Premio per la divulgazione scientifica

Ci fa piacere annunciare che il blog ria-grassi.blogspot.it/realizzato dagli studenti della 4°E (ora 5°E) nello scorso anno, nell’ambito del loro progetto di alternanza scuola-lavoro, è stato scelto tra i cinque blog finalisti del Premio nazionale per la divulgazione scientifica bandito dall’Associazione italiana del libro con il patrocinio del Consiglio nazionale delle ricerche. Qui l’elenco dei finalisti nelle tre sezioni in cui si articola il premio.
Ieri (14.12.17) si è svolta la cerimonia con l’assegnazione dei premi. Eravamo presenti, nell’aula convegni del CNR a Roma, con una piccola rappresentanza della classe 5°E.
Non abbiamo vinto, ahimè. Ma non era facile primeggiare vista la qualità, anche accademica, dei concorrenti. Però abbiamo ricevuto tantissimi apprezzamenti per il lavoro fatto, per la precisione, per la qualità dei testi e per la particolare modalità scelta per fare divulgazione.
Francesco Dosi, erede dell’ideatore del premio Giancarlo scomparso poco tempo fa, ci ha raccontato che il nostro blog ha conteso fino all’ultimo il premio all’opera che ha poi vinto il premio: Sesso animale che si occupa essenzialmente di selezione sessuale (la sorella minore della seleziona naturale). A noi, però, è particolarmente piaciuto Math is in the Air, un blog cha ha l'obiettivo ... raccontare (o almeno provarci) che cosa è la matematica applicata.
E non è tutto. Avevamo presentato al premio anche i quaderni/fascicoli prodotti in collaborazione con il CNR nella sezione denominata per l’appunto Articoli. Sempre da Francesco Dosi abbiamo saputo che i fascicoli – in modo particolare Diffrazione di luce laser – è arrivato a un pelodall’ingresso nella cinquina di articoli finalisti del premio.
Tanti tanti attestati di stima e giudizi particolarmente positivi da parte della giuria!
Ricordiamo che il Premio per la divulgazione scientifica … è aperto alla partecipazione di ricercatori, docenti, giornalisti, studiosi e autori italiani o stranieri, con l’obiettivo di contribuire a rafforzare il settore del libro e della lettura in Italia, in particolare per quanto riguarda la saggistica rivolta a una efficace divulgazione scientifica, affermare la centralità dell’informazione e della divulgazione scientifica per il progresso della società, favorire nei giovani l’interesse per la cultura scientifica, contribuire a creare una cultura diffusa dell’innovazione e del sapere. Si articola su tre sezioni: libri, articoli e blog, e su cinque aree tematiche: scienze matematiche, fisiche e naturali; scienze della vita e della salute; ingegneria e architettura; scienze dell’uomo, storiche e letterarie e, infine, scienze giuridiche, economiche e sociali …
Il Premio vanta un comitato scientifico di tutto rispetto. Infatti ne fanno parte, tra gli altri Umberto Guidoni (astronauta e astrofisico), Emilia Chiancone (presidente dall’Accademia nazionale delle scienze), Alessandro Finazzi Agrò (già rettore dell’Università degli studi La Sapienza di Roma), Pietro Greco (consigliere scientifico di Ispra), …

Revisioni e aggiornamenti

In queste prime settimane del novo anno scolastico, oltre ad ri-avviare con una nuova classe il progetto RiA - research in Action, abbiamo provveduto a una revisione di tutti i fascicoli correggendo alcune piccole imprecisioni (niente di sostanziale in realtà). Le nuove versioni sono disponibili, come di consueto, nella pagina Download del blog.
Ricordiamo che i fascicoli sono quaderni creati appositamente per ripercorrere l'esperienza fatta risolvendo alcuni problemi proposti dai ricercatori del CNR che, nello scorso anno scolastico, hanno avuto il ruolo di tutor esterni per le attività di alternanza scuola-lavoro e sono, in un certo senso, il cuore dell'attività e di questo blog.

Si riparte!

Si parte un'altra volta, con una nuova classe, per il nostro percorso di alternanza scuola-lavoro. Come due anni fa la classe, nel corso del terzo anno del liceo, parteciperà al concorso Fotonica in gioco.

Fotonica in Gioco è un concorso a premi aperto a tutti gli studenti delle Scuole Secondarie di Secondo Grado Italiane. Lo scopo del concorso è la creazione di un gioco da tavolo originale con tema scientifico. Il tema dell'attuale edizione è Trasformazioni: come cambiano le cose.

È possibile affrontare il tema da diversi punti di vista, per esempio pensando ai cambiamenti di stato della materia, alle trasformazioni chimiche, alla termodinamica, alla fotosintesi, alle trasformazioni fra diverse forme di energia, all'economia sostenibile, al riciclo, ai cambiamenti climatici, alle trasformazioni storiche e sociali, al cambiamento dei costumi, delle mode, delle tecnologie, dei linguaggi, alla cucina ed alle tecniche di preparazione e cottura di alimenti, alla vinificazione, alla musica e così via. 

Il concorso viene proposto dall'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IFN) nell'ambito delle iniziative per la divulgazione scientifica e la promozione della cultura.
I prototipi vanno presentati entro il 28 febbraio 2018. È ora di mettersi al lavoro!

Notte europea dei ricercatori 2017

Anche quest'anno, come nel 2016, gli alunni del liceo Grassi (nello specifico le classi 3°E e 5°E) sono stati protagonisti della Notte europea dei ricercatori presso l'Area di ricerca di Tor Vergata (ARToV).
Come ogni anno alla fine di settembre i centri di ricerca, le università e i laboratori di tutta Europa aprono le porte al pubblico per spiegare il lavoro del ricercatore. A questa festa della scienza e della cultura partecipa, nel suo piccolo, anche il liceo Grassi con gli studenti impegnati nel progetto RiA - Research in Action. A suo modo, con quello che sa fare. E quindi abbiamo allestito di una ludoteca della scienza insieme a Fabio Chiarello (CNR-IFN) e l'associazione Lu(ri)doteca di Latina nel Padiglione della scienza.
I giochi, ovviamente, sono stati tutti a tema scientifico: Pandemia, Quantum, Lampo di genio - sviluppato proprio nell'ambito di questo progetto - e Quantum Race - ideato da Fabio Chiarello. Dalle 16.00 alle 22.00!
Dopo otto ore di lavoro siamo tornati a casa stanchi ma soddisfatti: abbiamo fatto giocare tantissime persone! Soprattutto bambini ma non solo. Mille? forse no, ma ci è mancato poco.
Una menzione particolare va fatta per i ragazzi della 3°E e della 5°E del liceo che sono stati degli animatori di ludoteca superlativi. Hanno giocato e fatto giocare senza fermarsi praticamente mai mentre alcuni loro colleghi si disperdevano nell'area di ricerca per convincere altri spettatori a partecipare alla ludoteca.
Stupisce in particolare la loro abilità nell'adattare il gioco all'età dei giocatori, semplificando con i più piccoli e approfondendo con i più grandi. Giocando prima una veloce partita con poche e veloci regole ai più frettolosi e proponendo poi una replica con il regolamento completo ai più interessati.
Non meno successo ha avuto l'idea di presentare i fascicoli prodotti dalla 5°E nello scorso anno scolastico nell'ambito delle attività di alternanza scuola-lavoro (fascicoli e altro materiale di supporto si possono scaricare dalla pagina Download di questo stesso blog). Attività che, in un certo senso, sono figlie del lavoro fatto attorno a Lampo di Genio, il gioco da tavolo realizzato per il concorso Fotonica in gioco.
Davvero un buon buon lavoro!

Quantum, il gioco di Eric Zimmermann che stuzzica la curiosità sulla meccanica quantistica ha avuto un successo incredibile (foto di Matteo Ferdinando D'Annibale).

Inossidabile il gioco sviluppato dai ragazzi del liceo Grassi: Lampo di genio. In quest'anno scolastico ne è in progetto lo sviluppo a opera di una nuova classe (foto di Matteo Ferdinando D'Annibale).

Una partita a Quantum gestita dagli studenti della 3°E del liceo Grassi (foto di Matteo Ferdinando D'Annibale).

Gli alunni della 5°E del liceo Grassi mostrano con orgoglio i fascicoli prodotti lo scorso anno (scolastico) nel'ambito delle attività di alternanza scuola-lavoro (foto di Matteo Ferdinando D'Annibale).

Ancora una partita con Quantum, gioco ideato da Eric Zimmermann (foto di Matteo Ferdinando D'Annibale).

Si gioca con Lampo di Genio, ogni giocatrice è una scienziata alla ricerca della teoria ultima sulla luce (foto di Matteo Ferdinando D'Annibale)!

Una bella partita con Quantum a cui partecipano anche Gualtiero Grassucci (al centro) e Fabio Chiarello (a destra).

Pandemia è stato l'altro protagonista della Ludoteca della scienza (foto di Matteo Ferdinando D'Annibale).

Di nuovo Pandemia. Una partita guidata dalle ragazze della 3°E del liceo Grassi (foto di Matteo Ferdinando D'Annibale).

I fascicoli alla prova

Un laboratorio in classe

C'è stata finalmente la possibilità di testare sul campo i fascicoli realizzati nel corso dello scorso anno scolastico proponendo un laboratorio per una classe che non ha partecipato alla stesura di questi quaderni. In particolare sono stati utilizzati il Toolbox e la Dilatazione lineare.
Il laboratorio è stato parte di un breve percorso che aveva l'obiettivo di focalizzare l'attenzione degli studenti sul metodo scientifico, sulle modalità di indagine della fisica (e delle scienze in generale), sulla costruzione di modelli capaci di descrivere un fenomeno naturale.

Tempi

L'attività si è sviluppata nelle prime tre settimane di scuola:

• Un'introduzione al metodo scientifico con alcuni esempi di osservazione e analisi di un fenomeno (non necessariamente fisico), esempi che richiedevano la costruzione di un modello e la formulazione di una legge. Due ore in classe.
• Metodi per approssimare una serie di dati lineari, in particolare il metodo del coefficiente angolare medio, utilizzando il Toolbox. Due ore di studio autonomo.
• Esempio di formulazione di una legge: la legge oraria del moto rettilineo uniforme (che gli allievi già conoscevano per averla affrontata l'anno precedente) partendo da dati sperimentali ricavati direttamente. Due ore in classe.
• Introduzione al problema della dilatazione lineare (leggendo l'introduzione del fascicolo). Mezz'ora di studio autonomo.
• Esempio di costruzione di un modello (e relativa legge): la dilatazione lineare (che però gli studenti non conoscevano) seguendo il percorso proposto nel corrispondente fascicolo. Due ore in classe.

Strumenti

• Dispositivo per accedere ai fascicoli online (telefono, tablet);
• GeoGebra (su telefono e/o tablet);
• Calcolatrice.

L'attività

Gli studenti sono stati suddivisi in gruppi di tre alunne/i ciascuno ed è stato chiesto loro di seguire il percorso proposto nel fascicolo dopo una breve introduzione che è servita a spiegare il metodo di lavoro, gli obiettivi (riportati anche nel fascicolo) e i tempi di consegna. Successivamente i gruppi sono stati lasciati liberi di organizzarsi in modo autonomo avendo come meta la formulazione della legge che costituiva l'obiettivo del laboratorio (la legge della dilatazione lineare.

Come è andata

Il grafico ottenuto rappresentando i dati dei tre esperimenti

Molto bene! Tutti i gruppi sono stati in grado di completare il percorso in autonomia, nei tempi previsti. L'approssimazione dei dati è stata via via sempre più rapida (il fascicolo suggerisce di analizzare tre diverse serie di misure) e più consapevole. Gli interventi dell'insegnante sono stati davvero limitati, mirati più che altro a motivare gli alunni e a richiamare al rispetto dei tempi.

Qualche difficoltà in più per la seconda parte del laboratorio, dove si chiede di scoprire come la lunghezza iniziale della barretta influisca sulle misure. Qui è stata utile la scelta di far lavorare la classe divisa in gruppi e non individualmente: la discussione e il confronto su varie proposte è stata davvero efficace per il raggiungimento del risultato previsto.

Al termine delle due ore il risultato dell'laboratorio è stato confrontato con alcuni testi scoprendo (ricordiamo che gli studenti non conoscevano la legge di dilatazione lineare) che la legge è stata formulata proprio nello stesso modo e il coefficiente di dilatazione approssimato in modo eccellente.

Conclusioni

Gli studenti hanno partecipato con tenacia impegnandosi nella risoluzione di un problema a loro sconosciuto, senza scoraggiarsi, soprattutto quando è stato chiesto loro di generalizzare i risultati ottenuti cercando una formulazione della legge quanto più ampia possibile. Ma anche questo scoglio è stato superato grazie alla collaborazione.

L'aspetto decisamente più positivo è la gratificazione provata raggiungendo il risultato, gratificazione che dovrebbe sicuramente portare a una migliore motivazione nello studio della disciplina nel corso dell'anno.

Idee in festa

Idee in festa: la festa del comitato dei quartieri Nuova Latina e Nascosa

Il progetto Research in Action è giunto al terzo anno, gli studenti che lo iniziarono tre anni fa sono nell'ultimo anno di corso e hanno quasi completamente assolto all'obbligo delle 200 ore di alternanza scuola-lavoro. Quest'anno si completerà il lavoro grazie ad alcune ragazze e ragazzi della classe che hanno ancora ore da spendere e cureranno la traduzione in inglese di fascicoli e blog.

Un nuovo inizio

Il progetto però proseguirà con una nuova classe terza e ripartirà proprio dalla progettazione e sviluppo di un gioco da tavolo, partecipando ancora al concorso Fotonica in Gioco.
Nel frattempo gli studenti hanno iniziato, già dal mese di maggio scorso, a scoprire il gioco da tavolo familiarizzare con le meccaniche di gioco, le ambientazioni e il mondo del boardgame in generale. E rapidamente sono diventati abbastanza esperti da potersi permettere la gestione di una ludoteca aperta al pubblico.
L'occasione l'hanno avuta sabato scorso quando, invitati dal comitato spontaneo dei quartieri Nuova Latina e Nascosa (ex-Q4 e ex-Q5) a Latina hanno partecipato Idee in festa. Un buon test prima della Notte europea dei ricercatori nottedellascienza.wixsite.com/artov di venerdì 29 settembre prossimo.

Il totem del liceo nel chiosco del  parco Oasi Verde in via Cherubini a Latina.

Una partita a Pandemia: i giocatori hanno il compito di combattere la diffusione di terribili epidemie sul nostro pianeta. Un bel gioco cooperativo in cui tutti collaborano per l'obiettivo comune!

Lampo di genio, il gioco sviluppato dalla ex-3°E nel primo anno del progetto Resarch in Action.

Ancora matematica e didattica

I ragazzi sono più bravi delle ragazze in matematica?

Riprendiamo un articolo pubblicato su MADD Maths con il titolo Donne in battaglia per la matematica: Jo Boaler tradotto da Elena Toscano. La proposta fa seguito a Matematica e didattica e Per riflettere sulla didattica della matematica che in questo stesso blog propongono e rimandano a letture per stimolare la riflessione sull'insegnamento della matematica.

Jo Boaler (la foto è ripresa da online.stanford.edu/)

Quello proposto oggi è la ri-pubblicazione di un'intervista di Ilaina Edison a Jo Boaler pubblicata a gennaio di quest'anno su Huffington Post: Women In The Math Wars: Jo Boaler (l'intervista è parte di una serie dedicata a donne impegnate in vari campi dell'economia e della scienza).
Altri interventi di Jo Boaler si possono trovare su You Cubed.

Un nuovo fascicolo: la dilatazione lineare!

Scopriamo insieme una legge fisica

Il fascicolo, in formato PDF di circa 10.5MB, si può scaricare sul blog RiA - Research in Action, direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog. 
Si aggiunge un nuovo fascicolo a quelli pubblicati nello scorso anno scolastico: la ricerca di un modello per la dilatazione lineare dei solidi.

I corpi modificano le proprie dimensioni quando cambia la loro temperatura
o meglio, quando viene loro sottratto o ceduto calore. Se una delle dimensioni del corpo
è molto maggiore delle altre due, come nel caso di un filo elettrico, un binario o un’asticella lunga e sottile,si parla di dilatazione lineare perchè l’aumento è apprezzabile solo per la dimensione maggiore.
In questo laboratorio si cercherà di determinare una legge che descriva la dilatazione lineare di un’asta metallica partendo da dati sperimentali.

Si tratta di un fascicolo di prova, un test, sulla falsariga del laboratorio che affrontava la dinamica delle popolazioni. È stato realizzato pensando all'estensione dell'attività di alternanza scuola-lavoro, così come pensata e descritta in questo blog, a una classe terza del liceo scientifico nell'anno scolastico che sta per iniziare. Infatti rispetto agli altri laboratori il percorso, almeno nelle intenzioni degli autori, è più guidato, ci sono più suggerimenti e indicazioni ma soprattutto richiede una matematica adatta alla fine di una seconda classe del liceo scientifico o all'inizio del terzo anno di corso.
Il laboratorio è composto in realtà di due attività. La prima richiede l'analisi di una serie di dati, approssimabili con una retta, per costruire un modello, una funzione. La seconda parte è un poco più complessa e chiede di analizzare il coefficiente angolare della retta ottenuta per comprendere se sia effettivamente una costante o se dipenda, a sua volta, da altre grandezze fisiche.

Prerequisiti

Per questo laboratorio è necessario conoscere:

• la geometria analitica della retta;
• la matematica minima per manipolare formule fisiche;
• almeno un metodo per approssimare una serie di dati lineari (ma per questo, come detto spesso in questo blog, viene in aiuto il Toolbox).

Obiettivi

Costruire un modello per la dilatazione lineare a partire da dati sperimentali. Dedurre quindi
la legge di dilatazione lineare dei solidi e calcolare il coefficiente di dilatazione lineare di alcuni
materiali.

Matematica e didattica

Proponiamo, come già fatto altre volte (si veda per esempio Per riflettere sulla didattica della matematica in questo stesso blog), un articolo per stimolare la riflessione sull'insegnamento della matematica.
In questo caso lo spunto lo fornisce un articolo di Tim Gowers, pubblicato inizialmente su The Guardian (Maths isn’t the problem - the way it’s taught is) e apparso successivamente, tradotto da Elena Toscano, su MADD Maths con il titolo Il problema non è la matematica, ma il modo in cui viene insegnata.
Se si vuole leggere di più su Tim Gowers (William Timothy Gowers) si può spulciare il suo blog: Gower's Weblog.

Divulgazione scientifica e giochi da tavolo

Su Orgoglio Nerd si può leggere un'intervista a Fabio Chiarello dal titolo Fisica quantistica e giochi da tavolo in cui, oltre ad annunciare la propria partecipazione a Campus Party Italia, racconta qualcosa del proprio lavoro e di come sia possibile coniugare la passione per la fotonica e la meccanica quantistica con l'amore per i giochi da tavolo.
Nell'articolo l'annuncio, ufficiale ormai, della nuova edizione di Fotonica in gioco, il concorso per la realizzazione di un gioco da tavolo di ambientazione scientifica che, tre anni fa, diede il via a Research in Action.

Research in Action su MaddMaths

La rivista online MaddMaths! (Matematica divulgazione didattica) ha pubblicato un articolo che descrive l'esperienza nata dalle attività di alternanza scuola-lavoro della classe 4°E del liceo Grassi di Latina. L'articolo si trova qui.
Maddmaths!, come si legge sul sito, vuole porsi come una vetrina della matematica italiana e anche come un punto di ritrovo e discussione per tutti, dagli studenti agli insegnanti delle secondarie, ai curiosi, fino a chi la matematica la conosce solo per sentito dire. Vuole essere un sito per incuriosire e raccontare alcune storie ...

Research in Action: il workshop

Giovedì 25 maggio scorso gli studenti della classe 4°E hanno illustrato i risultati delle attività di alternanza scuola-lavoro alla presenza dei tutor esterni Donato Bini (CNR-IAC) e Fabio Chiarello (CNR-IFN), del direttore dell'Istituto per le Applicazioni del Calcolo Roberto Natalini e della responsabile dell'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie di Roma Maria Gabriella Castellano. Erano assenti purtroppo Marina Landolfi, Andrea Mancini e Alessandro Moriconi (CNR-INSEAN) che hanno valutato le attività via e-mail.
I lavori sono stati preceduti da un'introduzione alle attività e al progetto così come è stato vissuto dagli studenti:

Lo scopo, e soprattutto il ruolo all'interno dei programmi scolastici, dell'alternanza scuola-lavoro, introdotta dalla legge 107, è ormai già da due anni oggetto di grandissime discussioni. In particolare modo nei licei, dove l'aspetto più pratico, anzi, più concreto dello studio è da sempre, per certi versi respinto, o meglio posticipato agli studi universitari. Noi però, e questa è stata la nostra più grande fortuna: l'anno scorso con la partecipazione al concorso nazionale: Fotonica in gioco e quindi con l'invenzione di un vero e proprio gioco da tavolo, prodotto finito e perciò potenzialmente vendibile e quest'anno, con la collaborazione degli enti del CNR e la creazione di una serie di fascicoli che; oltre ad illustrare quello che è stato tutto il nostro percorso, il nostro lavoro, e oltre pertanto, una volta pubblicato, ad essere accessibile a tutti, anche a coloro che di luce, onde gravitazionali ed eliche conoscono poco e niente; apre una piccolissima finestra su quella che è la ricerca italiana, facendo vedere direttamente di cosa si occupa, quelli che sono i suoi scopi e a quali risultati arriva. 

Noi, grazie soprattutto all'appoggio del nostro consiglio di classe e all'IAC, l'IFN e l'INSEAN che ci hanno dato questa grande opportunità, siamo riusciti a vivere l'esperienza dell'alternanza nel migliore dei modi possibili, probabilmente il più corretto. Pochissime classi, infatti, non solo di questa scuola, penso in tutta Italia, possono vantare di aver avuto un occasione simile, che ti fa toccare con mano il mondo del lavoro, perché effettivamente di lavoro si è trattato. Lavoro certamente molto faticoso, ma tanto, tanto, tanto entusiasmante e molto gratificante. 

Nessuno di noi ha vissuto questo progetto come un obbligo, anzi, per certi versi è stato un divertimento. La nostra matematica, anzi fisica gratis. Ed è forse per questo motivo che quest' esperienza è stata sicuramente la cosa più bella, diversa e appassionante che abbiamo mai fatto in quattro, o meglio, tredici anni di scuola (a questo proposito si possono leggere i risultati del questionario di autovalutazione seguendo questo collegamento).

Sul palco, oltre al professor Grassucci, i tutor esterni e gli altri ospiti

I commenti dei tutor esterni e degli altri ospiti sono stati tutti estremamente positivi, apprezzando il percorso scelto dagli studenti per la risoluzione dei problemi proposti. Tutti hanno manifestato una particolare ammirazione per i fascicoli e per il materiale a supporto (gli uni e gli altri si possono scaricare nella pagina Download di questo stesso blog).

Vengono illustrati i fascicoli prodotti nel corso dell'anno

La collaborazione con i tre istituti del CNR è stata efficace e va ricordata la straordinaria disponibilità dei tutor esterni nei confronti degli studenti anzi, la dottoressa Castellano ci ha invitato, nel caso si ripetesse l'esperienza, a una maggiore interazione tra la classe e gli istituti, anche non limitata al solo tutor.
In conclusione, il percorso scelto dalla classe è stato davvero gratificante, faticoso ma gratificante. Gli studenti hanno apprezzato l'originalità del progetto e anche la sfida costituita dalla difficoltà dei problemi, hanno riconosciuto che le loro competenze, che immaginano spendibili in futuro anche sul luogo di lavoro, sono cresciute grazie al lavoro svolto.

Il gruppo di lavoro quasi al completo (all'estrema sinistra per chi guarda Fabio Chiarello, accosciati in prima fila Roberto Natalini e Donato Bini)

Diffrazione di luce laser: l'ultimo fascicolo per quest'anno!

Il fascicolo, in formato PDF di circa 9.0MB, si può scaricare sul blog RiA - Research in Action, direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog. Il laboratorio è già stato descritto in un altro post su questo stesso sito.

Il laboratorio è stato realizzato grazie alla collaborazione con l'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie di Roma (CNR-IFN).

La diffrazione è un fenomeno fisico che si verifica ogni qual volta che un raggio di luce passa attraversouna fenditura, creando una particolare configurazione detta appunto figura di diffrazione.Lo scopo di questo laboratorio è quello di costruire un apparato capace di misurare la lunghezza d’ondadi un proiettore laser usando la figura di diffrazione generata dalla luce dello stesso laser quando attraversa una fenditura. Per far questo dovremo inizialmente calcolare l’ampiezza della fenditura in un processo di taratura dello strumento costruito.

Dei tre laboratori, questo è l'unico che ha richiesto la costruzione (per davvero) di uno strumento. Strumento che ovviamente non è possibile allegare al fascicolo. C'è però un file GeoGebra con l'analisi della luminosità della figura di diffrazione.

Prerequisiti

Per questo laboratorio è necessario:

• conoscere alcune nozioni base di trigonometria (sostanzialmente la definizione delle principali funzioni goniometriche)
• saper approssimare una funzione conoscendone alcune caratteristiche

Obiettivi

Lo scopo di tale laboratorio è quello di costruire un apparato capace di misurare la lunghezza d’onda di un proiettore laser. Per far questo dovremo inizialmente calcolare l’ampiezza della fenditura attraverso cui far passare la luce del laser conoscendo la lunghezza di quest’ultima e successivamente calcolare la lunghezza d’onda del laser conoscendo l’ampiezza della fenditura. Incidentalmente costruiremo un modello per approssimare la luminosità della figura di diffrazione con una funzione opportuna rappresentandola su un piano cartesiano.
Il laboratorio può essere ripetuto anche senza necessariamente costruire lo strumento, nel seguito saranno forniti tutto il materiale necessario (essenzialmente le foto della figura di diffrazionee i dati correlati).

Collegamenti esterni

Una breve introduzione al fenomeno della diffrazione si può trovare qui: www.phys.uniroma1.it/fisica/sites/default/files/file_PLS/Diffrazione_prof.pdf grazie al lavoro del dipartimento di fisica dell’Università degli studi di Roma La Sapienza.

Il quarto fascicolo: onde gravitazionali!

Il fascicolo, in formato PDF di circa 7.2MB, si può scaricare sul blog RiA - Research in Action, direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog. Il laboratorio è già stato descritto in un altro post su questo stesso sito.

Il laboratorio è stato realizzato grazie alla collaborazione con l'Istituto per le Applicazioni del Calcolo (CNR-IAC).

Le recenti scoperte circa le onde gravitazionali provenienti dall’Osservatorio di Onda Gravitazionale di Interferometro Laser (LIGO) hanno portato alla prima prova diretta dell’esistenza di queste perturbazioni. Tali onde gravitazionali sono state prodotte nell’ultima frazione di secondo del processo di fusione di due buchi neri.Lo scopo di questo laboratorio è quello di individuare e costruire un modello che approssimi adeguatamente uno dei  potenziali gravitazionali che hanno determinato la traiettoria dei due buchi neri.

Per questo laboratorio, che sviluppa tre diversi modelli per uno dei potenziali gravitazionali, sono disponibili tutti i calcoli svolti usando xMaxima e due file GeoGebra: uno per l'approssimazione del potenziale in funzione della variabile p, l'altro per i due modelli in funzione di  u = 1/p.

Prerequisiti

Per questo laboratorio è necessario saper:

• determinare l’espressione di una funzione conoscendone alcune caratteristiche
• calcolare il margine di errore di una funzione per capire se quest’ultima approssima al meglio una serie di dati

Obiettivi

Lo scopo di questo laboratorio è quello di individuare e costruire un modello, tra le varie opzioni disponibili, per il quale il margine d’errore sia minimo e, quindi, che approssimi adeguatamente i dati forniti, ovvero l’andamento di uno dei potenziali gravitazionali dei due buchi neri, partendo dai dati reali forniti dall’interferometro LIGO nel settembre 2015.

Collegamenti esterni

Il testo di Abbott et al. con l’annuncio della scoperta si può trovare qui: physics.aps.org/featured-article-pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102.
Il testo originale di Newton (in latino) citato nel fascicolo si può trovare qui: www.gutenberg.org/ebooks/28233?msg=welcome_stranger.

Il terzo fascicolo: rendimento di elica isolata!

Il fascicolo, in formato PDF di circa 7.2MB, si può scaricare sul blog RiA - Research in Action, direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog. Il laboratorio è già stato descritto in un altro post su questo stesso sito.

Il laboratorio è stato realizzato grazie alla collaborazione con l'Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura Navale (CNR-INSEAN).

L’elica è di gran lunga il più diffuso organo di propulsione navale. Durante la sua rotazione l’elica spinge dietro di sé l’acqua ricevendo da essa una spinta che si trasferisce all'imbarcazione a cui l’elica stessa è solidale. L’efficienza di un’elica è ovviamente funzione del rapporto tra quanto lavoro compie e quanto se ne deve compiere per farla ruotare. In questo laboratorio si analizza un test di un’elica reale, eseguito nei laboratori del CNR-INSEAN, alla ricerca delle migliori condizioni di funzionamento dell’elica stessa.

Il fascicolo è accompagnato dal file GeoGebra con dati e grafici e da un documento xMaxima che riporta il calcolo completo e commentato.
Per questo laboratorio è necessario conoscere:

• le dimensioni delle principali grandezze che si incontrano in meccanica
• i rudimenti dell’analisi dimensionale

Prerequisiti

Per questo laboratorio è necessario conoscere:

• le dimensioni delle principali grandezze che si incontrano in meccanica e i rudimenti dell’analisi dimensionale
• i concetti base sull’algebra vettoriale (essenzialmente la somma vettoriale)
• come determinare l’espressione di una funzione che soddisfi determinate caratteristiche
• il concetto di derivata e di massimo e minimo relativo e le procedure per determinare un massimo o un minimo relativo

In alcuni passaggi, in modo particolare la ricerca di funzioni che approssimano i dati sperimentali
e il calcolo del rendimento massimo, può risultare molto utile la conoscenza di un’applicazione
per il calcolo simbolico (CAS - Computer Algebra System).

Obiettivi

L’obiettivo è quello di calcolare il rendimento massimo dell’elica - e un intervallo per cui tale rendimento è superiore a una certa soglia - in funzione della velocità di avanzo dell’elica stessa a partire da alcuni dati sperimentali (effettivamente ottenuti in una prova di elica isolata) e di fornire a un ipotetico committente tutti i dati ricavati dall’analisi dell’esperimento.

Autovalutazione degli studenti 2017

Come già lo scorso anno, al termine delle attività agli studenti è stato proposto un questionario che richiedeva una valutazione del progetto e delle attività e una autovalutazione di impegno, conoscenze e competenze acquisite, capacità del rispetto dei tempi e di collaborazione con gli altri soggetti. Il questionario è stato somministrato nei giorni precedenti il workshop conclusivo delle attività.Il questionario (in formato PDF) è disponibile per chiunque abbia interesse:

• seguendo questo collegamento si può scaricare il questionario
• mentre qui si può scaricare un riepilogo di tutte le risposte

Riportiamo di seguito alcuni dei risultati, scegliendo le stesse domande che abbiamo scelto di mostrare lo scorso anno in modo da poter fare un confronto diretto con l'attività che ha preceduto il progetto RiA - Research in Action.

Valutazione dell'interesse verso il progetto

Le domande di questa sezione avevano l'obiettivo di valutare l'interesse dell'alunno nei confronti del il progetto.

Legenda: 1 - poco interessato, ..., 6 - molto interessato

Legenda: 1 - Il fatto che le ore del progetto, essendo parte delle attività di alternanza scuola-lavoro, mi avrebbero consentito di assolvere a parte dell'obbligo relativo proprio all'alternanza scuola-lavoro, 2 - L'idea di realizzare un "prodotto", un oggetto, un qualcosa che si possa vedere e toccare e possa essere usato da altri, 3 - La speranza di un riconoscimento pubblico al mio lavoro, 4 - La possibilità di usare conoscenze e competenze in un campo diverso dal solito, 5 - La sfida rappresentata dalla valutazione "esterna" del prodotto finale, 6 - La possibilità di collaborare con i miei compagni e con i docenti, tutti insieme per lo stesso obiettivo

Valutazione della tua partecipazione al progetto

Le domande in questa sezione richiedevano allo studente di valutare la qualità della sua partecipazione alla realizzazione del progetto (il blog e i fascicoli) e non genericamente la sua partecipazione alle attività di alternanza scuola-lavoro.

Legenda: 1 - per niente soddisfatto, ..., 6 - molto soddisfatto

Legenda: 1 - poco positiva, ..., 6 - molto positiva

Legenda: 1 - poco positiva, ..., 6 - molto positiva

Valutazione dei docenti e dell'organizzazione

In questa sezione si richiedeva alle ragazze e ai ragazzi di valutare la capacità della scuola e dei docenti rispetto alla realizzazione del progetto e non genericamente riguardo alle attività di alternanza scuola-lavoro.

Legenda: 1 - poco efficace, ..., 6 - molto efficace

Legenda: 1 - poco originale, ..., 6 - molto originale

Legenda: 1 - poco efficace, ..., 6 - molto efficace

Legenda: la prima serie di istogrammi si riferisce a conoscenze e/o competenze tecniche specifiche; la seconda alle metodologie di lavoro; la terza alle competenze comunicative e professionali utili

Il risultato di questa domanda non era stato inserito nel post relativo alla valutazione dello scorso anno scolastico

Il secondo fascicolo: dinamica delle popolazioni

Il fascicolo, in formato PDF di circa 8.7MB, si può scaricare sul blog RiA - Research in Action, direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog. Il laboratorio è già stato descritto in un altro post su questo stesso sito.

Si tratta del primo laboratorio di Research in Action per cui è stato realizzato il fascicolo, usato a mo' di esperimento per i fascicoli che sono venuti in seguito.

La demografia è una scienza che studia l’aspetto quantitativo dell’andamento della popolazione, cercando di costruire un modello matematico, ovvero di una semplificazione astratta della realtà che permetta l’analisi di un singolo aspetto del fenomeno studiato.Seguendo il principio enunciato nel 1927 da Vito Volterra, qui vorremmo proporre un laboratorio che verifichi la correttezza o meno del principio di popolazione di Malthus, confrontando il modello matematico, per quanto semplificato, con dati statistici reali.

Come per gli altri laboratori, anche questo è accompagnato da alcuni file di GeoGebra in cui sono riportati i dati e viene svolto il percorso proposto.

Prerequisiti

Per questo laboratorio è necessario conoscere:

• la geometria analitica della retta
• logaritmi ed esponenziali e loro proprietà (in particolare è necessario saper tracciare il grafico di funzioni esponenziali)

Obiettivi

Confrontare un modello per la crescita della popolazione, ottenuto approssimando i dati della popolazione degli Stati Uniti tra il 1800 e il 1900, con il modello ricavato dai dati della produzione di grano nello stesso peridodo sempre negli USA. Sarà necessario conoscere un metodo per approssimare dati lineari ed esponenziali (il Toolbox spiega le procedure per approssimare una
serie di dati allineati - lineari - ed esponenziali).

Collegamenti esterni

Un’introduzione online sulla teoria matematica delle popolazioni si può trovare qui: www.science.unitn.it/~anal1/biomat/note/BIOMAT_08_09.pdf a opera del professor Mimmo
Iannelli (Università di Trento, Dipartimento di Matematica).
Il testo di T.R. Malthus è disponibile online (in inglese): www.esp.org/books/malthus/population/malthus.pdf.
Il testo di V. Volterra è disponibile online grazie al progetto Manunzio: bpfe.eclap.eu/eclap/axmedis/b/bd0/00000-bd05ae74-d168-4c92-9a65-4f461377f7bd/2/~saved-on-db-bd05ae74-d168-4c92-9a65-4f461377f7bd.pdf.

Ecco il primo fascicolo: la cassetta degli attrezzi!

Il Toolbox, strumenti matematici e non solo

Il fascicolo, in formato PDF di circa 7.2MB, si può scaricare sul blog RiA - Research in Action, direttamente seguendo questo collegamento o ancora dalla pagina Download di questo blog. Come già detto in un altro post, si tratta di un documento PDF evoluto e parzialmente interattivo. In particolare, è possibile accedere al materiale di supporto attraverso i collegamenti presenti nel fascicolo.

Nella cassetta degli attrezzi un artigiano ripone tutti gli strumenti che possono risultare utili alla sua attività: alcuni di questi attrezzi saranno usati più spesso, altri solo eccezionalmente, ma senza di essi non gli sarebbe possibile affrontare il problema.
Questo fascicolo vuole essere a sua volta una raccolta di strumenti matematici capaci di aiutare il lettore ad argomentare, congetturare, dimostrare, misurare, risolvere problemi e modellizzare situazioni reali.
Va tenuto a portata di mano mentre si esplorano i laboratori di Research in Action!

Questo fascicolo, infatti, contiene quelle procedure e quei metodi che non sempre sono affrontati in un percorso scolastico ma tornano utili per risolvere i problemi proposti in Research in Action. Il fascicolo non sarà un documento statico, sempre uguale nel tempo, ma sarà ampliato man mano che crescerà il numero di laboratori per coprire le nuove, eventuali esigenze.
Il fascicolo è corredato da una serie di materiali (file di GeoGebra, documenti di xMaxima, video tutorial) con lo scopo di far comprendere meglio gli strumenti matematici spiegati nel Toolbox.