Linee di scienza

Si chiama Gabriele Giordano, è uno studente di 16 anni appassionato di fisica e ha un blog dal titolo incoraggiante: Era futura. Ha partecipato al carnevale della Fisica di gennaio con un bell’intervento sul Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo di Galileo. Il suo blog è molto interessante, lo consiglio a tutti, docenti e studenti, perché riporta notizie curiose su vari argomenti, scritte in maniera accurata e documentata. Qualche esempio? La news sul nuovo video della Nasa di piccoli esperimenti di fisica sulla Stazione spaziale internazionale con l’annuncio di un nuovo video game che uscirà il 22 marzo; il bellissimo pezzo sui materiali ferrofluidi con i video delle loro sculture; fra i post più popolari vale sicuramente la pena di informarsi su una bottiglia di plastica che “riempita con un litro d’acqua purificata e alcuni tipi di candeggina, potrebbe servire come una lampadina per alcune delle milioni di persone che vivono senza elettricità”…
Gli argomenti trattati passano dall’astronomia e dalla esplorazione spaziale fino alla fisica quantistica e alle nanotecnologie; molto divertenti e istruttivi anche gli esperimenti originali nei quali Gabriele Giordano ogni tanto si immerge (“questione di occhiali” oppure “tribus digitis”).
Il motto del blog è tratto da George Gamow “La curiosità uccide i gatti, la curiosità crea gli scienziati”. Curiosità e capacità non mancano di sicuro a questo giovane blogger, quindi quello che si può concludere – e che è anche un mio personale augurio – è di vedere un giorno tutte queste promesse trasformarsi in un ottimo scienziato!

P.S. Il blog di Gabriele Giordano mi ricorda un altro sito, fondato nel 1999-2000 da uno studente di 14 anni e che è ancora attivo: La mela di Newton. Vincitore di tre premi internazionali, il blog contiene articoli e approfondimenti su scienza e tecnologia e ha anche una sezione dedicata agli insegnanti e alla didattica.

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Mi ricollego al discorso molto interessante di Barbara Scapellato sull’utilità di raccontare storie di scienza in classe e soprattutto del fatto che bastano solo 15 minuti. È vero, non si “perde” troppo tempo e si guadagna molto sia in termini di possibile aumento di interesse e motivazione da parte degli studenti sia della loro percezione del mondo della scienza, per avvicinarli di più alla “realtà” sociale, psicologica, storica e metodologica dei processi scientifici.

In questi anni ho raccolto alcune esperienze di lettura in classe, anche se sono state proprio sporadiche, purtroppo… vedrò di renderle invece una buona pratica d’ora in poi! I buoni propositi sono una delle caratteristiche vincenti del lavoro dell’insegnante, no?   Affiancherò così le letture in classe con quelle a casa (perché la lettura è anche un momento intimo irrinunciabile) insieme agli altri “esperimenti culturali” quali la visione di spettacoli a tema scientifico, di film interi o di brevi spezzoni video e le visite alle mostre interattive e agli science center, ecc. ecc.

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Leggere in classe a volte è un successo insperato a volte un fallimento totale, dipende dalle classi (?) dal momento, dal tipo di libro (?), dalla giornata (?), chi lo sa! Parto con i fallimenti, o almeno quelle che a me sono sembrate esperienze di lettura fallimentari. L’idea era bellissima e infatti la abbiamo realizzata l’anno scorso in una calda giornata di maggio o aprile e le ultime due ore (dalle 12 alle 14) siamo andate ai giardinetti a fianco della nostra scuola (dove c’è anche il campo sportivo) per un “pic nic della fisica”: abbiamo mangiato e chiacchierato, insomma tutto bene. Poi avevo annunciato che avrei letto qualcosa da I dieci esperimenti più belli, mancavano venti minuti alla fine delle lezioni e così ci siamo sedute all’ombra sulle sedie di plastica messe ad anfiteatro. Ho iniziato a leggere ma tre ragazze hanno incominciato ad agitarsi a ridere con piccoli urli… insomma pare che fossero attaccate da insetti, da piccole mosche che le mordevano e le disturbavano irrimediabilmente. Non c’è stato nulla da fare, le altre compagne erano abbastanza irritate nei loro confronti, le guardavano male e allora io per non creare inutili inimicizie ho interrotto la lettura. Purtroppo a volte bastano anche poche persone a rovinare il clima, soprattutto quando le classi sono numerose e ormai ho tutte classi da 30 studenti, più o meno. Il numero elevato è sicuramente un problema, ne sperimento ogni giorno le difficoltà. Anche l’età forse conta, ma la classe in questione era un quarta (liceo indirizzo sociopsicopedagogico), con anche studenti maggiorenni. Non mi andava di rimproverarle, di obbligarle ad ascoltare, mi sembrava paradossale! Doveva essere un momento di piacere e non di obbligo, si doveva instaurare la “magia dell’ascolto” e se ciò non è successo tanto vale accettare la sconfitta, anche se riguardava solo tre alunne e tutte le altre invece sembravano interessate. Forse ho scelto il momento sbagliato e avrei dovuto iniziare il pic nic con la lettura e non finirlo, chi lo sa… quest’anno magari provo così, se avrò l’occasione di fare un altro pic nic.
Un secondo momento “fallimentare” riguarda però un unico studente di qualche anno fa (sempre in una quarta liceo ma di indirizzo scientifico, quindi con ragazzi abbastanza grandi). Di solito faccio leggere in classe dai ragazzi Il Copernico di Leopardi anche perché la parte del sole è divertente (va interpretata in maniera molto svogliata, con il sole che si rifiuta di muoversi…) e anche quelle delle ore del giorno è curiosa, insomma parliamo di Leopardi: il dialogo è un piccolo capolavoro della letteratura italiana! Lo ho fatto interpretare anche in un incontro di quest’anno su letteratura e scienza all’Università della Terza età e ovviamente ci siamo molto divertiti e ne abbiamo discusso. Tornando alla lettura in classe, mi sono accorta che nel mentre un ragazzo non guardava i compagni che leggevano ad alta voce ma aveva il capo chino sul libro di Chimica… non lo ho ripreso perché mi sono accorta che teneva il libro aperto sul banco in maniera provocatoria, proprio per incitare un mio richiamo, una sfida che mi sono ben guardata di raccogliere. “Se non vuoi ascoltare è un problema tuo” ho pensato guardandolo. Lui ha visto che lo guardavo e ha continuato a ripassare Chimica. I compagni vicini si sono accorti e penso si siano vergognati per lui perché hanno continuato ad ascoltare il dialogo ignorandolo.

In una classe prima invece quest’anno ho ripreso subito chi faceva tutt’altro invece di ascoltare la lettura. Insomma, dipende dalle situazioni: da ragazzi di quarta liceo mi aspetto un atteggiamento più consapevole mentre a quelli di prima mi sento di doverglielo ancora “insegnare” anche perché sono molto più irrequieti e vedono tutto quello che non è lezione “convenzionale” come un momento per fare altro (tanto poi non interrogo su quello che si legge, no? E poi siamo nell’ora di matematica e non in quella di italiano, no?).

Visto che ho parlato della classe prima (indirizzo linguistico, ebbene sì le mie cattedre sono molto varie! Il mio Istituto ha molti indirizzi e mi sembra comunque una ricchezza…), continuo: quest’anno a settembre ho dato loro da leggere a casa Il meraviglioso mondo dei numeri di Alex Bellos con la scadenza per la lettura le vacanze di Pasqua. Il programma di prima inizia con i numeri, allora ho preparato una lezione con la Lim con un po’ di storia della matematica e abbiamo letto in classe l’introduzione da Il libro dei numeri di Conway e Guy. Ogni studente leggeva un paragrafo dedicato a un numero e alla sua etimologia e poi si decideva insieme quale delle tantissime informazioni lette “conservare” annotandola a turno sulla Lim; è stato molto interessante: a un certo punto abbiamo deciso di scrivere noi altre parole che etimologicamente nascevano da ogni numero…
Un altro successo di lettura è quando in occasione del pigreco day si legge in classe la poesia di Wislawa Szymborska: ho degli studenti che partecipano al laboratorio teatrale della nostra scuola e che leggono sempre con molta cura la poesia.

Alla fine dell’anno scorso quando ho assegnato i compiti di Fisica per le vacanze estive nella prima scientifico è stato molto bello osservare come è cambiato l’atteggiamento degli studenti alla notizia che davo loro da leggere un libro! Dividerei il processo nelle seguenti fasi:
1) reazione alla notizia: esclamazioni del tipo “O noo” con espressioni stupite/incredule/disperate quasi sotto shock. Mi chiedono subito “di quante pagine?”
2) quando faccio passare i libri fra i banchi (dovevano scegliere un libro da leggere fra La fisica del Miao e La fisica del bau di Monica Marelli) espressioni positivamente stupite “ehi!” notano le figure, le descrizioni degli esperimenti ecc.
3) Mi chiedono “possiamo rifare gli esperimenti?” e io rispondo “sì, certo” ecc.
4) Inizio a leggere un capitolo: ascoltano, si divertono, mi guardano sorridendo. “In fondo non è così terribile” sono tutti rincuorati.

L’episodio di successo che ricordo con maggiore vividezza è la lettura del primo capitolo di Lo stano caso del cane ucciso a mezzanotte sempre alla fine dell’anno e sempre in previsione di un compito di lettura per le vacanze estive (era una classe di terza liceo delle scienza sociali). A leggere è stata una studentessa seduta sulla cattedra. Fin dalle prime frasi è calato subito il silenzio. Finito il primo capitolo io volevo interrompere la lettura, ma loro hanno voluto leggere anche il capitolo successivo!! Alla fine purtroppo è suonata la campanella.

Concludo con un interrogativo per me ancora irrisolto. È già capitato due volte che in classe uno studente mi abbia detto che ha letto il romanzo La solitudine dei numeri primi che io non ho particolarmente apprezzato; la prima volta la studentessa mi ha detto che il libro la aveva innervosita e io, capendola in pieno, ho annuito. La seconda volta però è successo quest’anno nella quarta scientifico e più di una studentessa mi ha detto che lo aveva letto e che le era piaciuto tantissimo. Ecco, la mia reazione è stata titubante, ho detto “davvero? E perché” ma poi il discorso è finito lì… Il problema è “come parlarne in classe?”, come condurre una discussione sia sul piano letterario sia su quello scientifico? Forse non dovrei esserci solo io, avrei bisogno dell’aiuto dei colleghi umanisti. Finché ci si ferma alla lettura in classe tutto può funzionare o meno, ma quando assegno i libri da leggere a casa, come posso “sfruttarli” in classe? Sono anni che assegno da leggere i libri a casa “e basta” al massimo chiedo se è piaciuto… ho sperimentato solo le seguenti “ricadute didattiche”
1) gli studenti preparano un approfondimento sul libro letto (Matematica mio terrore o Flatlandia o La fisica delle ragazze o La fisica della domenica…) al posto della domanda nuova nell’interrogazione e così poi io assegno il voto a tutta l’interrogazione (anche oggi in quarta psicopedagogico ho interrogato e gli approfondimenti erano sulla catarifrangenza e sulla iridescenza, tratti dai libri della Marelli)
2) durante le vacanze estive, dopo aver letto il libro, “lo studente dovrà esercitare la propria creatività per comunicare al resto della classe a settembre un argomento trattato nel libro. Potrà realizzare una presentazione in power point oppure un video o una fotografia con didascalia oppure una recensione o potrà scrivere una poesia, un racconto, un fumetto, un dialogo… si potrà inventare un esperimento… potrà realizzare una breve lezione ecc… L’importante è che il lavoro sia accurato dal punto di vista scientifico e originale”. Come ho scritto nel programma di fine anno della prima scientifico dell’anno scorso. Hanno realizzato esperimenti, presentazioni in power point, relazioni cartaceee e video molto belli

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Il discorso affrontato dai miei colleghi di blog su educazione, ricerca e ruolo degli insegnanti mi appassiona perché lo ritengo fondamentale per il mio lavoro; così ho deciso di parlarne un po’ anch’io
Parto dalla bellissima e utile riflessione di Maurizio Casiraghi (Educazione e ricerca) perché lo stesso argomento è stato oggetto di discussione in un incontro che si è svolto sabato 26 novembre al pomeriggio al Piccolo Teatro Strehler di Milano. Luogo insolito per parlare di tali argomenti, verrebbe da pensare! E invece no, il luogo era proprio adatto, perché l’occasione era una tavola rotonda per presentare il libro “Attori del sapere, un progetto di teatro e scienza e scuola” che contiene la sintesi di tutte le esperienze realizzate dai seguenti “attori”: gli insegnanti dell’associazione Scienza under 18, la Fondazione Tronchetti Provera, il Piccolo Teatro, il Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano, il Centro Metid del Politecnico e la Fondazione Umberto Veronesi.
All’incontro hanno partecipato i protagonisti del progetto e Lucio Pinto, direttore della Fondazione Tronchetti Provera ha manifestato la volontà della sua fondazione in particolare di contribuire a risolvere il problema delle poche iscrizioni alle Facoltà scientifiche. Perché laureati in meno significa anche competenza scientifica in meno per tutto il Paese, meno sviluppo, meno crescita. E così, le scuole da una parte, le università dall’altra (con i progetti di orientamento in entrata e di accoglienza) insieme anche a contributi esterni (come quelli delle fondazioni) si stanno unendo per migliorare una situazione di fatto che non può rimanere tale.
Le vie sono molteplici e tutte, a mio parere, fruttuose ed entusiasmanti. Mi piacciono molto le sei regole elencate da Casiraghi nel suo post, perché contengono utili indicazioni metodologiche e soprattutto di continuità nel tempo (sto pensando al lavoro interdisciplinare di matematica sperimentale sulla formazione dei nodi che ho realizzato l’anno scorso in classe e che vorrei continuare quest’anno con un’altra classe… ne parlerò un’altra volta!) per rendere la didattica più vicina alla ricerca. Io aggiungerei anche la documentazione storica, cioè andare a vedere che cosa hanno fatto gli altri prima di noi, che è un passo iniziale necessario in ogni tipo di ricerca scientifica (e così magari si scoprono storie appassionanti di fallimenti o successi, di lotte per un’idea vincente, di metodologie adottate ecc. ecc.).
A proposito di matematica, l’osservazione di Casiraghi sul fatto che un fattore scoraggiante per l’iscrizione alle facoltà scientifiche sia che “il primo esame in quasi tutti i corsi scientifici è matematica” pone sulle spalle di noi docenti di quella materia una responsabilità dalla quale non possiamo e non dobbiamo sottrarci. Dobbiamo fornire agli studenti prima di tutto gli strumenti per affrontare gli esami universitari ma dobbiamo anche stimolare in loro l’interesse e la passione per una disciplina che da secoli è fonte di gioia e piacere per chi ha la fortuna di saperla veramente apprezzare (un po’ come l’alpinismo, anche senza le strade ferrate! Ma anche come il mare, con i suoi sconfinati orizzonti). E per avvicinare la scienza, la matematica alle nuove generazioni, il teatro è una possibile strada, piena di sfide, come si legge nel libro che ho citato prima. Vi consiglio di leggere anche il post di Teresa Celestino sull’argomento teatro e scienza (ormai fra lei e me c’è un rimando continuo di temi e argomenti!) che ben evidenzia l’importanza formativa e motivazionale dell’approccio didattico alla scienza tramite l’esperienza del teatro.

Ho letto con molto piacere anche i post di Barbara Scapellato “Gli insegnanti svolgono un ruolo cruciale nel rinnovamento dell’educazione scientifica” e quelli di Roberto Greco sull’IESO 2011, che parlano di esperienza d’eccellenza, dall’Antartide fino a Modena

Che dire a conclusione? Per quanto riguarda la mia classe (cioè quella docente) penso che l’importante sia di cercare di fare il proprio lavoro con passione, competenza e forza, nonostante le difficoltà e cioè di “pensare in grande e agire nel piccolo” come ha detto giustamente in una recente occasione la Dirigente Scolastica della mia scuola.

In rete
La pagina web (a cura del Politecnico di Milano) del progetto “T alla S, Teatro elevato alla Scienza”

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«Essere scienziati. Tu lo sai com’è, essere scienziati? Ti chiedo e ti dico queste cose perché ci sono cose che altrimenti dovresti chiederti e dirti da solo negli anni e decenni a venire. I miei libri scientifici hanno venduto bene. Ma solo di recente ho capito che cosa significa essere scienziati. Significa il contrario di ciò che la gente crede che significhi. Noi non estendiamo i nostri sensi per sondare i microbi e l’universo. Noi i sensi li neghiamo. Neghiamo l’evidenza dei nostri sensi».
A parlare è Endor, lo scienziato (diventato pazzo) del romanzo di Don DeLillo “La stella di Ratner” che, nonostante la pazzia, evidenzia un aspetto cruciale della scienza: la natura non sempre si comporta come avevamo ipotizzato. Lo scienziato interroga la natura tramite gli esperimenti ed è proprio la risposta quantitativa degli strumenti di misura a essere spesso in contraddizione con quello che i nostri sensi, il nostro “senso comune” si aspettava.

«Che cos’è il ‘senso comune’?» specifica nel suo libro “Un fisico in salotto” il professor Guido Corbò: «Diciamo pure che ciò corrisponde a quello che ci si aspetta da una osservazione superficiale del mondo che ci circonda. Un esempio può essere questo: oggigiorno, come ai tempi di Aristotele (384-332 a. C.), è vero che un carro trainato da quattro cavalli corre più velocemente di un carro trainato da due cavalli soltanto. E non c’è dubbio che, tanto oggi quanto due o tremila anni fa, quattro cavalli sono più forti di due… Il senso comune ci porta dunque a ritenere, come Aristotele, che la velocità di un certo oggetto sia proporzionale alla forza a esso applicata». Mentre gli esperimenti dimostrano che è l’accelerazione a essere proporzionale alla forza. La forza del motore di una macchina non serve a mantenere una certa velocità, ma ad annullare gli attriti agenti su di essa. Sic.

Questo discorso ci porterebbe lontano dal punto di vista filosofico, ne avevo anche accennato parlando del libro “Fisica ingenua” di Paolo Bozzi.
In una mia recensione su “Le Scienze” avevo anche consigliato il libro “L’evoluzione della scienza. Nove lezioni popolari” di Ernst Mach perché la teoria della conoscenza di Mach considerava l’attività scientifica come un «processo di adattamento delle idee ai fatti», in chiave darwiniana. La conoscenza è manifestazione della natura organica, si basa sull’abitudine più che sui concetti a priori: il principio di causa-effetto così come i concetti di massa e tempo e di io, sono tendenze mentali utili per la sopravvivenza della specie, che è parte di un unico «organismo globale»…
Insomma, l’abitudine, la consuetudine a pensare e a vedere le cose fin dalla nascita in un certo modo, può spesso portare fuori strada nella conoscenza dei fenomeni fisici.

Da laureata in fisica infatti, io preferisco sempre affidarmi ai calcoli e agli esperimenti (quando possibile) prima di lanciarmi in ragionamenti misti a ipotesi “simil-sensate”. Questo aspetto lascia i miei studenti un po’ perplessi il primo anno di Fisica, perché invece quasi sempre tendono a fare ragionamenti intuitivi per arrivare subito a una conclusione di un problema e sembrano poco convinti quando io, dopo averli fatti parlare, chiedo sempre una formula a supporto! E chiedo soprattutto il procedimento matematico che, a partire da formule già assodate come “vere” porta per deduzione alla formula “nuova” che spiega (quando possibile) il fenomeno. Qualche esempio? Il tempo di caduta dei gravi dipende dalla massa oppure no? Si tratta del classico caso, risolto elegantemente con un bellissimo esperimento mentale da Galileo, nel quale ci si chiede “cade prima a terra un sasso di massa m o un sasso di massa doppia?” e la risposta è “cadono insieme”!! Dalla formula si vede che il tempo di caduta di un grave non dipende dalla massa del corpo che cade. Attenzione: non dimentichiamoci che siamo nel vuoto. Si veda anche il bellissimo filmato storico degli astronauti che sulla luna verificano che un martello e una piuma cadono insieme…

Siamo nel campo della fisica classica, non c’è bisogno di andare lontano fino alla meccanica quantistica o alla teoria della relatività generale (che pullulano di effetti contro il senso comune).
Quando insegno non smetto mai di stupirmi di questo fatto…

Mi viene in mente un episodio realmente accaduto in classe quasi dieci anni fa in una seconda di liceo linguistico. Stavamo risolvendo dei test in classe e uno di questi chiedeva che cosa succedeva a un palloncino legato ma mezzo sgonfio dentro a un’ampolla di vetro nel momento in cui si fosse tolta tutta l’aria. La risposta giusta era la meno evidente (cioè il palloncino si gonfia) e non c’è stato modo di convincere la mia classe. Le ho portate quindi in laboratorio e quando con la pompa a vuoto abbiamo tolto tutta l’aria, un silenzio di stupore generale è calato di fronte all’evidenza dei fatti! Succede anche con il tubo di Galileo ovviamente, quando la piuma e i sassolini, una volta creato il vuoto all’interno, cadono insieme. Sono momenti importanti perché veniamo a contatto con i nostri “pregiudizi” comuni (di esseri umani abituati a vivere in un ambiente pieno di attriti).
Piccola curiosità: l’esperimento del palloncino era molto in voga nel ‘700, se volete approfondire andate alla fine della pagina seguente, sotto il titolo “esperimenti classici di pneumatica”. Al posto del palloncino si usava una vescica di maiale…

Finisco citando lo storico della scienza Gerald Holton che nella sua analisi della maniera di fare scienza, la declina idealmente su tre assi cartesiani, quello della teoria, quello degli esperimenti e quello dei cosiddetti “themata” e cioè l’insieme delle convinzioni e dei preconcetti-culturali che inevitabilmente ogni scienziato porta con sé e che influenza il suo lavoro. Basti pensare a Michelson e Morley che credevano ciecamente nell’esistenza dell’etere e che faticarono a riconoscere che il loro esperimento invece di confermarne l’esistenza, la negava definitivamente! O alla ricerca della teoria che unifichi tutte le forze fondamentali, gravità inclusa, che come scrive Kitty Ferguson ne “La musica di Pitagora” è un sogno di unità che per primo fece Pitagora e che continua ad appassionare gli animi degli scienziati ancora oggi.

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Ci tengo molto a segnalate un’esperienza didattica sul tema della sostenibilità energetica, realizzata dal professor Aldo Ficara in una quinta classe professionale dell’IIS di Furci Siculo in provincia di Messina. Aldo Ficara è docente di elettrotecnica, responsabile scientifico della rete Nanotech-Duesicilie e si occupa anche di divulgazione della scienza (si veda il sito dedicato alle nanotecnologie Dieci alla meno nove).
La sperimentazione didattica si è inserita all’interno del modulo didattico “produzione dell’energia elettrica” e ha utilizzato la rivista di divulgazione scientifica “Green La Scienza al servizio dell’uomo e dell’ambiente” per integrare una serie di lezioni frontali sulla sostenibilità energetica. Una formula a mio parere molto interessante, visto anche il dibattito attuale sui libri digitali e non. Scrive infatti Ficara: “Sempre più spesso si parla di libri digitali che dovrebbero andare nella direzione dello sviluppo aperto e continuo, alla loro integrazione con la rete, allo sviluppo collaborativo, in modo da invitare gli insegnanti ad essere consapevoli sul significato e sulla portata di tutte le innovazioni associate alla tecnologia digitale.
Un’alternativa al libro digitale è l’uso di riviste, sia cartacee che on line, specializzate nell’ambito tematico del modulo didattico da proporre al gruppo classe.
Esperti, docenti, istituzioni e divulgatori scientifici da molto tempo sono impegnati a parlare in modo diretto e comprensibile della sostenibilità e della compatibilità ambientale della produzione di energia, con l’obiettivo di contribuire all’informazione e alla formazione dei cittadini di domani”.

Maggiori informazioni a questo indirizzo.

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