Simulazioni con GeoGebra a supporto di un percorso per l'introduzione della fisica quantistica nell'ultimo anno di Liceo.

Le nuove indicazioni nazionali relative ai programmi ministeriali dei licei, a seguito della riforma della scuola secondaria superiore entrata in vigore nel 2010, prevedono che nell’ultimo anno dei Licei scientifici vengano affrontati temi di fisica del Novecento, fra cui la fisica quantistica. In questa prospettiva, il lavoro di tesi è stato finalizzato alla realizzazione di simulazioni da inserire in modo organico all’interno del percorso didattico sull’approccio di Feynman realizzato dal Gruppo di ricerca in Didattica della Fisica dell’Università di Pavia. Per questo è stato costruito un raccoglitore interattivo, creato attraverso il sito GeoGebra Tube, nel quale le simulazioni sono integrate a istruzioni ed esercizi e connesse al percorso complessivo. Il software GeoGebra consente di realizzare simulazioni con un alto livello di interattività, tramite l’uso di barre di scorrimento e caselle spuntabili; per ogni simulazione analizziamo gli scopi didattici principali, discutendo la relazione tra il tipo di visualizzazione offerto dalle simulazioni e il modello di oggetto quantistico che si intende trasmettere agli studenti. Obiettivo generale del lavoro è quello di fornire agli insegnanti un supporto nella costruzione di percorsi didattici che vadano al di là della discussione iniziale sulla crisi della fisica classica e forniscano agli studenti una visione della struttura concettuale ed epistemologica della teoria quantistica. La tesi si articola nel modo seguente: dopo l’introduzione, che presenta le finalità e la struttura generale del lavoro, nel capitolo 2 si riporta una panoramica generale sulle ricerche che riguardano le principali difficoltà di comprensione degli studenti sulla fisica quantistica e le proposte didattiche basate su approcci diversi da quello di Feynman; nel capitolo 3 si esamina l'approccio di Feynman, riportando anche una breve discussione dei primi due capitoli del libro QED, The starange theory of light and matter, dello stesso autore, e si presentano alcune proposte didattiche, presenti in letteratura, centrate su questo approccio. Nel capitolo 4 sono illustrate le simulazioni che abbiamo realizzato con il software open-source GeoGebra e la loro strutturazione all’interno della proposta didattica complessiva.