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Cap. V – Rassegna della letteratura di ricerca didattica
organico per interpretare la realtà senza superare il ragionamento locale incentrato sul
comportamento del singolo atomo trattato in chimica. Mentre la conoscenza della legge
di Coulomb può essere sufficiente per descrivere l’elettrone di valenza nell’atomo di
rame, è necessario portare prove dell’esistenza di elettroni liberi nei metalli e
caratterizzarne le proprietà fisiche e i processi di interazione con il reticolo ionico. Ad
esempio, la “libertà” degli elettroni di conduzione dipende dal fatto che il campo
elettrico medio in un metallo è pari a zero, a circuito aperto, quindi le particelle
cariche non interagiscono in modo coulombiano (Stocklmayer 2010). Gli studenti
adottano il quadro di riferimento della legge di Coulomb a loro familiare ragionando in
termini di singolo atomo senza tener conto degli effetti globali di sovrapposizione dei
campi di tutte le cariche presenti nel metallo. Gli studenti possono vedere la carica
dell’elettrone come grandezza variabile in quanto la proprietà di caricarsi/scaricarsi dei
corpi macroscopici viene estesa ad una particella come l’elettrone. Queste ed altre
difficoltà connesse alla rappresentazione del mondo microscopico da parte degli
studenti (Snir, Smith & Raz, 2003) possono essere affrontate anche attraverso l’uso di
opportuni software didattici e simulazioni (Sins, Savelsbergh, van Joolingen & van HoutWolters, 2009) come è stato fatto in questa tesi.
Nonostante le molte difficoltà collegate all’utilizzo del concetto di particella, la
consapevolezza delle caratteristiche specifiche dei sistemi fisici al livello microscopico
aiuta gli studenti a superare le concezioni alternative (Seifert & Fischler, 2003;
Hirvonen, 2007) a favore della visione scientifica in cui le proprietà macroscopiche
emergono dal comportamento collettivo delle particelle costituenti (Johnson, 1998).
Tutte queste indicazioni hanno influenzato la progettazione del percorso descritto in
questa tesi.
3. Risultati di ricerca
La crescita degli studi su ragionamenti/concezioni degli studenti ha caratterizzato la
ricerca in didattica della fisica degli ultimi tre decenni. La maggior parte dei lavori
prodotti è orientata da una visione costruttivista dell’apprendimento all’interno della
quale appare fondamentale la necessità di capire la natura delle idee e dei
ragionamenti di fisica negli studenti di differenti età, sia prima che dopo l’istruzione, e
di utilizzare la conoscenza acquisita nella progettazione didattica.
3.1 Scuola primaria
Azaiza, Bar & Galili (2006), Jabot & Henry (2004), Cheng & Kwen (1998), Shipstone
(1984) hanno indagato i modelli spontanei dei bambini sotto i seguenti aspetti: (1)
riconoscimento della bipolarità degli elementi del circuito; (2) riconoscimento della
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