Uno sguardo oltre la realtà: esperienze immersive di matematica e fisica

Afferro una pallina con il controller e la sposto lungo una retta. Sopra la testa della mia vicina di banco compare in tempo reale il grafico spazio-tempo del moto della pallina: accelerando, rallentando o tornando indietro, osservo la curva cambiare insieme ai miei movimenti. Posso aggiungere altri grafici e spostarli nell’aula; ne  lancio uno sul soffitto e non riesco più a prenderlo. Il divulgatore esorta il mio gruppo a concludere l’esercizio: dimenticavo che la mia visuale è condivisa sullo schermo del computer!

Tra i banchi della scuola secondaria di primo grado, comprendere la geometria solida è, paradossalmente, complicato. Viviamo in uno spazio tridimensionale ma, per esplorare attivamente le trasformazioni geometriche, dovremmo poter osservare come variano le proprietà degli oggetti mentre li spostiamo, ruotiamo, ingrandiamo e rimpiccioliamo. Anche lo studio del sistema solare non è immediato: ne facciamo parte, ma la nostra prospettiva terrestre ci impedisce di osservare ad occhio nudo i corpi celesti e i loro movimenti. Come rendersi conto delle dimensioni effettive dei pianeti? Come comprendere le leggi della fisica che ne descrivono il moto?

Qualcosa di analogo accade nelle aule della scuola secondaria di secondo grado. Un grafico spazio-tempo è una curva che racconta il movimento di un oggetto nel tempo: una rappresentazione efficace, ma non sempre facile da interpretare. E se potessimo muovere l’oggetto con la nostra mano e osservare la curva che prende forma davanti ai nostri occhi? Un’esigenza simile emerge anche in vari ambiti della fisica, tra cui la fluidodinamica: poter osservare un fluido che scorre in un condotto, intervenendo sul sistema per indagare gli effetti in tempo reale delle variazioni, aiuterebbe a costruire una comprensione più profonda. Sarebbe utile poterlo fare in classe, senza dover allestire esperimenti con materiale delicato e ingombrante.

Grazie ai visori per la realtà virtuale e aumentata, sfide come queste possono trasformarsi in esperienze concrete, facilitando la comprensione di concetti matematici e fisici che, altrimenti, richiederebbero un notevole sforzo di immaginazione. 

Da questa esigenza, nell’ambito del Progetto Diderot della Fondazione CRT, è nata una collaborazione tra i Dipartimenti di Matematica e di Fisica dell’Università di Torino che ha portato nelle scuole secondarie di primo e secondo grado del Piemonte e della Valle d’Aosta dei laboratori immersivi, pensati per favorire un apprendimento attivo e condiviso della matematica e della fisica.

Per realizzare laboratori immersivi come questi, il nostro gruppo di ricerca ha sviluppato delle applicazioni in realtà virtuale e aumentata, collaborando anche con l’azienda italiana Level Up. Le attività didattiche sono state progettate da un gruppo di lavoro multidisciplinare composto da docenti, collaboratori e collaboratrici, studentesse e studenti. Le classi, guidate da tutor appositamente formati, si cimentano nella risoluzione di problemi, lavorando in piccoli gruppi. 
 

Mentre una persona a turno indossa il visore, le altre condividono l'esperienza grazie al mirroring su computer, affrontando insieme le sfide proposte. La tecnologia rappresenta quindi uno strumento utile a favorire il dialogo, il ragionamento e la partecipazione attiva. 
Le attività sono state accolte con entusiasmo dalle scuole partecipanti. Secondo il personale docente che le ha seguite, le tecnologie immersive si sono rivelate un ponte tra la teoria e la pratica, permettendo di adattare le attività alle necessità di ciascuna classe. L’esplorazione guidata, condivisa nel lavoro di gruppo, e la novità costituita dall’utilizzo dei visori hanno stimolato l’interesse degli studenti e delle studentesse verso la matematica e la fisica, coinvolgendo anche chi è meno partecipe durante le lezioni abituali.

Nell’anno scolastico 2024-2025 le nostre attività hanno coinvolto 4010 studenti e studentesse di 47 scuole. In quello successivo, il numero di partecipanti è arrivato a 4.606, distribuiti in 53 scuole. Inoltre, il progetto non si è concluso tra le mura scolastiche. In ciascuna edizione, alcune studentesse ed alcuni studenti hanno partecipato ad un evento conclusivo, ospitato dal Dipartimento di Matematica dell'Università di Torino, confrontandosi in gare a squadre, attività immersive e momenti di divulgazione scientifica. 

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Un'ulteriore occasione di incontro è stata offerta dall'evento "Il futuro in piazza", organizzato insieme ad altre linee del Progetto Diderot, che ha permesso di presentare il progetto a un pubblico più ampio. Infine, l’interesse suscitato da queste attività ci ha spinto a proporre esperienze immersive analoghe anche in altri contesti formativi, tra cui alcuni corsi di laurea triennale dell’Università di Torino.

Il confronto con diverse realtà scolastiche ci ha permesso, inoltre, di constatare la diffusione dei visori per la realtà virtuale e aumentata che, tuttavia, rimangono poco utilizzati nella didattica ordinaria. Per questo motivo abbiamo proposto dei percorsi di formazione che, nell’anno scolastico 2025-2026, hanno coinvolto docenti di matematica e fisica di sei scuole secondarie di secondo grado.
Nei prossimi anni, ci proponiamo di raggiungere un numero sempre maggiore di studenti e studentesse, ampliando progressivamente  la nostra offerta formativa e i nostri legami con le istituzioni scolastiche del territorio.