Gruppo di Ricerca in Didattica della Fisica e dell’Astronomia (GRAPE)
Staff
Collaboratori:
Sofia Talas, Fanny Marcon, Sandra Moretto, Stefano Ciroi, Alessandro Siviero, Paolo Ochner
Collaborazioni:
- TUNING Academy – Univ. Groeningen, NL per il Progetto CALOHE2
- Piano Lauree Scientifiche – Fisica
- Liceo Scientifico “E. Curiel” per il progetto “Fisica al Liceo Matematico”
- Giunti Scuola, per la proposta di percorsi didattici sulla rivista “La Vita Scolastica”
Attività di ricerca
La ricerca del Gruppo si articola su due filoni principali: lo sviluppo delle competenze disciplinari e delle pratiche scientifiche nei diversi livelli di istruzione e la formazione degli insegnanti, sia iniziale che in servizio. In particolare, il Gruppo sta lavorando nelle seguenti linee di ricerca:
Didattica laboratoriale innovativa. L’obiettivo di questa linea di ricerca è migliorare l’efficacia dell’insegnamento e apprendimento della fisica a tutti i livelli di istruzione attraverso metodologie basate sull’indagine scientifica (inquiry-based learning). Tra i più recenti temi inerenti a questa linea di ricerca vi è l’uso del laboratorio technology-enhanced sia a livello di scuola secondaria, sia a livello del primo anno di università, attraverso lo sviluppo di esperienze di laboratorio caratterizzate dall’uso di smartphone e/o altre tecnologie a basso costo (es. schede Arduino).
Formazione degli insegnanti in servizio: comunità di apprendimento e ricerca-azione. Questa linea di ricerca esplora le strategie più efficaci per la formazione degli insegnanti in servizio, cercando in particolare sinergie tra la metodologia della comunità di apprendimento (community of learners) e la ricerca azione, inserendole nello specifico contesto della didattica della fisica. La ricerca avviene attraverso la realizzazione di comunità di apprendimento di insegnanti di fisica in servizio, finalizzate allo sviluppo e sperimentazione di percorsi didattici su diversi temi di fisica. Dopo l’esperienza del progetto COLLABORA - A Community Of Learners on LABORAtory work, si prevede ora la costituzione di una comunità di apprendimento su temi di Fisica dell’Universo (progetto ATHENA – Asiago TeacHEr Network on Astrophysics) in collaborazione con l’Osservatorio Astrofisico di Asiago.
Progetto Erasmus+ CALOHE2 (Measuring and Comparing Achievements of Learning Outcomes in Higher Education in Europe - Phase 2). Si tratta di un follow-up del progetto europeo CALOHEE (Measuring and Comparing Achievements of Learning Outcomes in Higher Education in Europe, 2015-2017), finalizzato a misurare e confrontare a livello europeo i risultati di apprendimento degli studenti al termine degli studi universitari in diverse discipline, tra cui la Fisica. A partire dai risultati di CALOHEE, CALOHE2 si focalizza sullo sviluppo di strategie di valutazione trans-nazionale delle competenze dei laureati in Fisica.
Relazione tra matematica e fisica. Questa linea di ricerca intende indagare la relazione tra le competenze degli studenti in matematica, e l’utilizzo di strumenti e metodi matematici in fisica. La ricerca è stata portata avanti dapprima con i progetti FisicaMente e FisicaMente al Liceo, e ora con il progetto “Fisica al Liceo Matematico”, in collaborazione con il liceo scientifico “E. Curiel”.
Le scienze nella scuola di base. La ricerca riguarda: (a) lo sviluppo delle competenze scientifiche degli insegnanti di scuola dell’infanzia e primaria, agendo sia sulla formazione iniziale (sperimentazione nel CdS in Scienze della Formazione Primaria), sia per gli insegnanti in servizio (indagini dedicate e progettazione di percorsi formativi); (b) la progettazione e sperimentazione di percorsi didattici per la scuola primaria e dell’infanzia, basati sulla ricerca in didattica della fisica e sui più recenti framework internazionali. Dall’a.s. 2020-21 è attiva una collaborazione con la rivista “La Vita Scolastica” per la proposta di percorsi didattici di scienze.
Sempre all’interno della linea di ricerca sulla scuola di base, ma con l’intenzione di estendere la ricerca ad altri livelli di istruzione, il gruppo porta inoltre avanti ricerche sui seguenti temi:
- Educazione scientifica eoutdoor education, per approfondire le potenzialità della didattica all’aperto per lo sviluppo di competenze scientifiche, in particolare di Fisica.
- Genere e scienza, per approfondire la visione della scienza di ragazze e ragazzi e le azioni utili a superare la segregazione formativa.
Research activities
The group’s research includes two main strands: the development of disciplinary competences and scientific practices at different levels of education, and teacher training, both pre-service and in-service. In particular, the group works on the following research lines:
Innovative laboratory education. The aim of this research strand is to improve the efficacy of physics teaching and learning at all levels of education by means of inquiry-based methodologies. One of the most recent research topics is the exploration of technology-enhanced laboratories, both at secondary school and in the first year of university, through the development of laboratory experiences characterized by the use of smartphones and/or other low-cost technologies (e.g., Arduino boards).
In-service teacher training: learning community and action research. This research strand explores the most effective strategies for teacher professional development. In particular, we seek synergies between the learning community approach and action research, in the specific context of the teaching of physics. The research is carried out through the creation of learning communities of physics teachers, aimed at the development and experimentation of didactic paths on different physics topics. After the experience of the project COLLABORA - A Community Of Learners on LABORAtory work, we now plan to build a learning community on the physics of the Universe (project ATHENA - Asiago TeacHEr Network on Astrophysics) in collaboration with the Asiago Astrophysical Observatory.
Erasmus+ project CALOHE2 (Measuring and Comparing Achievements of Learning Outcomes in Higher Education in Europe - Phase 2). It is a follow-up of the EU project CALOHEE (Measuring and Comparing Achievements of Learning Outcomes in Higher Education in Europe, 2015-2017), aimed at measuring and comparing the learning outcomes of graduates in different disciplines (including Physics) at the European level. Moving from the results of CALOHEE, CALOHE2 focuses on the development of trans-national strategies for the assessment of the competences of Physics graduates.
Relationship between mathematics and physics. This research strand aims at investigating the relationship between students’ competences in mathematics, and the use of mathematical tools and methods in physics. The research has been carried out previously with the projects FisicaMente and FisicaMente al Liceo, and now with the project Fisica al Liceo Matematico, in collaboration with Liceo Scientifico “E. Curiel”.
Science in primary school. The research concerns: (a) the development of scientific competences of kindergarten- and primary school teachers, acting on both initial teacher training (degree course in Primary Education), and in-service teacher training (by means of surveys and training courses); (b) the design and experimentation of didactic paths for kindergarten and primary school, based on research in physics education and on the most recent international frameworks. Since 2020 we also collaborate with the magazine “La Vita Scolastica” for the development of science didactic paths.
Mainly within the research line on primary school, but with the intention of extending the research to other levels of education, the group also researches the following topics:
- The relationship between science education and outdoor education, with the aim of exploring the potential of outdoor education for the development of scientific competences.
- Gender and science, with the aim of investigating the views of girls and boys about science in order to propose actions aimed at overcoming educational segregation.
