Piano Lauree Scientifiche Università degli Studi di Udine La scuola estiva di eccellenza sulla fisica moderna Progetto IDIFO del PLS Unità di Ricerca in Didattica della Fisica Università degli Studi di Udine SEEFM La Scuola Estiva di Eccellenza per studenti delle scuole superiori sulla fisica moderna 5 edizioni (July 2007-2009-2011- 2013 and Juny 2014) Organized by Reseach Unit in Physics Education of the University of Udine The school offer educational path: From Elettromagnetism to electrodinamic From EM to Superconductivity From Polarization phenomena to Quantum Mechanics Vectorial spaces, transformations and the Hilbert Spaces of quantum state vectors The concept of mass from classical physics to relativity Advanced and modern physics experiment as educational contexts of problem solving Le attività della Scuola Estiva prevedono: - Educational paths on the different topics In presence and remote lab for Experimental and conceptual Problem solving Model based simulations as conceptual palextra Lectures on basic concepts of physics contents, problem solving, the mathematical basis of modern physics - Lectures on the new discoveris frontier of research in physics - Visit to Research centers (Electra amd Science park, ICTP) Le attività della Scuola Estiva prevedono: 1) percorsi di esplorazione attiva per mettersi in gioco esplorando esperimenti e possibili interpretazioni sui temi dell’elettromagnetismo, della meccanica quantistica e della superconduttività, della conduzione elettrica nei solidi, del concetto massa-energia in fisica moderna; 2) laboratorio sperimentale a gruppi su esperimenti di avanguardia e cruciali per la fondazione delle due nuove teorie dell’ultimo secolo, come la meccanica quantistica e la relatività, con modalità in presenza e diretta conduzione delle misure a gruppi nei Laboratori di Fisica dell’Università di Udine; 3) laboratorio di simulazioni basate su modelli come palestre concettuali 4) laboratorio di matematica per fondare con l’algebra lineare, le trasformazioni nel piano ed i numeri complessi le basi formali della meccanica quantistica, introdotta in termini fenomenologici; 5) problem solving, test, sfide e gare sui concetti affrontati; 6) seminari su temi di avanguardia della ricerca in matematica ed in fisica, tenuti da alcuni dei più illustri esponenti della ricerca in tali ambiti a livello internazionale: particolarmente significativo è il contributo dei docenti della Sezione di Fisica del Dipartimento di Chimica, Fisica ed Ambiente e della Scuola Superiore dell’Università di Udine, del Dipartimento di Fisica e del Centro di simulazione numerica Democritos dell’Università di Trieste; 𝑎 𝑢 = Ψ1 𝑎 𝑣1 + Ψ2 𝑎 𝑣2 Ogni attività è parte di un percorso organico di formazione sui principali temi della fisica moderna: uno stretto coordinamento tra tutti i docenti ha permesso di mettere a punto i materiali utilizzati, che sono la ricaduta didattica di anni di ricerca. Gli esperimenti proposti costituiscono spesso prototipi o esemplari unici di esperimenti di fisica moderna a livello europeo. Tutte le attività della Scuola Estiva sono seguite, oltre che dagli studenti partecipanti anche da: - studenti universitari - insegnanti di fisica esperti - ricercatori universitari. Sono infatti presenti, accanto agli studenti partecipanti: due docenti per ogni attività, quattro dottorandi di ricerca in didattica della fisica, due postdoc, tre insegnanti di scuola secondaria, studenti della Scuola Superiore di eccellenza dell’Università di Udine e altri studenti universitari di altra sede e 4 tecnici, oltre al personale di segreteria. La dimensione di ricerca caratterizza la Scuola Estiva. Materiali di riferimento costituiscono supporto alle attività e documentazione del lavoro svolto nella scuola Schede di lavoro consentiranno di monitorare e analizzare il processo di apprendimento nei diversi percorso formativi sviluppati Le specifiche competenze acquisite saranno certificate secondo metodi di valutazione validati a livello internazionale. Attestazioni specifiche verranno rilasciate anche per le gare. Nello zainetto della scuola vengono inseriti: il catalogo di esplorazioni sperimentali sull’elettromagnetismo e sulla polarizzazione ottica come preludio alla meccanica quantistica, un libretto sulla meccanica quantistica, la presentazione degli esperimenti di laboratorio e dei percorsi di meccanica quantistica e superconduttività. I materiali di supporto ai seminari e le schede Inquired Based Learning (IBL) relative alle specifiche attività verranno distribuite al momento in cui saranno utilizzate. Le schede IBL devono essere compilate individualmente. Ogni attività viene attestata in base alle firme di presenza e vengono certificate le competenze sulla base degli esiti di diversi livelli di monitoraggio. Ogni percorso esplorativo e l’attività di laboratorio costituiscono Laboratori PLS da valutare in rete telematica, come l’intera Scuola, che si configura come stage PLS. Diversi valutatori seguono le attività della Scuola per la valutazione esterna: - rappresentanti del MIUR - insegnanti dell’Associazione per l’Insegnamento della Fisica (AIF) - Dottorandi e studenti universitari Per la valutazione vengono effettuati quattro tipi di analisi: Valutazione apprendimenti con le schede IBL, consegnate al termine di ogni attività Valutazione delle presentazioni che gli studenti a gruppi fanno l’ultimo giorno sui compiti assegnati Valutazione PLS in rete telematica per l’intera scuola Valutazione dettagliata degli studenti sulle singole attività svolte, da compilare in formato cartaceo a conclusione della scuola stessa La selezione (pubblicazione bando 1,5-2 mesi) La selezione (pubblicazione bando 1,5-2 mesi) 2013 – 4 edizione 2014– 5 edizione La selezione (pubblicazione bando 1,5-2 mesi) Learning outcomes: Example from SC Lab A large majority gived a complete representation of magnet-ferromagnet interaction through field lines 24/29 Some students remains at descriptive level using the concept of force (5/29) Analyzing the interaction of a magnet and a iron clip students represents the field lines: - inside and outside all objects (6/29) - Outside magntes, and inside the other obects (14/29) - Only the field lines of the magnet (6/29) Clip Wood table Magnet In the case of the magnet falling inside a tube: - role of the induced current and Loretz force - induced current - Diamagnetic properties of CU, u.a.m. Cu v(t)costante YBCO=0 v(t)? Model describing a magnet over a cooled YBCO: - Model based on induced current - Model based on force concept - Descriptive model 15 7 15 Cu tube 21/29 4/29 4/29 YBCO tube 17/29 7/29 4/29 Problem solving based lecture Visit to Electra Syncrotron e/m and Rvs T Experiments Didactic lab on phenomenological exploration of SC Mas-Energy lab MQ lab EM lab EVALUATION Parte D – Evaluation of the SpS Summer School D1. Indicate in order of priority the three activities of the Summer School SpS that you are getting more motivating for the study of physics, explaining why. Il più grande ringraziamento va a voi studenti partecipanti che con il vostro interesse ed impegno motivate il nostro entusiasmo