Adotta Scienza e Arte nella tua classe Progetto divulgativo-didattico a.s. 2012-2013 Beatrice Boccardi 1,2 , Veronica Cavicchi 1,3, Franco L. Fabbri 1, Giliola Giurgola 1,4, Marcella Giulia Lorenzi 7 , Giovanna Parolini 1, Renato Sartori 1, Amerigo Solari 1,5, Matteo Torre 1,6 Esplica-no profit, via Alberto Bottagisio 11- 37069 Villafranca di Verona (VR), [email protected] 2 Liceo Scientifico Arturo Labriola, via G. Cerbone 61 - -80124 Napoli 3 CFP Giuseppe Zanardelli, via Fausto Gamba 12 - 25128 Brescia, [email protected] 4 Istituto Secondario 1° Mameli Alighieri, via Orti 1 - 17031 Albenga (SV),4,5 , [email protected] 5 Liceo Classico e Scientifico G. Chelli, via Ferrucci 11 - 58100 Grosseto, [email protected] 6 Liceo Scientifico Paritario Alexandria, via Don Orione 1 - 15100 Alessandria; [email protected] 7 International Association for Media in Science, [email protected] 1 Il progetto - Introduzione 100 +1 Frasi famose sulla scienza Adotta Scienza e Arte nella tua classe1 vuole essere un’occasione per approfondire in maniera interdisciplinare il legame tra scienza e arte, utilizzando questo strumento per dare libero sfogo alla creatività degli studenti nell’ambito di una riflessione sulla scienza e gli scienziati. Adotta propone agli studenti di scegliere una tra le cento frasi, selezionate tra le più famose, attribuite a scienziati, filosofi, artisti e, ispirandosi ad essa, di realizzare un’opera grafica originale con relativo commento. Il progetto Adotta è stato presentato anche alla Conferenza Internazionale Aplimat 2012, Bratislava, sezione «Matematica e Arte, nel febbraio 20122 e alla Città della Scienza di Napoli nella giornate «Smart Education and Tecnology Days, Salone della Scuola Digitale, nel marzo 2012. [1] www.esplica.it/adotta [2]Fabbri F. L., Parolini G., Sartori R., Boccardi B., Giurgola G., Adotta arte e scienza nella tua classe. A project of mathematics and physics popularisation in the italian middle and high schools, Art and Mathematics International Conference Aplimat, Bratislava 2012 Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 2 Esplica – no profit Esplica – no profit, Laboratorio per la divulgazione culturale e scientifica nell’era digitale, è un’associazione culturale1 costituita da professionalità diverse, docenti, esperti di comunicazione e ricercatori in vari campi scientifici, impegnata in attività di comunicazione, divulgazione e formazione nell’ambito della cultura scientifica. La missione primaria di Esplica è di contribuire a diffondere la convinzione che l’educazione scientifica è importante per tutti, in primo luogo per i giovani. Avere una buona cultura scientifica generale che consenta di comprendere come la scienza è intorno a noi e condiziona il nostro futuro di tutti è un dirittodovere per tutti, in particolare per i giovani, ed esercitarlo no è difficile. Acquisire una cultura scientifica generale è utile e non è difficile, come affermava Carl Sagan2, e può essere anche divertente. [1] www.esplica.it [2] www.youtube.com/warch?v=jod7v-m573k Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 3 Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 4 Le frasi e i loro commenti [21] Il tempo è ciò che accade quando non accade nient'altro. Richard Feynman - La Fisica di Feynman, vol. I-1, cap. 5-2, 1994, p. 5-2. Zanichelli Il tempo è la dimensione nella quale si concepisce e si misura il trascorrere degli eventi. Tutti gli eventi possono essere descritti in un tempo che può essere passato, presente o futuro. La complessità del concetto di tempo, il problema della percezione e del significato del tempo è da sempre un tema che affascina scienziati, filosofi e artisti. Il tempo della scienza è la variabile che permette di relazionare gli enti fisici (corpi, particelle) tra loro. Questa relazione è l'essenza stessa della misura (cf. Bohr [75], Wittgenstein [40] ) che a sua volta è base di tutta la conoscenza. Diversa è la percezione del tempo umano, personale o filosofico. Il tempo non è considerato soltanto un trascorre di eventi che si susseguono secondo una ben precisa logica, ma è anche uno stato d’animo, la consapevolezza della natura umana destinata ad essere ossessionata dal suo scorrere . Su questo tema si incentra “La persistenza della memoria” di Salvator Dalì. Gli orologi molli sono disordinatamente disposti. L’ordine matematico in cui l’uomo organizza il modo, in questa visione si infrange: il tempo non è più rigido, lo spazio non è più organizzato. (M.T.) Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 5 [23] Sono interessato alla matematica solo in quanto arte creativa. Godfrey H. Hardy (1877 - 1947) Matematico inglese.Teoria dei numeri, analisi matematica. Opere: Apologia di un matematico. Ref.: Hardy , G.H., Apologia di un matematico. Garzanti Libri, 2002 (1941). Il poeta e il pittore sono “creatori di forme” allo stesso modo del matematico. Ma le forme matematiche sono più durature perché teoremi e formule possono essere sempre verificati, mentre arte e letteratura fanno appello prevalentemente al giudizio soggettivo. Per questo opere d’arte e letterarie soggette alle mutazioni culturali si deteriorano maggiormente nel tempo, mentre le idee matematiche, creative tanto quanto lo sono l’arte e la poesia (cfr. Cantor [14], Infeld [54]), resistono meglio allo scorrere del tempo [*]. Entrambe possono conferire a chi le ha proposte l’immortalità. Ogni generazione di “scienziati”, a partire dagli antichi greci, ha costruito saldamente l’edificio matematico sulle scoperte di quella che l’ha preceduto. Matematica e Arte sono state sempre legate da vincoli indissolubili [**]. Il filosofo e matematico Bertrand Russell ribadisce il concetto di bellezza matematica affermando che “la matematica, vista nella giusta luce, possiede non soltanto verità, ma anche suprema bellezza: una bellezza fredda e austera, come quella della scultura”. (A.S.) [*] “Le lingue muoiono, le idee delle matematiche continuano a vivere”, G.H.Hardy, Apologia di un matematico, cit.. [**] Fabbri, F., Parolini, G., Sartori, R., Boccardi, B., Giurgola., G., Fisica, Matematica Arte: incontri e lontananze. Esplica, 2012. Scaricabile da http://www.esplica.it/documenti/fismatartlontananze.pdf Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 6 [71] Ciò che osserviamo non è la natura stessa ma la natura esposta al nostro metodo di indagine. Werner Carl Heisenberg (1901 - 1976) Fisico tedesco. Nobel per la fisica nel 1942. Principio indeterminazione, approccio matriciale alla meccanica quantistica. Ref.: Heisenberg, Werner Carl, Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science. Prometheus Book, 1999 (1958). Heisenberg, uno dei padri della meccanica quantistica, riafferma che le nostre conoscenze scientifiche non si basano sull’osservazione diretta della natura, ma sull'osservazione delle risposte della "natura soggetta al nostro metodo di indagine”. Le risposte che otteniamo sono interpretate in un modello del mondo che noi ipotizziamo (la scienza accumulata precedentemente) e risentono della partecipazione dell'osservatore stesso alla fase di misura e alla sua modellizzazione. La "natura" delle cose osservate non è essenziale quanto la relazione tra le cose, la loro correlazione nello spazio e nel tempo (cf. Wittgenstein [40]). I concetti che descrivono gli oggetti fisici, atomi, particelle, cambiano (cf. Heisenberg [44]) con l’evolvere delle teorie. Le relazioni, ovvero le leggi, restano capisaldi, strutture del nostro edificio (cf. Poincaré [18]). Abbiamo raggiunto piena consapevolezza di questo quando abbiamo cominciato a operare a livello sub-atomico nell'ambito della meccanica quantistica. A livello macroscopico questa differenza tra la natura e il modello che ne ricaviamo, per quanto il modello sia straordinariamente predittivo, non deve mai farci dimenticare (cf. Reale [55]) che la scienza ci fornisce un modo per operare sulla natura, non un algoritmo per decifrarla. (F.L.F.) Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 7 [80] Per quanto riguarda le cose invisibili, l’esistenza dei buchi neri e del principio di ’indeterminazione di Heisenberg esclude dalla vista di qualsiasi osservatore un’ampia porzione delle possibili combinazioni di massa e dimensioni. John David Barrow (1952 - vivente). Astrofisico, scrittore scientifico inglese. Principio antropico,Teoria del tutto, J. D. Barrow, L’universo come opera d’arte. Bur, 2002 (1995), p. 75- 76 Le frequenze sonore e luminose che non riusciamo a percepire, sono tuttavia oggettivabili per mezzo di strumenti (Feynman [29]). Ma la limitazione fondamentale che la Natura ci impone, dice Barrow, prescinde dagli strumenti. “Vedere” un oggetto significa “esporlo a una luce che abbia una lunghezza d’onda di dimensioni paragonabili” e registrare il fotone di luce riflessa dall’oggetto stesso. I buchi neri sono “regioni dello spazio nelle quali l'interazione gravitazionale è così grande che qualsiasi cosa giunga nelle sue vicinanze, viene attratta e irrimediabilmente catturata e… non può più allontanarsene”. Nel caso dei buchi neri non c'e il fotone di luce emesso verso di noi ed essi risultano invisibili. Le piccole lunghezze d’onda necessarie per vedere oggetti piccoli devono essere dotate di vibrazioni ed energie elevate, che però perturbano il sistema osservato. Questo paradosso è espresso dal principio di indeterminazione di Heisenberg, secondo il quale non è possibile misurare contemporaneamente la posizione e la velocità sicura di una particella. Ciò che non vediamo modifica sia l’immagine dell’universo che ci è “familiare” che l’idea di vuoto. Il visibile è solo una minuscola parte del paesaggio cosmico, mentre il vuoto fisico non è il nulla, bensì uno spazio abitato da materia che per ora non è osservabile direttamente e, forse, molte altre cose ancora. (B.B.) Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 8 [65] Vedere è già di per sè un atto creativo. Henri Matisse (1869-1954) Pittore fancese. Movimento fauve. Ref.: Matisse, Henri, Il faut regarder toute la vie avec des yeux d’enfants, 1953. Ripubblicato in: Dérives.tv, http://www.derives.tv/Il-faut-regarder-toute-la-vie-avec Il senso della vista è quello che ha contribuito maggiormente all’evoluzione della specie umana e al progresso scientifico. Infatti, non solo la vista è uno dei sensi maggiormente sviluppati nell'uomo, ma l'universo comunica con noi essenzialemente con messaggi elettromagnetici, molti dei quali nel nostro visibile. Si pensi a Galileo, che dopo aver costruito il cannocchiale ha potuto dimostrare che la Terra ruotava intorno al Sole. Si pensi ai fisici del CERN di Ginevra che, osservando le interazioni tra particelle ad altissima energia grazie all'acceleratore (la nostra vista potenziata nel microcosmo), hanno trovato la particella che la teoria del Modello Standard prevede (cf. Higgs [97], Incandela [98], Gianotti [99]). Soltanto con l’osservazione sperimentale, con la verifica di una sua predizione o con la confutazione delle sue attese (cf. Popper [7]) lo scienziato riesce a rafforzare i modelli delle sue teorie o ad ipotizzarne di nuovi che sostituiscano quelle precedenti ormai superate. E’ questa l’avventura senza fine della scienza (cf. Hubble [70]). Allo stesso modo, ammirando un’opera d’arte nell’osservatore nascono emozioni, sentimenti e idee che, in alcuni casi, si possono tramutare in altre opere artistiche. E’ questa l’avventura senza fine dell’arte. (M.T.) Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 9 Gli esempi riportati sono tratta dalla raccolta “100 +1 frasi famose sulla scienza”, uno strumento di sostegno per le pratiche di classe del progetto di divulgazione e didattica “Adotta Scienza ed Arte nella tua classe” destinato alle scuole superiori di primo e secondo grado dell’anno scolastico 2012-2013. La raccolta può essere usata dal docente come esemplificazione di possibili approcci alla pratica di classe o essere fornita direttamente allo studente per una selezione a sua preferenza. Entrambe le utilizzazioni sono coerenti con la finalità del progetto “Adotta”. La raccolta è realizzata in condivisione e co-partecipazione dai suoi autori in ogni fase: dalla scelta dei personaggi famosi, alla selezione delle frasi, alla loro disanima e alla pre-analisi delle possibili tracce di commento. In alcuni casi si sono manifestate linee di commento alternative. I testi pubblicati sono opera degli specifici autori ed in primis esprimono la loro personale interpretazione. Tuttavia, in presenza di tendenze alternative in fase redazionale si è sempre cercato di conciliarle fornendo elementi di richiamo e comparazione all’interno dei commenti stessi. Il lettore potrà anche trovare le stesse tematiche, affrontate in diversi frasi con approcci diverse. Questa raccolta decisamente non è un saggio ispirato da criteri storici, né da tendenze epistemologiche o culturali specifiche. Non è neppure una raccolta completa di frasi memorabili sulla scienza, né vi sono rappresentati i cento più importanti scienziati. Non è un libro di testo. La raccolta è piuttosto un atlante ove si raccolgono varie configurazioni, prospettive e mappe da cui il docente può ricavare idee e suggerimenti per la pratica di classe del progetto Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 10 Come si può notare, le frasi presenti in maggior numero fanno riferimento alla fisica moderna (meccanica quantistica e relatività). Un spazio abbondante è stato assegnato anche al rapporto tra scienza, arte e filosofia. Lo spazio, apparentemente esiguo, destinato alla meccanica classica e alla matematica vuol invece essere una valorizzazione di quei contenuti essenziali e, dunque, irrinunciabili. La scelta di dedicare uno spazio più ampio alla fisica moderna ha anche una forte valenza didattica: aiutare i docenti a introdurre, almeno qualitativamente, aspetti legati alla ricerca attuale. Siamo, infatti, consapevoli che troppo spesso, per ragioni legate agli orari scolastici, queste tematiche vengono trascurate dalla maggior parte dei docenti. Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 11 Questa mappa vuole far riflettere sulla complessità dei numerosi inter-link che esistono tra le 100 frasi. Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 12 Il ruolo dei docenti 1. I docenti discutono in classe dei legami tra scienza, arte, filosofia,…, eventualmente a partire dai grandi personaggi a cui si riferiscono le 100 frasi; 2. Ogni docente seleziona le frasi più adatte al livello culturale della sua classe, al programma curriculare, cercando di stimolare le abilità e la creatività dei suoi studenti. La tradizionale spiegazione, può essere associata ad altre attività didatticoculturali. Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 13 Docenti, scuola, attività ancillari Parallelamente all’analisi e allo sviluppo delle frasi prescelte, i docenti sono invitati a organizzare nei loro istituti attività collaterali al progetto «Adotta», quali mostre, dibattiti, seminari sulla scienza e sull’arte. Esplica-no profit fornirà supporto organizzativo a queste eventuali attività e pubblicizzerà queste iniziative nel suo spazio web (www.esplica.it ), garantendo così visibilità ai singoli progetti locali e stimolando altre scuole a realizzare iniziative simili o innovative. A titolo puramente di esempio, riportiamo le attività ancillari organizzate dal Liceo Scientifico Paritario Alexandria di Alessandria: 1.Tavola rotonda con professori di alcune scuole superiori della città sui rapporti tra scienza e arte; 2.Messa in scena di una rappresentazione teatrale sulla vita di Alan Turing, in cui viene enfatizzata la figura di matematica come artista; 3.Conferenze monotematiche su alcuni degli scienziati e artisti citati nel book di «Adotta». Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 14 «Adotta» e i social network • Le produzioni grafiche degli studenti, saranno inviate in formato digitale a Esplica, che le inserirà in una galleria di immagini appositamente creata su Facebook, dove gli studenti potranno commentare e interagire; • Le opere verranno selezionate secondo due differenti canali di valutazione: in base al maggior numero di «mi piace» ricevuti e, in modo indipendente, da una commissione di esperti; • Ai docenti referenti di ciascuna scuola verranno riservati canali multimediali su Skype e su Facebook per reperire tutte le informazioni e commentare lo svolgimento delle varie fasi svolte in classe. Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 15 Scuole pilota per l’a.s. 2012-13 Alla fine del mese di Settembre 2012 Esplica invierà tutti i materiali informativi contenenti nel dettaglio le modalità partecipative a ogni scuola italiana secondaria di primo e secondo grado. Ad oggi, esistono alcuni istituti che già hanno aderito al progetto, denominate scuole pilota: •Lic. Scientifico «Arturo Labriola» - Napoli; •CFP «Giuseppe Zanardelli» – Brescia; •Ist. Sec. «Mameli-Alighieri» - Albenga; •Lic. Sc. e Cl. «G. Chelli» - Grosseto; •Lic. Sc. «Alexandria» - Alessandria In particolare, queste scuole sono quelle in cui insegnano i realizzatori del book «100+1 Frasi famose» precedentemente descritto, che verrà distribuito nell’ambito del progetto Adotta. Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 16 Ricaduta didattica di «Adotta» • Diffondere la convinzione che l’educazione scientifica è fondamentale per tutti, in particolare per le nuove generazioni; • L’arte costituisce, per il suo naturale legame con la scienza, uno dei mezzi più efficaci per la sua divulgazione; • Favorire in ogni modo la creatività degli studenti, attraverso un uso interdisciplinare delle risorse didattiche; • Comunicare con i giovani attraverso i media loro congeniali e con una didattica decostruita e condivisa, in pieno stile costruttivista. Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 17 Tempistiche per gli A.S. 2012-2013 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Entro Settembre 2012: invio materiale grafico informativo a tutte le scuole italiane; Fine Ottobre 2012: chiusura adesioni scuole pilota; Novembre 2012: invio materiali didattici alle scuole aderenti; Gennaio 2013: inizio invio opere grafiche ed esposizione in rete; Fine Giugno 2013: chiusura ricevimento opere grafiche; Settembre 2013: chiusura votazione «mi piace»; Dicembre 2013-Gennaio 2014: proclamazione vincitori e definizione evento conclusivo; Aprile-Maggio 2014: evento conclusivo. Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 18 Grazie per la vostra attenzione Ado%a Scienza e arte nella tua classe – XCVIII Congresso Nazionale SIF, Napoli 17‐21 Se%embre 2012 – Ma%eo Torre 19