Esperienze scolastiche

Liceo Scientifico "L.Mascheroni" di Bergamo

prof. Salvatore Mattina

L'approfondimento di Fisica Moderna è nato tre anni fa per iniziativa personale dovuta al desiderio di comunicare ai ragazzi le meraviglie della fisica del novecento. La sua durata è di 30 ore pomeridiane (15 lezioni frontali di due ore ciascuna). La partecipazione è assolutamente facoltativa ed è permessa ai soli studenti delle classi quinte dell'intero istituto. Essendo un liceo grande (10 sezioni) in genere si presentano circa 30 studenti (quest’anno 37). Alla fine del corso viene rilasciato un attestato di partecipazione, previo superamento di un semplice test finale. Oltre alle lezioni ogni anno viene organizzata una visita scientifica (se riusciamo al CERN, oppure all'Area Science Park di Trieste) della durata di due giorni (un solo pernottamento).

Il meccanismo di autoselezione degli studenti funziona molto bene. Al corso partecipano per lo più studenti interessati, molto curiosi ed intelligenti, la "crema" del liceo.

A mio parere è fondamentale che la partecipazione sia facoltativa e che non ci siano verifiche (a parte il facile test finale). Le lezioni sono un momento in cui gli studenti possono dedicarsi ad approfondire tematiche affascinanti, senza l'ansia dell'interrogazione del giorno dopo, per il puro piacere di capire il mondo fisico. Le domande dei ragazzi sono molto frequenti e numerose. Per poter rispondere con maggior calma ho dato loro la possibilità di spedire le domande via internet. Sto anche pensando di aprire una discussione sul sito del liceo.

Non essendoci momenti valutativi significativi, convivo con il dubbio sulla reale efficacia delle lezioni. Per fortuna una parte dei corsisti sono studenti della mia quinta, con i quali posso interagire quotidianamente, rendendomi conto delle difficoltà di comprensione che si presentano di volta in volta. Devo dire che gli studenti si sono rivelati molto più svegli di quanto sembrino durante l’attività didattica ordinaria. Le loro domande sono motivo di continuo ripensamento ed approfondimento delle mie conoscenze fisiche. Lo sforzo didattico di insegnare cose difficili ad un livello elementare, ma non banale, mi ha fatto capire molte cose che non avevo colto durante gli studi universitari. Un ulteriore motivo di soddisfazione è che ogni anno qualche studente decide di fare il grande passo, iscrivendosi alle facoltà di Fisica o Matematica, senza che da parte mia ci sia alcuna forma di pressione.

Gli argomenti delle lezioni riguardano la relatività speciale (6 lezioni), cenni di relatività generale (un solo incontro) e un'ampia parte di meccanica quantistica (8 lezioni), insegnata col metodo dell'integrale sui cammini di Feynman. Per la verità la cosa sulla quale insisto maggiormente è l'idea (ancora di Feynman) che la meccanica quantistica sia solo una speciale versione del calcolo delle probabilità, in cui, chissà perché, si usano numeri complessi al posto dei reali. Risulta quindi centrale il concetto di ampiezza di probabilità e il fatto che essa sia un numero complesso.

Questo approccio, che è descritto in QED, ma forse in maggior dettaglio nelle famose lectures di Feynman, permette di affrontare problemi fondamentali di meccanica quantistica come l’identità delle particelle, il principio d’esclusione, il meccanismo di emissione stimolata nel laser, l'esistenza dell'antimateria, etc.

Nel liceo "Mascheroni", come in molti licei scientifici italiani, è in atto la sperimentazione PNI per matematica (purtroppo non per fisica), che prevede durante il quarto anno lo studio dei numeri complessi, forma esponenziale inclusa, e del calcolo delle probabilità. Non è quindi molto difficile far comprendere ai ragazzi le regole più importanti del calcolo quantistico, la somma sulle alternative e il prodotto per gli eventi composti, e come si debba farne uso. L'ostacolo più grande è che essi trovano incredibile che la natura possa funzionare in questo modo. Ma ciò significa che stanno capendo.


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Last modified: Fri Mar 15 16:12:18 CET 2002