Ricostruzione didattica di temi di fisica e/o STEM in prospettiva interdisciplinare

La riforma dei curricula italiani per la scuola secondaria richiede che gli studenti di classe quinta dei Licei Scientifici affrontino temi di fisica del ‘900, tra i quali la relatività, la meccanica quantistica e la fisica delle particelle. Inoltre, la seconda rivoluzione quantistica e il Quantum Manifesto stanno rendendo sempre più urgente la formazione dei cittadini e di nuove competenze professionali sulle tecnologie quantistiche.

L’obiettivo principale della ricerca del gruppo consiste nella progettazione di materiali didattici volti a restituire rilevanza concettuale e culturale alla fisica del ‘900 all'interno dei curricula della scuola secondaria e diffondere una nuova consapevolezza sulle tecnologie quantistiche. Nel progettare i materiali, i contenuti sono ricostruiti attorno a concetti chiave, come spazio-tempo e simmetria o al dibattito tra discreto e continuo, logica classica e logica quantistica, scelti per il loro ruolo strutturale e di base, la loro natura interdisciplinare e il loro valore epistemologico.

Gli ultimi studi sui temi di fisica contemporanea sono stati condotti al fine di indagare il ruolo dell’interdisciplinarità (interdisciplinarità tra fisica e matematica o tra fisica, matematica e informatica) nella comprensione dei contenuti ma anche per formare competenze linguistiche e argomentative di organizzazione della conoscenza. A questo scopo, gli studi si avvalgono della collaborazione con ricercatori in linguistica, filosofia, didattica della matematica e dell’informatica. Su questi temi si organizzano anche corsi PLS (Progetto Lauree Scientifiche) per studenti e per la formazione degli insegnanti.

Gli studi sui temi di fisica contemporanea sono condotti nell’ambito del progetto ERASMUS + I SEE (Inclusive STEM Education to Enhance the capacity to aspire and imagine future careers) e del progetto ERASMUS + IDENTITIES (Integrate Disciplines to Elaborate Novel Teaching approaches to IntTerdisciplinarity and Innovate pre-service teacher Education for STEM challenges).

Settori ERC

• PE2_16 General physics 
• SH4_11 Education: systems and institutions, teaching and learning
• SH4_14 Teaching and learning

Collaborazioni nazionali e internazionali

IDENTITIES: Integrate Disciplines to Elaborate Novel Teaching approaches to Interdisciplinarity and Innovate pre-service teacher Education for STEM challenges (ERASMUS +, 2019-1-IT02-KA203-063184, 01/09/2019 - 31/08/2022. Coordinatore: Olivia Levrini, Università di Bologna (www.identitiesproject.eu)

FEDORA: Future-oriented Science Education to enhance Responsibility and Engagement in the society of acceleration and uncertainty (H2020-SwafS-2019-2-two-stage, 01/09/2020 - 31/08/2023). Coordinatore: Olivia Levrini, Università di Bologna (www.fedora-project.eu)

PIANO LAUREE SCIENTIFICHE (Progetto nazionale con l’obiettivo di migliorare il collegamento tra scuole secondarie e dipartimenti scientifici) (http://www.pls.unibo.it/it/fisica)

Produzione scientifica

• Branchetti, L., Cattabriga, A., & Levrini, O. (2019). Interplay between mathematics and physics to catch the nature of a scientific breakthrough: The case of the blackbody. Physical Review Physics Education Research, 15(2). doi: 10.1103/physrevphyseducres.15.020130
• Branchetti, L., Tasquier, G. (2018). The Role of Mathematics in Quantum Physics for High School Students: a Case Study. Paper published on Proceedings of the 7th International Conference of New Perspectives in Science education, 23-23 March, 2018, Firenze – Italy.