Il progetto Design for Physics propone strumenti di design innovativi per rendere l'apprendimento della fisica più intuitivo e stimolante. Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Physics Education
Cinque strumenti di design progettati per migliorare l'apprendimento delle materie scientifiche - in particolare della fisica - con l'obiettivo di rendere la disciplina più accessibile e coinvolgente per studentesse e studenti. È il progetto "Design for Physics", nato dalla collaborazione tra l'Istituto Europeo di Design di Roma e il Dipartimento di Fisica di Sapienza Università di Roma. Lo studio, pubblicato sulla rivista Physics Education, evidenzia come l’integrazione tra estetica e funzionalità negli strumenti di laboratorio possa migliorare l’esperienza di apprendimento della fisica, coinvolgendo maggiormente gli studenti. L’iniziativa, coordinata dai ricercatori Giovanni Organtini, professore di fisica sperimentale al Dipartimento di Fisica di Sapienza Università di Roma, Gianfranco Bombaci, coordinatore della scuola di Design IED Roma e Mauro Del Santo, coordinatore del master in Design for Children IED Roma, ha coinvolto studentesse e studenti nella creazione di strumenti didattici funzionali ed esteticamente curati.
I dispositivi progettati – tra cui piani inclinati, pendoli e molle – sono realizzati con materiali economici e facilmente assemblabili, permettendo alle scuole di dotarsi di strumenti di laboratorio senza costi eccessivi. I modelli CAD sono disponibili gratuitamente con licenza Creative Commons (CC-BY-NC-SA), affinché docenti e studenti possano replicarli e personalizzarli secondo le loro esigenze. Tra questi, il dispositivo per la caduta libera, uno strumento che aiuta gli studenti a comprendere in modo diretto le leggi della gravità. In particolare, il dispositivo permette di misurare con precisione il tempo di caduta di una sfera grazie a un meccanismo a martello collegato a un’app per smartphone. C’è poi il pendolo interattivo, dotato di un supporto regolabile e di un sistema che proietta il movimento, facilitando l’osservazione dei fenomeni oscillatori. Il roller, invece, è una struttura cilindrica in cui è possibile inserire uno smartphone, che permette di studiare il moto rotatorio e analizzare la variazione del momento d’inerzia. Utilizzando le diverse configurazioni del rullo e i dati forniti dai sensori dello smartphone, gli studenti possono esplorare le dinamiche del moto rotazionale. Completano il set il piano inclinato, che consente di analizzare il moto di un corpo su una superficie inclinata sfruttando i sensori dello smartphone, e il lanciatore, un dispositivo che permette di riprodurre con precisione traiettorie paraboliche.
“Imparare significa non solo memorizzare nozioni, ma dare significato a ciò che si è appreso. L'estetica degli strumenti attraverso cui s'impara ha un ruolo non trascurabile nella creazione del significato, perché stimola l'interesse verso la disciplina attraverso l'esperienza del bello”, dichiara Giovanni Organtini, professore di fisica sperimentale di Sapienza Università di Roma e primo autore dello studio. “Il design, inoltre, non si limita a dare un aspetto piacevole agli strumenti: il suo ruolo è anche quello di studiare il processo produttivo più efficace, e di rendere la maniera di utilizzarli più intuitiva. Questo lavoro ci consentirà di condurre ricerche nel campo, finora quasi inesplorato, del ruolo giocato dall'estetica nell'efficacia dell'insegnamento”.
Per valutare l’efficacia del progetto, i ricercatori hanno condotto questionari tra gli studenti e hanno permesso a loro e a un gruppo di docenti di testare direttamente gli strumenti sviluppati. L’esperienza ha mostrato diversi effetti positivi: gli studenti che hanno partecipato attivamente alla progettazione e alla sperimentazione degli strumenti hanno acquisito una maggiore familiarità con i concetti fisici, migliorando anche il loro atteggiamento nei confronti della materia. L’unione tra design e pratica ha reso l’apprendimento più concreto e stimolante, rafforzando il coinvolgimento e la comprensione dei fenomeni scientifici. Anche gli insegnanti, messi alla prova senza istruzioni preliminari, hanno trovato gli strumenti intuitivi e adatti a rafforzare l’attività sperimentale in classe. Nel complesso, il progetto dimostra come il design applicato alla didattica possa rappresentare un’opportunità per rendere l’insegnamento delle materie scientifiche più efficace e coinvolgente. “Uno dei miei problemi principali era non avere dimostrazioni pratiche delle teorie – ha commentato uno studente – questo progetto ha cambiato il mio modo di apprendere”.
"Le forme insolite e coloratissime dei lavori sono progettate per ispirare associazioni creative tra l'arte e le discipline scientifiche”, commenta Mauro Del Santo, coordinatore del master in Design for Children IED Roma e autore dello studio. “Geometrie semplici e contrasti di colori accesi richiamano lo stile radicale che ha caratterizzato il design italiano degli anni '60 e '70, proponendo una visione provocatoria e rivoluzionaria del design come strumento per stimolare la creatività e far riflettere sul rapporto tra funzione e simbolo, tra oggetto e messaggio. Gli elementi non si limitano quindi a soddisfare esigenze pratiche, ma si trasformano in manifesti visivi, rompendo con la tradizionale separazione tra le discipline e invitando a esplorare nuove connessioni".
Il progetto ha ricevuto importanti riconoscimenti, tra cui l’inclusione nell’ADI Design Index 2024 e la candidatura al prestigioso premio Compasso d’Oro. Inoltre, l’ADI Lazio ha assegnato al progetto il premio Excellence in Design in Lazio. Gli ideatori auspicano che questa ricerca possa aprire nuove strade nel campo della didattica scientifica, promuovendo ulteriori studi sul ruolo dell’estetica nell’apprendimento.
Riferimenti:
Giovanni Organtini, Mauro Del Santo, Gianfranco Bombaci, "Design for Physics", in Physics Education (2025). DOI: 10.1088/1361-6552/adba30
