Relazione di presentazione del progetto LABORATORIO DI ASTRONOMIA SOLARE 1)

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1 Relazione di presentazione del progetto LABORATORIO DI ASTRONOMIA SOLARE 1) LABORATORIO DI ASTRONOMIA SOLARE e un percorso di Astronomia e Fisica per la Scuola Secondaria di Primo Grado costituito da una serie di appunti e lezioni contenute nel manuale (INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEL SOLE) che raccoglie precedenti esperienze delle mie classi e numerosi collaborazioni con Enti esterni che si occupano di astronomia a vari livelli (dalla didattica alla ricerca). Ogni modulo didattico è stato suddiviso in varie unità di apprendimento. I risultati più significativi sono stati raccolti nella presentazione multimediale realizzata da un piccolo gruppo di studenti della classe II. Da dove nasce l idea del Laboratorio Il Laboratrio nasce nel 2003, quando l insegnante decide di indirizzare molti dei suoi interventi didattici verso l astronomia, che considera molto utile per avviare gli studenti allo studio sperimentale delle scienze. Infatti, l astronomia unisce alle tipiche caratteristiche delle discipline scientifiche un particolare fascino che cattura molto spesso l attenzione e l interesse degli studenti. I principali obiettivi del Progetto: Sviluppare, razionalizzare e sistematizzare in un progetto unico una serie di precedenti esperienze, fornendo uno sviluppo "emblematico" dell'insegnamento possibile delle Scienze Fisico-Astronomiche. Avvicinare gli studenti all'ambiente, alla Natura, e portarli verso la comprensione del metodo scientifico. Passare dalla teoria alla sperimentazione scientifica, attraverso l osservazione dei fenomeni partendo da quelli più semplici per arrivare a quelli un poco più complessi. Introdurre poche leggi fisiche fondamentali ed un semplice apparato matematico da considerarsi competenze scientifiche di base, per la formazione del cittadino e lo sviluppo di nuove conoscenze. 1) Istituto comprensivo CALDIERO - A. PISANO Statale VIA CONTI DA PRATO 9 (Vr) Contatti: Bubani Massimo tel: fax: massimo.bubani@gmail.com Docente

2 I principali obiettivi del Progetto: Sviluppare, razionalizzare e sistematizzare in un progetto unico una serie di precedenti esperienze, fornendo uno sviluppo "emblematico" dell'insegnamento possibile delle Scienze Fisico-Astronomiche. Avvicinare gli studenti all'ambiente, alla Natura, e portarli verso la comprensione del metodo scientifico. Passare dalla teoria alla sperimentazione scientifica, attraverso l osservazione dei fenomeni partendo da quelli più semplici per arrivare a quelli un poco più complessi. Introdurre poche leggi fisiche fondamentali ed un semplice apparato matematico che in un contesto di insieme giocano il ruolo di grandi regolatrici dei fenomeni, da considerarsi competenze scientifiche di base, per la formazione del cittadino e lo sviluppo di nuove conoscenze. Perché insegnare l Astronomia nella Scuola in modo più organico e modulato di quanto prevedano gli attuali programmi? Innanzitutto essa esercita sui giovani un fascino ed una attrazione particolare e per questo può essere usata come veicolo per introdurre in modo più agevole ed interessante molta parte della Fisica. L Astronomia inoltre si presta, meglio di altre Scienze, o almeno in modo più immediato, ad insegnare e sperimentare il metodo scientifico. Possiamo aggiungere che capire che cosa è il Sole, e sapere come lo si studia, da agli studenti un sapere di base che li rende più curiosi dinnanzi a tutti i fenomeni naturali e, più in generale alla Natura. Capire che il Sole e il vero regolatore del nostro pianeta migliora la loro coscienza dell ambiente stesso e ne favorisce il rispetto favorendo una coscienza più ambientalista. L astronomia, inoltre, si presta bene a studi interdisciplinari. Nell ambito dell astronomia la scelta di indirizzare la nostra attenzione al Sole è dovuta anche alla facilità di svolgere osservazioni durante le ore di lezione.

3 Perché la Fisica Associare alla Astronomia la Fisica è fondamentale perché esse sono fortemente correlate: entrambe trattano di radiazioni, campi gravitazionali, misure di distanze, di modelli e così via. Inoltre la Fisica può essere usata per introdurre questi concetti sperimentando su oggetti che fanno parte del vivere quotidiano e sono per così dire a portata di mano. La Fisica è inoltre fondamentale per presentare i principi di funzionamento di vari strumenti usati in Astronomia, abituando i giovani ad uso critico degli stessi. Nel laboratorio la Fisica e un una disciplina nascosta che tuttavia pervade tutte le unità e serve ad introdurre importanti concetti fondamentali che ricorrono spesso nello studio dell Astronomia e della Astrofisica. L approccio Questo Progetto unisce all approccio tradizionale ( Geografia Astronomica ) quello innovativo dell astronomia visiva fatta sul campo con l uso di telescopi e radiotelescopi. Si parte dai concetti più semplici, avvicinando gli studenti piano piano alla comprensione dei fenomeni tipici dell astronomia solare secondo un percorso: - osservare - misurare - astrarre e', il principio informatore primo di questo Progetto, assieme al ruolo basilare delle discussioni tra docente e alunni sulle attività in svolgimento Nell approccio al LABORATORIO DI ASTRONOMIA SOLARE e importante tener conto del fatto che i ragazzi/e sono stati i veri protagonisti del loro apprendimento. Questo concetto informatore di tutto il progetto comporta la necessità di lasciare spazio alla discussione, al laboratorio e agli altri elementi fondamentali già citati. Attraverso la discussione passano infatti aspetti di socializzazione fondamentali per la formazione dello studente - scienziato e lo sviluppo di una attenta capacità di osservazione ed analisi. Fondamentale è l approccio con cui si affrontano i problemi: spesso ci si trova con problemi che i ragazzi/e non riescono a risolvere. E importante lasciare che i ragazzi/e stessi provino a cercare la soluzione che non va mai fornita tout court. In tutto il LABORATORIO DI ASTRONOMIA SOLARE si è operato con strumenti: autocostruiti e realizzati con materiali poveri : cartone, pennarelli, fotocopie, lenti recuperate materiale elettronico, antenne inutilizzate etc. 1. gnomoni in cartoncino / sestanti / quadranti solari / meridiane solari / teodoliti acquistati grazie ai fondi messi a disposizione dalla FONDAZIONE CARIVERONA 1. telescopio SKYWATCHER 150mm / telescopio solare CORONADO PST40 in luce H- alpha / telescopio solare LUNT 60mm in luce CaK / telecamera LUMENERA SKYNYX 2.0 / filtri ed oculari / software

4 Moduli didattici Il percorso è stato suddiviso in moduli didattici che a loro volta sono stati sviluppati in varie unità di apprendimento. Classe I Schema del Modulo 1 Introduzione alla Geografia Astronomica elementare MODULO 1 UNITA DIDATTICA OBIETTIVI SPECIFICI Obiettivi del modulo 1.0 Elementi di Geografia Astronomica Avvicinare i ragazzi al concetto di sistema di riferimento Fare acquisire gli elementi fondamentali per l orientamento terrestre e celeste Sviluppare una procedura operativa univoca per eseguire misure da ripetere con precisione per diversi mesi Applicare alcuni concetti elementari per eseguire semplici strumenti di osservazione Sviluppare il metodo scientifico Imparare a collaborare con altri studenti di altre scuole 1.1 Esperimento n 1: studio del moto apparente del Sole 1.2 Costruzione di semplici strumenti per l osservazione della posizione del Sole 1.3 Misura dell altezza del Sole 1.4 Misura del meridiano terrestre - latitudine e longitudine - orizzonte terrestre - zenit e nadir - linea meridiana - altezza ed azimut - mezzogiorno vero - gnomone - moto apparente del Sole - osservando la variazione dell ombra proiettata da uno gnomone - applicando le nozioni teoriche acquisite nell unità didattica n.1, gli studenti realizzano semplici strumenti di misura utilizzando materiale di recupero o di costo contenuto. - utilizzando semplici gnomoni in cartoncino - applicazioni di nozioni elementari di statistica quali la media aritmetica - applicazioni di semplici nozioni di geometria euclidea - Determinare il meridiano terrestre utilizzando un esperimento simile a quello realizzato da Eratostene - Utilizzare la rete di scuole Eratostene * - Utilizzare la posta elettronica per comunicare i dati tra le varie scuole - Eseguire semplici calcoli statistici

5 - Saper approcciarsi ad una strumentazione osservativa complessa (telescopi) - Saper raccogliere ed analizzare immagini e video - Saper riconoscere i fenomeni studiati teoricamente e saperli analizzare da un punto di vista qualitativo - Avere una visione completa di cosa significa osservare il Sole - Saper gestire autonomamente un osservazione astronomica Classe II Schema del Modulo 2 Il Sole teoria ed osservazione MODULO 2 UNITA DIDATTICA OBIETTIVI SPECIFICI Obiettivi del modulo 2.0 Il Sole: teoria - Le distanze astronomiche - Caratteristiche chimiche - Fornire le principali fisiche ed astronomiche del Sole informazioni teoriche - L energia solare per studiare i fenomeni - L interno del Sole - Il campo magnetico solare visibili sul Sole - Il vento solare - La radiazione elettromagnetica - Cosa arriva sulla Terra? 2.1 Programma osservativo: il Sole in luce bianca 2.3 Programma osservativo: Il Sole in luce H-alpha 1.3 Programma osservativo: Il Sole in luce CaK - L atmosfera terrestre ed il seeing - Macchie solari - Granulazione solare - Attività solare: il numero di Wolf - Classificazione delle macchie solari - gli studenti realizzano una scheda di raccolta dati - alla caccia di macchie - realizzare video ed immagini sul Sole - classificare le macchie solari osservate - Osservazione di fenomeni come le protuberanze solari ed i filamenti in luce bianca e utilizzando un'altra lunghezza d onda: confronto di immagini - scheda raccolta dati - Realizzare video ed immagini del Sole in luce H-alpha - Classificare le protuberanze solari - osservazione di fenomeni come le macchie solari in luce di Calcio e i plages - osservare gli stessi fenomeni visibili in luce bianca utilizzando un'altra lunghezza d onda: confronto di immagini - scheda raccolta dati - realizzare video ed immagini del Sole in luce CaK - prevedere le possibili formazioni di macchie solari studiando la meteorologia solare nella frequenza del CaK

6 - Applicare la matematica allo studio delle scienze sperimentali - Ricavare informazioni quantitative dalle osservazioni solari - Sapere ricavare informazioni dai grafici cartesiani ricavati sperimentalmente - Monitorare in maniera sistematica un evento naturale - Ricavare informazioni facendo uso della statistica Classe III Schema del Modulo 3 Dall osservazione alla misura MODULO 3 UNITA DIDATTICA OBIETTIVI SPECIFICI Obiettivi del modulo 3.0 Misuriamo le dimensioni dei fenomeni solari 3.1 La radiazione termica: determinazione della costante solare 3.2 Programma osservativo: il Sole nella banda delle microonde 3.3 PROGRAMMA OSSERVATIVO: Il Sole nella banda delle onde radio ricerca dei SID - Utilizzare semplici conversioni numeriche - Saper utilizzare software di analisi dell immagine (nel nostro caso abbiamo usato un software gratuito SALSAJ fornito dalla piattaforma europea Handofuniverse di cui facciamo parte come scuola pilota) - Applicando il concetto di proporzione, i ragazzi determinano le dimensioni dei fenomeni osservati (macchie solari, filamenti, protuberanze ecc.) - Introdurre il concetto di energia termica con le sue unità di misura - saper collegare il concetto di temperatura e di calore tra loro evidenziando le loro differenze - eseguire un semplice esperimento di fisica (scambio termico) - applicare semplici formule di fisica per determinare la costante solare - applicare in maniera autonoma il metodo scientifico - introdurre i concetti fondamentali delle onde - studiare lo spettro elettromagnetico in maniera teorico pratica - applicare le leggi dell elettrologia alla realizazione di semplici circuiti elettronici - avvicinare gli studenti alla tecnologia elettronica - realizzare uno strumento osservativo come un radiometro - fare capire, utilizzando semplici esperimenti, analogie e differenze tra onde radio, infrarossi e luce visibile - osservare il moto apparente del Sole misurandone le radiazioni radio emesse - determinare la temperatura della fotosfera solare - studio dell atmosfera terrestre - comprensione di cosa significa finestra atmosferica in astronomia - saper collaborare con enti esterni (I.A.R.A.) facendo domande e ricavando consigli utili - - monitorare sistematicamente l attività solare per raccogliere e rappresentare dati.

7 Scheda RETE DI ERATOSTENE occasioni e strumenti per esperienze collaborative di Astronomia in rete La Rete di Eratostene nasce nel febbraio del 2001 e si sviluppa grazie alla collaborazione di numerosi insegnanti di tutta Italia particolarmente interessati all'astronomia. E stata così realizzata una rete di scuole allo scopo di favorire la conoscenza dell'astronomia proponendo esperienze semplici, ma didatticamente importanti, di tipo pratico e collaborativo. La Rete di Eratostene è promossa dal MIUR (Ministero per l'istruzione, Università e Ricerca), nell'ambito dell'iniziativa "Gli studenti fanno vedere le stelle" Chiunque sia interessato può partecipare iscrivendosi personalmente ad una mailing-list oppure in qualità di referente di una scuola. La Rete di Eratostene ha un comitato didattico composto da: Nicola Scarpel, Lucia Corbo e Giuseppe Rolfo. Scuola-polo nazionale del progetto: Scuola Media "Dante Alighieri" sede "Vettor Pisani" Venezia-Lido tel. e fax referente per il progetto e coordinatore: prof. Nicola Scarpel

8 La Rete di Eratostene ha un comitato didattico composto da: Nicola Scarpel, Lucia Corbo e Giuseppe Rolfo. Scuola-polo nazionale del progetto: Scuola Media "Dante Alighieri" sede "Vettor Pisani" Venezia-Lido tel. e fax referente per il progetto e coordinatore: prof. Nicola Scarpel La Rete di Eratostene nasce nel febbraio del 2001 e si sviluppa grazie alla collaborazione di numerosi insegnanti di tutta Italia particolarmente interessati all'astronomia. Abbiamo così realizzato una rete di scuole che ha come obiettivo generale quello di favorire conoscenza dell'astronomia, proponendo esperienze semplici ma didatticamente importanti, di tipo pratico e collaborativo. Il sito è ospitato da Vialattea.net - iniziativa di divulgazione scientifica.