ICT e didattica delle scienze

La pratica sperimentale

Le simulazioni interattive e le applet java

Le simulazioni (http://www.edscuola.it/archivio/didattica/simulazioni.html) sono rappresentazioni procedurali di aspetti della realtà. In linea generale sono programmi che riproducono un modello di un sistema fisico reale, ma talvolta anche immaginario o ipotetico, e possono essere usate per realizzare giochi didattici, esperimenti di laboratorio, per attività di rinforzo e per verifiche ma soprattutto permettono di creare ambienti di apprendimento basato sull'indagine e la scoperta.

Le simulazioni sono particolarmente utili quando si opera su concetti astratti, oppure si osservano fenomeni lontani nel tempo e nello spazio, quando sono richieste attrezzature costose o pericolose, quando il fenomeno è troppo grande o troppo piccolo o troppo veloce o troppo lento per essere percepito dai nostri sensi. Per esempio lo studio delle proprietà di materiale radioattivo, la realizzazione di esperimenti in campo medico su “pazienti” virtuali, i tempi per la manipolazione genetica che riguarda diverse generazioni, oppure i tempi per rendere visibile gli effetti dell’inquinamento possono essere manipolati al fine di evidenziare il risultato o le conseguenze.

Una Applet Java è un'applicazione che viene eseguita all'interno di un browser. Le Applet vengono trattate dai browser come qualunque altro oggetto multimediale presente su una pagina Web (immagini, video, ecc.). Esse sono solitamente usate per realizzare funzioni interattive come per esempio per simulare esperimenti anche quando non si dispone di un laboratorio attrezzato poiché per essere eseguite richiedono soltanto un browser con java installato ed una eventuale connessione ad internet. Sono le prime e le più antiche simulazioni comparse su web.

Tradizionalmente una applet era caratterizzata da una grafica piuttosto spartana ma già consentiva, agendo su cursori, di modificare il valore delle grandezze in gioco e osservare direttamente i cambiamenti conseguenti sulle altre grandezze, consentendo così un apprendimento per scoperta: lo studente si trovava nella condizione di poter verificare le proprie conoscenze agendo in contesti concreti, di formulare delle ipotesi e metterle subito alla prova.

• esempio 1 ( http://zitogiuseppe.com/museo/raccolta.html)
• esempio 2 (http://www.walter-fendt.de/ph14i/)

Altre simulazioni basate su java ma più accattivanti nella veste grafica si sono succedute negli ultimi anni come quelle liberamente fruibili nell’ambito di un progetto dell’Università del Colorado denominato Phet (http://phet.colorado.edu/).

Si tratta di simulazioni di fenomeni fisici divertenti e interattive basate sul metodo della ricerca. Ogni simulazione è completa di breve descrizione, principali argomenti del curricolo coinvolti, parole chiave, obiettivi di apprendimento, suggerimenti per i docenti e versioni tradotte in molte lingue. Molte simulazione sono disponibili in italiano e possono essere fruite online sul sito web del progetto Phet oppure si può scaricare su pc o su USB una singola simulazione o l’intero contenuto del sito web.

Le simulazioni fanno uso dell’analogia per costruire conoscenza: gli studenti utilizzano le analogie per dare senso a fenomeni non familiari e le rappresentazioni giocano un ruolo chiave nell'uso dell'analogia. Interattività, animazione, feedback dinamico sono caratteristiche di questo tool che consentono l’apprendimento per esplorazione.