Via Fra’ Giovanni da Pian di Carpine, 80 - 06127 Perugia Tel. 075 5057909 - Fax 075 9662215 - Cell. 340 3705147 [email protected] - www.psiquadro.it Percorsi didattici 2008 - 2009 Indice Laboratori Infanzia CARAMELLE DI SCIENZA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 5 Laboratori Primaria ESPERIMENTI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA LOGICO MATEMATICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA BIOLOGICA E NATURALISTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA CHIMICA E FISICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA ASTRONOMICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 11 12 15 21 25 Laboratori Secondaria primo grado ESPERIMENTI E FORMULE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA LOGICO MATEMATICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA BIOLOGICA E NATURALISTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA CHIMICA E FISICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA ASTRONOMICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 27 28 30 35 41 Laboratori Secondaria secondo grado FENOMENI, TEORIE E MODELLI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA MATEMATICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA FISICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. AREA CHIMICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 43 43 46 49 Una mattina con la natura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 50 Fuori orario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 52 Costi e contatti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 53 La scienza intorno Il progetto didattico di Psiquadro si propone di avvicinare gli studenti al metodo scientifico fin dall'infanzia per approfondirne le caratteristiche in età più adulta e assimilarlo come strumento culturale. Per l’anno scolastico 2008/2009 la varietà e ricchezza di percorsi che negli anni passati Psiquadro ha portato nelle scuole si conferma e arricchisce. Oltre alle consolidate attività laboratoriali, le scuole potranno quest'anno fruire degli eventi della settima edizione del Perugia Science Fest che si svolgerà dal 7 al 17 maggio 2009 e che ospiterà attività da tutta Europa per il Festival europeo delle scienze. Il 2009 è stato inoltre proclamato anno internazionale dell'Astronomia, e sempre nel 2009 ricorrerà il bicentenario della nascita di Charles Darwin. La primavera sarà quindi l'occasione per discutere nuovamente delle teorie dell'evoluzione e per esplorare assieme le ultime frontiere dello spazio. A arricchire ulteriormente la proposta didattica di quest'anno contribuiscono le nuove collaborazioni con il parco Città della Domenica e con il Cams, il Centro di Ateneo per i Musei Scientifici. Anche quest'anno vengono proposti laboratori per tutte le fasce di età, partendo dalla scuola dell'infanzia per arrivare alle scuole secondarie di secondo grado. In ogni ordine il percorso parte dalla riproduzione e dall'osservazione diretta di fenomeni, sviluppando capacità sperimentali attraverso la manipolazione di materiali semplici e oggetti di uso comune. In questo si sviluppano le capacità di osservazione e individuazione dei problemi, nonché la formulazione degli stessi in termini scientifici. Per i più piccoli l'approccio avviene attraverso esperimenti presentati sotto forma di gioco e mediante tecniche narrative, mentre per i più grandi prevede un percorso dialettico fra i ragazzi e gli animatori Psiquadro che conduce, attraverso ipotesi, verifiche e l'ideazione 2 di nuovi esperimenti, alla riflessione su teorie e leggi scientifiche. L’apprendimento di fisica, matematica, scienze naturali, biologia, astronomia e chimica passano così attraverso l'esperienza diretta e la costruzione di un proprio modello di conoscenza. Da quest’anno i laboratori vengono presentati suddivisi in aree disciplinari e con suggerimenti di abbinamenti ad altre attività, in modo da facilitare gli insegnanti nella scelta dei percorsi da affrontare con i loro studenti. Dal febbraio 2009 i laboratori della Psiquadro escono anche dalle aule scolastiche e incontrano luoghi storici del capoluogo umbro. Il parco Città della Domenica diventa da quest’anno un luogo di formazione scientifica per le scuole di tutta Italia in visita grazie ai laboratori svolti da Psiquadro. I laboratori segnalati nella brochure con l’icona C d D possono essere svolti in una versione da un’ora all’interno del parco in abbinamento alla visita. Dalla fruttuosa collaborazione tra Psiquadro e Cams, nasce invece l’idea di realizzare delle attività che permettano di condividere con gli studenti l’esperienza e la competenza naturalistica. Per i ragazzi sarà possibile trascorrere una mattinata di scoperta, approfondimento e manipolazione di materiali e campioni che appartengono alle preziose collezioni del Centro di Ateneo. Si aggiungono alla proposta anche laboratori da 90 minuti su temi naturalistici realizzati in classe in collaborazione con il Cams e segnalati nella brochure con l’icona CAMS . Nella speranza che Psiquadro possa con questa rinnovata proposta accompagnarvi durante l’anno con attività dense di contenuto e leggere nello stile. Irene Biagini, Presidente Psiquadro 3 Vieni in gita al Perugia Science Fest 2009 Meno otto. Insolito cominciare un anno scolastico con un conto alla rovescia, ma il Perugia Science Fest che si svolge a settembre 2008 dà il via a un anno scolastico ricco di appuntamenti con la scienza, un percorso di otto mesi verso la nuova edizione del festival che per la prima volta si svolgerà dal 7 al 17 maggio 2009. Il Perugia Science Fest si trasferisce in primavera dando modo così anche a studenti e insegnanti di partecipare appieno a laboratori, mostre, spettacoli, conferenze e alle molte occasioni di approfondimento che saranno inserite in programma. La novità nasce dalla volontà di rendere questa manifestazione culturale una risorsa anche per la scuola e da un’occasione di rilievo internazionale. Grazie al lavoro e ai risultati del Perugia Science Fest, infatti, nel maggio 2009 il capoluogo umbro sarà capitale dei festival della scienza di tutta Europa. I 68 membri dell’associazione europea che raccoglie oltre 30 manifestazioni dedicate a scienza e tecnologia si daranno appuntamento a Perugia per il Festival Europeo della Scienza. Un festival 2009 che si preannuncia quindi ricco di molti modi differenti e nuovi di raccontare e insegnare le scienze. Un percorso di otto mesi non può far a meno di tappe intermedie così dal 9 febbraio al 8 marzo 2009 organizzeremo alcuni appuntamenti dedicati a Darwin in occasione dei 200 anni dalla sua nascita e anche in questo caso mostre, laboratori e conferenze saranno lo strumento principale per dar seguito al lavoro cominciato negli anni passati insieme all’ANISN - Associazione Nazionale Insegnanti di Scienze Naturali. Oltre a Darwin altri appuntamenti punteggeranno il conto alla rovescia verso maggio, iniziative delle quali di volta in volta vi aggiorneremo in modo da favorire la vostra partecipazione nel modo migliore possibile. Nel frattempo l’invito è a condividere il conto alla rovescia segnando in agenda questi appuntamenti nel corso dei quali ci auguriamo di incontrarvi per condividere il gusto di far scienza, di raccontarla e insegnarla. Leonardo Alfonsi, Direttore Perugia Science Fest 4 Laboratori Secondaria secondo grado FENOMENI TEORIE E MODELLI Laboratori Secondaria secondo grado Il progetto punta a sviluppare negli studenti abilità di tipo sperimentale e capacità di descrizione dei fenomeni attraverso l’elaborazione di modelli e teorie. Parte integrante dell’attività è il confronto dell’esperienza diretta con il percorso storico e filosofico delle idee scientifiche. L’approccio multidisciplinare dei laboratori fornisce a studenti e insegnanti spunti per il recupero e l’approfondimento. Vista la pluralità dei programmi delle scuole secondarie di secondo grado, Psiquadro è a disposizione per sviluppare laboratori e percorsi su temi proposti dagli insegnanti. I laboratori prevedono un numero massimo di 25 ragazzi e hanno una durata minima di 90 minuti in un unico incontro che può essere estesa fino a tre incontri da 90 minuti. AREA MATEMATICA Codici segreti Ogni comunicazione prevede un codice conosciuto dai due interlocutori: la lingua che si parla, i cartelli stradali, lo spartito musicale. Ma che dif- 43 ferenza c’è tra un codice fatto per essere compreso e un codice fatto per non essere compreso? La scienza e l’arte di creare e utilizzare codici difficili da decifrare si chiama crittografia, ed è l’anima di tutte le operazioni bancarie, delle transazioni in Internet, dello spionaggio. Laboratori Secondaria secondo grado Coniche Scoprire e riscoprire le coniche adoperando le mani per disegnarle con conicografi, gli occhi per osservare le figure disegnate, la mente per comprendere le caratteristiche della curva. Ideale sia per incontrare che per riscoprire curve famose e ritrovarle sui tetti delle case, nei fanali delle macchine, nei bicchieri e nelle matite. Curve pericolose I loro nomi sono trocoide, epicicloide, cardioide, astroide. Sono belle curve che si disegnano sul foglio e che presentano proprietà che hanno richiesto nei secoli lo studio di molti matematici: è il caso per esempio della cicloide, che ha affascinato tra gli altri Galileo, Torricelli, Huygens. E alla fine del laboratorio rimangono splendidi fiori disegnati sui fogli di carta. Divertimente Sfidare la mente a risolvere enigmi di tutti i tipi, dove non servono tanto conoscenze quanto intuito, genialità, velocità. Per scoprire cosa c’è che non funziona quando 2=1, come ci si libera dalle manette senza romperle, come si ricostruisce la figura senza che avanzi un pezzo, quante stranezze può nascondere una striscia di carta quando diventa un nastro di Moebius. 44 Laboratori Secondaria secondo grado I numeri della natura Apparentemente la natura non ha particolare interesse per i numeri. Quando invece ci si addentra nello studio e ci si mette a contare petali, spire, semi, ecco che alcuni numeri appaiono con una frequenza così alta da non poter essere considerata casuale. Che anche gli alberi genealogici di api e conigli insistono sui numeri 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34,... se n’era accorto già nel 1200 il matematico italiano Fibonacci, che ha dato il suo nome alla successione. La geometria con l’origami Un foglio, alcune pieghe: nascono così quadrati, triangoli, pentagoni, ottagoni, rombi, e poi cubi e piramidi, fino a costruire l’icosaedro stellato con le sue venti punte e sessanta facce! Un’ottima occasione per imparare o vedere con un altro occhio alcuni teoremi di geometria piana e solida. Matemappa Grazie anche ai satelliti si ha oramai una conoscenza più che dettagliata della forma dei continenti. Ma disegnare l’intero pianeta su un foglio piano continua a rimanere un problema. La sfera infatti è una superficie non sviluppabile: tutti i planisferi che “rendono la Terra piatta” sono frutti di intuizioni e idee ma anche, inevitabilmente, di compromessi. Come d’altronde devono fare anche i costruttori di palloni da calcio, sempre pronti a trovare figure geometriche sviluppabili che meglio approssimano la sfera. 45 Laboratori Secondaria secondo grado Probabilità con i dadi A chi è capitato il dado truccato? Tra tutti i dadi che saltellano in aula, rintracciare il “colpevole” richiede ragionamento e calcolo. Se poi i dadi colorati diventano più di cinquanta, e saltano a due a due, i risultati sono più difficili da studiare. Per capire chi è stato “fortunato” o “sfortunato” serviranno calcoli, percentuali, confronti: e guai a chi bara! AREA FISICA 3-2-1 in orbita! Il sogno di riuscire a staccare i piedi da terra e raggiungere i cieli lontani è diventato negli ultimi decenni realtà. Ma quali sono i problemi di tipo fisico da affrontare per poter raggiungere la Luna, o i pianeti remoti del sistema solare? Cerchiamo di studiarli assieme per poi testarli direttamente su un razzo da sparare fino a 150 metri d’altezza! Acqua e sapone “Soffia una bolla di sapone e osservala: si potrebbe studiarla una vita intera”; lo diceva il fisico Lord Kelvin a fine Ottocento. Ed eccoci, a distanza di più di cent’anni, a passare novanta minuti a studiare tutta la fisica, la chimica e perfino la matematica che si cela nell’effimera e colorata bolla. 46 Laboratori Secondaria secondo grado Centro di gravità permanente Perché camminare su un filo è più difficile di camminare sul marciapiede? E perché la torre di Pisa non cade? Non solo i funamboli e gli architetti devono conoscere la teoria degli equilibri, ma anche ciascuno di noi quando cammina. Quando la struttura diventa più complessa, studiarne gli equilibri può diventare impegnativo - e quindi maggiore la soddisfazione quando sta su! Cinetismi Uno scatolone di giocattoli di legno per bambini: elefanti che camminano, palline che rotolano, macchinine che fanno slalom. Ma sono davvero solo giocattoli per bambini? Ognuno di esso sfrutta principi di meccanica, statica e dinamica che non sempre sono facili da identificare. Spesso piccolissime variazioni nella costruzione e nella forma dei giocattoli ne compromettono l’effetto spettacolare. Solo l’occhio scientificamente maturo può accorgersi che non è tutta roba da bambini! E=mc2 Le mille facce dell’energia: potenziale, cinetica ed elastica, ma anche eolica, termica, chimica e solare. Molti dei gesti che facciamo sono rapidissime trasformazioni dell’energia che attraverso varie manifestazioni realizza l’obiettivo prefissato: spostare una sedia, far muovere una macchina, segare un ramo. E quando giochiamo con una palla, o con una macchinina, quali sono le varie forme di energia che entrano in gioco? 47 Laboratori Secondaria secondo grado Galleggia? Eureka! La famosa esclamazione di Archimede è stata pronunciata proprio quando, nella sua vasca da bagno, lo scienziato greco cercava di capire come funziona il galleggiamento nei fluidi. A lui dobbiamo quindi la formulazione del principio noto con il suo nome, ma è davvero così facile comprendere che cosa significa realmente? Con esperimenti semplici ma non banali, lo studio del galleggiamento dei corpi diventa un’ottima occasione per raffinare lo spirito di osservazione, la costruzione di teorie e la verifica sperimentale. Sotto pressione Quanto “preme” l’aria sulla nostra testa? Molto, molto più di quello che potremmo aspettarci. Stantuffi, cannoni ad aria, pompe e ventose: troviamo modi per vedere come si sta nello spazio cosmico, dove la pressione atmosferica è nulla, o che cosa avviene in una bottiglia di spumante quando viene stappata. E se il meteo dà bassa pressione, aspettiamoci piogge e nebbia! Tensione superficiale L’Hydrometra Stagnorum è un piccolo insetto che riesce a camminare sull’acqua sfruttando la sottile pellicola che si crea in superficie. Se però nello stagno cade anche soltanto una goccia di sapone, l’idrometra sprofonda. Tra piatti sporchi, rettili che camminano sull’acqua, detersivi, gocce di pioggia: la tensione superficiale ha molte conseguenze nella vita pratica. 48 AREA CHIMICA Laboratori Secondaria secondo grado La chimica nella letteratura, Opere di Primo Levi Primo Levi, come era solito affermare, era un chimico prima che uno scrittore: la chimica ha rappresentato per questo importante autore del novecento non solo un mestiere ma anche un sistema di pensiero che si ritrova in tutta la sua opera di scrittore. Attraverso esperimenti si ripercorrono alcuni passaggi dei libri di Primo Levi, in particolare de “Il Sistema Periodico”, per far rivivere alcune delle più belle pagine di prosa scientifica mai scritte. La chimica nella letteratura, Opere di Oliver Sacks Oliver Sacks è attualmente un neurologo e un famoso scrittore. Le sue opere hanno spesso trattato i casi medici e umani incontrati nello svolgimento della sua professione: dal suo “Risvegli” è stato tratto l’omonimo film. L’infanzia di Oliver Sacks è però indissolubilmente legata alla sua passione per la chimica: nel suo ultimo libro “Zio Tungsteno” l’autore ripercorre gli anni delle sue avventure di piccolo chimico. Seguendo i racconti scientifici di “Zio Tungsteno” sarà possibile, attraverso gli esperimenti, condurre gli studenti ad apprezzare il lato affascinante della chimica. 49 Costi “Capire, come mangiare o fare canestro, è soddisfacente e divertente”. Frank Oppenheimer, fondatore dell’Exploratorium di San Francisco LABORATORI PRESSO LE SEDI SCOLASTICHE Scuola dell’infanzia Il percorso base prevede un incontro di formazione di 2 ore con gli educatori e di 4 laboratori da 45/60 minuti con i bambini, per un costo totale di 300 euro iva inclusa. Sono previsti sconti per direzioni che prenotano più di 3 percorsi. Scuola primaria, secondaria di primo e secondo grado Costo per laboratorio 100 euro iva inclusa. Sono previsti sconti per direzioni che prenotano più di 3 laboratori. LABORATORI PRESSO IL PARCO DI CITTA' DELLA DOMENICA (da fruirsi esclusivamente in abbinamento alla visita del parco - a partire da marzo 2009) 3 euro a bambino, gratuito per gli insegnanti accompagnatori. MATTINATE AL CAMS (la mattinata prevede 3 ore di attività - a partire da febbraio 2009) 160 euro iva inclusa. I costi a laboratorio vanno intesi per un gruppo classe o interclasse non superiore a 25/30 unità. Per le attività che si svolgono al di fuori dell'Umbria, ai costi del laboratorio vanno aggiunti i costi di viaggio, ed eventuale vitto e alloggio degli operatori. Il Comune di Perugia sostiene parzialmente i costi di una selezione di laboratori di questa brochure. I dettagli all'interno dell'opuscolo delle offerte didattiche distribuito alle scuole del Comune di Perugia alle pagine 26 (Caramelle di Scienza) e 30 (A tutta scienza). Il Comune di Terni sostiene parzialmente i costi di alcune attività della presente brochure in abbinamento alle scatole didattiche della nuova esperimentoteca del progetto “Terni in scienza”. Informazioni sulla compartecipazione ai costi da parte di Comuni o altre istituzioni pubbliche possono essere richieste alla segreteria didattica Psiquadro. www.psiquadro.it Contatti Segretaria Psiquadro - Via Fra’ Giovanni da Pian di Carpine, 80 - 06127 Perugia Tel. 075 5057909 - Fax 075 9662215 - Cell. 340 3705147 [email protected] - www.psiquadro.it