Un progetto di insegnamento della meccanica quantistica a livello di scuola secondaria superiore: alla ricerca di un formalismo possibile

Questo lavoro di tesi è inserito in una delle linee nelle quali si articolano le ricerche del gruppo di Didattica della Fisica dell'Università di Bologna.
Lo studio oggetto della tesi è parte di un più ampio lavoro di ricerca mirato alla formazione di proposte innovative per l'insegnamento della Fisica Moderna a livello di scuola secondaria superiore e riguarda, nello specifico, la progettazione di un percorso di meccanica quantistica.
L’insegnamento della meccanica quantistica a livello di scuola secondaria superiore è un tema molto dibattuto dalla ricerca in Didattica della Fisica a livello nazionale ed internazionale. Questo tema acquista oggi in Italia particolare rilevanza dal momento che i nuovi Programmi Ministeriali prevedono nei licei scientifici ben tre quadrimestri per la fisica moderna.
Uno dei problemi maggiormente discusso nell’ambito della ricerca riguarda il livello di formalizzazione che è possibile e opportuno raggiungere nei licei. Tale problema rappresenta il filo conduttore del presente lavoro, mirato a formulare una proposta di percorso che sia al contempo realizzabile e ambiziosa, affinché la portata culturale della fisica moderna, e della meccanica quantistica in particolare, sia valorizzata il più possibile e possa diventare effettivamente parte del patrimonio di conoscenze dell’individuo e della società più in generale.
La tesi è articolata in quattro capitoli e una conclusione.
Nel primo capitolo si illustrano le motivazioni che hanno portato alla tesi stessa e si analizzano alcune problematiche e difficoltà degli studenti relative a percorsi didattici tradizionali di meccanica quantistica.
Nel secondo capitolo si analizzano alcune proposte didattiche presenti in letteratura di ricerca in Didattica della fisica e, sulla base delle problematicità evidenziate, si delinea una prima ipotesi di percorso da sperimentare in classi di V liceo scientifico.
Nel terzo capitolo è presentata una pre-sperimentazione del percorso in due V classi del liceo scientifico “A. Einstein” di Rimini e si analizzano i risultati ottenuti sottolineandone gli aspetti positivi da valorizzare e quelli deboli da rivedere.
Sulla base dei risultati sono condotte, nel quarto capitolo, alcune riflessioni nella direzione di costruire una ipotesi di percorso da sperimentare con future classi di liceo.