LA MISURA. Confrontare Misurare Calcolare 1 anno di liceo scientifico. Liceo Buonarroti - Pisa

Transcript

1

2 LA MISURA Confrontare Misurare Calcolare 1 anno di liceo scientifico Liceo Buonarroti - Pisa 2

3 LA MISURA Il percorso è stato proposto come primo argomento del corso di Fisica a 3 classi prime liceo scientifico, in particolare a due classi dell indirizzo Scienze applicate e una classe dell indirizzo Scientifico. Liceo Buonarroti - Pisa 3

4 LA MISURA : obiettivi Indurre a riflettere e comprendere cosa significa misurare mettere a fuoco i principali problemi che si incontrano nel misurare e come si può ovviare a tali problemi. Scrivere la misura di una grandezza come numero seguito da un unità di misura e da un intervallo di incertezza per far capire quanto sia affidabile la misura Identificare l intervallo di incertezza che può basarsi sulla sensibilità dello strumento o sul calcolo di propagazione delle incertezze quando la misura avviene indirettamente partendo dalla misura diretta di altre grandezze. Liceo Buonarroti - Pisa 4

5 LA MISURA : approccio metodologico Partire da un problema concreto (misurare lo spigolo del banco di lavoro del laboratorio senza strumenti, misura dell area di una superficie irregolare) Discussione e proposte degli studenti Realizzazione delle proposte Discussione dei problemi emersi Arrivo alla definizione di unità di misura Analisi di situazioni più complesse Liceo Buonarroti - Pisa 5

6 LA MISURA : materiali Penne e matite Spago Righelli Doppi metri Carta quadrettata Carta millimetrata Liceo Buonarroti - Pisa 6

7 LA MISURA : ambiente Laboratorio Aula Liceo Buonarroti - Pisa 7

8 LA MISURA : tempi Per la messa a punto preliminare : 2 incontri Per la progettazione specifica : circa 10 ore Tempo scuola : circa 16 ore di lezione per l indirizzo Scientifico, circa 24 ore per l indirizzo Scienze applicate Per documentazione : circa 4 ore Liceo Buonarroti - Pisa 8

9 LA MISURA Come spesso avviene sono stati preziosi gli incontri informali tra i docenti coinvolti per confrontare le modalità di attuazione, i materiali prodotti, i risultati ottenuti via via che le attività venivano costruite e proposte alle classi. Liceo Buonarroti - Pisa 9

10 LA MISURA : descrizione In una prima fase sono state effettuate misure della lunghezza del bancone di laboratorio mediante un quaderno, un diario, un lapis, un gruppo ha scelto la spanna e si sono confrontati i risultati. (scheda 1 ) Liceo Buonarroti - Pisa 10

11 Scheda 1 SCHEDA N.1 MISURA DELLA LUNGHEZZA DEL BANCONE DEL LABORATORIO Scopo: misurare la lunghezza del bancone del laboratorio con uno ciò che volete, ogni gruppo può usare o un lapis, o un quaderno o la spanna, o un libro, o la gomma Riportate nella tabella sottostante la misura del bancone con l unità di misura scelta da tutti e 10 i gruppi gruppo Unità di misura scelta Misura Rispondere alle domande: Ti sembra che ci siano problemi con le unità di misura scelte? Anche se due gruppi hanno usato la stessa unità di misura (per esempio lapis o diario) cosa hai riscontrato nella tabella? Liceo Buonarroti - Pisa 11

12 LA MISURA : descrizione Sono stati poi consegnati dei pezzi di spago: tutti i gruppi avevano due pezzi di spago, uno di lunghezza doppio dell altro (ma questa informazione non è stata data ai ragazzi). Gli studenti hanno ripetuto la misurazione prima con quello più lungo poi con quello più corto A questo punto hanno potuto operare dei confronti. (scheda 2) Liceo Buonarroti - Pisa 12

13 Scheda 2 SCHEDA N.2 MISURA DELLA LUNGHEZZA DEL BANCONE DEL LABORATORIO Scopo: misurare la lunghezza del bancone del laboratorio con due spaghi che avete avuto dall insegnante, uno più lungo dell altro Riportate nella tabella sottostante la misura del bancone con l unità di misura scelta da tutti e 10 i gruppi gruppo Misura con lo spago più corto Misura con lo spago più lungo Rispondere alle domande: I risultati ottenuti fra i vari gruppi sono confrontabili? I risultati dell esperienza precedente erano confrontabili?... Perché?... i risultati ottenuti con i due spaghi sono confrontabili?...cosa deduci. Liceo Buonarroti - Pisa 13

14 LA MISURA : descrizione Successivamente si è ripetuta la misura con un righello, con un doppio metro e si sono osservate le differenze. Nella classe dell indirizzo scientifico la prima attività ha riguardato la stima, prima, e la misura, poi, della lunghezza di una parete dell aula utilizzando unità di misura diverse dal metro (scheda 1S) Liceo Buonarroti - Pisa 14

15 ATTIVITA 1: MISURA DELLA LUNGHEZZA DELLA PARETE DIVISORIA aula 9A La classe viene divisa in 6 gruppi. Ciascun gruppo utilizza una delle seguenti unità di misura: gruppo1: il quaderno gruppo 2: il diario gruppo 3: la penna gruppo 4: il piede gruppo 5: la spanna gruppo 6: l avambraccio Inizialmente ciascun componente del gruppo fa una stima, nell unità di misura assegnata e in metri, della lunghezza della parete, poi fa la misura due volte (andata e ritorno) GRUPPO n 4. ANDATA RITORNO STIMA in piedi STIMA in metri 1.. piedi.. piedi 2.. piedi.. piedi 3.. piedi.. piedi 4.. piedi.. piedi 5.. piedi.. piedi Segue scheda torna al testo Liceo Buonarroti - Pisa 15

16 Si può attribuire un unico valore alla misura effettuata da ciascun gruppo? Può bastare la media per farci capire la precisione della misura? In quale intervallo numerico sono comprese tutte le misure del gruppo? Qual è l intervallo di incertezza di questa misura? Valutate la vostra stima in.. Confrontiamo adesso i risultati dei vari gruppi GRUPPO Che cosa osservate? MISURA Utilizziamo adesso la rotella metrica. Come erano le vostre stime in metri? Discussione. Torna al testo Liceo Buonarroti - Pisa 16

17 LA MISURA : descrizione Per il calcolo di un area si è scelto il calcolo dell area di una mano: tracciando su foglio quadrettato (da 0,5 cm) il contorno della mano e calcolando l area valutando il numero dei quadretti per poi passare all area in cm 2. (scheda 3) Liceo Buonarroti - Pisa 17

18 SCHEDA 3 Scopo: AREA DI UNA MANO -Per calcolare l area della mano traccia con la penna rossa un contorno che racchiuda i quadretti interni alla mano, considera quelli che sono interni per più della metà. -Dividi l area così ottenuta in rettangoli, quadrati, per semplicità chiama queste aree A1,A2,, trova l area di ognuna in quadretti A1= A2= A3= A4= Torna al testo Liceo Buonarroti - Pisa 18

19 LA MISURA : descrizione Alle attività è seguita una parte di discussione, di sintesi e di sistematizzazione teorica delle osservazioni effettuate. Liceo Buonarroti - Pisa 19

20 LA MISURA : descrizione Le attività svolte sono state accolte positivamente. La parte più ricca e interessante è stata la discussione dei risultati ottenuti nella stima e misura della parete di un aula. Tale discussione è proseguita per diverse lezioni. La prima attività laboratoriale nelle classi dell indirizzo Scienze applicate è stata accolta con molto entusiasmo. Abbiamo notato che in tutte le classi coinvolte nel progetto gli studenti, intervenendo liberamente, hanno messo a fuoco le problematiche che si volevano affrontare quasi autonomamente, cogliendo il significato del termine misura, l opportunità di adottare un unità di misura campione e la necessità di indicare sempre l unità di misura che si è adoperata. Certamente gli alunni non sono stati ordinati e tranquilli nella loro partecipazione, ma piuttosto caotici e irruenti nel manifestare le proprie opinioni, comunque sicuramente interessati e partecipi. Liceo Buonarroti - Pisa 20

21 LA MISURA : verifica In tutte le classi le prove di verifica sono state delle relazioni guidate, che però aggiungevano agli obiettivi da verificare la capacità di scrivere una relazione, cosa che in una classe prima non è di rapida assimilazione; sono state usate perciò come prove formative. Solo dopo aver affrontato le unità di misura standard e le equivalenze fra le varie unità di misura sono state somministrate anche prove di verifica più standard (esercizi) i cui esiti non sempre sono stati positivi (vedere Testo della verifica) Liceo Buonarroti - Pisa 21

22 VERIFICA MISURA 1)a-A quanti mm corrispondono 65,7km? b-quanti cm 3 sono 34,2dm 3? c- quanti m 2 sono 3443 cm 2? 2)L area di un triangolo è 0,4 m 2. Quanti cm 2 sono? Il volume di una scatola è cm 2. Quanti dm 2 sono? 3)Un anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno. Il minuto luce è la distanza percorsa dalla luce in un minuto. La luce percorre Km al secondo e la distanza tra la Terra e il Sole è di 8,3 minuti luce. Quanti km distano la Terra e il Sole? 4)Una unità di misura ancora usata nei paesi anglosassoni è il pollice. Un pollice equivale circa 25,4mm. Quanti pollici ci sono in un metro? Quanti cm 2 ci sono in un pollice quadro? 5)Il piano di un tavolo rettangolare misura 160 cm x 90 cm con un errore del 2%. Calcola perimetro e area con l errore assoluto. 6)Tra le seguenti misure effettuate con un calibro ventesimale, indica quella scritta in modo corretto e spiega perché le altre non vanno bene 7)Uno spessore è stato misurato con un a riga millimetrata trovando la misura di 24 mm e con un calibro ventesimale trovando la misura di 23,75 mm. Riscrivi le misure ponendovi a fianco i rispettivi errori assoluti, supponendo che essi coincidano con la sensibilità degli strumenti. Calcola gli errori relativi e trova quante volte la seconda misura è più precisa della prima. 8)Una macchina produce chiodi di lunghezza 3,4cm. E accettato un errore del 3%. Un chiodo lungo 3cm viene scartato? Torna al testo Liceo Buonarroti - Pisa 22

23 LA MISURA : verifica Dai risultati della verifica si è evidenziato inoltre uno scollamento tra le attività pratiche e la parte teorica, svolta in un secondo momento, sulla trasmissione dell errore. Liceo Buonarroti - Pisa 23

24 LA MISURA : risultati Risultati positivi Stimolare l attenzione dei ragazzi facendo misure con metodi strani (quaderni, lapis ) Stimolare un confronto fra le unità di misura scelte. Riconoscere l esigenza di scegliere di volta in volta l unità di misura più opportuna. Liceo Buonarroti - Pisa 24

25 LA MISURA : risultati Difficoltà : Le classi sono formate da 29/31 alunni Gestione in laboratorio di più strumenti di misura Nella misura dell area della mano, sono stati trovati risultati un po lontani gli uni dagli altri Avere poco tempo a disposizione, soprattutto per la riflessione e la rielaborazione delle esperienze svolte. Liceo Buonarroti - Pisa 25

26 LA MISURA : risultati Metodologie di superamento delle difficoltà per l area della mano dopo il primo momento in cui ognuno valutava la propria area, è stato consegnato il tracciato della mano dell insegnante, di cui misurare l area per fare confronti sui risultati; il calcolo è stato ripetuto più volte, prima prendendo i quadretti che erano dentro il tracciato per più della metà, poi prendendo l area interna e quella esterna e facendo la media (così è stato introdotto anche quel concetto) Va poi espressa la misura risultante con la relativa incertezza Liceo Buonarroti - Pisa 26