Progetto Fis21 in stampa Dalla Terra all`Universo: linee di un

Progetto Fis21 in stampa
Dalla Terra all’Universo: linee di un percorso dalla scuola dell’infanzia al termine della
scuola secondaria superiore
1
Enrica Giordano , Nicoletta Lanciano2, Ornella Pantano3, Sabrina Rossi4
Introduzione
Specificità del tema
“Dalla Terra all’Universo” è una proposta, parzialmente ancora in via di elaborazione, che si pone
l’obiettivo di guidare gli studenti a riconoscere la nostra collocazione sulla Terra, della Terra nel
Sistema Solare, nella nostra Galassia e nell’Universo e a costruire conoscenza scientifica riguardo
alla storia del nostro Pianeta, collocandola all’interno della più generale storia del Cosmo. Lo
sviluppo di un percorso di apprendimento che si pone tale obiettivo non può prescindere da alcuni
aspetti peculiari che caratterizzano il tema e in parte lo differenziano da temi tradizionali di fisica
(meccanica, termologia, ottica, ecc):
- Interdisciplinarietà. La proposta non può essere inquadrata in uno o più capitoli della sola fisica
(astronomia, astrofisica, cosmologia …), in quanto il tema considerato entra in forte interazione,
oltre che con la matematica, anche con le altre scienze naturali (chimica, scienze della terra,
scienze della vita). La progettazione e realizzazione della raccolta dati, la loro analisi e
l’interpretazione dei fenomeni osservati richiede infatti strumenti ed idee sviluppate nei diversi
ambiti.
- Approccio fenomenologico. Per comprendere l’Universo e le strutture che lo compongono non
possono essere eseguiti esperimenti in laboratorio. La conoscenza passa attraverso le osservazioni e
la raccolta dati sul campo, la loro registrazione sia sotto forma di grafici, schemi e modelli, sia in
termini di valori numerici delle variabili individuate. La strategia variazionale, utilizzabile negli
esperimenti di laboratorio nel caso di altri temi fisici, qui deve essere sostituita con l’osservazione
ripetuta nel tempo .
- Ruolo della tecnologia. La porzione di Universo osservabile dipende dagli strumenti disponibili
per osservarlo e per rilevare la radiazione emessa dalle strutture in esso riconoscibili. L’uso di
strumentazione posta sulla superficie terrestre (cannocchiale, telescopio) e nello spazio (sonde
spaziali) permette di arricchire i dati sugli oggetti celesti visibili ad occhio nudo e di ampliare lo
“sguardo” sull’Universo. L’uso di strumentazione che rileva radiazione a lunghezze d’onda diverse
dal visibile permette di arricchire le conoscenze sugli oggetti celesti noti e di individuarne altri non
rilevabili nel visibile.
- Interazione tra dati osservativi e modelli interpretativi. Osservazioni sempre più mirate e
approfondite dello spazio permettono di sviluppare modelli interpretativi e teorie che devono essere
confrontate con i nuovi dati via via raccolti. Dal continuo confronto tra dati raccolti e modelli
interpretativi si può arrivare a riconoscere l’esistenza di oggetti e componenti non direttamente
rivelabili attraverso l’osservazione, ma la cui presenza si può dedurre a partire dal confronto fra
previsioni basate sulla teoria e proprietà cinematiche e/o dinamiche di oggetti osservati. Un esempio
è quello della materia oscura, contenuta nelle galassie, la cui presenza è necessaria per giustificare
dal punto di vista dinamico le velocità di rotazione osservate nelle regioni esterne della galassie
stesse 5.
Dipartimento di Scienze Umane per la Formazione, Università di Milano Bicocca
Dipartimento di Matematica, Università di Roma “La Sapienza”
3
Dipartimento di Fisica, Università di Padova
4
Unità di ricerca di Milano Bicocca
5
Dall’andamento della velocità di rotazione dei singoli elementi della galassia in funzione della distanza dal centro
della galassia e nell’ipotesi che valga la meccanica newtoniana, si deduce la distribuzione radiale della materia
1
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- Relazione tra dimensione spaziale e dimensione temporale. Tutte le informazioni di cui
disponiamo sulle strutture dell’Universo sono contenute nella radiazione elettromagnetica che esse
emettono. A causa della velocità finita della luce, la radiazione che arriva da un oggetto
astronomico porta con sé informazioni sulle caratteristiche fisiche dell’oggetto all’istante di
emissione della radiazione. L’osservazione di oggetti a diverse distanze spaziali implica quindi
l’osservazione delle loro caratteristiche a tempi diversi.
- Evoluzione temporale. Al problema che oggetti lontani sono visti oggi come erano in un passato
più meno remoto a seconda della loro distanza si aggiunge il fatto che i tempi caratteristici di
evoluzione degli oggetti astronomici sono enormemente più lunghi dei tempi tipici di osservazione
degli stessi. È possibile comunque confrontare e integrare le osservazioni su oggetti simili in istanti
diversi della loro evoluzione per costruire modelli evolutivi che permettono di ricostruire la loro
storia e di prevederne l’evoluzione futura.
Problemi dell’insegnamento tradizionale
Moltissime ricerche e una nostra lunga esperienza nella formazione di studenti di diverse età e di
adulti, in contesti scolastici e extrascolastici, documentano la persistenza di concezioni non corrette
relativamente a fenomeni e idee di base della astronomia osservativa anche a livelli scolari elevati6.
Molte di queste concezioni non corrette sono conseguenza dell’inefficacia dell’insegnamento
tradizionale e sono rafforzate da affermazioni e immagini riportate su manuali o testi divulgativi.
Esempi tipici di concezioni errate sono l’interpretazione delle fasi lunari in termini di ombra della
Terra sulla Luna, dell’alternarsi delle stagioni in termini di maggiore o minore vicinanza della Terra
al Sole e l’identificazione del mezzogiorno come il momento in cui “abbiamo il sole proprio sulla
testa”. Alcune di queste concezioni hanno conferma e rinforzo dai modelli e dalle rappresentazioni
in commercio. Ad esempio i globi con asse inclinato di circa 23° rispetto alla verticale locale
costruiscono l’idea che l’asse terrestre sia inclinato, ma quasi nessuno è in grado di dire rispetto a
cosa l’asse ha tale inclinazione nello spazio. Analogamente le carte geografiche piatte, appese al
muro, invitano a pensare che “il Nord è in alto” e che i meridiani sono paralleli tra loro e “verticali”
mentre i paralleli sarebbero “orizzontali”.
Questa diffusa mole di risultati ha portato ad un acceso dibattito, all’interno della comunità
internazionale di ricerca in didattica della astronomia, su cosa sia possibile e necessario insegnare
nei corsi di astronomia a livello di fine secondaria superiore – inizio università7. In particolare ci si
chiede se nei livelli scolari avanzati si debba ritornare ad affrontare le idee base non ben comprese
oppure introdurre le tematiche e le ricerche astronomiche più recenti, consapevoli però di lasciare
inalterate concezioni di base sostanzialmente scorrette.8
Anche riguardo all’insegnamento della cosmologia sono presenti indagini internazionali che
indicano come l’insegnamento tradizionale risulti inadeguato all’interpretazione in termini
scientifici dell’origine e dell’espansione dell’Universo. Gli attuali modelli cosmologici danno conto
dell’origine dell’espansione introducendo l’evento detto Big Bang in cui un’enorme liberazione di
energia dà origine allo spazio, al tempo, alla materia e all’espansione stessa. La trattazione del Big
Bang è molto delicata perché contiene in sé l’idea di singolarità spazio-temporale e risulta antiintuitiva poiché, se lo spazio e il tempo hanno origine con il Big Bang, non ha senso chiedersi cosa
ci sia prima o intorno all’Universo in espansione. Inoltre, i modelli comunemente usati per
galattica e si scopre che la galassia si comporta come se ci fosse più materia rispetto a quella osservabile
direttamente.
6
Si veda ad esempio il famoso filmato "The private universe” con interviste a studenti e graduati di Harvard e con
riprese di episodi di insegnamento in classe http://www.learner.org/resources/series28.html e la tesi di master di N.
Lanciano, Ginevra 1996.
7
Per una ampia bibliografia sulla innovazione e la ricerca in didattica dell’astronomia si veda la rivista Astronomy
Education Review, reperibile in rete http://aer.noao.edu/cgi-bin/new.pl, che pubblica rassegne annuali da riviste e
libri in lingua inglese.
8
Il dibattito si è sviluppato sulle colonne di Physics Teacher. Per una sintesi si veda Jay M. Pasachoff, 2002.
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visualizzare alcune caratteristiche dell’espansione dell’Universo (palloncini gonfiabili e teli
elastici), riducendo lo spazio tridimensionale ad uno spazio bidimensionale e visualizzando
l’espansione in uno spazio preesistente, rischiano di confermare le idee già presenti negli studenti
al riguardo e corroborate sia dall’esperienza quotidiana sia da molta scienza insegnata (Prather,
Slater, Offerdahl, 2002).
La nostra proposta
Il nostro gruppo di ricerca, in collaborazione con Nicoletta Lanciano e il gruppo di pedagogia del
Cielo del Movimento di Cooperazione Educativa (MCE), ha evidenziato la necessità e sperimentato
la possibilità di intervenire in modo più efficace rispetto all’apprendimento delle tematiche
astronomiche, avviandone l’insegnamento a partire dai bassi livelli scolari (Lanciano, 1989;
Lorenzoni, 1991; http://www.tangram.it/noprofit/web/mce.htm). Per fare questo è stato
indispensabile ripensare i concetti presentati ai bambini e lavorare in una prospettiva longitudinale,
che prevede percorsi lunghi ed è trasversale all’apprendimento di concetti base in fisica (in
particolare concetti relativi al movimento ed alla luce) e in altre discipline quali la Matematica, le
Scienze della Terra e la Biologia. I dati della nostra ricerca sono stati raccolti lavorando in classilaboratorio di diverso ordine scolare (scuola elementare, media) e in corsi di formazione iniziale e
continua degli insegnanti e mettendo in atto esperimenti per migliorare l’insegnamento durante il
suo stesso realizzarsi9. I risultati mostrano che l’astronomia osservativa può essere affrontata con
successo entro la scuola media a condizione che si proceda secondo una metodologia ed una
scansione dei contenuti che sia coerente al suo interno e con le potenzialità di apprendimento degli
allievi e che tenga conto degli aspetti peculiari del tema.
Il nostro gruppo di ricerca ha inoltre cominciato in tempi recenti ad indagare la possibilità di
introdurre con successo le idee chiave della cosmologia. Dal ripensamento dei contenuti emerge la
necessità di trattare il problema della singolarità iniziale come un problema aperto, da non ignorare
anche nelle fasi iniziali del percorso di apprendimento e da riprendere con significati via via più
complessi fino all’introduzione delle leggi della relatività generale e della fisica quantistica.
Riteniamo infatti che sia necessario cominciare ad introdurre l’argomento sin dai livelli scolari più
bassi, quando l’alunno comincia ad affrontare la dimensione storica, antropologica e religiosa della
formazione ed evoluzione dell’Universo. Si propone di avviare il percorso cosmologico attraverso
un approccio di tipo storico-narrativo che parta dal racconto dei miti sulla nascita di Terra e Cielo,
sul Sole e la Luna, sulle Costellazioni e sui Pianeti. Il mito introduce infatti l’idea che da sempre gli
uomini si sono posti domande rispetto alla loro origine, a quella della Terra e dei Corpi Celesti
visibili ad occhio nudo, tentando di trovare risposte ed aiuta l’alunno a costruire l’idea di origine ed
evoluzione dei Corpi Celesti e dell’Universo stesso. Al crescere del livello scolare, la trattazione del
mito può essere approfondita ed affiancata da uno studio filosofico ed epistemologico dell’origine
dell’Universo e della sua evoluzione.
Nonostante si riconosca l’importanza di tale approccio alla cosmologia, la mancanza di una
sperimentazione adeguata non ci permette, alla data attuale, di proporre su questo tema un percorso
longitudinale completo da affiancare a quello basato sull’approccio fenomenologico all’astronomia
osservativa che illustriamo nel seguito.
Approccio
Per arrivare a riconoscere quali siano le strutture che costituiscono l’ Universo e per comprendere le
idee attualmente condivise dalla comunità scientifica rispetto a come esso abbia avuto origine, come
si siano formate ed evolute le diverse strutture e quali siano le relazioni spazio-temporali tra di esse
9
Chiamati nella letteratura “transformative teaching experiments”. Vedi ad esempio Sawyer R.K., 2006.
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riteniamo necessario costruire una profonda familiarità col cielo. Proponiamo quindi un approccio
allo studio della Terra nell’Universo di tipo fenomenologico basato sulla raccolta e
l’interpretazione di dati, a partire dall’osservazione e dall’esperienza diretta ed accompagnata
dall’utilizzo di fonti (per es. reperibili via Internet10).
E’ un approccio che richiede pazienza, raccolta sistematica di dati e tempi lunghi, necessari per
riconoscere la ciclicità dei fenomeni astronomici, e prevede un percorso longitudinale di
insegnamento e di apprendimento che si arricchisce e si approfondisce sempre più, avvicinandosi
gradualmente alle conoscenze attuali, senza mai perdere il senso del quadro complessivo e della
necessità di una visione globale dei sistemi in gioco e in interazione.
Riteniamo che il punto di partenza per costruire la conoscenza scientifica relativa alla Terra e alla
sua collocazione nel Sistema Solare e nell’Universo debba essere l’ambiente in cui lo studente vive,
la sua posizione sulla Terra e il tempo della sua esperienza quotidiana. L’osservazione del Cielo è
rivolta inizialmente ai corpi celesti visibili ad occhio nudo (Sole, Luna, Stelle, Pianeti). La
rappresentazione e l’analisi dei dati raccolti permette di individuare le variabili fondamentali e le
loro relazioni che caratterizzano il comportamento dei corpi osservati, consentendo una descrizione
del fenomeno astronomico rispetto al punto della Terra in cui si trova l’osservatore.
Particolare attenzione va dedicata alla costruzione dell’idea di osservatore e alla possibilità della
coesistenza di punti di vista diversi rispetto a uno stesso fenomeno. A questo fine il fenomeno
osservato, descritto e rappresentato a partire da una particolare posizione sulla Terra può essere
confrontato e discusso con osservazioni effettuate in altri Paesi, anche attraverso l’uso di reti
telematiche. La pratica di condivisione dei dati, oltre a costruire una visione geocentrica del
fenomeno astronomico, consente di mettere in relazione osservatori con bagagli culturali differenti
e di aprire gli alunni alla multiculturalità della società attuale attraverso il confronto di miti,
domande, spiegazioni e osservazioni del Cielo fatte in contesti geografico-storico-culturali
differenti.
L’interpretazione dei fenomeni dal punto di vista eliocentrico va sistematicamente presentata e
discussa in parallelo alla costruzione della visione geocentrica condivisa che nasce dalle
osservazioni e dai dati raccolti in luoghi diversi. Il passaggio, consapevole e ben dominato, alla
visione eliocentrica del Sistema Solare assume un significato tanto più profondo quanto più si sia
affrontato lo studio del moto, il problema del sistema di riferimento, la gravitazione e le leggi
fondamentali della meccanica
Utilizzando immagini e dati disponibili in rete, si raccolgono dati su oggetti celesti sempre più
lontani (pianeti, satelliti, asteroidi, comete, stelle, galassie, gruppi e ammassi di galassie) che si
descrivono in base alle loro variabili caratteristiche. Alla raccolta dati si affianca la costruzione
dell’idea di sistemi a diversa scala, della loro situazione attuale11 , della loro formazione/evoluzione
nello spazio e nel tempo e la loro relazione dinamica.
La possibilità di allargare ed approfondire ulteriormente il tema, che può essere visto come terreno
adatto sia ad introdurre problematiche, sia ad utilizzare risultati, tipici della fisica nucleare, della
meccanica quantistica e della relatività, dipenderà evidentemente dal livello di scolarità cui ogni
studente potrà giungere e dall’indirizzo eventualmente scelto a livello di triennio di Scuola
Secondaria Superiore.
L’approccio delineato si presta a costruire un percorso che si sviluppa longitudinalmente attraverso
i diversi ordini di scuola, a partire dai livelli scolari più bassi, e che riguarda in particolare
l’astronomia osservativa e l’avvio allo studio della cosmologia. Essendo un tema fortemente
interdisciplinare, è necessario sviluppare percorsi specifici di astronomia, astrofisica e scienze della
Particolarmente efficace e coinvolgente è la corrispondenza scolastica su tematiche astronomiche perché la “fonte”
prende vita nella classe dei corrispondenti (si veda il sito http://w3.uniroma1.it/carfid/, www.scuola-maffi.it/ues del
progetto europeo Grundtvig).
11
Per situazione attuale intendiamo lo stato del sistema nell’istante in cui viene effettuata l’osservazione.
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Terra, che siano trasversali ai diversi temi di fisica e che siano tra loro intrecciati. Nel seguito del
contributo ci soffermeremo solo sugli aspetti della proposta più direttamente legati alla fisica.
Il percorso proposto, presentato nel paragrafo che segue, si articola in attività che vengono riprese ai
diversi livelli scolari, adattando svolgimento, livello di formalizzazione e strumenti utilizzati all’età
degli studenti, alla conoscenza fenomenologica ed ai concetti fisici acquisiti. Nei livelli scolari più
bassi viene prediletta l’osservazione attraverso l’uso di strumenti, semplici da costruire e da
comprendere, e la rappresentazione qualitativa del fenomeno. Al crescere della base osservativa e
della padronanza da parte dell’alunno dei concetti fisici che si vanno affrontando attraverso percorsi
specifici, in particolare quelli relativi alla radiazione elettromagnetica, il livello di approfondimento
dell’interpretazione in termini di fenomeni e grandezze fisiche e la complessità della
formalizzazione crescono. Ogni volta che si acquisiscono nuove conoscenze, queste vanno ad
integrarsi alle precedenti per costruire un quadro unitario e coerente dell’Universo, sempre più ricco
e complesso.
Percorso longitudinale
Per quanto riguarda l’astronomia osservativa, fin dall’inizio l’alunno è invitato ad osservare il
Cielo regolarmente, sia durante il dì che la sera/notte, e, via via che cresce, a rappresentare quanto
osservato con mezzi sempre più sofisticati (gesti, disegni, parole, schemi) e ad affiancare
l’osservazione qualitativa con la raccolta di dati astronomici acquisiti attraverso l’uso di strumenti
inizialmente realizzati dagli stessi alunni (cupola e/o superficie cilindrica su cui registrare le
posizioni degli astri sull’orizzonte locale, “acchiapparaggi”12-teodolite, quadrante, ecc.) e
successivamente con strumenti più sofisticati (cannocchiale, telescopio, spettrometri, ecc.).
L’osservazione e la raccolta dati (ora e punto del sorgere, del culminare e del tramontare di sole,
luna, altri astri; percorso osservato sull’orizzonte; forma della luna visibile; altezza della stella
polare, dell’equatore celeste e dell’eclittica; ecc) è sistematica ed effettuata su tempi
sufficientemente lunghi in modo da rilevare la ciclicità degli eventi.
Alla registrazione delle principali variabili che caratterizzano gli oggetti celesti, si affianca
un’attività di modellizzazione che parte dalle simulazioni col corpo e prosegue con la costruzione di
modelli interpretativi su supporti concreti (come il “mappamondo parallelo” proposto in Lanciano,
2002; vedi anche http://didascienze.formazione.unimib.it/lanciano) che
permettono di
rappresentare i fenomeni osservati da punti di vista diversi e di correlare il piano dell’osservazione
con quello dell’interpretazione.
Queste attività hanno lo scopo di guidare l’alunno al riconoscimento dei cicli della natura (notte e
dì, stagioni, fasi lunari), alla distinzione tra fenomeni astronomici ed atmosferici, al legame tra cicli
naturali ed organizzazione ciclica del tempo (giorno, settimana, calendario). All’osservazione
sistematica si affianca l’interpretazione dei fenomeni osservati in termini di moti astronomici
descritti in sistemi di riferimento diversi e di caratteristiche fisiche del Pianeta Terra e della stella
Sole. Le attività hanno come oggetto di studio l’orizzonte locale, il percorso giornaliero ed annuale
del Sole, il movimento giornaliero ed annuale delle Stelle, le fasi della Luna, il percorso dei Pianeti.
Attraverso l’osservazione ripetuta e prolungata nel tempo si possono registrare e misurare variabili
quali: altezza del Sole sull’orizzonte locale e sua variazione diurna/annuale; durata del dì e della
notte; posizione degli astri sull’orizzonte locale, loro variazione notturna/annuale; latitudine e
longitudine, coordinate celesti; forma e posizione osservata della Luna, sua variazione giornaliera,
durata del ciclo lunare.
Il confronto tra i dati sul moto di Sole, Stelle e Pianeti unito all’uso di modelli permette di
interpretare i moti osservati in termini di moto di rotazione della Terra su se stessa e di rivoluzione
intorno al Sole e quindi di introdurre una descrizione cinematica del Sistema Solare. Tale
Per la descrizione e l’utilizzo dell’”acchiapparaggi” e del teodolite si vedano
http://didascienze.formazione.unimib.it/Franco/teodolit.html e
http://didascienze.formazione.unimib.it/luce/Stoppani/stopp1.html
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descrizione si arricchisce ulteriormente osservando il comportamento della Luna. Accompagnando
l’osservazione del suo moto con la registrazione della variazione del suo aspetto si individua il
fenomeno delle fasi lunari. Il confronto di immagini della Luna ottenute in istanti di tempo
differenti permette inoltre di riconoscere che, nel suo moto, la Luna ci mostra sempre la stessa
faccia. Attraverso l’uso di opportuni modelli e giochi di simulazione si può arrivare
all’interpretazione dei fenomeni in termini di posizione relativa tra Sole, Luna e Terra e di
combinazione dei moti della Luna (moto di rotazione su se stessa e di rivoluzione intorno alla
Terra), caratterizzati dall’avere lo stesso periodo. Per passare ad una descrizione dinamica del
Sistema Solare e ad un livello di formalizzazione superiore è necessario che l’alunno abbia
affrontato lo studio dinamico dei fenomeni meccanici e abbia preso familiarità con la forza di
gravità.
L’introduzione della cosmologia richiede un arricchimento dei dati osservativi che accompagni la
fase narrativa. Si parte dalla stella Sole proponendo attività che introducono l’alunno all’analisi
dello spettro solare nella banda del visibile, dell’infrarosso e dell’ultravioletto. Il confronto con lo
spettro di sorgenti terrestri note richiama l’idea che ciò che rileviamo dipende dalla natura della
sorgente e permette di ricavare informazioni (con tanto maggior comprensione quanto più sono
state acquisite adeguate conoscenze in ottica ed elettromagnetismo) sulla composizione chimica e
sulla temperatura del Sole. Si confrontano quindi le proprietà del Sole con quelle di altre stelle
partendo dall’osservazione diretta del loro colore13, ad occhio nudo laddove possibile e con l’ausilio
di immagini astronomiche acquisite con telescopi, per poi passare al confronto delle caratteristiche
dei relativi spettri al fine di introdurre l’alunno all’idea di evoluzione stellare.
Raccogliendo dati su stelle di vario tipo e in stadi evolutivi diversi, si costruiscono due idee
fondamentali: l’evoluzione di una stella dipende dalla sua massa e composizione chimica; le stelle
producono elementi chimici più pesanti di idrogeno ed elio che vengono poi rilasciati nel mezzo
interstellare.
Dall’osservazione delle stelle singole si passa poi alla raccolta dati su sistemi di stelle, guidando
gradualmente l’alunno verso la conoscenza di strutture con dimensioni a scala maggiore rispetto a
quelle del Sistema Solare. Attraverso immagini ottenute da telescopi o da satelliti si imparano a
riconoscere strutture di vario tipo (sistemi binari, gruppi ed ammassi di stelle, nebulose e galassie) e
dal loro confronto a riconoscere caratteristiche comuni ai vari sistemi e a fare una classificazione di
tipo morfologico (ammassi aperti e globulari, galassie ellittiche, a spirale ed irregolari). Immagini di
galassie lontane con forma a spirale permettono di descrivere la forma della galassia a cui
appartiene il nostro Sistema Solare, la Via Lattea, e di collocare al suo interno Sole e Pianeti.
Usando i dati disponibili in rete si procede con l’analisi dello spettro dei sistemi e si determinano
alcune loro caratteristiche, come la composizione chimica, la temperatura, la luminosità apparente,
il loro movimento rispetto al nostro punto di osservazione. In particolare dallo spettro delle galassie
si ricava il loro moto di allontanamento reciproco.
Lo studio di sistemi a scale differenti introduce l’alunno al problema della misura della loro
distanza. Per misurare la distanza delle stelle più vicine si introduce il metodo della parallasse, che
si basa sulla variazione della posizione osservata della stella nel corso dell’anno; per misurare la
distanza dei corpi celesti più lontani si fa ricorso a metodi indiretti basati su modelli dinamici e
teorie evolutive sviluppatesi a partire da grandi quantità di osservazioni di sistemi simili.
Raccogliendo immagini di regioni dell’Universo su scale più grandi di quelle galattiche, si
introduce l’alunno allo studio della distribuzione delle galassie nello spazio. Anche se in regioni
sufficientemente grandi la densità delle galassie appare la stessa, localmente si possono riconoscere
degli addensamenti di galassie e classificarli come gruppi e ammassi di galassie. L’osservazione del
movimento di allontanamento delle galassie e la loro distribuzione nello spazio costituiscono una
13
Lo studio sul colore delle stelle può essere affiancato dalla trattazione di elementi di storia dell’astronomia: partendo
dalla presentazione dei Cataloghi stellari di Ipparco e Tolomeo ed arrivando ai lavori di Padre Secchi si può
ricostruire la storia di come è stata classificata e nominata la diversità di colore delle stelle nell’astronomia ad occhio
nudo.
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delle evidenze osservative a sostegno del modello di Big Bang.
La conoscenza dell’Universo può essere ulteriormente arricchita introducendo dati acquisiti in
altre bande dello spettro elettromagnetico (microonde, radio, infrarosso, banda X e Gamma). Uno
dei dati osservativi più importanti a sostegno del modello di Big Bang è l’osservazione di un fondo
cosmico di radiazione perfettamente isotropo nella banda delle microonde.
Bibliografia
Per una ampia bibliografia sulla innovazione e la ricerca in didattica dell’astronomia si veda la
rivista Astronomy Education Review, reperibile in rete http://aer.noao.edu/cgi-bin/new.pl, che
pubblica rassegne annuali da riviste e libri in lingua inglese.
Per le idee relative al Big Bang si veda E. E. Prather,T. F. Slater, E. G. Offerdahl Hints of a
Fundamental Misconception in Cosmology The Astronomy Education Review, Issue 2, Volume
1:28-34, 2002
Per l’esperienza italiana (e la lunga tradizione di pedagogia del cielo del MCE
http://www.tangram.it/noprofit/web/mce.htm) si vedano ad esempio:
N. Lanciano, L’analisi delle concezioni e l’osservazione in classe: strumenti per la definizione
degli obiettivi educativi e delle strategie pedagogiche per l’insegnamento dell’astronomia nella
scuola elementare in Italia, Ginevra 1996,
N. Lanciano Ver y hablar como Tolomeo, pensar como Copernico, Ensenanza de las Ciencias, 7, 2,
173-182, Barcelona, 1989
F. Lorenzoni Con il cielo negli occhi, Marcon ed, 1991
In particolare per suggerimenti di attività e costruzione strumenti
N. Lanciano, Strumenti per il giardino del cielo Junior
http://didascienze.formazione.unimib.it/lanciano
e per il collegamento tra luce e astronomia
http:// didascienze.formazione.unimib.it /senisquipo/luce/index.htm
http:// didascienze.formazione.unimib.it /SeT
ed,
2002
e
il
sito
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