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La sfida formativa da affrontare in questo presente è volta principalmente alla capacità di reperire, utilizzare e produrre conoscenza da informazioni già esistenti. Il digitale, luogo preferenziale della granularità e della frammentazione ha bisogno di essere ripensato costruttivamente al fine di far nascere da esso strumenti atti a incoraggiare lo sviluppo di competenze logiche per le nuove generazioni.
Nella parte introduttiva di questo elaborato saranno presentate le principali problematiche legate alle difficoltà di apprendimento dei concetti di materia, di stati di aggregazione e di passaggi di stato da parte degli alunni di scuole secondarie di primo grado; verrà qui formulata un'ipotesi su come questi concetti possano essere più facilmente assimilati all'interno di un programma di scienze con l'ausilio di simulazioni interattive integrate in lezioni frontali. I primi capitoli saranno dedicati rispettivamente ai background didattico e informatico. Sarà qui brevemente esposta l'evoluzione delle teorie psicoanalitiche legate all'apprendimento dall'inizio del secolo passato fino ai modelli oggi adottati dal nostro sistema scolastico per l'insegnamento delle scienze. Verranno esposti i dati più significativi desunti da rapporti di ricerca sulla didattica della chimica in linea con le problematicità riscontrate negli alunni nell'astrazione del modello particellare. Saranno qui brevemente introdotti gli strumenti informatici utilizzati per lo sviluppo di un artefatto digitale che simuli il comportamento delle particelle costituenti la materia, parte integrante di questo lavoro. Nel quinto capitolo verranno esposte le formule matematiche utilizzate per definire un modello computazionale del moto particellare sulla base delle informazioni raccolte e esposte nei background didattico e informatico. Nel sesto capitolo verranno presentate le caratteristiche dell'interfaccia utente e i criteri della sua progettazione in funzione e in misura dell'usabilità. Il settimo e ultimo capitolo presenterà un resoconto della penetrazione delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione all'interno del tessuto scolastico italiano, la situazione del nostro paese nel contesto comunitario e le sue prospettive future di sviluppo definite nel Piano Nazionale Scuola Digitale.