Calcolare e capire: leggi formali e intuizione fisica nel pensiero comune e nell'insegnamento della fisica

Le differenze fra i ragionamenti preferiti dal pensiero comune e quelli proposti usualmente nell'insegnamento della fisica possono creare difficoltà d'apprendimento e costituire un ostacolo alla motivazione. Molti studenti non sembrano soddisfatti dell'applicazione di leggi formali ed esprimono l'esigenza di una spiegazione causale, di un meccanismo, che permetta loro di capire come un certo stato di cose si è prodotto. L'uso di semplici modelli esplicativi basati su immagini e analogie e facenti appello all'intuizione può aiutare la comprensione e contribuire a rendere più accogliente l'insegnamento scientifico per studenti con diversi stili cognitivi. L'esigenza di capire degli allievi è spesso collegata alla possibilità di disporre di un modello mentale della situazione fisica che consenta di immaginare una connessione causale, un meccanismo che spieghi la concatenazione di fatti ed effetti che ha portato ad un certo stato cose. Si tratta di trovare una coerenza tra le leggi che stabiliscono "come le cose devono essere" ed una spiegazione di "come succede che le cose siano effettivamente in tale modo", come si stabilisce un nuovo stato d'equilibrio o stazionario. In effetti, queste due tipologie di spiegazioni non sono contraddittorie ma piuttosto complementari, entrambe avendo la loro utilità e il loro significato, pur essendo entrambe incomplete: depurate da imprecisioni e ingenuità, dovrebbero costituire entrambe un obiettivo dell'insegnamento, per ottenere una comprensione coerente e abbastanza completa, nei limiti del livello di approfondimento scelto. Alcune ricerche didattiche propongono di utilizzare le tendenze del pensiero comune, per favorire un collegamento fra i contenuti fisici e le rappresentazioni mentali degli allievi. Accenno qui solo a due esempi relativi alla statica dei soli e dei fluidi.