Università degli Studi di Napoli Federico II Abstract

Mathematica il software di riferimento per la didattica, la ricerca e lo sviluppo.
MATHEMATICA ITALIA 7° USER GROUP MEETING
28-29 maggio 2015 - Università degli Studi di Napoli Federico II
Abstract
Autori:
Luciano D'Alessio, Maria Funicello, Iole Cerminara
Università degli Studi della Basilicata
Dipartimento di Scienze
Titolo:
LA CHIMICA AL TELEFONO
Una lezione multimediale di cinetica e farmacologia
Abstract:
L'ampia disponibilità dei nuovi strumenti informatici, quali tablet e smartphone, e la facilità di accesso alla
rete da parte dei giovani apre tutta una serie di opportunità per la didattica e l'apprendimento, non solo
scolastico ma anche universitario, le cui potenzialità non sono state ancora esplorate completamente.
In questo lavoro viene presentata una proposta didattica innovativa per la cinetica chimica che utilizza
ampiamente gli strumenti Mathematica Wolfram e Wolfram Alpha, facilmente disponibili in rete e
accessibili da remoto, che forniscono in mobile una potenza di calcolo praticamente illimitata.
Uno dei problemi legati all'insegnamento della cinetica chimica è la complessità dell'apparato matematico
necessario per studiare la dipendenza delle concentrazioni dei reagenti e dei prodotti in funzione del
tempo. Si tratta in molti casi di sistemi di equazioni differenziali ordinarie la cui integrazione analitica è
non banale, se non nei casi particolarmente semplici, o addirittura impossibile quando sono presenti
modelli non lineari.
Le notevoli capacità algebriche e numeriche dei software Wolfram, unite alle sofisticate possibilità
grafiche, permettono di non appesantire la lezione con eccessivi approfondimenti matematici, fornendo
in tempo reale la soluzione del problema analitico e la sua visualizzazione, consentendo così al docente
di soffermarsi maggiormente sugli aspetti concettuali e sperimentali.
Verranno presentati alcuni esempi relativamente a reazioni simultanee, consecutive, parallele, opposte,
comprese le cinetiche enzimatiche e i sistemi oscillanti e caotici.
Sorprendentemente gli stessi modelli matematici possono essere utilizzati per descrivere i processi di
trasferimento intercompartimentale nel campo della farmacocinetica. In tal modo il medesimo apparato
concettuale consente di collegare tra loro domini apparentemente molto diversi.
Così l'assorbimento, la distribuzione, l'eliminazione dei farmaci, la risposta ai regimi terapeutici con dosi
ripetute, vengono ad essere inseriti naturalmente in un quadro integrato della cinetica chimica e
biochimica.
Questo approccio, lungi dal minimizzare l'importanza del formalismo matematico, fornisce al contrario
una visione unitaria dell'efficacia della modellizzazione simbolica nel campo delle scienze applicate.
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