Quando sono state annunciate misure di blocco in Francia e in altri paesi, docenti delle scuole secondarie e docenti universitari hanno dovuto effettuare rapidamente il passaggio dalla didattica in aula alla didattica a distanza. Di conseguenza, il lavoro pratico veniva spesso abbandonato:gli esperimenti non erano più possibili senza un laboratorio, provette, oscilloscopi e altre apparecchiature.

Per superare questo problema, alcuni educatori hanno utilizzato simulazioni digitali, mentre altri hanno analizzato i dati esistenti. Ma le persone che hanno familiarità con la scienza sperimentale sanno che le simulazioni e le semplici analisi non sostituiscono il banco di laboratorio e gli esperimenti reali. Il ruolo della scienza è quello di aiutarci a comprendere i fenomeni quotidiani e gli esperimenti "reali" sono assolutamente essenziali.

Come accademici che lavorano nel campo della fisica, da diversi anni stiamo riflettendo sullo sviluppo di nuove forme di lavoro pratico che consentano una maggiore autonomia degli studenti. All'Université de Bordeaux e Paris-Saclay, abbiamo chiesto ai nostri studenti di creare il proprio esperimento, e in alcuni casi, per condurli in autonomia con smartphone o schede Arduino, una soluzione open source per esperimenti con l'elettronica.

Il lockdown è stata una grande opportunità per testare il lavoro pratico autonomo, quindi ci siamo buttati subito. Durante i due mesi di blocco francese, iniziato il 17 marzo e terminato l'11 maggio, ci siamo adattati e abbiamo continuato a insegnare utilizzando esperimenti senza compromettere la qualità dei contenuti. Questi test "a grandezza naturale" ci hanno convinto che è possibile condurre a distanza lezioni con esperimenti sia per insegnanti di scuola secondaria che per professori di istruzione superiore. Abbiamo anche osservato aspetti molto positivi di questo nuovo approccio. Cambia il rapporto dello studente con la scienza e con i suoi insegnanti.

Queste nuove tecniche educative sono opportunità fantastiche, soprattutto dato che è probabile che il distanziamento sociale persista nel prossimo anno. Loro fanno, però, richiedono preparazione.

Smartphone e centrifuga per insalata

Che cos'è il lavoro di laboratorio senza un laboratorio e attrezzature da laboratorio? Lo strumento prioritario è uno smartphone con i suoi numerosi sensori. Oltre a registrare immagini o suoni, gli smartphone possono misurare l'accelerazione, campi magnetici, velocità di rotazione, spettro audio, e alcuni modelli possono persino misurare la pressione o l'intensità della luce. Applicazioni gratuite come Phyphox possono essere utilizzate per misurare, analizzare e trasferire i dati in pochi secondi. Tutto ciò di cui hai bisogno è un po' di immaginazione e puoi iniziare ad armeggiare.

Vuoi misurare il periodo e lo smorzamento di un pendolo? Appendi il telefono a un pezzo di corda e misura la sua accelerazione. Interessato all'accelerazione centripeta? Metti il ​​tuo smartphone in una centrifuga per insalata e avvia contemporaneamente l'accelerometro e il giroscopio.

L'immaginazione di studenti e insegnanti è l'unico limite a questi tipi di esperimenti, come dimostrato da "La sfida della fisica degli smartphone". Il risultato è stato 61 modi per misurare l'altezza di un edificio!

E queste tecniche non sono limitate alla fisica. È anche possibile condurre esperimenti di chimica e biologia semplici e precisi a casa. Per esempio, puoi trasformare il tuo smartphone in un microscopio con una goccia d'acqua (e vedere le cellule come risultato) o uno spettrofotometro.

Reinventare l'istruzione

Abbiamo anche adattato i nostri metodi di insegnamento. All'Université Paris-Saclay, abbiamo chiesto a circa 100 studenti di condurre in autonomia lo studio di fisica di loro scelta. I soggetti scelti variavano enormemente, compreso lo studio di un razzo ad aceto e le modalità acustiche degli strumenti musicali, la misurazione del raggio terrestre e la fisica dietro a strappare una tovaglia da un tavolo senza posate disturbanti su di essa. Gli studenti hanno lavorato in coppia per attenuare l'isolamento derivante dal lockdown.

All'Università di Bordeaux, abbiamo creato un sito, Smartphone, che propone una serie di esperimenti a studenti e insegnanti in diversi campi, compresa la meccanica, acustico, ottica e fisica dei fluidi. Oltre ai protocolli, conferenze e video, abbiamo organizzato una videoconferenza collettiva settimanale, "Esperimenti in isolamento", durante il quale gli studenti sperimentano e condividono contemporaneamente le misurazioni registrate con il proprio smartphone e il mezzo a portata di mano.

Le esercitazioni pratiche a distanza sono molto più interessanti

Questi nuovi tipi di esercizi pratici non sono solo soluzioni di emergenza in una crisi sanitaria. Sono nuove tecniche educative interessanti perché rafforzano il rapporto con la sperimentazione e la materia. Gli insegnanti non guardano più le spalle degli studenti per controllare ogni gesto. Di conseguenza, gli studenti hanno meno paura di sbagliare, soprattutto senza apparecchiature costose che potrebbero danneggiarsi (a parte lo smartphone stesso, Certo). I risultati dei sondaggi dimostrano che la maggior parte degli studenti gode della libertà e dell'autonomia.

Un altro vantaggio:gli esperimenti non sono più isolati in laboratorio, il che significa che la fisica non è più una scienza astratta praticata solo con apparecchiature altamente specializzate. Anzi, fa parte della vita quotidiana e, di conseguenza, diventa reale. Anche le qualità educative cambiano. Immaginazione, il bricolage e la creatività hanno ciascuno un ruolo da svolgere, e sono tutte caratteristiche della pratica di ricerca reale. Alcuni profili di studenti prospereranno utilizzando questo approccio meno accademico.

Finalmente, comunicando su esperimenti a distanza, gli studenti utilizzano forme di comunicazione originali tipiche della scienza partecipativa. Lavorare insieme su una piattaforma digitale favorisce l'azione collaborativa.

Prepara l'anno accademico 2020 quest'estate

È probabile che le misure di distanziamento all'inizio dell'anno accademico 2020 cambino il modo in cui l'insegnamento è organizzato in tutto il mondo. Il lavoro pratico potrebbe essere una delle prime vittime... Il nostro messaggio è semplice:insegnare con gli esperimenti a casa potrebbe essere un'alternativa pratica, ma non solo di second'ordine. Potrebbe essere un'occasione unica per rivedere il modo in cui insegniamo le discipline scientifiche iniettando creatività, libertà e divertimento.

Ma dobbiamo prepararci per questo. Fortunatamente, imparare come è davvero semplice e persino divertente. Se sei interessato, abbiamo sviluppato una serie di strumenti per iniziare che troverai sul sito web di Physics Reimagined e su Smartphonique.fr. tentato? Tira fuori il tuo smartphone!

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.