro liquido e solido: Ancora mezzi granulari, valanghe, formazione di archi, liquefazione dinamica, pressione idrostatica, attrito, densità.

Magneti ed elettromagneti: Elettrocalamite, magnetismo terrestre, azione e reazione, induzione elettrica e magnetica, diamagnetismo.

Il solvente universale: Principio di esclusione, forze atomiche, nucleosintesi stellare, stabilità nucleare, formazione della Terra e della Luna, gravità, tempo, spinta di Archimede, moto dei satelliti.

Ghiaccio, gelati e dollari: Struttura dell'acqua e del ghiaccio, entropia ed energia, trasmutazioni, dilatazione termica, punto eutettico.

Moto perpetuo: Seconda legge della termodinamica, demone di Maxwell, calore specifico dei gas, spettro del corpo nero, livelli quantici, Brownian ratchet, dipping bird.

Teletrasporti, disintegrazioni e riduzioni: Velocità di fuga, rinormalizzazione, transizioni di fase, autosomiglianza.

Il rimbombo lunare: Viaggi spaziali, terremoti lunari, maree, rotazioni, inerzia, momento angolare, momento di inerzia.

Depositi sotterranei e dollari in volo: Caduta libera, forza di Coriolis, forza centrifuga, pendolo di Foucault

Zio Paperino e la bicicletta: Funzionamento della bicicletta, avancorsa, precessione, forza centrifuga, Equazione di Bernoulli e effetto Coenda

Il nulla: Comete e bolidi, precessione degli equinozi, Cefeidi, espansione dell'universo, radiazione cosmica di fondo, progetto Echo, il vuoto quantistico.

Alcune avventure sono state sceneggiate e recitate, corredandole poi con una discussione sulle basi scientifiche. Questa modalità può essere utilizzata in classe.

Ho sete (Zio Paperone e gli icebergs volanti)

Pioggia! (Zio Paperone e il ricatto meteorologico)

Caldo e freddo! (Zio Paperone e la nuova glaciazione)

Dollari in volo! (Zio Paperone e il deposito sotterraneo)

RisQuackTutto!

Utilizzando il materiale della fisica dei paperi e la piattaforma flippity.net è stato costruito una specie di tabellone Rischiatutto (Jeopardy!) sulle avventure dei paperi, dal nome RiskQuackTutto!

Riferimenti