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Emmeciquadro n° 46

SCIENZ@SCUOLA/ La Terra nel Sistema Solare. Fare Scienza alla Secondaria di Primo Grado

Un breve percorso di astronomia, centrato sulla costruzione «artigianale» di un modello Terra-Sole-Luna, che l’insegnante ha realizzato insieme con i suoi studenti, in una classe terza.

Un percorso realizzato in collaborazione con Maria Micheletti docente di Matematica e Scienze nella classe III A della Scuola Secondaria di primo grado “Matteo Ricci” di Milano, tra febbraio ed aprile dell’a.s. 2011-2012. Il percorso è centrato sulla realizzazione di un modello materiale Terra-Sole-Luna, costruito artigianalmente con gli studenti, per studiare i moti di rotazione e rivoluzione della Terra e della Luna. Facendo incontrare figure significative della storia dell’astronomia.
L’attività qui descritta è stata suddivisa in due fasi e discussa nel Gruppo di Ricerca Educare Insegnando, promosso dall’Associazione “Il rischio educativo”.
Clicca
qui per accedere all'articolo relativo alla seconda fase.

Prima di descrivere il percorso vale la pena ricordare quali sono i presupposti dell’impostazione di un percorso scientifico da cui non si può prescindere per non impoverire la proposta dal punto di vista formativo.
Scrive a questo proposito l’insegnante della classe Maria Micheletti: «Credo sia importante che le attività si sviluppino a partire da una domanda semplice e mirata che scaturisce osservando una situazione o un fenomeno, per esempio l’alternanza delle stagioni. In questo caso, chiedendo ai ragazzi - perché ci sono le stagioni? - ci si rende conto che la risposta non è affatto scontata ma che richiede tra l’altro lo studio del moto di rivoluzione della Terra e l’uso del linguaggio matematico in particolare della goniometria.»
Partire da una domanda stimola gli studenti a formulare ragionamenti in modo ordinato in base a osservazioni nuove e a conoscenze pregresse. Con questa impostazione può essere educato un corretto approccio scientifico evitando di ridurre il metodo a una procedura. Infatti la formulazione delle ipotesi, caratteristica del metodo scientifico, nasce dal desiderio di capire la realtà in cui ci si imbatte, andando a fondo di una specifica problematica che si decide di affrontare. L’avventura della conoscenza non può che partire da questo desiderio di soddisfare la propria curiosità intesa come una delle esigenze elementari costitutive di ogni persona. In questo senso il compito primario del docente è quello di risvegliare le domande negli studenti e guidarli a esplicitarle.
Annota Maria Micheletti: «Accade spesso che esse siano come sopite e non più spontanee nei ragazzi, per tantissime ragioni. Sicuramente mi rendo conto che durante le lezioni a volte, per paura di andare fuori tema o di non concludere ciò che ho programmato, tendo a classificare con troppa fretta le domande dei ragazzi in pertinenti e non pertinenti, senza avere la pazienza di capire la domanda vera che a volte si nasconde dietro un intervento poco chiaro. Così favorisco quella tendenza che hanno gli alunni di questa età a non farsi provocare, convincendosi così, in modo non del tutto consapevole, che non sia interessante e bello indagare la realtà.»

Le fasi del percorso osservativo

Il modello

L’insegnante insieme con i ragazzi ha costruito un modello «materiale» del sistema Terra-Luna-Sole con mezzi poveri (mappamondo che si muove su un vassoio girevole, posizionato su uno skate-board, una fascia di allumino che rappresenta l’orbita terrestre, vasi di plastica, aste di ferro filettate; cemento a presa rapida; calamite; fili di elastico giallo per simulare i raggi del Sole; lampada da terra e faretto di luce polarizzata come sorgente della luce solare).
[A sinistra: Fotografia del modello Terra-Luna-Sole]
Diversi sono i vantaggi offerti da questo modello rispetto a quelli presenti in commercio; in particolare è possibile osservare bene l’alternanza delle stagioni, le eclissi di Sole e di Luna e le fasi lunari; questo grazie alle dimensioni del modello e all’utilizzo di una fonte di luce che permette di individuare chiaramente sia le ombre che si formano sulla Luna e sulla Terra durante i loro moti di rotazione e rivoluzione, sia l’inclinazione dei raggi solari sulla Terra alle diverse latitudini.

Dal quaderno di uno studente

La rotazione terrestre

Ai poli della Terra nel nostro modello sono stati applicati due fili di ferro che rappresentano l’asse terrestre. In questo modo si osserva bene che l’asse terrestre è inclinato di 67 gradi rispetto all’eclittica. La Terra gira attorno all’asse terrestre durante il suo moto di rotazione.
Abbiamo posizionato un bastoncino in corrispondenza dell’Italia e abbiamo osservato le ombre che si formano sul globo terrestre. Per osservare l’ombra del bastoncino è stato utilizzato un faretto che simula il Sole.
La Terra si muove in senso anti-orario, perciò da Ovest verso Est (per questo vediamo sorgere il Sole a Est e tramontare a Ovest). In ogni momento del giorno c’è una parte della Terra che è illuminata e una che non lo é.
La delimitazione di queste due zone lungo la circonferenza di tutto il globo terrestre si chiama circolo di illuminazione e nel modello è rappresentata da una fascia di metallo, che segue la curvatura della Terra in senso trasversale. Abbiamo poi immaginato che il bastoncino fosse un «omino» a cui piace osservare il cielo.
Quando si sveglia il Sole sorge a Est e la sua ombra è in direzione opposta. Al ruotare della Terra attorno al Sole, l’ombra si accorcia fino ad arrivare a mezzogiorno quasi sotto i suoi piedi (scompare del tutto al solstizio d’estate).
Quando tramonta il Sole l’«omino» vedrà le stelle muoversi eccetto una: la stella polare.