Va Elementare Paradiso A
Docente: Bragazzi Rossella
2003/2004
Ia Media Carducci-Tenerani
Docente: Lucchi Nicoletta
Dove nasce la nostra
collaborazione
L’occasione è stata offerta dalla partecipazione al
corso di formazione del “progetto di educazione
scientifica” organizzato dalla Regione Toscana,
dall’ Ufficio scolastico Regionale della Toscana e
dal CSA di Massa Carrara, svoltosi a Viareggio
dal settembre 2003 al marzo 2004.
Esperienza di continuità
E’ un’esperienza di continuità didattica Scuola
Elementare-Media che prevede la trattazione
di argomenti comuni nelle rispettive scuole e
incontri periodici per confrontare e discutere
le attività svolte e le problematiche emerse
Le unità didattiche sono quelle previste nel percorso
sulle “Ombre del Sole”, progettato dai gruppi di
studio coordinati dal Prof. Paolo Boero (docente di
Matematica e Didattica presso l’Università di
Genova).
Obiettivi del percorso
Capacità di:
•Produrre ipotesi ben argomentate
•Verificare, sia per via argomentativa che sperimentale
•Osservare i fenomeni e di metterli in relazione causaeffetto
•Rappresentare graficamente esperienze vissute
•Progettare e realizzare semplici strumenti di indagine
•Raccogliere, ordinare, rielaborare e confrontare dati in
modo sistematico, con l’uso di tabelle e grafici
 Padronanza logico linguistica delle complessità
Metodologia
•Avvio attività con l’osservazione di un fenomeno
naturale o una situazione problematica
•Discussione collettiva e/o produzione scritta di
ipotesi individuali argomentate
•Confronto e discussione delle ipotesi prodotte.
•Verifica argomentativa e sperimentale delle
ipotesi prodotte
•Rielaborazione e sintesi delle conoscenze
acquisite
Contenuti
A. Scopriamo le ombre e impariamo a
rilevarle
•A1. Progettiamo e costruiamo delle
meridiane
•A2. Scopriamo lo spazio d’ombra
•A3. Rileviamo i ventagli delle ombre in
Autunno, Inverno, Primavera e Estate
•A4. Costruiamo tabelle con i dati rilevati
•A5. Costruiamo di grafici
B. Confronto dei ventagli d’ombre
rilevati nelle diverse stagioni
(somiglianze e differenze)
•B1.
Variazione
della
lunghezza
dell’ombra alla stessa ora del giorno
nelle diverse stagioni
•B2. Variazione dell’angolo di rotazione
del ventaglio
•B3. Costruzione dei settori circolari
rappresentanti l’ampiezza dei ventagli
delle 4 stagioni
C. L’altezza del sole
•C1. Cosa è e come si può misurare
l’altezza del sole
•C2. Come possiamo misurare l’angolo
dello spazio d’ombra che è in aria
•C3. Come realizzare uno strumento
per misurare l’altezza del sole: ipotesi
progettuali
D. Movimenti della terra
•D1. Movimento di rotazione
•D2. Movimento di rivoluzione
•D3. Visita al planetario
Cos’è per te l’ombra?
Dal testo di Giulia
Per me l’ombra è, non solo ciò che proietta il sole quando incontra un
materiale solido, ma è una cosa che ha aiutato gli antichi a calcolare
l’ora, a rendere più tenebroso un film dell’orrore, a far impazzire i
bambini che si vedono alti anche due metri. Quando ero piccola mi
divertivo a “schiacciare” l’ombra di mio fratello che si arrabbiava e
scappava; d’estate se la sabbia era calda correvo sulle ombre degli
ombrelloni.
Ma le ombre mi hanno anche imbrogliato infatti quando volevo
spaventare mio fratello l’ombra gli si proiettava davanti e lui mi
vedeva.
Mi pongo delle domande
Quando piove non c’è l’ombra?
Perché a volte l’ombra è più lunga?
Perché l’ombra dell’ombrellone si sposta?
Giulia
La scuola Saffi in P.za D’armi
Mentre stavamo osservando le
ombre “il sole si è spostato”
Relazione uscita
Mercoledì 5 novembre io e la mia classe ci siamo recati in Piazza D’Armi per lo studio
delle ombre. Appena usciti abbiamo osservato dove si trovava il sole nel cortile della scuola.
Siamo andati in una piccola piazza ma siccome non c’era il sole siamo subito andati via.
All’arrivo in Piazza D’Armi abbiamo cercato un posto tranquillo e soleggiato dove siamo
rimasti per due ore. All’inizio abbiamo osservato la posizione del sole e abbiamo preso come
punto di riferimento la scuola elementare Saffi e una palma che si trova davanti ad essa.
Guardando con molta attenzione l’ombra dell’insegnante abbiamo notato che è molto
più grande rispetto alla realtà. Dopo questa breve osservazione ci siamo divisi in gruppi di
quattro ragazzi, ognuno dei quali doveva scegliere due compagni da misurare. Con il
gessetto abbiamo tracciato il contorno delle ombre che abbiamo misurato. Verso le ore
10.00 abbiamo ricontrollato il sole e ci siamo accorti che si è spostato a sud-ovest e che
quindi gira in senso orario e lo si può definire un orologio naturale. Dopo l’osservazione del
sole abbiamo guardato lo spostamento delle ombre e abbiamo notato che si erano
accorciate e spostate verso destra. Delle signore passando si sono incuriosite e hanno
controllato le loro ombre.
Alla fine dell’ora abbiamo preso un punto di riferimento in modo che la prossima volta la prof
si rimetta nello stesso punto; abbiamo inoltre notato che, a seconda della nostra posizione,
le ombre sono più lunghe o più corte, più larghe o più strette. Questa uscita ha
entusiasmato tutti perché ci è sembrato di vivere in prima persona la scuola e di poter
apprendere meglio e di più.
Osservazioni
Raccogliamo i dati in una tabella
Alla scoperta delle ombre1
Alla scoperta delle ombre 2
Scopriamo che le ombre
si spostano e ruotano in senso
orario
Disegniamo le nostre ombre e ….
……le misuriamo
Al lavoro in classe, progettiamo..
..e costruiamo
i nostri
gnomoni
Verifichiamo se il chiodo è
perpendicolare
Verifichiamo, con due livelle,
se la tavoletta è orizzontale
Le squadre sono state
disposte nella giusta posizione
Costruiamo grafici e tabelle al
computer
Impariamo ad usare il filo a
piombo per verificare la verticalità
Le nostre considerazioni sulla
verticalità e sulla perpendicolarità
Se il chiodo è in posizione
verticale non è necessariamente
perpendicolare alla tavoletta.
Se il chiodo è perpendicolare alla
tavoletta il chiodo è sicuramente in
posizione verticale ?
No, dipende da come è messa la tavoletta.
•1° caso
Se la tavoletta è sul piano orizzontale il chiodo,essendo perpendicolare ad essa,
è sicuramente verticale.
•2° caso
Se la tavoletta è verticale il chiodo è orizzontale
•3° caso
Se la tavoletta è obliqua anche il chiodo sarà in posizione obliqua
CONCLUSIONI
SE LA TAVOLETTA E’ ORIZZONTALE E
IL CHIODO E’ PERPENDICOLARE AD
ESSA, ALLORA IL CHIODO E’ IN
POSIZIONE VERTICALE
Proviamo i nostri gnomoni
Utilizzando i nostri
gnomoni abbiamo
avuto la conferma che
le ombre ruotano in
senso orario!!!
Gli alunni della Scuola Media si
divertono a fare gli insegnanti
Mercoledì 2 Dicembre 2003 di mattina alle 10,10 sono venuti i bimbi
della 5° elementare della Gentili per lavorare con noi e per visitare la
nostra Scuola. Prima ci siamo presentati uno ad uno, poi 12 di noi con
metà degli altri sono andati in sala mensa a fare dei disegni sulle
ombre; noi invece siamo rimasti in classe con gli altri. La professoressa
ha assegnato 1 o 2 bambini ad ognuno di noi, ci ha consegnato delle
meridiane e una pila (dovevamo uscire per studiare le ombre ma era
brutto tempo). Abbiamo spento le luci e chiuso le tende per fare più
buio, poi abbiamo acceso la pila ( che rappresentava il sole) e abbiamo
cominciato a misurare e a disegnare le ombre che il nostro
gnomone proiettava sul banco; abbiamo fatto capire ai bimbi di
quinta perché alcune meridiane che avevamo costruito erano
sbagliate e insieme a loro abbiamo osservato che se alzavamo la
pila, l’ombra dello gnomone si accorciava e se la abbassavamo,
l’ombra si allungava. Alle ore 11,15 sono andati via. E per me va bene
così, questa attività mi è piaciuta e non c’è bisogno di cambiare le cose.
Elisa
Gli alunni della Scuola Media si divertono
a fare gli insegnanti
Gli alunni della Scuola Elementare
Paradiso si divertono a fare gli
insegnanti
Una delle domande che ci siamo
posti
Verifichiamo le nostre ipotesi
Scopriamo lo
spazio d’ombra
L’ombra è anche nell’aria
Testi sullo spazio d’ombra
Dalla scoperta dello spazio
d’ombra alla sua
rappresentazione simbolica
Spazio d’ombra
Spazio d’ombra
Spazio d’ombra
Spazio d’ombra
L’ombra dell’albero
Spazio d’ombra al computer
Entriamo nello spazio d’ombra
L’ombra sale sul muro
L’ombra sale anche sui vestiti
L’altezza
del
sole
Catturiamo, con il braccio alzato,
l’inclinazione dei raggi del sole 1
Catturiamo, con il braccio alzato,
l’inclinazione dei raggi del sole 2
Se cambia l’altezza del sole, che cosa cambia
nella nostra meridiana? Che cosa non cambia?
Il sole in inverno descrive in cielo
un arco più corto e più basso
rispetto all’orizzonte
Arco che fa il sole in cielo
Il sole completerà il giro la notte?
Per rilevare correttamente l’arco che il sole
descrive in cielo, è importante mantenere
sempre lo stesso punto di osservazione
Il GIRASOLE segue il movimento
apparente del SOLE nell’arco
della giornata
Il sole sorge prima a …
Data
Palermo
Roma
Firenze
Milano
Sorge
Tramonta
Sorge
Tramonta
Sorge
Tramonta
Sorge
Tramonta
01/ 01/04
07h21m
16h57m
07h35m
16h51m
07h46m
16h50m
08h00m
16h52m
31/01/04
07h11m
17h28m
07h22m
17h25m
07h31m
17h26m
07h44m
17h29m
14 minuti
11’
14’
Palermo
Roma
Firenze
Milano
Abbiamo confrontato alcuni almanacchi di Gennaio e ci siamo accorti che il
sole sorge prima a Palermo, poi a Roma, poi a Firenze, poi a Milano.
A Palermo è sorto 39 minuti prima che a Milano !!!!
Perché?
Esaminando gli almanacchi dei primi mesi
dell’anno costruiamo il grafico delle ore di
luce e di buio
I ventagli delle ombre
Come sarà il ventaglio delle
ombre che rileveremo domani 7
ottobre?
Confrontiamo due ipotesi
Analizziamo le ipotesi e le loro
argomentazioni
Ventaglio delle ombre del 9
ottobre
(rilevate ogni ora)
Ampiezza angolare
del ventaglio 114°
Lunghezza ombra:
Ore 8.30
cm 18
Ore 13 (12 solare)cm 4,1
Ore 15,30
cm 6,2
ORA LEGALE
Ventaglio delle ombre del 5
Novembre
(rilevate ogni ora)
Ampiezza angolare del
ventaglio 110°
Lunghezza ombra:
Ore 8.30
cm 19,6
Ore 12
cm 7
Ore 15,30
cm 18
E quando c’erano le nuvole….
Ci è capitato di non poter rilevare tutte
le ombre di una giornata, a causa di
improvvisi rannuvolamenti.
Questo inconveniente si è trasformato
in una preziosa opportunità per
formulare ipotesi interpretative.
…abbiamo fatto delle ipotesi
Gli alunni hanno dovuto ipotizzare
la posizione e la lunghezza
dell’ombra mancante. A questa
consegna ha fatto seguito una
discussione sulle ipotesi emerse
che ha portato a conclusioni
condivise.
Ventaglio delle ombre del 19
Dicembre
(rilevate ogni ora)
Ampiezza angolare del
ventaglio 94°
Lunghezza ombra:
Ore 8.50
cm 33,4
Ore 12
cm 9,7
Ore 15,30
cm 24,6
Testo sull’attività di rilevazione delle ombre1
Testo sull’attività di rilevazione delle ombre2
Confronto tra i ventagli di
Novembre e Dicembre
Confronto i ventagli delle
ombre del 19 dicembre e 5
novembre
SOMIGLIANZE
•Entrambi sono ventagli di
ombre
•In tutti e due l’ombra delle 12
è la più corta
•In tutti e due le ombre delle 8
sono le più lunghe
•In tutti e due dopo le 12 le
ombre si allungano
•In entrambi i ventagli dalle 8
alle 12 le ombre si accorciano
DIFFERENZE
•Nel ventaglio di Dicembre,
alla stessa ora, le ombre
sono più lunghe
•Il ventaglio di Novembre è
più aperto di quello di
dicembre
•Il ventaglio di Dicembre ha
la prima ombra alle 8.50
perché alle 8.30 non c’era
ancora il sole, quindi non si
poteva rilevare l’ombra.
Ventaglio delle ombre del 13
Marzo
(rilevate ogni ora)
Ampiezza angolare del
ventaglio 122°
Lunghezza ombra:
Ore 8.30
cm 12
Ore 12.30
cm 4.4
Ore 15,30
cm 8
Ipotizziamo la lunghezza
dell’ombra mancante delle ore 12
•Si richiede ai ragazzi di scrivere un’ipotesi
individuale argomentata sulla posizione e
sulla misura dell’ombra mancante nel
ventaglio di Marzo
•Si discutono le ipotesi e si arriva alla
seguente conclusione: l’ombra delle 12 si
trova tra quella delle 11.30 e quella delle
12.30 ed ha una misura minore di 4,4 (che
è l’ombra delle 12.30).
L’ora legale
Oggi Giulia, come fa quasi ogni mattina, ha segnato
le ombre dello gnomone. Abbiamo aspettato il sole, e
ci siamo chiesti come mai il sole tardasse tanto ad
arrivare sulla nostra tavoletta; è stato Federico a
ricordarci dell’ora legale. Allora l’insegnante ci ha
chiesto quale sarebbe stata l’ombra più corta della
giornata. Abbiamo fatto delle ipotesi e le abbiamo
argomentate e siamo arrivati alla conclusione che
l’ombra più corta non sarebbe più stata quella delle
12 ma quella delle 13. Questo perché quando per noi
sono le 12 per il sole sono ancora le 11; quando per
noi sono le 13 per il sole sono le 12. Abbiamo
segnato le ombre e abbiamo visto che la nostra
ipotesi era vera: l’ombra più corta era quella delle 13
ora legale.
Allora Giulia ha dovuto segnare non solo l’ora legale
ma anche quella solare per poter confrontare le
ombre prese in precedenza con quelle che
prenderemo tra il 28/03/2004 al 31/10/2004.
Ventaglio delle ombre del 21
Giugno
(rilevate ogni ora)
Ampiezza angolare del
ventaglio 154°
Lunghezza ombra:
Ore 8.30
cm 5,7
Ore 13.30*
cm 1,6
Ore 15,30
cm 2,8
*ora legale
Dal quaderno di Ludovica
Dal quaderno di Ludovica:” L’ombra delle 12 non è la più corta perché nel mese di
Giugno c’è l’ora legale, quindi alle 12 sarebbero le 11 e le 13 sarebbero le 12; quindi
l’ombra più corta sarà quella delle 13
Tabella a doppia entrata che
riporta la lunghezza delle ombre
e l’ampiezza degli angoli formati
dalle ombre
Riportiamo i dati della tabella in
un grafico
Come varia l’ampiezza angolare
dei ventagli durante l’anno
DATA
AMPIEZZA ANGOLI
9/10
5/11
19/12
5/2
13/3
21/6
114°
110°
94°
105°
122°
154°
Da Dicembre a Giugno i
ventagli delle ombre sono
aumentati di ampiezza
Angoli dei ventagli nelle varie stagioni
Progettiamo il nostro primo
sestante
Progettazione: testo
Partiamo da uno strumento (il compasso proporzionale)
fatto durante le ore di Tecnica, perché le due asticelle ci
sembrano adatte al nostro scopo. Mettiamo un'asta rivolta
verso l'orizzonte e l'altra puntata verso il sole. Per essere
sicuri che la seconda asta sia davvero verso il sole mettiamo
l'occhio lungo quest'ultima. Qui si pone però un problema: se
guardiamo il sole c'è rischio che il nostro occhio venga
danneggiato, allora usiamo uno specchietto annerito per
attenuare la luce. Usiamo un goniometro per misurare
l'ampiezza dell'angolo che si forma tra le due asticelle.
Mentre progettiamo il sestante Luca lo disegna ed aggiunge,
volta per volta, gli accessori che vengono inseriti per
migliorare il funzionamento del nostro strumento. Nel
frattempo un altro gruppo scrive la relazione sull'attività di
progettazione.
Costruiamolo
Il nostro sestante
Altezza del sole in gradi
Ci hanno aiutato a costruire un
sestante più complesso
Lo abbiamo usato