SCUOLA SIS DEL VENETO Laboratorio di Didattica dell Astronomia

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1 SCUOLA SIS DEL VENETO Laboratorio di Didattica dell Astronomia MODULO: MOTO APPARENTE DEL SOLE Specializzande: Alessandra Gaspari Anna Rita Natale Rita Sambucco Prof. Leopoldo Benacchio Prof. Mauro D onofrio Tutor: Prof.ssa Antonia Carrozza

2 MOTO APPARENTE DEL SOLE TARGET Terza media TEMPO Otto ore così suddivise: 30' questionario 30' discussione e richiamo dei prerequisiti 3 ore costruzione degli strumenti necessari per l'esperienza 1 ora esecuzione esperienza 2 ore elaborazione dei dati e costruzione del grafico 1 ora verifica finale FINALITÀ Realizzare un percorso didattico che permetta ai ragazzi di conoscere il moto apparente del Sole attraverso il ricorso all'osservazione e alla misurazione. Durante tutto il percorso è importante favorire la loro attività di partecipazione consentendo ai ragazzi di proporre anche teorie personali. PREREQUISITI Concetto di sistema di riferimento Condizione e posizione dell'osservatore OBIETTIVI GENERALI L'alunno sa osservare i fenomeni in base alle loro caratteristiche L'alunno sa analizzare e interpretare i fenomeni L'alunno ha acquisito un metodo di lavoro

3 OBIETTIVI SPECIFICI L'alunno sa individuare il moto apparente del Sole L'alunno sa misurare la posizione del Sole rispetto a punti fissi L'alunno sa misurare l'ombra proiettata dal Sole in ore diverse collocando lo gnomone nella stessa posizione L'alunno sa raccogliere e registrare dati in una tabella MAPPA CONCETTUALE Deve esplicitare gli aspetti più rilevanti del tema scelto e deve servire all'insegnante come guida del percorso e allo studente per orientarsi e individuare le fasi del percorso CONTENUTI Moto apparente del Sole METODI Esperienza diretta basata sull'osservazione sistematica e sull'osservazione del fenomeno Discussione dei risultati Discussione finale sul percorso Cooperative learning FASI OPERATIVE Indagini sulle preconoscenze e sulle convinzioni dei ragazzi attraverso un test d'ingresso e controllo dei prerequisiti Lezione introduttiva che prevede l'analisi del test d'ingresso Fase sperimentale (esperienza 1, esperienza 2, esperienza 3) Collegamento in rete al sito Lezione all'aperto Test finale

4 DIAGRAMMA DI FLUSSO DELL UNITA DIDATTICA Test d ingresso Questionario sulle preconoscenze Orientamento - Orizzonte MOTO APPARENTE DEL SOLE Osservazione Esperienza n. 1 Esperienza n.2 Esperienza n.3 Misurazione Elaborazione Dati Grafico Autoverifica Valutazione Consolidamento e Recupero in caso di valutazione negativa

5 MAPPA CONCETTUALE MOTO APPARENTE DEL SOLE moto diurno e annuo osserviamo le ombre con lo gnomone la lunghezza delle ombre cambia durante l'anno l'ombra più corta si ha al momento della culminazione osserviamo il sorgere del sole osserviamo l'orizzonte osserviamo l'altezza del sole a mezzogiorno sull'orizzonte il sole non sorge e tramonta sempre nello stesso punto diversa durata del dì e della notte osserviamo il tramonto

6 QUESTIONARIO SULLE PRECONOSCENZE DEI RAGAZZI RELATIVE ALL ASTRONOMIA Il seguente questionario sarà somministrato prima di trattare l unità didattica: Il Moto Apparente del Sole, per saggiare le preconoscenze degli alunni su alcuni concetti fondamentali relativi al campo astronomico. Il questionario è anonimo; il tempo previsto per la risoluzione dei 13 quesiti è di 30 minuti. E costituito da 12 items a risposta chiusa in cui basta barrare VERO o FALSO; l ultimo item a risposta aperta comprende 5 domande relative all orientamento. 1) Il Sole ruota intorno alla terra VERO FALSO 2) La terra è al centro dell Universo VERO FALSO 3) La terra è più grande del sole VERO FALSO 4) Il Sole è un corpo celeste più grande delle stelle VERO FALSO 5) Il Sole è una stella VERO FALSO 6) Il Sole nasce sempre a Est VERO FALSO 7) Il Sole tramonta sempre a ovest VERO FALSO 8) Il passaggio delle comete porta disgrazie VERO FALSO 9) La linea di confine tra il cielo e la terra è l orizzonte VERO FALSO 10) Ci sono stelle che si spengono VERO FALSO 11) La terra è piatta VERO FALSO 12) La posizione di un oggetto si può stabilire senza un sistema di riferimento VERO FALSO

7 13) Osserva attentamente la cartina e rispondi alle domande che seguono. a) Supponi di trovarti a Bologna. La città di Trieste è a Est o a Ovest rispetto a Bologna? b) Il Sole sorge prima a Trieste o a Reggio Calabria?

8 c) Quale posizione occupa la Sardegna rispetto a Bologna? d) Quale regione d Italia si estende più a Nord? e) Quale regione d Italia si estende più a Est?

9 LEZIONE INTRODUTTIVA È basata sull'analisi e discussione dei dati emersi nel test d'ingresso. Le false conoscenze dei ragazzi vengono poi utilizzate per porre dei quesiti che verranno verificati nella fase sperimentale FASE SPERIMENTALE ESPERIENZA N 1 Obiettivo: Osservare che le ombre proiettate dagli oggetti cambiano di direzione e di lunghezza durante la giornata. TEMPI L esperienza è suddivisa in tre momenti principali: il primo consiste nella costruzione e nella messa a punto degli strumenti necessari, per cui sono necessarie circa tre ore; il secondo consiste nella rilevazione dei dati da effettuarsi nei mesi di gennaio, febbraio e marzo nell arco di una giornata almeno ogni quindici giorni (per un totale di 5 o 6 giornate di rilevazione); nei giorni prescelti si rilevano i dati ad una ora stabilita; si prevedono infine due ore per l elaborazione finale dei dati e la presentazione alla classe del materiale prodotto. MATERIALE OCCORRENTE tavole di compensato, traforo e colla per legno; cartoncini bianchi; carta da lucido e pennarelli da lucido di colori diversi; finestra della classe esposta a sud-est; occhiali da saldatore.

10 1. COSTRUZIONE DEGLI STRUMENTI NECESSARI Costruzione di uno gnomone trasportabile. A tal fine si può collaborare con l insegnante di educazione tecnica: se egli si rende disponibile, il lavoro pratico di costruzione si può effettuare durante due delle sue ore. Lo gnomone portatile si può realizzare nel seguente modo: con il compensato si prepara una tavola rettangolare (circa 100 X 80 cm) e due triangoli rettangoli aventi il cateto maggiore lungo 20 cm e il minore 4 cm circa; si incollano i due triangoli lungo i cateti maggiori in modo che non siano complanari; lo gnomone così ottenuto dovrà essere incollato al centro di uno dei due lati di 100 cm della tavola-supporto; per finire si posa un cartoncino bianco sul piano di compensato e lo si fissa con puntine. Alcuni ragazzi devono poi delimitare con vernice lo spazio in cortile, su cui dovrà essere posato lo gnomone ogni volta che si dovrà misurare la lunghezza dell ombra. In questa fase preparatoria la classe deve essere divisa in gruppi ognuno dei quali dovrà essere formato da 5 o 6 componenti al massimo. Ogni gruppo prepara una tabella di raccolta dei dati in cui viene indicato il giorno, l ora e la lunghezza dell ombra, per ogni giorno di rilevazione ( quindi 5 o 6 a seconda). Tale tabella può essere così costituita: DATA ORA LUNGHEZZA OMBRA

11 2. OSSERVAZIONE E MISURAZIONE Ogni quindici giorni circa, nei mesi di gennaio, febbraio e marzo, due ragazzi per gruppo scendono in cortile con lo gnomone e lo pongono nello spazio delimitato precedentemente. Sul cartoncino bianco si segna il punto finale dell ombra dopodiché il rappresentante di ogni gruppo ne misura la lunghezza e la riporta nella relativa tabella. 3. ELABORAZIONE DEI DATI Con i dati riportati nella tabella si costruisce un grafico per evidenziare le variazioni della lunghezza dell ombra misurata con lo gnomone nell arco dei mesi considerati. In ascissa si pone la data di registrazione e in ordinata la lunghezza dell ombra.

12 ESPERIENZA N 2 Obiettivo: Osservare che durante il giorno il sole descrive in cielo una traiettoria ad arco TEMPI Un giorno MATERIALE OCCORRENTE Carta adesiva Penna Blocco per appunti COME PROCEDERE Una domenica alzati presto (alle del mattino) e mettiti davanti a una finestra esposta a Sud. Incolla un pezzetto di carta adesiva per segnare la posizione del Sole. Ripeti l osservazione ogni ora fino alle del pomeriggio, stando attento a metterti sempre nello stesso posto davanti alla finestra. Puoi controllare la figura sottostante per avere un confronto con la tua osservazione. CHE COSA OSSERVARE Quale forma ha il cammino del Sole? Dov è il Sole a mezzogiorno? Come sembra muoversi il Sole?

13 ESPERIENZA N 3 Obiettivo: Osservare che la posizione dei punti sull'orizzonte, in cui il sole sorge e tramonta, cambia durante l'anno Osserva come cambia durante l'anno la posizione sull'orizzonte dei punti dove il sole sorge e tramonta. Come compito per casa viene proposto allo studente di osservare il sole quando sorge e tramonta. Lo studente disegna la posizione del sole rispetto a dei punti fissi annotando la data e l'ora di osservazione che dovrebbe essere la medesima ogni giorno. CONCLUSIONI Con questo progetto didattico, finalizzato ad una maggior comprensione del Moto Apparente del Sole, abbiamo ritenuto indispensabile coinvolgere emotivamente i ragazzi con esperienze semplici, pratiche e limitate nel tempo. Il metodo utilizzato è quello scientifico: a un ipotesi di partenza, segue l osservazione con le esperienze n.1, n. 2, n.3; con i dati ricavati dalla differenti misurazione dell altezza del Sole, si costruisce una tabella e si elaborano i dati attraverso un istogramma. La verifica delle ipotesi sarà validata o falsificata dalle tre esperienze. Realizzando in classe attività che coinvolgono personalmente gli alunni, è possibile non solo costruire competenze relative alla risoluzione di semplici problemi pratici, ma anche stimolare lo sviluppo di importanti processi cognitivi: ragionamento ipotetico, produzione di ipotesi e applicazione di vari tipi di strategie. La costruzione dello gnomone permette allo studente di studiare le ombre in rapporto alla posizione del sole. L'osservazione e il disegno del moto del sole a scuola e a casa permette allo studente di capire che il sole non tramonta e non sorge nello stesso punto dell'orizzonte e che durante la giornata descrive un arco. Attraverso queste esperienze lo studente dovrebbe prendere coscienza del moto apparente del sole e di come il sole si muova quotidianamente e annualmente. Lo studente ha anche l'opportunità di acquisire un metodo per la raccolta e registrazione dei dati. La costruzione dello gnomone ci consentirà inoltre non solo l osservazione e la misurazione del Moto Apparente del Sole, ma di capire se i ragazzi sono a conoscenza dell attività di geometrizzazione dei fenomeni, importante per altre discipline come Matematica, Educazione Tecnica, Educazione Artistica, ecc.

14 VERIFICA 1) Durante il giorno il Sole descrive in cielo una traiettoria ad arco o a zigzag? 2) Le ombre, proiettate dalle case, dagli alberi e dalle varie cose che intercettano i raggi del sole, cambiano di direzione e di lunghezza durante la giornata? 3) Man mano che il Sole si alza sull orizzonte, le ombre si allungano o si accorciano? 4) Osserva il disegno sottostante in cui il disegnatore ha ripreso la statua nella stessa ora del giorno, ma in mesi diversi. Qual è stata ripresa in gennaio e quale in marzo? 5) Il Sole si alza o si abbassa dalle alle 12.00? 6) In quale momento della giornata l ombra del tuo corpo è più corta: al mattino, a mezzogiorno o al tramonto? 7) Durante il giorno il punto più alto del Sole nel cielo viene chiamato Est, Ovest, Mezzanotte o Mezzogiorno?

15 RISPOSTE QUESTIONARIO PRECONOSCENZE 1 FALSO 2 FALSO 3 FALSO 4 FALSO 5 VERO 6 FALSO 7 FALSO 8 FALSO 9 VERO 10 VERO 11 FALSO 12 FALSO a EST b REGGIO CALABRIA c SUD-OVEST d TRENTINO ALTO ADIGE e PUGLIA Griglia di valutazione RISPOSTE ESATTE VOTO Ottimo Buono Sufficiente 1 10 Insufficiente

16 RISPOSTE ALLA VERIFICA 1 AD ARCO 2 SI 3 SI ACCORCIANO 4 A = MARZO B = GENNAIO 5 SI ALZA 6 A MEZZOGIORNO 7 MEZZOGIORNO Griglia di valutazione RISPOSTE ESATTE VOTO 7 Ottimo 6 5 Buono 4 Sufficiente 3 2 Insufficiente 1

17 Bibliografia [1] L. Benacchio: Appunti delle lezioni di Didattica dell'astronomia. SSIS AA [2] M. D'Onofrio: Appunti delle lezioni di Laboratorio di Astronomia. SSIS AA [3] L. Benacchio, C. Boccato, M. Brolis, F. Guadagnini, L. Nobili, A. Volpato: CD "Prendi le Stelle nella Rete!"