CdSSCIENZE DELLA FORMAZIONE PRIMARIA
Codice001BC
CFU13
PeriodoAnnuale
LinguaItaliano
Al termine del corso lo studente deve mostrare di
A) Conoscere a grandi linee “Cosa è la Fisica” e in generale “Cosa è la Scienza” e in cosa consiste il “metodo sperimentale”
B) possedere fondamenti teorici e linguaggio disciplinare delle scienze fisiche, nonché le relative conoscenze didattiche, con particolare riferimento agli obiettivi di apprendimento nella scuola dell'infanzia e nel primo ciclo di istruzione
C) Conoscere le nozioni di base della disciplina: cinematica, dinamica, statica, rudimenti di astronomia, natura della luce, del suono e dei fenomeni elettro-magnetici.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà dimostrare di aver compreso i concetti chiave della chimica, come dettagliati nella sezione del “PROGRAMMA”. In particolare, dovrà saper argomentare e spiegare i nodi concettuali della chimica (in particolare: il concetto di sostanza chimica, il concetto di reazione chimica, il concetto di elemento chimico) sui tre livelli macroscopico-submicroscopico-simbolico secondo il modello di insegnamento della chimica “triangolare” (Modello di Johnstone).
Gli studenti dovranno dimostrare di aver compreso il ruolo della didattica laboratoriale nell’insegnamento della chimica nella scuola primaria e dell’infanzia, il ruolo del linguaggio della chimica e il ruolo dei diversi contesti (formali, non formali e informali) nell’apprendimento della chimica.
At the end of the course the student must show of A) Knowing broadly "What is Physics" and in general "What is Science" and what is the "experimental method" B) possess theoretical foundations and disciplinary language of the physical sciences, as well as the relative didactic knowledge, with particular reference to the learning objectives in kindergarten and in the first cycle of education C) Know the basic notions of the discipline: kinematics, dynamics, static, rudiments of astronomy, nature of light, sound and electro-magnetic phenomena.
At the end of the course, the student must demonstrate that he/she has understood the key-concepts of Chemistry, as detailed in the "SYLLABUS" section. In particular, he/she will have to be able to develop the conceptual nodes of chemistry (the concept of substance, the concept of chemical reaction, the concept of chemical element) on the three macroscopic-submicroscopic-symbolic levels according to the teaching model of "triangular" chemistry.
Students will have to demonstrate that they have understood the role of laboratory teaching in teaching chemistry in primary and kindergarten, the role of the language of chemistry and the role of different contexts (formal, non-formal and informal) in learning chemistry.
Durante il corso, i docenti accertano le conoscenze degli studenti attraverso domande aperte all’inizio di ogni lezione. La verifica avviene anche assegnando a piccoli gruppi di studenti alcuni argomenti da approfondire e poi relazionare al resto della classe nella lezione successiva oppure organizzando attività interattive da svolgere utilizzando la piattaforma di e-learning (eventualmente anche con modalità “cooperative learning”) per verificare l’apprendimento dei concetti fondamentali del corso.
During the course, the teachers check the students' knowledge through open questions
at the beginning of each lesson. The test is also carried out by assigning to small
groups of students some topics to be deepened and then related to the rest of the class
in the next lesson. During the course, the teachers organize interactive activities i
n small groups (with "cooperative learning" mode or/and by using the moodle platform) to verify the learning of the fundamental concepts of the course.
Lo studente deve mostrare di essere in grado di
A) realizzare attività laboratoriali e riflessioni didattiche in ambito fisico attraverso la presentazione di percorsi caratterizzati dall'incentivazione dell'osservazione e della sperimentazione diretta
B) Scoprire e utilizzare materiali poveri e di recupero come parte integrante del laboratorio per i piccoli, e per un costante riferimento a fenomeni, azioni e oggetti della vita quotidiana.
C) saper progettare percorsi di apprendimento e saper organizzare e realizzare interventi didattici coerenti con le competenze da perseguire nell'ambito delle scienze fisiche; lo studente dovrà altresì saper valutare e utilizzare gli esiti di studi empirici al fine di anticipare le pre-conoscenze dei bambini e favorire la costruzione di nuove rappresentazioni mentali
D) Saper comunicare informazioni relative alla progettazione e realizzazione di percorsi didattici attraverso la stesura di relazioni di laboratorio ed, eventualmente, l’utilizzo di diversi canali e codici comunicativi, quali video tutorial su semplici esperimenti di fisica.
E) Saper mettere in atto strategie di apprendimento significativo e capacità di reperire fonti attraverso la progettazione e realizzazione di semplici esperimenti a finalità didattica aventi caratteristiche di originalità, ovvero non trattati nel manuale consigliato.
Lo studente saprà come si costruisce una attività di didattica della chimica per la scuola primaria e per la scuola dell’infanzia, secondo uno schema di lavoro strutturato (tipicamente seguendo un modello gerarchico), definendo chiaramente gli obiettivi, il procedimento, la metodologia, i tempi, le modalità di verifica dell’apprendimento, evidenziando gli aspetti critici dal punto di vista dell’apprendimento, i prerequisiti e i misconcetti associati ai concetti di chimica coinvolti nell’attività.
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di utilizzare un linguaggio appropriato in funzione del target specifico (bambini e ragazzini) per affrontare alcuni concetti chiave della chimica.
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di discutere criticamente i vantaggi e gli svantaggi dei percorsi didattici affrontati e discussi a lezione in relazione ad alcuni argomenti specifici (concetti di sostanza, miscele di sostanze, reazioni chimiche, natura particellare della materia, trasformazioni della materia, l’atomo e le molecole, il concetto di elemento chimico).
The student must show that he is able to A) carry out laboratory activities and didactic reflections in the physical field through the presentation of paths characterized by the incentive of observation and direct experimentation B) Discover and use poor and recycled materials as an integral part of the laboratory for children, and for a constant reference to phenomena, actions and objects of daily life. C) knowing how to plan learning paths and knowing how to organize and implement educational interventions consistent with the skills to be pursued in the physical sciences; the student must also be able to evaluate and use the results of empirical studies in order to anticipate children's pre-knowledge and encourage the construction of new mental representations D) Knowing how to communicate information relating to the design and implementation of educational paths through the preparation of laboratory reports and, possibly, the use of different channels and communication codes, such as video tutorials on simple physics experiments. E) Knowing how to implement meaningful learning strategies and the ability to find sources through the design and implementation of simple experiments for educational purposes with original features, or not covered in the recommended manual. The student will know how to build a chemistry teaching activity for primary school and kindergarten, according to a structured work scheme, clearly defining the objectives, the procedure, the methodology, the times, the methods for verifying the learning, highlighting the critical aspects from the learning point of view, the prerequisites and misconceptions associated with the chemistry concepts involved in the activity. At the end of the course, the student will be able to use appropriate language according to the specific target (children and teenagers) to deal with some key concepts of chemistry. At the end of the course, the student will be able to critically discuss the advantages and disadvantages of the didactic paths addressed and discussed in class in relation to some specific topics (concepts of substance, mixtures of substances, chemical reactions, particle nature of the matter, transformations of matter, the atom and molecules, the concept of chemical element).
Durante il corso, i docenti creano momenti di discussione tra gli allievi al fine di verificare le loro capacità.
Durante il corso, alcune lezioni saranno impostate in modo che siano gli studenti stessi ad introdurre alcuni argomenti rilevanti per il corso o aspetti critici legati all’apprendimento della chimica e della fisica, per verificare le loro capacità in merito all’utilizzo delle strategie didattiche e del linguaggio specifico della chimica e della fisica.
During the course, the teachers create moments of discussion between the students
in order to check their skills. During the course, some lessons will be set up in such a way that the students themselves introduce some topics relevant to the course or critical aspects
related to the learning of chemistry and physics, to verify their skills regarding
the use of teaching strategies and of the specific language of chemistry and physics.
Gli studenti dovranno confrontarsi tra loro, discutere ed argomentare le loro posizioni e idee. In alcuni momenti, gli studenti lavoreranno in classe secondo il metodo “cooperative learning” e quindi saranno importanti i rapporti tra ragazzi e in generale le dinamiche di gruppo.
Students will have to confront each other, discuss and argue their positions and ideas.
In some moments, students will work in the classroom according to the "cooperative learning"
method and therefore relationships between young people and group dynamics in general will
be important.
La verifica dei comportamenti descritti sopra avviene durante il corso e alla fine del corso, ed è il risultato della valutazione delle diverse attività sopra descritte.
The verification of the behavior described above takes place during the course and at
the end of the course, and is the result of the evaluation of the various activities
described above.
Conoscenze di base di matematica e scienze, conoscenze di base di metodologie di didattica generale.
Basic knowledge of mathematics and science, basic knowledge of general teaching methodologies.
Lezioni frontali (meno del 30%), con ausilio di slide e proiezioni. Lezioni interattive (oltre il 70%) che prevedono la partecipazione attiva degli studenti. Le metodologie adottate nelle varie lezioni saranno principalmente: brainstorming, cooperative learning o lavoro di gruppo, simulazione di attività laboratoriali, discussioni collettive, piccole dimostrazioni seguite da lavoro di gruppo, costruzione di mappe concettuali. Per la parte di Fisica sono previste attività in laboratorio e presso la Ludoteca Scientifica Pisana.
Tutti i materiali forniti a lezione sono disponibili sul sito di e-learning del corso. Le comunicazioni docente-studenti avvengono sia tramite e-learning, sia sulla pagina di google classroom che via e-mail. Materiale didattico aggiuntivo è fornito sul sito di e-learning (articoli, review, approfondimenti didattici). Il docenti sono a disposizione degli studenti preferibilmente attraverso ricevimenti da concordare (sia collettivi che personali).
Frontal lessons (less than 30%), with the aid of slides and projections.
Interactive lessons (over 70%) which provide for the active participation of students.
The methodologies adopted in the various lessons will be mainly: brainstorming, cooperative learning or group work, simulation of laboratory activities, collective discussions, small demonstrations followed by group work, construction of concept maps. For the Physics part, activities are planned in the laboratory and at the Scientific Library of Pisa. All the materials provided in class are available on the e-learning website of the course.
Teacher-student communications take place both via e-learning and via e-mail.
Additional didactic material is provided on the e-learning website (articles,
reviews, didactic insights). The teachers are available to students preferably through
receptions to be agreed (both collective and personal).
Programma di Fisica (contenuti dell’insegnamento)
• La Fisica Ingenua, senso comune e idee spontanee
• La Fisica non ingenua: dall’osservazione al discorso intorno ai fenomeni, il qualitativo e il quantitativo
• metodo sperimentale, grandezze fisiche, unità di misura; (lunghezza, superficie, volume, tempo)
• concetti di massa e peso; densità
• interazioni tra oggetti e concetto di forza
• forza ed equilibrio (statica, galleggiamento)
• concetto di energia e alcune sue caratteristiche (La molla compressa come “serbatoio” di energia)
• temperatura e calore, concetto di equilibrio termico
• luce e fenomeni ottici: proprietà della luce, ombre, teorie della visione, riflessione e rifrazione, colore; connessioni interdisciplinari tra ottica e arti figurative.
• La Terra: la linea dell’orizzonte, vivere su una sfera, Rappresentazioni e artefatti cognitivi; mappe e carte geografiche)
• Il cielo: movimenti apparenti di Sole e Lune, le stagioni, gli orologi solari
• Acustica: suono e rumore, connessioni interdisciplinari tra Fisica e Musica
• Elettricità Statica, (strofinio, contatto, induzione), concetto di forza e carica elettrica
• Magnetismo, campo magnetico terrestre
• La “Terricula” di Gilbert come esempio di modello.
PROGRAMMA DI CHIMICA:
Aspetti disciplinari (parte sui 'FONDAMENTI'):
- La materia: il concetto di sostanza (sostanze semplici, sostanze composte, proprietà chimico-fisiche delle sostanze chimiche); gli stati di aggregazione della materia e le principali proprietà (stato solido, stato liquido e stato gassoso); miscele di sostanze: miscugli eterogenei ed omogenei in fase solida, miscugli omogenei ed eterogenei in fase liquida, miscugli omogenei in fase gassosa, miscele omogenee solido-liquido, liquido-gas; le soluzioni (concetti fondamentali di soluto, solvente, concentrazione);
• Le trasformazioni della materia: le trasformazioni fisiche e le trasformazioni chimiche (definizioni, misconcetti, esempi di trasformazioni reversibili e irreversibili sia tra le trasformazioni fisiche che tra le trasformazioni chimiche);
• Focus sulle trasformazioni chimiche. Esempi di reazioni chimiche comuni (in particolare: reazioni acido-base, reazione di combustione, reazioni colorimetriche, reazioni con sviluppo di gas, reazioni di precipitazione, cenni alle ossidoriduzioni)
• Il concetto di Elemento chimico. Evoluzione storica del concetto di elemento chimico e definizioni attualmente accettate. Significato e aspetti fondamentali della Tavola Periodica. - La natura sub-microscopica della materia: gli atomi e le molecole (evoluzione dei concetti di atomi e molecole attraverso un percorso storico-didattico);
Aspetti didattici e metodologici:
- Il linguaggio della chimica, il ruolo dei simboli, delle rappresentazioni e delle parole: aspetti didattici rilevanti;
- L’insegnamento della chimica nella scuola italiana (cenni);
- Il modello triangolare di insegnamento della chimica (ovvero il Modello di Johnstone): livello macroscopico, livello sub-microscopico e livello delle rappresentazioni; evoluzione del modello con il Modello tetraedrico: aggiunta dell’elemento umano.
- La contrapposizione naturale/artificiale e aspetti legati all’immagine della chimica e alla percezione; il ruolo della percezione della chimica negli insegnanti sull’apprendimento della chimica.
- il ruolo del laboratorio nella didattica delle scienze, e in particolare della chimica;
- la progettazione di attività laboratoriali ed esperienze di didattica della chimica nella scuola primaria e nella scuola dell’infanzia;
- il ruolo del “contesto” nell’insegnamento della chimica: contesto formale, non formale, informale, il ruolo dei musei scientifici;
- Esempi di percorsi laboratoriali e attività didattiche con metodologie attive/interattive per la scuola primaria trattati a lezione in dettaglio (su cui è possibilie prendere spunto per il percorso da presentare all'esame):
* Percorso didattico dai semi alle farine, dalle farine alla pasta (il concetto di trasformazione, aspetti rilevanti dal punto di vista disciplinare: la composizione chimica delle farine, in particolare: l’amido; aspetti rilevanti dal punto di vista didattico e delle metodologie).
* Percorso didattico sul ‘simile scioglie il simile’, attività sul sapone e l’igiene personale (concetti di chimica e di fisica correlati: miscibilità / immiscibilità, densità, stati della materia, solubilità, polarità / apolarità; natura particellare della materia);
* Percorso traversale sui pigmenti naturali (di origine minerale, vegetale e animale) e pigmenti artificiali (aspetti multidisciplinari e concetti fondamentali di chimica: miscibilità/immiscibilità, trasformazioni chimiche, naturale versus artificiale, aspetti storici e la chimica nell’arte);
* Percorso sugli alimenti e collegamenti con l’educazione alimentare e il corpo umano (concetti disciplinari: le trasformazioni chimiche, le reazioni colorimetriche, il concetto di caloria, macronutrienti e micronutrienti).
Physics
- Naive Physics, common sense and spontaneous ideas
- Non naive physics, observation, phenomenology , quantitive and qualitative approach
- Experimental Methods, measurements units (Length, surface, volume, time, etc..)
- Mass, weight, density
- Interactions and the concept of force
- Equilibriuim phenomena, statics, floating
- Energy, heat, temperature, heat exchange
- Light and optical phenomena
- The earth shape, Reppresentation and cognitive artefact, geographical maps
- The sky, mouvement of Sun and Moon, seasons, solar clock
- Sound and noise, Physics and Music connection
- Static Electricity and magnetism
- Terrestrial Magnetism, Gilbert's Terricula as model example, application in navigation history
Chemistry
• Matter: the concept of substance, the mixtures of substances (homogeneous and heterogeneous)
• The transformations of matter: physical transformations and chemical transformations
• Common chemical reactions (acid-base, combustion, colorimetric reactions, reactions with the development of gas, precipitation reactions, ...)
• The particle nature of matter: a first description of matter, the states of matter and chemical reactions at the microscopic level;
• The sub-microscopic nature of matter: atoms and molecules (historical-didactic path); • The concept of chemical element (historical-epistemological path);
• The language of chemistry, the role of symbols and words;
• The structured nature of chemical knowledge and implications for teaching;
• The natural / artificial contrast and the main misconceptions of chemistry.
- the role of the laboratory in science teaching, and in particular in chemistry;
- the different types of laboratory (demonstration, exploration, training, guided, ...) and examples in the teaching of chemistry;
- the planning of chemistry teaching activities and experiences;
- the role of the "context" in teaching chemistry; - the importance of an integrated and multidisciplinary approach;
- learning chemistry in formal, non-formal and informal contexts;
- good practices in teaching chemistry; examples of activities with active / interactive methodologies on:
* Soap chemistry and personal hygiene;
* The chemistry of natural and artificial pigments;
* Food chemistry and food education.
Parte di FISICA:
MArco Leone, Insegnare ed aprendere FIsica nella scuola Primaria, Mondadori
Parte di CHIMICA:
Valentina Domenici, “Insegnare e apprendere Chimica”, Mondadori Education: 2018.
Altri testi a cui poter attingere:
R. Carpignano, G. Cerrato, D. Lanfranco, T. Pera, "La chimica maestra", BAOBAB editore2013.
Margherita Venturi, "Il laboratorio di scienze", Tecnodid Editrice, 2006.
Autori vari, “La Chimica alle Elementari”, Giunti Lisciani Editori: 1996.
Paolo Mirone, “Lezioni di didattica della chimica”, Atti Soc. Nat. Mat. Modena, 136 (2005).
Pier Luigi Riani, (a cura di) “Il Concetto di Trasformazione”, Stampa UNIPI, 1999.
Yvonne Garson, “Science in the Primary school”, Routledge Ed., London: 1988.
Libro consigliato per la lettura:
QUESTIONE DI CHIMICA di Mai Thi Nguyen-Kim (Editore: Sonzogno - 26 maggio 2022)
** Nota bene: durante il corso vengono segnalati e condivisi su elearning anche estratti di questi testi e articoli di didattica della chimica.
Fisica per maestri, Allasia et al., Cortina Editore
Dove è il Sole di Notte, R. Casati, Raffaello Cortina Editore
La Fisica Ingenua, Paolo Bozzi, Garzanti Editore
Valentina Domenici, “Insegnare e apprendere Chimica”, Mondadori Education: 2018.
Altri testi e articoli consigliati (il materiale sarà segnalato puntualmente alla fine delle lezioni):
R. Carpignano, G. Cerrato, D. Lanfranco, T. Pera, "La chimica maestra", BAOBAB editore2013.
Margherita Venturi, "Il laboratorio di scienze", Tecnodid Editrice, 2006.
Autori vari, “La Chimica alle Elementari”, Giunti Lisciani Editori: 1996.
Paolo Mirone, “Lezioni di didattica della chimica”, Atti Soc. Nat. Mat. Modena, 136 (2005).
Pier Luigi Riani, (a cura di) “Il Concetto di Trasformazione”, Stampa UNIPI, 1999.
Yvonne Garson, “Science in the Primary school”, Routledge Ed., London: 1988.
QUESTIONE DI CHIMICA di Mai Thi Nguyen-Kim (Editore: Sonzogno - 26 maggio 2022)
Non è previsto programma differenziato per i non frequentanti.
Si ricorda che il laboratorio (a frequenza obbligatoria) è condizione necessaria per sostenere l’esame.
There is no differentiated program for non-attending students. We remind you that the laboratory (compulsory attendance) is a necessary condition
to take the exam
L'esame prevede un colloquio orale a partire da una relazione scritta o da una presentazione (ad esempio PowerPoint) concordata in precedenza con i docenti. La relazione può riguardare sia uno dei percorsi svolti e discussi durante il corso sia un percorso didattico originale progettato ex-novo dagli studenti.
Per questa attività è possibile presentare anche un lavoro di gruppo (massimo 3 studenti). Si chiede comunque di concordare anticipatamente con i docenti l'argomento da trattare (sia per la parte di fisica che per la parte di chimica). Le relazioni o le presentazioni dovranno essere inviate ai docenti almeno una settimana prima della data dell'esame a entrambi i docenti.
Durante il colloquio saranno valutati sia gli aspetti disciplinari (ovvero i concetti fondamentali di fisica e di chimica trattati durante il corso) sia quelli didattici (metodologici, e di didattica disciplinare), come da programma.
Interview and discussion of a written report agreed with the teachers. The activity can be presented as a cooperative work (maximum three students) and the written report should be send in advance to the teachers.