Progetto didattico. per

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1 Progetto didattico per Francesco D Alessio Responsabile Gruppo DivA INAF Osservatorio Astronomico di Roma Riccardo Leoni Ass. Culturale Estrellas y Planetas

2 INTRODUZIONE L INAF Osservatorio Astronomico di Roma (OAR) è impegnato da molti anni nel campo della promozione della cultura scientifica ed in particolare nella didattica e divulgazione dell Astronomia. Nel 2000 è stato fondato il gruppo DivA Divulgazione Astronomica, formato da tecnici e ricercatori dell OAR che insieme hanno dato vita a un reparto capace di gestire in maniera organica le attività dell istituto dedicate al pubblico, sia esso scolastico sia generico. In questo periodo DivA si è fatta carico della gestione di strutture espositive ed osservative permanenti quali l Astrolab, il telescopio MPT e la Cupola Scozzesi a Monte Porzio Catone e la Torre Solare a Monte Mario (Roma). Fig. 1 L Astrolab di Monte Porzio Catone e la Torre Solare di Monte Mario Ampio spazio è stato dato anche alla didattica per le Scuole sia con iniziative organizzate presso le sedi dell Osservatorio sia organizzando attività singole o progetti complessi e articolati per istituti scolastici di ogni ordine e grado. Dal 2008 le attività di didattica e divulgazione del gruppo DivA sono realizzate in collaborazione con l Ass. culturale Estrellas y Planetas. L Associazione forma e fornisce gli animatori scientifici che accolgono e guidano il pubblico nelle visite alle strutture didattiche. Inoltre collabora alla realizzazione di eventi pubblici, manifestazioni tematiche e progetti didattici proposti e realizzati presso istituti scolastici. In particolare l Associazione ha curato ogni aspetto riguardante il progetto AstroKids: un complesso di attività didattiche e ludiche che con il gioco avvicinano i bambini/ragazzi, nella fascia di età dai 6 ai 13 anni, alle più affascinanti tematiche astronomiche. 2

3 IL PROGETTO ASTROKIDS Sulla base delle esperienze maturate nel campo della didattica dell Astronomia per il pubblico scolastico è nato il progetto AstroKids. Fig. 2 Logo del progetto AstroKids L OAR ha ideato varie attività originali, nate dall esperienza e dalla fantasia dei ricercatori dell Osservatorio da anni impegnati nella divulgazione e nella didattica dell Astronomia. I destinatari degli incontri sono gli alunni della Scuola primaria e secondaria di primo livello e sono stati pensati per avere una forte componente ludica e partecipativa al fine di avvicinare facilmente bambini della fascia 6-13 anni a concetti complessi. PROGRAMMA DELLE ATTIVITÀ Ogni attività ha una struttura base pressoché identica costituita dai seguenti momenti: Lezione di Astronomia, un confronto con gli astronomi che, coadiuvati da immagini, video e simulazioni illustrano le tematiche oggetto dell attività; Realizzazione di un lavoro di bricolage, differente a seconda del tema, realizzato dagli alunni garantendo la partecipazione di ogni singolo bambino; Momento ludico, un attività corale che corona l apprendimento delle nozioni acquisite con l ausilio dei manufatti realizzati da ogni singolo alunno. Ogni singola attività è gestita da due astronomi che seguiranno le tre fasi sopra elencate: cureranno l aspetto prettamente didattico con filmati e videoproiezioni e saranno disponibili per eventuali approfondimenti richiesti dagli alunni; seguiranno passo passo la realizzazione dei lavori previsti per l attività; condurranno la fase ludica. Di seguito sono riportati una serie di attività già collaudate negli anni passati con successo con il pubblico scolastico. IL GIOCO DELLO STELLOCA Lo scopo di questa attività è fornire una panoramica degli oggetti celesti che è possibile incontrare in un viaggio ipotetico nell Universo. Agli alunni vengono presentati corpi celesti più o meno complessi quali pianeti, ammassi stellari, galassie, insieme a fenomeni astronomici tipici che vanno dalla nascita delle stelle alle Supernovae, dagli sciami di meteoriti al nostro Sole o dalla morfologia delle galassie al Big Bang. L iniziativa prevede un costante coinvolgimento degli alunni e non prevede in alcuna fase momenti di lezione vera e propria. Ma, grazie ad una continua interazione con gli astronomi che accompagnano gli alunni nelle varie fasi dell attività, vengono esposti in modo semplice ma rigoroso concetti e fenomeni astronomici complessi. 3

4 Come per il più classico Gioco dell Oca, si utilizza un percorso a caselle tematiche numerate che vanno dagli oggetti planetari più vicini alla Terra a quelli galattici che si trovano miliardi di anni luce da noi: Terra, Luna, Pianeti del Sistema Solare, Sole, oggetti stellari della nostra galassia, morfologia delle galassie e Big Bang. Alcune caselle sono gli imprevisti, se le si raggiunge un fenomeno astronomico imprevisto modifica l avanzamento. Gli alunni vengono suddivisi in più squadre che devono nominare una pedina che percorrerà le caselle e un portavoce per rispondere alle domande associate alle varie caselle. Quindi inizia il gioco. Ogni squadra procede nel percorso lanciando un dado. Rispondendo correttamente alle domande associate alle caselle di arrivo si ha diritto ad un bonus di una casella nel percorso. Ogni volta che una squadra si trova a dover rispondere ad una domanda, l evento diviene l occasione per il conduttore/astronomo per approfondire il tema specifico citato dalla casella, aiutato da immagini o filmati che vengono proiettati come ausilio alla spiegazione. Come ogni gioco dell oca, vince la squadra che per prima giunge al traguardo. I COLORI DEL SOLE Fig. 3 Bambini che disegnano le caselle dello Stelloca Il Sole, come ogni altra stella del nostro Universo, si presenta in varie vesti a seconda della lunghezza d onda con la quale lo si osserva. La capacità di poter osservare la nostra stella in diverse bande spettrali consente agli astronomi di dedurre informazioni diverse e complementari sulla morfologia della stella e sui fenomeni fisici che la caratterizzano. Questo argomento, molto stimolante per un adulto, richiede strumenti didattici particolari e una certa attenzione nella presentazione al pubblico dei più giovani. Seguendo la filosofia di insegnare giocando, si è ideata un attività composta da due momenti. In un primo momento agli alunni viene presentata una serie di immagini. A partire dall arcobaleno e da fenomeni naturali ben noti agli alunni, l astronomo illustra la natura e la composizione della luce per giungere alle immagini del Sole nelle diverse lunghezze d onda che consentono di vedere aspetti morfologici del Sole altrimenti invisibili: le macchie solari, le facole, le protuberanze e molto altro. Un momento didattico particolare è rappresentato dalle riprese infrarosse. Grazie ad una speciale telecamera a raggi infrarossi, verrà mostrato agli alunni come cambia il mondo visto con occhi diversi, si potrà percepire il mondo in funzione del calore emesso e non della luce visibile riflessa. Dopo circa 30 minuti di presentazione e interazione con gli alunni comincia la fase creativa/ludica dell iniziativa. Gli alunni vengono divisi in due o più gruppi (a seconda del numero dei partecipanti) e viene loro presentato un pannello scomposto in tante tessere, stile puzzle. La composizione presenta un grande cerchio, il disco solare. Ad ogni alunno viene affidato un elemento del puzzle che può colorare a piacimento in base ai vari colori del Sole che gli sono stati presentati precedentemente Una volta ultimati i disegni i puzzle vengono ricostruiti per formare un variopinto spaccato del Sole costituito da tutti i colori della stella rimescolati insieme grazie alla fantasia degli alunni. 4

5 Fig. 4 La lezione sul fisica solare e il Sole disegnano dai bambini COSTRUIAMO IL SISTEMA SOLARE L attività ha lo scopo di presentare agli alunni il sistema planetario in cui si trova la nostra Terra. Si cerca di rendere comprensibili concetti come forza gravitazionale, interazioni reciproche tra i pianeti e forza centrifuga attraverso non solo la spiegazione diretta e l ausilio di immagini e filmati ma anche attraverso alcune sperimentazioni pratiche da eseguire insieme agli alunni stessi. In una prima fase viene illustrato il Sistema Solare e i pianeti che lo compongono. Viene spiegata l interazione gravitazionale che permette al nostro sistema planetario di mantenersi così come lo conosciamo. Tutto accompagnato da immagini, video e un semplice esperimento volto a spiegare in modo evidente l azione della forza di gravità e l importanza, per la loro stessa sopravvivenza, della rotazione dei pianeti attorno al Sole. Fig. 5 La fase creativa dell attività Costruiamo il sistema solare Successivamente si fornisce ad ogni alunno una sfera di polistirolo che dovrà essere dipinta in maniera tale da riprodurre il pianeta o corpo minore del sistema solare prescelto dall alunno. Al termine della fase creativa gli alunni inscenano un planetario vivente personificando il moto del pianeta da loro prescelto e colorato, di fatto mettendo in pratica le informazioni fornite durante l attività. 5

6 COMETE Le comete sono i corpi celesti, appartenenti al nostro sistema planetario, tra i più interessanti e affascinanti. Allo stupore del loro aspetto quando giungono in prossimità del Sole negli ultimi anni si è affiancato un enorme interesse scientifico perché le comete rappresentano un tassello fondamentale per la spiegazione sia dell evoluzione del nostro pianeta, sia del sorgere della vita su esso. Quindi l esperienza tende a mostrare il panorama di conoscenze e scoperte che lo studio delle comete ha permesso e quello che potremo acquisire grazie ai prossimi progetti spaziali volti all esplorazione delle comete che transiteranno vicino al nostro pianeta. L esperienza, sempre articolata in momenti didattici e ludici, ha come evento finale la costruzione di una cometa vera. A partire dai componenti fondamentali delle comete i ricercatori costruiranno una cometa, vera in tutti i suoi aspetti: forma irregolare, presenza di crateri e espulsione di gas dal nocciolo. Inizialmente viene una panoramica sulle caratteristiche delle comete: origine, orbite, composizione chimica. Si concentra l attenzione sulla relazione comete-acqua-vita e sull esplorazione più recente fatta grazie a sofisticate sonde che, quali laboratori spaziali, visiteranno le comete che transiteranno nei prossimi anni per carpire i segreti della loro composizione. La seconda fase dell attività è di tipo ludico e si insegnerà ai piccoli spettatori a costruire un modellino di cometa con materiali di cartoleria. Infine i ricercatori costruiranno una vera cometa, in scala ridotta, a partire dai componenti reali di cui questi oggetti celesti sono costituiti. Il modello di cometa sarà realistico in tutto agli originali dello spazio: presenterà crateri da dove erutterà gas e posto in prossimità di una fonte di calore aumenterà l eruzione di gas così come le comete reali fanno avvicinandosi al Sole. Fig. 6 Comete fatte dai bambini e comete vere realizzate dai ricercatori IMPARIAMO DALLA LUCE Uno dei più efficaci strumenti d indagine astronomica è la spettroscopia: lo studio della luce emessa dai corpi celesti dispersa a formare uno spettro della sorgente luminosa. Dallo studio degli spettri delle stelle e delle galassie si ottengono informazioni relative alla composizione chimica della sorgente, distanza, temperatura, stadio evolutivo, massa e luminosità. Lo scopo dell attività è avvicinare i ragazzi a questo potente strumento di indagine partendo dalla conoscenza della luce, dei fenomeni che la caratterizzano fino a giungere alla comprensione degli spettri astronomici. Si introducono i concetti basilari dell ottica ed in particolare della dispersione della luce. Quindi si mostrano sperimentalmente gli effetti della composizione cromatica della luce. 6

7 Quindi, grazie a una serie di strumenti messi a disposizione dei ragazzi, si permette loro di studiare i particolari di uno spettro con strumenti da laboratorio. Infine, come verifica delle nozioni acquisite, ogni ragazzo costruisce un semplice spettroscopio a partire da materiali semplici e di facile reperibilità. Fig. 7 Lo spettro prodotto da un prisma LE ESPLORAZIONI SPAZIALI Nell immaginario di ogni persona, bambino o adulto, un posto particolare ha sempre occupato la curiosità legata al cosmo e l interesse per le esplorazioni spaziali. Nell era moderna, grazie alle grandi conquiste nel campo dell esplorazione del nostro sistema planetario, questo interesse è cresciuto sempre più a partire dal lancio del primo uomo nello spazio. Questa attività è volta a mostrare quali siano le difficoltà nel superare i limiti e i vincoli naturali che rendono le missioni spaziali estremamente complesse e delicate. Viene fatta una breve panoramica dei maggiori successi conseguiti nell esplorazione spaziale e a riprova delle leggi che sono alla base del funzionamento dei razzi, viene insegnato come costruire un semplice razzo capace di sollevarsi da terra fino a raggiungere altezze intorno ai metri. Come di consueto l attività si divide in tre fasi. Una prima fase didattica è volta alla presentazione dell argomento con immagini, filmati e simulazioni. Successivamente viene insegnato come è possibile, a partire da materiali semplici e di uso comune, sia possibile costruire un piccolo razzo ad acqua. Infine, dopo aver dato modo a tutti i partecipanti di costruire e disegnare il proprio razzo, si passa alla sperimentazione pratica: ogni partecipante ha l opportunità di lanciare il proprio razzo grazie ad un apposita rampa di lancio costruita dai ricercatori. Fig. 8 I razzi pronti per il lancio e il lancio di una batteria di 6 razzi 7

8 PLANETARIO & OSSERVAZIONI Il planetario da sempre è un efficace strumento per avvicinare il pubblico, di qualsiasi età, all Astronomia. In passato sono stati costruiti grandi planetari presso le principali città ma oggi, grazie alla tecnologia digitale e all evoluzione delle cupole mobili, è possibile raggiungere il pubblico installando planetari digitali di piccole dimensioni dotati di sistema di proiezione che nulla hanno da invidiare ai grandi apparati di un tempo. Il nostro planetario mobile è costituito da una cupola gonfiabile di 6 metri di diametro capace di ospitare dai 30 ai 40 spettatori. E di semplice e rapida installazione e la sua versatilità permette di installarlo nelle palestre delle scuole, all interno di ampie sale, nei cortili o in piazza. Lo spettacolo dura circa 45 minuti e in questo progetto è pensato in abbinamento con le osservazioni solari effettuate grazie a telescopi particolari equipaggiati con filtri solari in grado di mostrare i più interessanti e affascinanti fenomeni che interessano la superficie della nostra stella. Fig. 9 Il planetario gonfiabile installato all interno della biblioteca antica dell Osservatorio Astronomico di Roma a Monte Porzio Catone 8