L’effetto Joule

L’effetto joule è un argomento molto difficile per gli alunni  in quanto è un concetto astratto, che non si può osservare.

Nella didattica tradizionale verrebbe introdotto partendo direttamente dal concetto generale descritto con la formula:  

P = R *I²

dove R è la resistenza del conduttore, I l’intensità di corrente che in esso fluisce e P l’energia termica liberata, facendo notare le varie relazioni di proporzionalità tra le diverse variabili coinvolte.

Solo in un secondo momento verranno presentati degli esempi concreti di applicazione.

Così facendo si rischia  di far imparare l’enunciato a memoria  agli studenti i quali saranno in grado di risolvere solo esercizi in cui devono applicare semplicemente la formula senza procedere mediante ragionamento.

Il processo di apprendimento “flipped”, invece, parte dall’analisi del fenomeno fisico in contesti reali concreti per poi giungere all’astrazione della formula generale.

L’attività proposta, infatti, inizia ponendo gli studenti in atteggiamento critico di fronte ad alcune realtà quotidiane, per approfondire poi il fenomeno che sta alla base del loro funzionamento.

Questo permette loro di concretizzare il fenomeno di trasformazione di energia elettrica in energia termica (effetto joule) nelle sue applicazioni pratiche rendendo più facile la comprensione del concetto.

Facendo inoltre procedere l’approfondimento, mediante sperimentazioni, ad esempio attraverso i simulatori proposti, si permette ai ragazzi di capire le relazioni di proporzionalità che intercorrono tra le variabili coinvolte nel fenomeno pur non conoscendone l’enunciato.

Ad esempio i ragazzi durante le sperimentazioni fatte, sia con il simulatore che con il circuito costruito,  potranno osservare che se all’interno del circuito non circola corrente, non si ha l’effetto joule; e quindi di capire come questo fenomeno sia influenzato fortemente dall’intensità di corrente elettrica stessa che circola all’interno.

Le attività sperimentali proposte consentono quindi ai ragazzi di acquisire una conoscenza più profonda dell’argomento in quanto forniscono loro una capacità critica e riflessiva che pone le basi per un ragionamento applicabile in altri contesti simili.