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L’esperienza ci dice che conservazione del momento angolare (e più in generale la trattazione della dinamica rotazionale del corpo rigido) è un argomento che risulta difficile da comprendere ed assimilare per gli studenti e non banale da trattare per gli insegnanti.

Il fenomeno non è intuitivo, coinvolge capacità di astrazione, richiede l’utilizzo di strumenti matematici complessi. Richiede la presentazione di formule che non possono essere pienamente comprese dagli studenti e quindi uno sforzo mnemonico importante. La conseguenza è che viene spesso presentato dai docenti con un approccio fortemente dogmatico e trasmissivo e di conseguenza velocemente dimenticato dagli studenti.

Questa consapevolezza ha spinto i docenti a cercare soluzioni per una trattazione più efficace, da cui la scelta di ricorrere ad una opportuna Thinking Routine (TR) e allo strumento della documentazione. Quest’ultima in particolare con lo scopo di valutare l’efficacia del nuovo approccio in termini di coinvolgimento e partecipazione da parte dei ragazzi nel processo di intuizione e scoperta del principio, prima della sistematizzazione e della formalizzazione operata dal docente.

La scelta della TR è caduta sul protocollo See-Think-Wonder (STW). Gli insegnanti avevano potuto apprezzare l’efficacia della TR applicata alla trattazione di argomenti storici, artistici ed umanistici e stavano da tempo valutando la possibilità di adattarla alla trattazione della fisica. L’attitudine ad osservare, riflettere e fare ipotesi in effetti è una caratteristica importante del metodo sperimentale proprio della disciplina.

Il protocollo STW offre ottime opportunità per strutturare un percorso di apprendimento attivo (obiettivo primario), ma anche per migliorare l’attenzione e le capacità espositive e di comunicazione (obiettivo secondario).

Gli insegnanti hanno quindi cercato un soggetto che potesse colpire e stimolare gli studenti per innescare la TR e tra le varie opzioni (immagini, filmati, simulatori) è stato scelto il video di un fenomeno molto semplice, concreto e assolutamente non artificioso (e quindi particolarmente intrigante).

La scelta di una documentazione basata sull’utilizzo di riprese video e annotazioni scritte è motivata dalla volontà di valutare l’effettivo coinvolgimento degli alunni nel processo di apprendimento e di sintetizzare e rinforzare, con l’uso della lavagna, gli interventi nella “zona di sviluppo prossimale”. Inoltre rende possibile archiviare molto materiale da riproporre in un secondo momento in maniera semplice ed efficace.

Vanno inoltre tenuti presenti gli obiettivi a lungo termine: da un lato stimolare la partecipazione alla lezione, l’interazione con il docente e la collaborazione tra pari in un gruppo classe che nel passato ha mostrato limitata attitudine alla comunicazione, dall’altro rendere nel tempo sempre più normale la presenza di un operatore o un documentatore nel corso dell’attività didattica.

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Una volta scelto l'argomento a cui applicare la routine, ci siamo chiesti quale fosse il miglior oggetto da far "vedere". Abbiamo pensato inizialmente ad un esperimento in diretta ma ci sembrava difficile la replicabilità, un applet ma appariva poco realistico; così abbiamo deciso di valutare l'idea di un video; inizialmente abbiamo scandagliato la rete (complici le evoluzioni su ghiaccio dei pattinatori olimpici...) ma alla fine non ci sembrava molto calzante, il video risultava un po' sporco ovvero si poteva perdere il fenomeno che volevamo mostrare rispetto a tanti altri fenomeni legati al contesto. Così è maturata l'idea (dopo diversi giorni di ragionamenti e consultazioni tra noi) di girare un breve video casalingo che imponesse la concentrazione sul fenomeno desiderato. Eccolo. (grazie Giovanni Pacetti)
https://youtu.be/PY4nb1bBg3s

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Cosa vedete nel video? Abbiamo chiesto che cosa vedono, senza fare osservazioni ma riferire esclusivamente ciò che vedono.
E' emerso:

- c'è un ragazzino che ruota su di uno sgabello
- ci sono nella mani due pesi da 1,5 kg
- quando il ragazzino allarga le braccia le velocità diminuisce mentre quando il ragazzino chiude le braccia la velocità aumenta.

https://youtu.be/QXyN9CFYo5A

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Cosa pensate su quello che avete visto? Abbiamo chiesto di esplicitare i loro pensieri inerenti il video visto.
E' emerso:

- il ragazzino stesso è sorpreso di quanto gli sta accadendo
- la velocità varia in funzione dell'angolo tra le braccia e il corpo (proporzionalità inversa)
- più spostiamo le masse (pesetti) vicino al corpo più aumenta la velocità
- c'è un qualcosa che fa sì che la velocità varia in funzione della posizione delle braccia
- avrà avuto una spinta iniziale
- per gli attriti il moto globale si smorza
- v inversamente proporzionale al raggio

https://youtu.be/cG4rzuE1u4s

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Quali domande, dubbi, collegamenti, conclusioni generali?
Abbiamo chiesto delle generalizzazioni, ampliamenti, curiosità anche applicate ad altri contesti.
E' emerso:

- nella vela, per virare più velocemente, si cerca di tenere due punti più vicini possibile
- nel pattinaggio, la pattinatrice gira più velocemente quando si “accovaccia” e più lentamente quando si “allarga”
- più massa è concentrata vicino al baricentro del corpo più si va veloce
- ha a che fare con la gravitazione? - i pesi sembrano delle masse (pianeti) che girano intorno a una massa centrale, quando il pianeta è più vicino al sole va più veloce, quando è più lontano va più lento.… II legge di Keplero
- le velocità dipendono dalla massa dei “pesetti”… Cosa succede se metto masse diverse?
- quanti giri si riescono a fare?
- quantità di moto
- energia potenziale
- se ci sono delle cose che variano e c’è una proporzionalità inversa allora c’è qualcosa (un prodotto fra velocità e raggio) che rimane costante!
- c’entra il momento

https://youtu.be/8jzecAujlpU

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Alla fine è venuta da sé la definizione di momento angolare come prodotto tra massa, velocità e braccio che si è poi andati a formalizzare (introducendone anche gli aspetti vettoriali) assieme alla legge di conservazione del momento angolare (momento della quantità di moto).