Il problema didattico è passare dal piano dell’esperienza quotidiana, delle sensazioni fisiche e del linguaggio con cui le esprimiamo: tirare, spingere, sollevare, far fatica, cadere, stare in equilibrio, ecc… ai concetti fisici (non solo forza, ma anche energia, quantità di moto… si introducono per interpretare dal punto di vista fisico le situazioni quotidiane e molti di questi concetti si sono chiariti e differenziati solo nella metà del XIX secolo).

E alla scuola dell’infanzia si può pensare solo di avviare un percorso che deve continuare negli anni successivi.

Si può partire chiedendo ai bambini cosa viene loro in mente se sentono la parola forza, registrando cosa dicono e cercando di trovare categorie per raggruppare le loro idee spontanee.  Quelle classiche della fisica sono: situazioni in cui ci sono deformazioni, situazioni in cui ci sono movimenti, situazioni di equilibrio.

I percorsi che si trovano nella bibliografia suggerita propongono di proseguire lavorando sulle diverse categorie individuate e passando per esperienze più mirate: spingere un pacco su pavimenti diversi sentendo in quali parti del corpo si sente spingere (non solo le mani/braccia ma anche i piedi spingono contro il pavimento); giocare al tiro alla fune  provando a cambiare le scarpe, con i piedi scalzi, su un tappeto, pesarsi su una bilancia spingendo con un bastone sul pavimento o sul soffitto; pesarsi mettendo i due piedi ciascuno su una bilancia…. 

Si prosegue discutendo con i bambini su somiglianze e differenze tra le diverse situazioni, cercando di rappresentarle con gesti, parole, schemi, guidati (gli adulti) dalle idee base delle forze:

·      un sistema fa forza sempre in almeno due punti;

·      non si riesce a fare forza se non contro qualcuno che a sua volta fa forza contro di noi;

·      le forze costituiscono sempre un sistema chiuso.

Ci si può poi concentrare su alcune forze in particolare come il peso, la forza esercitata da un elastico o da una molla deformati, le forze tra calamite oppure la forza dell’acqua (la spinta di Archimede) sempre a livelli qualitativi per i bassi livelli scolari.

La forza è un concetto astratto per interpretare alcuni aspetti del movimento, delle deformazioni e dell’equilibrio. Interessante è  fargli assumere significato in relazione a situazioni specifiche e cercare cosa di questo significato è trasferibile, è simile, al di là delle differenze. L’importante è portare i bambini a vivere il processo di costruzione della conoscenza, a trovare le strade per dare senso a questo concetto e alle sue caratteristiche, più che puntare a ripetere una definizione, una frase stereotipata che spesso per i bassi livelli scolari non si può neppure ritenere corretta dal punto di vista scientifico. Come dicono i bambini che questo processo hanno avuto la fortuna di viverlo per più anni: “si inventano le cose che non esistono, per spiegare le cose che succedono” e questo vale per le forze come per la bellezza, per l’energia come per la bontà. E poiché nessuno impara cosa significa bellezza e bontà da una definizione perché farlo per le forze o per altri concetti scientifici?  

Bibliografia ragionata

Dal punto di vista delle proposte didattiche sul concetto di forza in italiano le cose più interessanti a mio avviso vengono dalle ricerche del gruppo di Paolo Guidoni che ha lavorato a lungo alla revisione del concetto di forza e al suo insegnamento in percorsi longitudinali di lungo periodo, dalla scuola dell’infanzia all’università.

In rete trova nel Progetto SeT Capire per modelli, la sezione dedicata alle forze.

Inoltre, un classico sono i due libri di Paolo Guidoni e collaboratori, Forze e pesi e Forze, deformazioni e movimento Emme edizioni, purtroppo attualmente non in commercio, ma forse li trova presso la biblioteca dell’università.

In commercio dovrebbe esserci il testo a cura di Alfieri, Arcà, Guidoni I modi di fare scienze Bollati Boringhieri, 2000, in cui un capitolo a cura di Nuccia Maldera è dedicato a Forze, pesi, energia.

Più didattico il volumetto di G.Maviglia e A.Pallotti Tirare, spingere, sollevare  Editoriale Scienza che si ispira alle ricerche di Guidoni.

Riguardo alle misconcezioni e allo sviluppo storico il concetto di forza è molto studiato nelle ricerche in didattica della fisica in particolare per la fascia di età della scuola secondaria. Esiste un questionario standard per individuare i cosiddetti misconcetti.  Si chiama il Force Concept Inventory, lo può scaricare dalla rete, anche in italiano. Se ci si registra seguendo le istruzioni (in inglese) che si  trovano in quel sito, in cui si trovano pure  numerosi riferimenti bibliografici sulla linea di ricerca della misconcezioni in meccanica, anche in collegamento con l’evoluzione storica del concetto di forza.

Non mi sembra molto utile per il livello scolare a cui si prepara lei, in cui forse bisognerebbe fare in modo che le misconcezioni non si formino (spesso sono proprio create dall’insegnamento!), ma se pensa le possa servire per la sua preparazione lo guardi. In italiano può cercare il volume a cura di N. Grimellini Tomasini e G. Segrè Conoscenze scientifiche: le rappresentazioni mentali degli studenti , La Nuova Italia 1991, cap. VI “Il concetto di forza”