Lo sviluppo della concettualizzazione formale di forza in bambini di una classe quinta di scuola primaria: il linguaggio ibrido del fumetto ed i suoi risvolti sulla sperimentazione del funzionamento di macchine in miniatura.

The experimental thesis pathway reported in this dissertation arose from the intention of understanding the degree of effectiveness of an educational intervention, which makes use of comics, on the development of force conceptualization in children aged 9, 10, 11, complementing a still little explored literature area. The subjects targeted by the research are students attending a fifth grade elementary school class of a Comprehensive Institute located in a suburban area of the city of Cuneo. It involved the application of seven activities, which concretize the reference issue. Its main task was to help Gyro Gearloose build useful inventions to renovate Duckburg school. We analyzed a series of comic strips from the weekly italian magazine version of “Disney Comics”, named “Topolino” (“Mickey Mouse”), with the aim of finding inspiration and understanding what force was, at first with teacher guidance, and then in small-groups with decreasing scaffolding. Once these cues were collected, the seven groups of three members chose a type of invention, they built it in miniature and verbally and iconographically described its structure, function and operation through an instruction booklet, which later became a Lapbook. The progressive integration of heterogeneous materials manipulation in experimental contexts, Cooperative Learning activities and Collaborative Reasoning moments intercepted the virtuous methodological perspective of the Differentiated Classroom and promoted the emergence of pupils' varied and coexisting ideas of force. At the end of the research project, the sample has overcome the Aristotelian idea of violent motion, but it has retained, with lower intensity than in the initial phases, the ideas of medieval impetus and acquired force, which flank the correct Newtonian idea of interaction. The hostile nature of the formal physical model acquisition is thus confirmed, as corroborated by the profound difficulties regarding the abstraction of lived experiences and the logical organization of the considered factors. They specifically coincide with the properties of materials, such as chemical composition, resistance to deformation, mass, volume, and luster, and with the properties of constructions, such as stability, manageability, and transportability. As far as the comic book artifact is concerned, its iconographic component appears to support an increasingly accurate detection of the authentic relationships between interacting elements in processes involving forces, thanks to its staticity and cognitive accessibility. However, when it comes to inferring the causes and consequences of the events depicted inside the comic strips, sequencing difficulties take over and persist, affecting the full identification of the different types of forces involved. Their vector nature is adequately transposed to the two-dimensional plane in an alternate manner. The primary obstacle is the composition of forces. The learnings progression doesn’t integrally fulfill the set goals, but it restores confidence in the effectiveness of the knowledge co-construction and its foundation on synesthetic experiences. These results encourage future implementations in the less mastered areas, such as weight, centrifugal force, force transmission, composition of forces with distinct direction, and energy.

Il percorso di tesi sperimentale riportato in questa dissertazione è nato dall’intento di comprendere il grado di efficacia di un intervento didattico, che si avvale dell’utilizzo del fumetto, sullo sviluppo della concettualizzazione di forza in bambini di 9, 10, 11 anni d’età, integrando un ambito ancora poco esplorato dalla letteratura. I soggetti a cui si rivolge la ricerca sono gli studenti di una classe quinta di scuola primaria di un I. C. periferico di Cuneo. Essa ha previsto l’applicazione di sette attività, operazionalizzanti la situazione-problema di riferimento, la cui missione consisteva nell’aiutare Archimede Pitagorico a costruire delle invenzioni utili per ristrutturare la scuola di Paperopoli. Per trovare l’ispirazione sono stati analizzati dei fumetti tratti dal settimanale “Topolino”, prima in plenaria e successivamente in piccolo-gruppo, con una gradazione di supporto decrescente. Una volta raccolti questi spunti, i sette gruppi, da tre membri, hanno scelto un’invenzione, l’hanno costruita in miniatura e ne hanno descritto la struttura, la funzione ed il funzionamento verbalmente ed iconicamente attraverso la redazione di un libretto di istruzioni, a cui hanno poi dato la forma di Lapbook. L’alternanza ed integrazione tra frangenti sperimentali di manipolazione di materiali eterogenei, attività di Cooperative Learning e frangenti di Ragionamento Collaborativo, tutti intercettanti la prospettiva metodologica della differenziazione didattica, hanno promosso e scandito l’emersione delle variegate idee di forza degli allievi. Al termine del percorso il campione ha superato l’idea aristotelica di moto violento, conservando invece, pur con intensità inferiore rispetto al principio, le idee di impetus medievale e di forza acquisita, le quali si affiancano alla corretta idea newtoniana di interazione. L’ostica natura dell’acquisizione del modello formale fisico viene dunque confermata, come testimoniato dalle profonde difficoltà di astrazione delle esperienze vissute e di organizzazione logica dei fattori considerati. Questi ultimi coincidono con le proprietà dei materiali, quali ad esempio la composizione chimica, la resistenza alla deformazione, la massa, il volume, la lucentezza, e con le proprietà delle costruzioni, quali la stabilità, la maneggevolezza, la trasportabilità. Per quanto riguarda l’artefatto del fumetto, la sua componente iconografica appare supportare una rilevazione sempre più puntuale degli autentici rapporti tra gli elementi interagenti nei processi coinvolgenti le forze, grazie alla sua staticità ed accessibilità cognitiva. Quando però si tratta di inferire dalle vignette le cause e le conseguenze degli eventi in esse raffigurati, subentrano e permangono difficoltà di sequenzializzazione, che si ripercuotono sull’identificazione integrale delle diverse tipologie di forze in gioco. Il carattere vettoriale di queste ultime viene adeguatamente trasposto sul piano bidimensionale in maniera altalenante. È la composizione di forze a costituire l’ostacolo primario. La progressione degli apprendimenti, seppur non integralmente assolvente gli obiettivi prefissati, restituisce fiducia nell’efficacia della co-costruzione del sapere e nella fondazione di quest’ultimo su esperienze sinestesiche, sollecitando future implementazioni dell’intervento nelle aree rimaste meno padroneggiate, come la forza-peso, la forza centrifuga, la trasmissione di forze, la composizione di forze dalla direzione distinta, l’energia.