Buongiorno a tutti.
Mi trovo a dover fare una tesina in didattica della fisica, e di fisica so poco o niente... è l'ironia della sorte perchè ho finito i crediti (sob) e anche se sono dell'indirizzo di Matematica-Matematica applicata, devo fare per forza questo esame per la SSIS. Allora mi chiedevo non è che conoscete qualche sito, qualche libro, dove trarre ispirazione?
Il nostro professore ci ha assegnato questo compito: prendere un libro scolastico di fisica e scegliendo un capitolo commentare i pregi e i difetti dal punto di vista dell'integrazione della fisica e della matematica in quel testo. Robetta insomma! Considerando che io poi di testi di fisica non ne ho, me ne sono fatta prestare uno... che però mi è apparso abbastanza strano... tutto pieno di fotografie (c'e' anche sharon stone!), disegni, figurine... ma poco testo e poche formule. Almeno a una prima consultazione. Questo bel volume è "L'Amaldi"! Ora io sono in crisi, perchè dal basso della mia scarsa conoscenza della Fisica non posso certo mettermi a demolire un mostro sacro come L'Amaldi; ma questo libro non mi piace per nulla e se insegnassi fisica non lo adotterei mai! Quindi l'altra mia domanda è: questa mia impressione è dovuta alla mia scarsa conoscenza della fisica e dei testi di fisica, e invece il libro è bellissimo, oppure c'e' di meglio in circolazione? E nella vostra comprensione e bontà, potete consigliarmi un altro testo scolastico un po' migliore, per fare un confronto?
Ai licei scientifici di Milano al momento i testi più "gettonati" per fisica sono il Walker e il Tipler. Il PNI di solito utilizza delle mezze schifezze di testi per il biennio che contengono principalmente descrizioni di esperienze di laboratorio, e walker e tipler per il triennio. Googola un po' e troverai i titoli esatti. (al momento non posso raggiungere la mia libreria, ma mi pare che il tipler sia edito zanichelli, e forse anche il walker. Il tipler è un po' la versione ridotta del tipler che una quindicina (!) di anni fa usavano gli informatici all'università a milano, tranquillo, discorsivo... il walker contiene integrazioni della teoria in inglese e quesiti in inglese per far finta di far vedere che i ragazzi l'inglese lo conoscono (io speriamo che me la cavo), ma è essenzialmente un libro ancora più semplificato del tipler, di cui è comunque un "parente"...
ciao e congrats per la tesina di mate!
mathmum
...la vita è complessa: ha componenti reali ed immaginarie...
io di fisica e di testi di fisica non ne so molto. ma penso di poiter affermare che Sharon Stone ha....un bel fisico.
Certo , per esserne sicuro, occorrerebbe qualche esperimento....
delfo52 ha scritto:io di fisica e di testi di fisica non ne so molto. ma penso di poiter affermare che Sharon Stone ha....un bel fisico.
Certo , per esserne sicuro, occorrerebbe qualche esperimento....
Eh eh eh!
Insomma, 'sto Amaldi è per il triennio dei licei artistici e similia, quindi mi sa che per la tesina non va bene, cioe' non so se posso impostare una tesina dicendo che c'e' poca matematica, questi mi obiettano "e' per gli artistici, non sono tenuti ad approfondire troppo nè a fare chissà che di trigonometria"... allora, forse la cosa potrebbe acquistare un senso se lo confrontassi con un libro per gli scientifici...
Probabilmente farò così, cioè prenderò libri diversi e tenterò di spiegare come mai ci sono queste differenze.
Se magari c'è qualcuno di voi che insegna fisica e matematica insieme, a scuola e ha cosi', giusto qualche idea, un suggerimento (non mi dovete dire chissà cosa, giusto se avete riscontrato qualche problema con un libro, come lo avete risolto)... magari potrebbe aiutarmi a sviluppare qualche concetto.. io con la fisica brancolo proprio nel buio, figuriamoci con la sua didattica... non è nemmeno l'abilitazione che devo prendere, ma mi costringono a fare questo esame :/
Anche a me piacciono il Walker e il Typler, anche se sono “americani”. In particolare ho un ottimo ricordo del Typler, su cui ho fatto la mia prima suppleza e su cui ho imparato la meccanica (il Walker lo sto usando per la prima volta quest'anno, ma in una seconda, perché se ne è anticipato l'uso).
Comunemente i libri di fisica usano una matematica “essenziale”, anche perché “lo possono fare”: per la maggior parte delle applicazioni basta saper risolvere equazioni e sistemi di primo e di secondo grado e conoscere la definizione di seno, coseno e tangente per impostare accettabilmente un calcolo vettoriale.
La conoscenza delle funzioni esponenziale e logaritmica generalmente è “un optional”.
Un discorso a parte merita l'uso delle derivate, che alcuni testi non definiscono nemmeno, mentre altri si spingono a farne una trattazione “approfondita” fin dal primo volume (del terzo anno).
E queste sono usate (inizialmente) soprattutto per la definizione della velocità.
Per questo aspetto ti dico “brevemente” come faccio io.
Intanto non definisco solo «la velocità con cui varia lo spazio (scalare o vettoriale)», ma, in generale, «la velocità con cui varia una grandezza qualunque “g” (scalare o vettoriale)», e questa “g” può essere lo spazio (che porta alla velocità “classica”), un angolo (velocità angolare), una velocità (accelerazione), la massa o il volume dell'acqua che passa sotto un ponte (portata in kg/s o m³/s), la quantità di carica che attraversa una sezione di un conduttore (intensità di corrente) , ecc.
Probabilmente questa impostazione non ha niente di “fisico”, ma mi viene dalla mia natura di matematico, che vuole generalizzare i concetti.
Per quanto riguarda la definizione vera e propria di velocità ti farò l'esempio con lo spazio.
Per prima cosa si definisce la velocità media in un moto rettilineo: «“la velocità media nell'intervallo di tempo da t1 a t2 di un corpo C” è il rapporto (s2-s1)/(t2-t1) fra la variazione di spazio e la variazione di tempo considerata»; in realtà ci sono delle precisazioni aggiuntive per distinguere fra “spazio percorso”, “spostamento” e altro (scalare o vettoriale).
Poi si fa tutta la teoria (e “pratica”!) sul diagramma orario.
Poi si chiarisce che se in un intervallo di tempo [t1, t2], comunque si calcoli la velocità media in un “sottointervallo di tempo”, si ottiene un valore costante v0, si definisce che la velocità è costante in tutto l'intervallo, e che la velocità istantanea in ogni suo punto è v0.
Infine si definisce la velocità istantanea in un punto interno qualunque di un intervallo di tempo (se esiste). Per far questo si osserva che se la curva è “buona”, “liscia”, “reale”, ecc. si ha che se esiste un intorno del punto (ma io non parlo di “intorni”, lo dico qui per chiarirci, ma in pratica uso dei rigiri di parole molo più comprensibili, ed anche più approssimativi) in cui la velocità è costante, allora la velocità istantanea coincide con quella velocità; se invece non c'è si osserva comunque che per tali curve si considera un intervallo di tempo sufficientemente piccolo, allora la velocità “varia poco”, cioè la differenza fra il valore massimo possibile e quello minimo possibile è “piccolo”. A questo punto la definizione è: «la velocità istantanea al tempo t1 è la velocità media in un intervallo di tempo abbastanza piccolo da far sì che la velocità media al suo interno sia costante (cioè che la sua variazione sia minore dell'incertezza delle misure)».
In questo modo posso sempre parlare di “un piccolo delta s”, di “un piccolo delta t”, ecc., senza dire castronerie e senza mortificare l'intuizione.
Qualche volta ho anche introdotto le derivate, ma solo come “tecnica”, dicendo come si usano, ma senza spiegarne il perché, in un modo che ricorda l'uso della calcolatrice: tutti coloro che fanno fisica le usano, ma quasi nessuno ne conosce il funzionamento, ma ci si limita a sapere che danno il risultato corretto; così ho fatto con le derivate.
Un mio collega "di un certo presitgio" (era il presidente della sezione locale dell'AIF (Associazione Insegnnti di Fisica)) diceva che se dopo i cinque anni di superiori un alunno arrivava a capire (e saper applicare) accettabilmente il concetto di diretta proporzionalità fra grandezze, allora si era fatto un buon lavoro.
Un grosso problema per l'insegnamento della fisica, secondo moltissimi insegnanti laureati in fisica (ma non solo per loro ...) è che la fisica la insegnano spesso i matematici ... e a molti di questi la fisica non piace, anceh perché non la conoscono (scusa se ti offendo, ma non è la mia intenzione, ma questo è particolarmente frequente con le donne).
Va detto però che quendo fu introdotta la materi a"scienza della terra", che andava insegnata da laureati in fisica o in scienze o in chimica, tutti i fisici saltarono su dicendo che fra farla insegnare ai matematici e farlo fare ai biologi non c'era confronto: meglio i matematici!
Infine aggiungo che spesso i libri fanno errori, ma quelli di fisica ne fanno anche di concettuali.
Ti riporto due strafalcioni (secondo me) “gravi”.
1°, molto diffuso: nel riportare una figura esplicativa della velocità di uscita dell'acqua dai fori fatti in una bottiglia (o altro contenitore) a diverse altezze, spesso si fa vedere le traiettorie dei vari getti, ma i disegni (non possono essere fotografie ...) mostrano che più il foro è basso più il getto arriva lontano, anche quello il cui foro è in prossimità della superficie di appoggio.
2°, che spero meno diffuso (ho consultato pochi libri ...): ho trovato un libro che spiegava perché una sfera S carica omogeneamente di una carica complessiva Q ha, su un altro corpo carico (puntiforme ed esterno ad S), un'azione analoga a quella che avrebbe un corpo puntiforme posto nel centro di S e con una carica Q. questo libro mostrava che un anello carico omogeneamente si comporta su un corpo puntiforme come se tutta la sua carica fosse concentrata nel centro dell'anello (decisamente falso).
Poi si mostrava come una sfera carica uniformemente sia assimilabile ad un inseme di anelli (si “affettava” la sfera con piani perpendicolari alla congiungente la posizione del corpo puntiforme e il centro di S), per cui, visto che ogni anello era equivalente ad una carica posta nel suo centro si dimostrava che il tutto era equivalente a un corpo carico posto al centro di S (diceva «senza appesantire ulteriormente la discussione con calcoli matematici ...»).
Ovviamente la conclusione è vera (teorema di Gauss), ma la dimostrazione è una delle cose più infami che abbia visto ...: è falsa quella dell'anello, ed è falsa che se fosse vera per gli anelli lo sarebbe per la sfera.
Spero di esserti stato utile e di non averti annoiato.
Spero di esserti stato utile e di non averti annoiato.
Assolutamente no, anzi, è stato tutto molto interessante, mi riprometto di rileggere con più calma, grazie per il tuo approfonditissimo contributo.
Avrei tanto da dire sulla mia scarsa tolleranza per la fisica (piu' che altro tristi esperienze a scuola) ma purtroppo la stanchezza ha il sopravvento, spero di poter intervenire di nuovo in un momento piu' tranquillo.
forse perchè sto leggendo un bel libro di storia della scienza (Gribbin), forse perchè la storia mi è sempre piaciuta, a me piacerebbe che quando si spiega Fisica (o anche Chimica, se è per questo) non si partisse da ciò che oggi sappiamo e ci appare ovvio, e non si parlasse di testi o nozioni di 10-15 anni fa come di cose vecchie...
E' facile per noi trovare "stupidi" i nostri antenati che , prima di Galileo, ignoravano le più elementari regole del moto. Ma abbiamo provato a metterci nelle condizioni di chi non ha strumenti di misura affidabili? Ripetere le misure di Galileo con i piani inclinati è banale se usiamo un cronometro, ma G.G. ne era sprovvisto...
Coordinare una qualche ricerca con l'insegnante di Storia, o di Italiano, o di Inglese (o di Latino) potrebbe rivelarsi più interessante di quanto si pensa....
Oltre agli esperimenti di Galileo, si potrebbe pensare a Galvani, a Volta, a Marconi...
delfo52 ha scritto:... Ripetere le misure di Galileo con i piani inclinati è banale se usiamo un cronometro, ma G.G. ne era sprovvisto...
Coordinare una qualche ricerca con l'insegnante di Storia, o di Italiano, o di Inglese (o di Latino) potrebbe rivelarsi più interessante di quanto si pensa....
Oltre agli esperimenti di Galileo, si potrebbe pensare a Galvani, a Volta, a Marconi...
L'insegnante tecnico-pratico con cui sono in codocenza (non chiedetemi come è possibile in un liceo scientifico, perché siamo sì in un liceo ... ma italiano!) ha il chiodo fisso per la rotaia a cusino d'aria, che da molto tempo sta chiedendo ad alta voce (è un modo di dire: lo fa a suon di moduli) di acquistare, anceh se la spesa è di diverse miglaiia di euro (3? 6? non mi ricordo). Invece io ho un altro approccio alle cose, e anche se sono ignorantissimo di storia della matematica e della fisica, ho avuto l'idea di un altro acquisto, che ho fatto proprio venerdì scorso: due profilati di alluminio di sei metri di lunghezza, uno è un "tubolare" a sezione rettangolare di 5X12 cm, e l'altro è ad "L" di 4 cm di lato (spessore 2 mm); il secondo deve svolgere l'analogo della rotaia di Galileo, e poggia sul primo, che serve per dargli una rigidità adeguata (costo totale circa 80 euro).
Credo che possa essere uno strumento in grado di farci dei lavori interessanti (parlo per una seconda in particolare) e che possa dare risposta a quanto suggerito da Delfo.
Per la misura dei tempi ci siamo chiesti (io e l'altro insegnante a cui interessa questo approccio alla fisica, perché di fatto siamo solo in due, considerato anceh quello di cui parlavo nel percedente post, cioè che a molti ("molte") insegnanti di fisica questa materia "non piace" (eufemismo), e che ... ecc. ecc.) se usare il cronometro, raggi laser, sensori elettronici dedicati, altre cose più sofisticate, il battito del cuore (come Galileo) o altro.
l'altro era decisamente per non prendere nemmeno in considerazione il battito del cuore, ma comunque siamo stati d'accordo per usare gli strumenti che abbiamo ora (cronometri, da polso, "apposta", del cellulare, o altri), per dare una più reale sensazione di "star davvero cercando qual è la legge che regola la caduta dei corpi; io comunque penso che come minimo "peroveremo anche ad usare il battito del cuore.
Quanto alla collaborazione con gli altri insegnanti credo che sia difficile iniziare, ... ma proprio difficile!
Penso in particolare al fatto che non sono ancora riuscito a fare un po' di geometria collaborando con l'insegnante di disegno geometrico, nonostante si sia entrambi d'accordo e convinti che si aun'ottima cosa.
(Non sembra, ma sono di corsa ... scusate eventuali errori: non l'ho riletto).
Uno dei miei ricordi più fervidi della 3^ liceo scientifico è quello relativo agli esperimenti con i piani inclinati fatti nel pomeriggio dal nostro insegnante di fisica (che purtroppo l'anno successivo fu trasferito ad un'altra sede).
I carrellini trascinavano una strisciolina di carta (come una stella filante ma un po' più robusta) che attraversava un marcatore costituito da un foglio di carta carbone e un campanello elettrico con la campana segata nel punto di battuta.
Il campanello, alimentato con la normale corrente a 50 hz, batteva 100 volte al secondo e quindi marcava sulla fettuccia (e grazie alla carta carbone) un punto ogni centesimo di secondo. Misurando le distanze fra un punto e l'altro si verificava l'uniformità del moto o dell'accelerazione.
Naturalmente il fatto che le battute fossero 100 al secondo era dato come un assioma ma quando, qualche anno dopo, ho studiato la corrente alternata ho collegato il tutto.
Non so se il professor Ferroni fosse un fisico o un matematico, ma se ricordo ancora tutto a 30 anni di distanza vuol dire che era un insegnante!
Franco
ENGINEER
noun. (en-juh-neer)
someone who does precision guesswork based on unreliable data provided by those of questionable knowledge.
See also wizard, magician
per ripetere l'esperimento con i mezzi di GG, a parte il battito del polso (troppo poco affidabile), consiglio di porre lungo la discesa a intervalli variabili dei piccoli archetti passando sotto i quali il grave (pallina d'acciaio) fa suonare una campanella appesa all'arco stesso. Per ottenere una successione regolare di scampanellate, si modificano, per tentativi, le posizioni degli archi. Per scoprire...l'accelerazione di gravità !
La "imprecisione" delle misure, diventa ottimo materiale per affrontare altri temi, di tipo statistico, curve gausiane, eccetera
Considerando che io poi di testi di fisica non ne ho, me ne sono fatta prestare uno... che però mi è apparso abbastanza strano... tutto pieno di fotografie (c'e' anche sharon stone!), disegni, figurine... ma poco testo e poche formule. Almeno a una prima consultazione. Questo bel volume è "L'Amaldi"! Ora io sono in crisi, perchè dal basso della mia scarsa conoscenza della Fisica non posso certo mettermi a demolire un mostro sacro come L'Amaldi; ma questo libro non mi piace per nulla e se insegnassi fisica non lo adotterei mai! Quindi l'altra mia domanda è: questa mia impressione è dovuta alla mia scarsa conoscenza della fisica e dei testi di fisica, e invece il libro è bellissimo, oppure c'e' di meglio in circolazione? E nella vostra comprensione e bontà, potete consigliarmi un altro testo scolastico un po' migliore, per fare un confronto?
