La fisica e l`astronomia al Museo di Storia Naturale del Mediterraneo

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Quad. Mus. St. Nat. Livorno, 22: 105-113 (2009)
La fisica e l’astronomia al Museo di Storia Naturale del
Mediterraneo
FRANCESCA MANENTI1
RIASSUNTO: vengono descritte le attività didattiche e le metodologie di laboratorio di Astronomia e Fisica
svolte presso i laboratori del Centro di Educazione Ambientale del Museo di Storia Naturale del Mediterraneo.
Si mettono inoltre in evidenza le esperienze didattiche effettuate durante l’uso del Planetario del Museo e come
questo strumento sia un efficace mezzo di comunicazione capace di chiarire concetti all’apparenza dominati da
aridi procedimenti matematici.
Parole chiave: Astronomia, Fisica, didattica, planetario.
SUMMARY: teaching activities and lab metods about Astronomy and Phisics, done at Labs of the Environmenthal Education Centre of Mediterranean Natural History Museum, were described here. Teaching experiences in the Planetarium
of the Museum are enphasized. The planetarium is an important scientific comunication means which hightight hardy
mathematics concepts.
Key words: Astronomy, Phisics, teaching, planetarium.
Introduzione
La città di Livorno è indissolubilmente legata
all’Astronomia. Infatti, oltre ad esserci una delle
due sezioni provinciali italiane della SAIt (Società
Astronomica Italiana, l’altra è a Reggio Calabria),
essa conta molte associazioni di astrofili e ben
tre Planetari funzionanti sia per la didattica dei
marinai che per la didattica a più ampio respiro:
quello del Museo di Storia Naturale del Mediterraneo, un Galileo all’Accademia Navale e, il
terzo, all’Istituto Nautico Cappellini (Ciampini,
1987).
Quest’ultimo fatto però sembra contrastare l’esperienza secondo la quale lo strumento
Planetario è abbastanza sconosciuto, non solo
alla cittadinanza, ma alle scuole stesse. In realtà
sorprende fino ad un certo punto, in quanto sono
note le difficoltà che si incontrano nell’affrontare
lo studio delle scienze astronomiche che a scuola
vengono spesso relegate come uno degli ultimi
argomenti, mal affrontato o addirittura per nulla
intrapreso.
Il lavoro svolto in questi anni al Museo, con
l’aiuto di alcune associazioni impegnate nella
divulgazione dell’astronomia a Livorno, quali
la SAIt e l’A.L.S.A. (Associazione Livornese
Scienze Astronomiche), è stato mirato proprio a
far riscoprire le potenzialità di un Planetario e a
farle crescere in concomitanza ad una sempre crescente richiesta da parte del mondo della scuola.
L’articolo che segue vuole essere un piccolo
contributo allo sviluppo di questi centri di divulgazione preferenziale per l’Astronomia. Le
informazioni che sono contenute nell’articolo
sono frutto della didattica svolta dal 2004 al 2008
presso il Museo di Storia Naturale.
Obiettivi didattici
Uno dei grandi obiettivi della didattica
astronomica per chi - come scelta di carriera e
come vocazione - ha già affermato l’affetto per
le scienze del cielo, è quello di spiegare in modo
più lineare e onesto possibile, di far appassionare, di far nascere la voglia di approfondire o
1. Museo di Storia Naturale del Mediterraneo, via Roma 234, I-57100, Livorno. E-mail: astronomia.museo@provincia.
livorno.it
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Francesca Manenti
addirittura occuparsi di quegli “aridi concetti”
(Ramponi, 1991) che sono descritti nei libri
di geografia astronomica, divulgati spesso in
modo improprio, che più che dipanare dubbi e
incertezze tendono spesso a consolidare errori
(Guadagnini, 1998).
Se pensiamo poi ad un Planetario all’interno
di un Museo di Storia Naturale capofila di una
rete provinciale di Centri di Educazione Ambientale2, allora un altro obiettivo immediato diventa
quello di sensibilizzare il pubblico al problema
dell’inquinamento luminoso ed atmosferico il
quale sta portando ad una perdita quasi esponenziale del buio notturno (Dunn, Fleenor, 2003).
Prova evidente ne è che quasi tutti gli utenti del
Planetario, se interrogati su che cosa sia la Via
Lattea, rispondono correttamente; se gli viene
chiesto: “L’avete mai vista?”, qualcuno risponde
in modo positivo; ma quando le luci del Planetario si spengono, quasi nessuno la riconosce.
Ecco quindi che il Planetario diventa il luogo
dove è possibile chiarire molti “aridi” concetti
rivivendo l’emozione che ha portato i nostri antichi osservatori allo studio del cielo: un luogo
dove il tempo si è fermato perché nulla cambia,
e al tempo stesso un luogo senza tempo perché
ha in se “tutti i tempi”, in quanto dentro il Planetario è possibile ricostruire il cielo notturno di
qualsiasi epoca.
Materiali e metodi
La didattica astronomica al Museo di Storia
Naturale si svolge principalmente in due aule didattiche: il Planetario e il Laboratorio di Fisica. In
quest’ultimo contesto le lezioni che vi si svolgono
sono di tipo frontale ma, unite agli esperimenti di
laboratorio, oggetti da sperimentare e costruire,
risultano un’alchimia vincente per l’apprendimento di scienze così difficili quali sono la fisica
e l’astrofisica.
Il Planetario è in sé uno strumento che consente di riprodurre la volta celeste, proiettando
l’immagine delle stelle e dei corpi celesti su di
una cupola semisferica soprastante gli spettatori.
Generalmente con il termine “Planetario” viene
identificato anche tutto l’insieme dell’edificio
2. http://www.provincia.livorno.it/attivita/museo/ReteCEA/reteCEA.htm
Fig. 1 - Il Planetario del Museo di Storia Naturale del Mediterraneo.
Fig. 1 - The Planetarium of the Mediterranean Natural History
Museum.
che ospita l’apparecchiatura di proiezione e la
cupola (Fig.1).
La macchina “planetario” si presenta montata
su di un supporto rettangolare, dotato di consolle
per comandare i movimenti, a poco più di un
metro di altezza dal pavimento. E’ formato dalla
“testa”, composta da due semisfere, e la “coda”,
che contiene i proiettori dei pianeti, della Luna e
del Sole. Le semisfere simulano il cielo del nord
e del sud e sono forate: ogni foro corrisponde
ad una stella, infatti ogni fessura è dotata di una
piccola lente tale che, illuminata da una potente
lampada posta all’interno della testa, forma
un’immagine puntiforme luminosa sulla cupola
sovrastante gli spettatori, fornendo l’impressione
di essere sotto il cielo stellato. Lo strumento ruota
attorno a tre assi così da simulare il moto diurno,
quello di Precessione e quello in latitudine.
Il Planetario del Museo è stato costruito dalla
ditta Gambato, modello GL 1600-E, che è andato
a sostituire un vecchio GOTO EX/3 ormai stanco
di quasi trenta anni di didattica (Ciampini, 1987;
Romeo, 1987). Il nuovo planetario, inaugurato il
6 novembre del 2004, è dotato di una cupola di
5 metri di diametro e può ospitare al suo interno
fino a trenta persone. E’ dotato di 1600 stelle, la
Via Lattea, dei cerchi orari (Eclittica ed Equatore Celeste) e cerchio Meridiano; punti cardinali
luminosi, molto utili per i primi rudimenti
sull’orientamento astronomico; cerchio polare;
alba e tramonto; dei cinque pianeti visibili ad
occhio nudo, Luna e Sole che saranno visibili con
tutti i loro movimenti. Dalle sopraelencate caratteristiche si evince la scelta, puramente didattica,
La fisica e l’astronomia al Museo di Storia Naturale del Mediterraneo
Fig. 2 - L’entrata del Planetario, vista dal Laboratorio di
Fisica.
Fig. 2 - The door of Planetarium from Phisics lab.
di offrire nei cieli del Planetario solo ed esclusivamente gli oggetti che si vedono ad occhio nudo,
cioè quelli che dovremmo vedere realmente sopra
la nostra testa: il fine è semplicemente rendere la
lezione più chiara e fedele possibile alla realtà,
nella speranza che l’utente, uscito dal Planetario
la sera stessa o in quelle successive, ritrovi gli
stessi oggetti visti in proiezione sulla cupola.
Il Planetario e il Laboratorio di Fisica sono
ubicati in stretta connessione spaziale nel nucleo
centrale del complesso museale (Fig.2).
Il Laboratorio di Fisica è uno spazio allestito
appositamente con strumenti utili alla didattica indispensabili per approfondire o integrare
molte delle attività sperimentali, sia di fisica che
di scienze astronomiche, che vi si svolgono. Tra
questi spiccano per valore e fascino: uno spettrometro, corredato di lampade ad incandescenza al
mercurio e sodio; un tubo di Newton; un banco
ottico, lenti e specchi, ecc… (Fig.3).
Fig. 3 - Il Laboratorio di Fisica.
Fig. 3 - Phisics lab.
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Le lezioni, che hanno varia durata, si compongono tutte (a parte quelle al Planetario) di
una parte teorica, con presentazioni, filmati,
documentari, immagini e quant’altro sia utile
per introdurre il problema trattato dal didatta,
e una parte pratica di approccio e soluzione del
problema. Ovviamente per il pubblico dei più
piccoli, materne ed elementari, la prima parte
è minima e la seconda segue il metodo ludico/
didattico (Nencini, 2005).
Le lezioni che si svolgono sia in Laboratorio
che al Planetario seguono i programmi ministeriali, benché buona parte dei percorsi siano nati,
o hanno modificato il loro iter, lavorando a stretto
contatto con le insegnanti che hanno espresso le
loro esigenze agli operatori. Questo è il caso, ad
es. dei Percorsi: n° 19 – “Le distanze astronomiche” – che tratta di un tema ricorrente negli esami
di maturità (v. paragrafo - I percorsi didattici);
del Percorso didattico n° 40 – “Gli spettri” – per
il quale, elaborato inizialmente per appendere la
metodologia del calcolo dell’indice di rifrazione
di un prisma, si è reso necessario procedere ad
una rimodulazione dell’esercitazione proposta
dato che al liceo le funzioni trigonometriche
per il calcolo si affrontano al quarto e quinto
anno, mentre gli spettri al terzo, o i primi mesi
del quarto; ed infine il percorso n° 42 – “Effetto
Doppler” appositamente richiesto dai licei per
spiegare questo fenomeno di sempre difficile
comprensione per i ragazzi.
Visto che la nuda descrizione dell’evento,
dell’esperimento, o che la fredda esposizione
della teoria che sta dietro agli eventi naturali,
spesso non portano alla rimozione di preconcetti
errati, è chiaro che da parte dell’operatore didattico vi sia una parte preliminare (che può durare
poco o molto a seconda della preparazione della
classe) nella quale vengono accertate le reali conoscenze del fenomeno da parte dei ragazzi e le
loro eventuali idee preconcette. Il passo successivo è quello di far ragionare i ragazzi sulle idee
erronee accentuando i risultati sbagliati a cui le
loro concezioni li portano e quindi con il fine di
creare “una sorta di contraddizione interna che
sfocia nella ristrutturazione delle proprie idee”
(Guadagnini, 1998). Questo metodo (Ausubel,
1978) ampiamente collaudato, porta i ragazzi
ad aprirsi ed a mettere in discussione la loro
conoscenza in favore del nuovo concetto che
sarà a quel punto proposto dall’operatore.
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Francesca Manenti
E’ chiaro in questo senso che le lezioni possono
essere estremamente diverse le une dalle altre
perché calibrate sul pubblico, ma hanno tutte il
medesimo scopo: chiarire le idee, anche a costo
di dare meno informazioni.
I percorsi didattici
I laboratori di Astronomia e Fisica si snodano
su quindici percorsi in totale: 8 percorsi dedicati
all’astronomia, 4 dedicati alla fisica e 3 percorsi
dedicati alle scienze astronomiche per i più piccoli (4 e 5 anni).
I primi due percorsi di Astronomia riportati
nel P.O.F. 2007 – 2008 si svolgono all’interno del
Planetario, mentre tutti gli altri si svolgono tutti
all’interno del Laboratorio di Fisica.
I percorsi svolti interamente nel Planetario,
sono sostanzialmente due lezioni frontali perché
l’operatore parla commentando ciò che appare
sulla volta celeste. La durata di entrambi può
variare, a seconda delle domande e della curiosità
dei ragazzi, da un’ora e un’ora e quaranta ma non
può superare quest’orario. Questo perché oltre
ai normali problemi di attenzione da parte dei
ragazzi (che non vanno ordinariamente oltre i
40-45” per un soggetto normalmente abituato allo
studio, molto meno per i nostri giovani secondo
Odifreddi (2006), si somma una pura questione
fisiologica: la stanza è chiusa, ed ad un certo punto della lezione si necessita obbligatoriamente
di un ricambio di aria. Nulla vieta, come spesso
succede, di intrattenersi a luci accese e porte
aperte dopo la fine della proiezione.
Il Percorso 16, “Il Planetario: impariamo ad
orientarci nel cielo”, affronta la tematica dell’osservazione del cielo: si parte dallo scoprire
come riconoscere la stella polare, quindi i punti
cardinali, fino ad arrivare all’Eclittica e la fascia
zodiacale fornendo i primi rudimenti sulle coordinate stellari, il riconoscimento di alcune tra le
principali stelle e Costellazioni visibili nei nostri
cieli fino al comprendere i vari moti della Sfera
Celeste. Ogni lezione è ovviamente calibrata a
seconda della classe in visita. Questo percorso
infatti viene scelto da varie tipologie di scuole:
si va dalla V Liceo Scientifico che approfondisce
i temi sull’osservazione celeste e le coordinate
stellari, sfruttando la lezione come propedeutica
alla visita di un osservatorio, alle prime classi
degli Istituti Tecnici che affrontano la geografia
astronomica al biennio, alle numerosissime elementari, sia classi quarte che quinte, che invece
affrontano la tematica del Sistema Solare, con
un accenno all’orientamento e alle costellazioni.
Poche ma in aumento le adesioni delle ex scuole
medie. Benché la scienze astronomiche siano presenti nei programmi ministeriali, si riscontra che
nelle scuole secondarie di primo grado spesso le
scienze celesti non vengono trattate che da poche
insegnanti appassionate della materia.
Nel Percorso 17, “Il Planetario: Miti e Costellazioni”, vengono invece descritte più in dettaglio
le Costellazioni, la loro utilità, il tutto seguendo
un filo conduttore temporale. Viene affrontato
il tema dell’osservazione del cielo presso gli
antichi, della mitologia notoriamente associata
alle Costellazioni, con accenni alle cosmologie
antiche, ed in più si insegna ai ragazzi l’uso
di due strumenti che sono stati indispensabili
per un astronomo fino al 1700: l’Astrolabio e il
Notturlabio, utili per un primo approccio alla
visione del cielo.
In questi anni abbiamo riscontrato una sempre
crescente adesione da parte del pubblico scolare,
e non, ai percorsi che sfruttano il Planetario: in
esso è veramente possibile spiegare una gran
quantità di concetti ed è un supporto eccezionale
per visualizzare l’astronomia. Infatti la più grande difficoltà che si riscontra per gli studenti che
affrontano questa materia è proprio questa anche
perché di solito ci si limita allo studio dell’astronomia sui libri e se ne fa poca esperienza. Questo
per vari motivi: primo, perché il cielo che vediamo ora, ammesso che qualcuno lo guardi ancora,
è un cielo coperto dall’inquinamento, quindi
l’esperienza del planetario è un esperienza di
cielo “vero”, la qual cosa è sempre sorprendente
per chiunque assista alla lezione; secondo: nella
realtà i moti del cielo necessitano di tempi lunghi
per svolgersi, invece con la macchina planetario è
possibile accorciare tempi e dare in pochi minuti
un’idea chiara sui vari moti celesti e terrestri.
In ogni caso l’esperienza ci dice che la lezione
al Planetario è utile e fruibile a qualsiasi età (si
può arrivare a far didattica fino ai 4 anni di età)
mentre gli altri laboratori stanno sempre più diventando un utile approfondimento della lezione
al Planetario.
L’attività didattica inerente al Laboratorio di
Astronomia, si svolge su 6 percorsi. Il primo, “Il
Sistema Solare” (Percorso 18) è un introduzione
La fisica e l’astronomia al Museo di Storia Naturale del Mediterraneo
divertente al Sistema Solare, i suoi abitanti (i
pianeti et al.), le loro posizioni e caratteristiche, le
spedizioni umane alla scoperta del cosmo. Come
parte di laboratorio facciamo costruire ai ragazzi
un quadrante di altezza dando qualche nozione
di triangolazione, mentre per i più piccoli, facciamo costruire delle carte di identità dei pianeti.
Il secondo percorso tratta il tema di un momento particolare della formazione del Sistema
solare: la caduta dei meteoriti e la craterizzazione:
Il percorso ha nome “I crateri” (Percorso 19). Il
laboratorio è soprattutto manuale: in laboratorio verrà simulata la mappatura radar della
superficie di Venere (notoriamente occultata da
una densa atmosfera). Grazie a scatole ricoperte
(l’atmosfera) forate sulla parte superiore al modo
di una griglia, i ragazzi dovranno sondare tramite
un bastoncino le varie altezze. Il bastoncino ha
varie bande di colore riportate sulla sua superficie che si riferiscono all’altezza dell’oggetto che
sto sondando all’interno della scatola, ma che
non posso vedere. Dentro le scatole sono stati
ricostruiti differenti parti di superficie venusiana:
crateri, valli e un vulcano, che i ragazzi dovranno
riconoscere grazie alla mappa altimetrica che
costruiranno loro stessi.
Questi due percorsi dedicati al Sistema solare
sono stati scelti per la maggior parte dalle scuole
primarie, che come programma scolastico affrontano un’introduzione al Sistema solare. Più raro
il caso che una primaria scelga approfondimenti
sulle stelle. L’adesione comunque non è elevata: sintomo che le notizie date sui libri (molto
sommarie, tabellari, spesso infarcite di numeri e
termini più e meno scientifici) sono ritenute più
che sufficienti.
“Le distanze astronomiche” (Percorso 20) è
un percorso costruito per i ragazzi dell’ultimo
anno del liceo, ma accessibile a tutte le classi che
vogliono approfondire il discorso dell’effetto
Doppler (astronomico). La lezione ha per tema gli
spettri, in particolare vengono presentati quelli
galattici: in laboratorio sono presenti 5 spettri di
galassie poste a differenti distanze di cui si riesce
a calcolare la distanza grazie allo spostamento di
due righe (la H e la K) e alla legge di Hubble. Questo percorso è stato rielaborato sulla base di un
progetto ripreso dal Prof. Fabrizio Mazzucconi
di un corso di aggiornamento per gli insegnanti
(Firenze, anno 1986). La versione che proponiamo
ai ragazzi è una versione semplificata (ad es. una
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versione senza la teoria dell’errore) e molto utile
come tema per l’esame di maturità.
“I moti propri delle stelle” (Percorso 21) è un
bel percorso, purtroppo scelto pochissimo dalle
scuole, che ha per fine il calcolo di come cambieranno nel tempo, nell’ordine di decine di milioni
di anni, le figure delle costellazioni a causa del
moto proprio delle stelle. Nella lezione vengono
date le basi del calcolo vettoriale, dei moti stellari,
mentre durante il laboratorio, scelta una costellazione il cui asterismo è costituito da cinque o
sei stelle, viene calcolato, grazie ad un elenco di
moti propri stellari, lo spostamento nel tempo
prefissato all’inizio dell’incontro (di solito 50.000
o 100.000 anni) e alla fine viene riportato il tutto
sul foglio di carta millimetrata. E’ prevista anche
l’elaborazione di una presentazione con Microsoft Power Point come risultato finale del lavoro
dei ragazzi oppure, su richiesta dell’insegnante,
il calcolo della diversa luminosità che avranno le
stelle a causa della componente radiale del loro
moto proprio. Appunto perché in questi anni è
stato scelto da pochissime insegnati, questo percorso verrà tolto dal prossimo P.O.F.
Un altro percorso che tratta un tema ricorrente
nell’esame di maturità è il Percorso 22: “Le stelle”.
Durante la lezione teorica viene trattato il tema
dell’evoluzione stellare, magari concertato prima
con le insegnanti che spesso scelgono questo percorso per approfondire le loro lezioni in classe.
Come esercitazione di laboratorio viene realizzato il diagramma di Hertzsprung – Russell. E’
previsto anche il calcolo di grandezza e densità
di buco nero (prendendo come massa quella di
un improbabile stella Sole e di una ancora meno
probabile pianeta Terra).
Torniamo ai percorsi dedicati ai più piccoli
(medie ed elementari) con “I calendari” (Percorso
23). Questo affascinante percorso tratta la storia
del tempo, le varie problematiche legate al calcolo
del calendario e come questo è stato risolto dalle
varie civiltà. I ragazzi vengono divisi in gruppi
e sono portati a riflettere sul tema affrontato
cercando essi stessi di essere costruttori di un
loro calendario. Questo approccio ludico porta i
ragazzi ad affrontare i problemi della divisione
in stagioni, settimane, giorni dell’anno, i nomi
da dare nel calendario, e la gestione del mese
bisestile, delle feste e di tutta una serie di regole
che possono cambiare di volta in volta anche su
richiesta dei ragazzi stessi. Questo percorso ha
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Francesca Manenti
riscosso un grande apprezzamento da parte dei
ragazzi e degli insegnati delle classi secondarie
di primo grado in quanto gli alunni, messi alla
prova con l’entità tempo, e sentendosi partecipi
della redazione del loro calendario, sono riusciti
a comprendere in modo quasi naturale delle
sottigliezze quali, la necessità dell’anno bisestile,
la divisione in mesi (e perché 12?), la gestione
delle feste e le necessità religiose, che altrimenti
sarebbe stato difficile cogliere.
L’attività didattica, per il Laboratorio di Fisica,
si svolge invece su 4 percorsi.
“La luce” (Percorso 39) è un percorso dei
più scelti. Dedicato ai più piccoli, delle scuole
elementari soprattutto, questo percorso è un
primo approccio a che cos’è la luce (domanda
che per altro rimane insoluta anche dopo la
laurea in fisica!). Il laboratorio è diviso in due
parti: la prima tratta la luce come entità; dove
nasce, come si muove, cosa fa quando incontra
gli ostacoli e i mezzi trasparenti di varia forma,
ecc…; la seconda tratta il colore, con tutta la sua
infinita e affascinante fenomenologia: dall’arcobaleno ai prismi, da come si mescolano i colori
fino ai filtri. Il tutto corredato da una serie di
oggetti che i bimbi possono toccare e provare.
Alla fine del percorso i ragazzi costruiscono un
disco di Newton. Questo percorso è tra quelli più
frequentati per quanto riguarda i laboratori di
fisica, un po’ per il fatto che la luce è argomento
difficile da trattare, un po’ perché il laboratorio è
stato attrezzato con moltissimi strumenti, alcuni
anche di difficile reperibilità, che rendono la lezione speciale solo per il fatto di poter toccare e
sperimentare la luce e il colore.
“Gli spettri” (Percorso 40) è invece un percorso
che tratta la luce ma per i più grandi. Vengono
trattate le onde elettromagnetiche, la formazione
degli spettri e i principi basilari della spettroscopia. In laboratorio è possibile vedere, tramite
un spettrometro, spettri provenienti da varie
sorgenti e fare uno studio sullo spettro del Sole,
dalla nostra atmosfera o di qualche stella.
“La pressione atmosferica” (Percorso 41) è invece
un percorso dedicato alla medie e alle elementari.
L’attività prevede una parte teorica dedicata al
concetto di pressione, pressione atmosferica e
vuoto, introdotto da una serie di esperimenti
pratici, riscontrabili nella vita quotidiana (come
il sacchetto sotto vuoto, le ventose, i palloncini,
ecc…). La parte pratica prevede la costruzione
di un “bicchiere magico” che sfrutta il principio
del sifone per non riempirsi mai oppure, per i
più grandi, larealizzazione di un diagramma di
pioggia, pressione e vento con i dati registrati
dalla Stazione Meteorologica (Borzatti, 2005).
Anche quest’ultimo percorso riscuote molto
apprezzamento più che altro per il fatto che è
quasi tutto pratico. Infatti la parte teorica viene
trattata come commento agli esperimenti, via via
sempre più complessi, fatti totalmente dai ragazzi, che fanno capire cosa sia e come si comporta
l’oggetto aria, fino ad arrivare ai principi della
meteorologia. Questa strategia risulta vincente
per l’apprendimento: certo non tutti i rami della
scienza fisica sono così ben sperimentabili con
esercitazioni in stile “la fisica di casa nostra”, pensiamo solo all’evoluzione stellare, però la dove
si può fare è sempre preferibile questo tipo di
approccio alla lezione frontale.
L’ultimo percorso di fisica (Percorso 42) è dedicato alle superiori e si chiama come l’omonimo
effetto: “Effetto Doppler”. Si tratta di una introduzione alla teoria delle onde meccaniche con esperimenti da svolgere all’interno del laboratorio e,
successivamente, al calcolo dell’effetto Doppler.
Sintomo che la didattica astronomica può
essere svolta anche per i più piccoli, anche
quest’anno (2007-2008) si è regista una buona
adesione delle scuole materne.
Il Percorsi per le Scuole Materne sono tre: il
Percorso 90, “Col naso all’insù!” è un percorso
nuovo aperto ai più piccoli (classi di 4 anni), che
ha riscontrato subito un grande successo e che
mira a dare le prime basi di tutto ciò che abbiamo
sopra la nostra testa con la costruzione di un cartellone stratigrafico che mira a posizionare nella
giusta sequenza i vari oggetti celesti; il Percorso
91, “Il Planetario”, percorso ormai sperimentato
che piace ai bambini e alle insegnanti in quanto
offre numerosi spunti per lavorare poi in classe e
si tratta di una breve visita al Planetario durante
la quale vengono raccontate le “favole della buona
notte” riguardanti il cielo e i suoi abitanti, e di
una successiva elaborazione dei concetti celesti
mediante la creazione di un cartellone con “le
cose che abbiamo visto”; ed infine il Percorso 92,
“Favole del cielo in teatro”, laboratorio con posti
limitati in quanto è un progetto che dura l’intero
anno scolastico e che porta le classi partecipanti
ad una rappresentazione teatrale a tema astronomico (Fig.4).
La fisica e l’astronomia al Museo di Storia Naturale del Mediterraneo
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Fig. 4 - I bambini dell’ultimo anno della Materna Pestalozzi
impegnati nella rappresentazione di fine anno dal titolo:
“Viaggio nella notte blu”, Teatro 2009.
Fig. 4 - Childrens of latest year of “Pestalozzi” childhood scool
during a theatre representation which title was “Trip in the blu
night”, Theatre 2009.
Grazie al gruppo di astrofili livornesi
dell’A.L.S.A. che da anni ci aiuta nella didattica
dell’astronomia, dall’anno prossimo offriremo
nel nostro POF anche le uscite notturne con il
telescopio: un utile approfondimento sul campo
e una serata divertente tra storie e meraviglie
viste al telescopio.
Sempre di più, e per molti dei nostri percorsi,
le insegnanti richiedono agli operatori didattici
del Museo, lezioni o laboratori a parte, su argomenti non presenti nel P.O.F. Infatti, per lo
svolgimento della didattica in classe, spesso si
ha bisogno dell’esperto per approfondire tematiche che se no rimarrebbero non compiute o per
mancanza di mezzi scolastici o semplicemente
per mancanza di conoscenze da parte dell’insegnante.
Per quanto riguarda i laboratori di Astronomia
e Fisica in questi ultimi anni sono stati richiesti
diversi approfondimenti che vanno dalla rivoluzione scientifica alla figura dello stesso Galileo,
dalla storia dell’astronomia all’introduzione sui
parametri atmosferici, lezione che doveva essere
un introduzione alla visita, da parte delle classi,
all’ARPAT. Il risultato positivo di alcune di queste attività extra-P.O.F. ha fatto si che alcune di
queste, in particolare quelle dedicate alla storia
della scienza, siano entrate a far parte stabilmente
dell’offerta formativa. Quest’ultima valutazione
nasce anche dalla considerazione del sempre
crescente bisogno di percorsi interdisciplinari
Fig. 5 - Costellazione di Cassiopea disegnata da Johannes
Hevelius, Uranographia, 1690.
Fig. 5 - Cassiopea constellation drawed by Johannes Hevelius,
Uranographia, 1690.
che la scuola richiede e dell’importanza che un
tale approccio può fornire per la comprensione
della stessa scienza (Fig.5).
Conclusioni
E’ indiscutibile che le scienze celesti appassionino qualsiasi tipo di pubblico e che sia indifferente l’estrazione sociale, culturale o l’età.
Le scienze dello spazio hanno sempre catturato
e ispirato l’immaginazione delle persone, in
special modo dei più piccoli, motivando alcuni
ad intraprendere poi corsi di laurea come fisica
o astronomia.
Dall’esperienza di questi anni si evince però
la difficoltà per i ragazzi di apprendere le scienze
celesti. L’astronomia è una disciplina difficile,
e sovente mirabolanti scoperte fatte da potenti
strumentazioni, condite da numeri enormi, non
aiutano, specialmente i ragazzi, ad approcciarsi
a tale scienza. Per questo il tipo di didattica che
si svolge presso i nostri laboratori non tende a
112
Francesca Manenti
fornire numeri: la nostra esperienza ci dice che
pochissimi ragazzi (di solito appartenenti alle
scuole superiori) hanno un buon concetto delle
distanze astronomiche. Un problema ormai dibattuto da anni dell’insegnamento delle scienze
in generale e dell’astronomia in particolare, è
quello del sapere formale e dogmatico: c’è la
tendenza e spesso la necessità a far piovere
sulla testa degli alunni i concetti come dogmi. Il
dogma è utile e necessario, ma fino ad un certo
punto (Cambi, 2007), poi bisogna spiegare fin
dove è possibile. E’ ormai noto che le conoscenze
formalizzate date prematuramente sono spesso
improduttive (Fiorentino, 2007).
Il compito di un educatore scientifico indubbiamente si diversifica a seconda delle fasce di
età a cui si rivolge: delle volte non è solo quello
di impartire o chiarire dei concetti ma, specialmente con il pubblico dei più piccoli, è anche
quello di stupire gettando un seme che, speriamo
poi, germoglierà nella crescita dell’individuo.
I bambini dai 4-5 anni (e si può ben dire per
tutto il periodo delle scuole primarie) hanno
una vivacità ed un entusiasmo per il sapere e la
conoscenza da sfruttare. Prova ne è che al Planetario, quando si individuano le costellazioni,
i bambini dalle materne alla primaria le vedono
tutte, anche quelle che non ci sono, mentre con
ragazzi più grandi non manca mai il commento
sulla indubbia fantasia degli antichi osservatori
del cielo che in una “Y” rovesciata formata da
stelle hanno visto un Cancro.
Anche se con il pubblico dei ragazzi grandi
(scuole secondarie) l’approccio è indubbiamente
diverso ed è difficile stupirli (ormai la presenza
nelle loro camerette di computer e super giochi
li ha resi quasi totalmente indifferenti ad ogni
novità, specialmente se rifilata dalla scuola) riporto volentieri il commento di una ragazza di 3°
Liceo che davanti a quattro bottigliette riempite
d’acqua che simulavano il funzionamento della
Fontana di Erone disse rivolgendosi alla sua insegnante: “Ma prof, perché noi queste cose non
si fanno in classe?”… quindi non tutto è perduto!
Bibliografia
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22–25.
Extended abstract
In the present article the teaching of physics and
astronomy held at the Center for Environmental Education of Natural History Museum of Mediterranean,
Livorno (MSNM) are described. Astronomy and
physical sciences are difficult to learn because often
the normal experience that you can have the world
around us and resolve problems that can be addressed
La fisica e l’astronomia al Museo di Storia Naturale del Mediterraneo
on these issues are beyond or even contradict the sense
experience of our five senses. To overcome this obstacle
special laboratories of Physics and Astronomy have
been set up with the right tools to make it possible a full
comprehension of usually obscure concepts through
manual experiences. Also the use of the Planetarium
for teaching school children has become an essential
practice for dealing with astronomical topics and have
a direct experience of the sky, which would be impossible without it. We found that this type of laboratories
are particularly enjoyed by the public of the final years
of nursery and primary schools and upper secondary
education according to the school curriculum.
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