La scuola come costruzione sociale

Sempre dal solito, vecchio archivio di articoli che ho sparsi qua e là, oggi tiro fuori un papero interessante che, anche a scuola chiusa, potrebbe fornire qualche interessante spunto di riflessione, soprattutto considerato lo strano anno scolastico online che insegnanti e studenti sono stati costretti a vivere. D'altra parte l'articolo di Camilla Gobbo e Marta Girardi parla proprio dell'introduzione a scuola delle nuove tecnologie digitali, che nel "lontano" 2006 erano ancora relegate ai soli laboratori di informatica.
Gli aspetti più interessanti, ad ogni modo, sono un paio: innanzitutto c'è una maggiore propensione all'autoaggiornamento da parte degli insegnanti che risultano più competenti nelle così dette ICT; inoltre la visione costruttivista risulta più comune in quest'ultimo gruppo di insegnanti.
La visione costruttivista, d'altra parte, prevede che sia lo studente a crearsi da solo le competenze, con la semplice guida dell'insegnante che, in qualche modo, rinuncia al ruolo di "infusore delle nozioni". Inoltre il primo genere di insegnante (quello costruttivista) è in grado di sfruttare al massimo sia la fase di apprendimento "solitario", sia quella di apprendimento "collaborativo", cosa che risulta più difficile per l'insegnante "infusore".
C'è da dire che la scuola italiana non sembra sia cambiata molto: le idee costruttiviste stanno entrando molto lentamente e non sembra che la didattica online sia stata sfruttata, se non in rari casi, per andare in quella direzione.
Peraltro la diffusione di progetti come astroedu sono il segno che la richiesta di approcci costruttivisti nel mondo è piuttosto alta e forse la scuola italiana non può permettersi di trascurare questo modo di fare didattica. Per fortuna ci sono in giro insegnanti interessati a tali approcci, ma la strada per indirizzare la scuola verso un nuovo modo di concepire l'insegnamento sembra ancora lunga. Anche perché in fondo la scuola non è altro che lo specchio della società italiana.

Gobbo, C., & Girardi, M. (2001). Teachers' beliefs and integration of information and communications technology in Italian schools. Journal of Information Techology for Teacher Education, 10(1-2), 63-85. doi:10.1080/14759390100200103

Astrofisica #pertecherestiacasa: Un flyby per Bepi-Colombo

Secondo articoletto della serie delle newsletter di Edu INAF. Rispetto al testo che abbiamo mandato in giro, in questa occasione mi permetto di fare qualche modifica e variazione (e qualche aggiunta), ma nulla di fondamentalmente differente.

Scuola on-line

Una raccolta di video, incontri, pillole (scegliete la durata che si adatta di più alle vostre necessità!) da usare nel corso di videolezioni o per soddisfare la vostra curiosità: Scuolaonline si arricchisce quotidianamente di nuovi contenuti (all'incirca due al giorno, per il momento).
Vi, inoltre, di dare un'occhiata alle risorse didattiche di EduINAF, senza dimenticare astro EDU, che invece ​è una rivista dedicata alla pubblicazione di attività didattiche certificate​​.

Risorse INAF su INDIRE

L'INAF contribuisce, insieme a tutti gli enti pubblici di ricerca italiani, all'iniziativa dell'Istituto Nazionale di Documentazione Innovazione e Ricerca Educativa (INDIRE) nata per mettere a disposizione di docenti, studenti e famiglie risorse e materiali su tutti i temi legati alla ricerca scientifica.
Tutto il materiale, tra cui le risorse dell'INAF, è disponibile in una pagina apposita sul portale INDIRE dotata dei filtri per selezionare le attività di vostro maggior interesse.

Flyby di Bepi-Colombo

La missione Bepi-Colombo, lanciata il 20 ottobre 2018, si avvicinerà alla Terra venerdì 10 aprile alle 6:25 di mattina, per effettuare il primo dei nove voli ravvicinati (o flyby, in inglese) che le consentirà di rallentare leggermente la sua corsa cambiando traiettoria e puntando verso Mercurio, dove dovrebbe arrivare nel dicembre 2025. Eccovi alcuni riferimenti:

• Pagina ESA dedicata all'evento
• Pagina del team scientifico per calcolare la visibilità in cielo

Dall'Italia vedere la sonda non sarà facile perché sarà piuttosto bassa sull'orizzonte e non particolarmente brillante, però se ci riusciste (con un telescopio), potrete caricare le vostre foto sulla pagina Europlanet dell'evento.
Sarà presto disponibile su Edu INAF uno speciale sull'evento. Stay tuned!

E-book gratuito Nello spazio con Samantha

Il libro scritto dall'astronauta Samantha Cristoforetti e da Stefano Sandrelli dell'INAF, edito da Feltrinelli, è stato reso disponibile dall'editore gratuitamente online per questo periodo di quarantena al seguente link: Un racconto semplice e coinvolgente della straordinaria esperienza di vivere a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

L'astronomo risponde

Vi ricordiamo che è sempre attiva la rubrica L'astronomo risponde per inviare le vostre domande (proprio quelle che "non avreste mai osato fare"!) e vederle pubblicate online con la nostra risposta (magari anche una da parte mia!).
Vi segnalo giusto le ultime due domande cui è stata data risposta: la prima sull'espansione dell'universo e la seconda, pubblicata giusto oggi, sulle manovre per andare sulla Luna.

Astrofisica #pertecherestiacasa

Per chi studia o per chi è, semplicemente, curioso

In questo primo giorno di Primavera anche noi, dell'Istituto Nazionale di Astrofisica, vogliamo essere virtualmente vicini a tutti voi, tenendovi compagnia e offrendovi gli spunti più interessanti per "viaggiare" nello Spazio! Nelle prossime settimane vi proporremo quindi i contenuti di Edu INAF, il nostro portale di risorse didattiche, di approfondimenti e rubriche.
Ciascuno di voi potrà scegliere l'argomento che più gli piace e potrà porre delle domande direttamente alle astronome e agli astronomi dell'INAF!
Periodicamente vi segnaleremo alcune rubriche particolari nonché raccolte di informazioni, video, testi e lezioni. Oggi mettiamo in evidenza due delle tante sezioni del nostro portale.
Iniziamo con le Risorse didattiche:
Trovate una raccolta – in costante crescita – di risorse didattiche in italiano divise per fascia scolastica. Non dimenticate di consultare il sito astroEDU che, sotto l'auspicio dell'Unione Astronomica Internazionale, raccoglie attività didattiche certificate.
Inoltre, sempre su Edu INAF, trovate una carrellata di piccoli approfondimenti su argomenti singoli, che vanno dalle onde gravitazionali alla vita su marte, al programma Apollo raccontato a fumetti.
Altra sezione che ci piace segnalare è la rubrica de L'astronomo risponde, un canale per le vostre domande (proprio quelle che "non avreste mai osato fare"!)
Trovate già una bella raccolta di curiosità da sfogliare, ma anche lo spazio per aumentare la conoscenza di tutti. Come recitano le istruzioni nel sito: "inviateci i vostri quesiti, dubbi e perplessità: scrivete a redazione.edu [chiocciola] inaf.it e la vostra risposta verrà pubblicata online!"
La redazione di EduINAF

La primavera con Edu INAF

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Il cielo del mese di marzo 2020
Gli astronomi che studiarono la precessione
Gli equinozi e i cambi di stagione

Il filo della scienza 2019/2020

Anche quest'anno troverete mie attività all'interno delle proposte scolastiche dell'Osservatorio Astronomico di Brera, sede milanese dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (pdf programma completo). Ci sarà il bis de La fisica dei supereroi e una nuova proposta nell'alternanza scuola/lavoro legata sempre alla gamification, che non sarà ristretta al solo Kerbal Space Program:

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Numb3rs: essere insegnanti

A volte vedo la televisione, quando vado via da Milano, e mi capita di vedere (o rivedere) serie di genere crime come Numb3rs. In particolare mi vorrei soffermare su un paio di cose sul 13.mo episodio della quarta stagione, Il cigno nero: inizia con una scena doppia parallela tra un'azione dell'FBI e una lezione di Charlie Eppes insieme con Larry Fleinhardt e Amita Ramanujan a una classe di assistenti sull'insegnamento. Ed è stupefacente come nei pochi minuti iniziali di questo episodio sono racchiusi una serie di interessanti e profondi consigli sull'insegnamento stesso:

Analogie spaziotemporali

Uno dei modelli per raccontare la teoria della relatività generale più utilizzati è quello del telo elastico con al centro una massa che lo deforma. Questo permette di mostrare come palline più piccole "orbitino" intorno alla palla più grande al centro in un modo simile ai pianeti, almeno fino a che l'attrito non ha ragione del moto circolare, rallentando le palline che quindi cadono dentro la "sacca gravitazionale".
In qualche modo questo modo "concreto" di vedere la relatività generale è diretta conseguenza del modo matematico "visuale" generato dai diagrammi di incorporamento e dai parabolodi di Flamm.
Questa analogia è, però, problematica non solo per il fatto di essere, come tutte le analogie, inesatta, ma anche perché potrebbe generare, soprattutto negli studenti, un po' di confusione su spazio e spaziotempo distorto. Ci si potrebbe cioé chiedere perché il foglio elastico viene distorto? A causa del peso della palla? Questo, però, implicherebbe l'uso di una argomentazione circolare: usare la gravità per spiegare la gravità. E se allora la palla non si trova nello spaziotempo, dov'è?⁽¹⁾

Un bosone per domarli

Come l'anno scorso, più o meno nello stesso periodo, torno a Parabiago per proporre alcune conferenze all'interno di un corso di autoformazione dei docenti dell'area di matematica e fisica del Liceo Cavalleri. Quest'anno il tema principale scelto è stato il bosone di Higgs, da cui il titolo tolkeniano della serie di incontri (e di questo articoletto). L'incontro per la progettazione delle conferenze è avvenuta all'incirca nel periodo in cui avevo in scrittura il trittico di articoli dedicati a J.R.R. Tolkien, da cui l'ispirazione per il titolo che ho proposto.
In particolare oggi abbiamo iniziato con il Modello Standard, raccontato dal buon Giovanni Guido, che mi ha concesso di raccontare qualcosa sul bosone di Higgs. Ho basato la presentazione su un articolo scritto un anno prima dell'annuncio della scoperta del bosone per la prima parte, poi concentrandomi nella seconda su un trittico di articoli didattici di Giovanni Organtini, in particolare su Unveilling the Higgs mechanism to students⁽¹⁾. Le note che seguiranno tratteranno innanzitutto quest'ultimo articolo.

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Una domanda legittima quando si vuole provare ad affrontare con degli studenti delle scuole superiori un argomento come quello del bosone di Higgs e dei meccanismi che vi stanno dietro, è come raccontare la storia senza utilizzare la matematica che è stata veramente usata da Peter Higgs e soci. Un modo per venire incontro a tale esigenza utilizzando leggi per lo più note agli studenti è proprio l'obiettivo di quanto segue:

La fisica di Einstein a scuola

Negli ultimi mesi dello scorso anno sono usciti un paio di miei articoli su Edu INAF sulla didattica della relatività in cui provo a raccontare un paio di attività didattiche relativistiche per gli studenti delle scuole (tendenzialmente superiori): Simulare lo spaziotempo e Il piccolo universo di un pallone in espansione. Se a questi aggiungiamo anche Misurare ka velocità della luce in classe, ecco un trittico che potrebbe essere interessante approfondire. A tale scopo mi è sembrata una buona idea proporvi (in particolare per gli insegnanti all'ascolto) le versioni openaccess laddove disponibili o i pdf degli articoli scientifico/didattici usciti su Physics Education utilizzati per scrivere quelli pubblicati su Edu INAF.
In particolare partirei da Simulare lo spaziotempo, perché propone il primo di una serie di tre articoli, che vi segnalo tutti insieme con la loro corrispondente versione su arXiv:

Misurare la velocità della luce in classe

Il famoso esperimento di Michelson e Morley per la misurazione della velocità della luce era costituito da un sistema più o meno complicato di specchi rotanti. Senza realizzare sistemi complicati, si può provare a misurare la velocità della luce anche in classe: l'obiettivo, però, non è quello di determinare tale valore nel vuoto, ma in differenti mezzi, in modo da far comprendere agli studenti come la velocità della luce non sia la stessa in ogni occasione.
Per lo scopo si utilizza un misuratore di distanza laser, ovvero uno strumento che determina la distanza utilizzando un laser. Tale dispositivo è stato costruito per le misurazioni in aria, e dunque la velocità della luce da considerare è quella nell'aria, ovvero

Cosmic Mission: Kerbal Space Program a Bologna

Con oggi nella sede dell'Osservatorio di Bologna si è concluso il mio personale tour cosmico tra le sedi dell'INAF per i corsi di formazione legati al videogioco Kerbal Space Program e alla sua versione edu. Dopo la tre giorni a Napoli e il corso un po' spezzettato di Milano, la chiusura a Bologna è stata anch'essa nel segno dell'interesse e dell'entusiasmo. In questo caso il corso è stato tenuto da Sandro Bardelli che già ieri, mentre a Milano ci baloccavamo con razzi e orbite con un certo relax, strigliava i suoi "studenti" con una serie di concetti teorici che oggi sono stati completati con l'obiettivo di mostrare gli ultimi dettagli (come la registrazione dei dati di volo per la discussione in classe o la visione delle manovre orbitali legate alle posizioni radiali e normali al piano dell'orbita), da completare possibilmente con un... ammunaggio (la prima delle due lune di Kerbin si chiama Mun). Ho provato a fornire nella maniera più chiara possibile il modo di arrivare su Mun, quanto meno di programmare e gestire le manovre allo scopo (peraltro fatte in modalità carriera e in modo quasi manuale), e sono quasi riuscito ad arrivare sul satellite, ma essendo il mio primo tentativo, non sono riuscito a gestire nel modo migliore il carburante, finendo alla fine con una disintegrazione ignominiosa del pod. L'assalto alla superficie di Mun è solo rimandata, ma nel frattempo resta la soddisfazione di far parte di un progetto bello, appassionante e interessante e soprattutto la gioia negli occhi con cui tutti gli insegnanti sono andati via dai vari corsi, segno che l'idea può diventare vincente!

Cosmic Mission: Kerbal Space Program a Milano - giorno 3

E oggi si è concluso il percorso di formazione con il videogioco Kerbal Space Program degli insegnanti milanesi. La giornata di oggi era facoltativa e dedicata alle operazioni per andare verso la Luna. In effetti i pochi insegnanti che sono venuti (una decina), hanno di fatto provato a costruire in modalità sandbox un razzo da mandare nello spazio per poi provare le manovre per realizzare l'orbita. Alla fine sono state realizzate un paio di orbite, la maggior parte dei razzi sono arrivati nello spazio, a parte uno che non si è capito bene per quale motivo, pur riuscendo a partire, perde di stabilità dopo pochi chilometri dallo stacco dalla superficie. Eppure il razzo sembrava assolutamente simile al razzo che avevo preparato per andare verso Mun!
Gli insegnanti giunti per l'ultimo giorno, però, hanno avuto una gradita sorpresa con l'arrivo di Samantha Cristoforetti che è passata a trovare gli "studenti", che ovviamente hanno chiesto una foto ricordo con la nostra astronauta. E ovviamente questa volta ero presente in una delle foto che sono state scattate:

Cosmic Mission: Kerbal Space Program a Milano - giorno 2

Oggi pomeriggio gli insegnanti milanesi che hanno aderito alla proposta di portare in classe Kerbal Space Program sono giunti per il secondo incontro sul videogioco. In effetti è stato un pomeriggio abbastanza concentrato dove, utilizzando in gruppetti il videogioco, hanno portato a termine alcuni contratti fatti insieme in parallelo mentre sul mio portatile mostravo la costruzione del razzo, i comandi, come controllare il razzo quando è acceso il motore a combustibile liquido, cercando anche di fornire possibili spunti didattici. Fase delicata, come sempre, è l'apertura del paracadute nel momento più opportuno, e in effetti qualche astronauta non ha fatto una buona fine, ma per fortuna basta tornare indietro al momento del lancio o della costruzione del razzo per avere nuovamente disponibile lo sfortunato kerbaliano che si è sacrificato per permetterci di imparare a controllare ogni fase della missione.
Devo dire che in classe c'era un buon interesse e un deciso entusiasmo, con gli "studenti" che hanno anche provato qualcosa in autonomia rispetto a quanto mostrato sullo schermo, come variazioni sulla costruzione di base o provare contratti che non avrei avuto il tempo di mostrare. Inoltre coloro che non avevano il computer davanti partecipavano con suggerimenti alla costruzione del mio razzo e si lasciavano trascinare dai destini del razzo che lanciavo o dai razzi dei vicini. Ovviamente non sono mancate domande, che sono sempre il polso per capire se una "classe" non solo mostra interesse, ma prova sul serio a mettere in pratica quanto si sta imparando. Quindi, come già a Napoli (giorno 1, giorno 2, giorno 3), anche qui a Milano KSP sembra aver catturato "gli insegnanti qui convenuti".
Al percorso manca l'incontro di lunedì prossimo, facoltativo, dove proverò a farli mettere in orbita prima intorno a Kerbin, quindi intorno a Mun, la prima delle due lune del pianeta. Sarà una bella sfida prima di lasciar loro provare il gioco in autonomia fino a gennaio.

Cosmic Mission: Kerbal Space Program a Milano - giorno 1

Dopo Napoli, la Cosmic Mission di Kerbal Space Program arriva anche a Milano, all'Osservatorio Astronomico di Brera. Anche in questo caso il corso è organizzato in tre giorni, tre pomeriggi per essere precisi, dando però disponibilità per risolvere eventuali problemi nel corso del tempo e con un successivo incontro a gennaio riepilogativo per capire dove gli insegnanti stessi sono arrivati.
Questo primo pomeriggio è stato introdotto da Stefano Sandrelli che ha proposto agli insegnanti qui convenuti una missione su Marte, ma non una fittizia, una reale! In particolare, dopo aver fatto un'introduzione sul pianeta con i motivi scientifici per andare, almeno con delle sonde, sul pianeta rosso, si è occupato di ExoMars e, come ovvio, della missione che ha portato la sonda Schiaparelli a schiantarsi sulla superficie marziana a causa di un errore di valutazione del software. In particolare Stefano si è concentrato sull'equazione dei razzi e su come derivarla (un modo abbastanza semplice che, a mio giudizio, potrebbe essere proposto anche agli stessi studenti) e su video e grafici della missione ExoMars. Particolarmente interessanti sono stati i grafici delle traiettorie degli stadi una volta staccati e quelli relativi alle manovre necessarie all'ultimo stadio, quello con il satellite e la sonda agganciati, per dirigersi verso il pianeta Marte: attraverso tre orbite differenti. L'elemento che spero di poter sottolineare negli incontri successivi è che tali manovre si sono svolte tutte al perigeo (o periapsis, nella terminologia di KSP, ovvero il punto dell'orbita più vicino al pianeta), perché è operando in quel punto che si allontana dalla superficie della Terra l'apogeo (o apoapsis, ovvero il punto dell'orbita più lontano dal pianeta).
Dopo la pausa successiva alla presentazione di Stefano, utilizzando i pochi computer che abbiamo in Osservatorio, ho dato le prime istruzioni agli insegnanti, facendo loro vedere l'ambiente di gioco in modalità carriera e iniziando così una partita che (si spera) li lancerà come fulgidi costruttori di razzi ed esploratori dell'infinito!

Cosmic Mission: Kerbal Space Program a Napoli - giorno 3

E giunse il giorno della fine del percorso di formazione. Secondo programma si dedica solo la mattinata a Kerbal Space Program e visto che bene o male le potenzialità del videogioco sono state esplorate nei due giorni precedenti, l'ultima mattinata del corso è stata dedicata al gioco libero. Così, mentre sullo schermo metto alcuni video tutorial realizzati da Marco Brusa sul flyby intorno a Mun, il primo satellite di Kerbin, giro un po' tra gli "studenti" che provano pezzi, lanciano razzi, provano a portare a termine contratti.
La cosa più importante della giornata conclusiva è, però, l'entusiasmo con cui i docenti salutano prima di andare via, e questo indipendentemente dal livello che nel corso di questi tre giorni piuttosto intensivi hanno raggiunto. Inoltre l'impegno con cui hanno intrapreso il compito di impratichirsi di uno strumento non usuale per la scuola, alcuni anche prendendo appunti, e la concentrazione da videogiocatori che man mano cresceva nei loro occhi, e l'autoironia mostrata di fronte alle difficoltà sono tutti elementi che mi fanno concludere che l'esperienza con gli insegnanti giunti all'Osservatorio Astronomico di Capodimonte è stata più che positiva.
Tra pochi giorni si bissa a Brera, dove sono certo riusciremo insieme con Stefano Sandrelli a ottenere risultati analoghi!
Nel frattempo, comunque, sono anche riuscito a mettermi in orbita intorno a Mun: ringrazio gli "studenti" per l'influsso positivo che ha permesso il raggiungimento di un tale risultato!

Cosmic Mission: Kerbal Space Program a Napoli - giorno 2

Con la seconda, intensiva, giornata, abbiamo "costretto" gli insegnanti a un piccolo tour de force per imparare i comandi necessari a spostare il razzo in volo sia in atmosfera sia in orbita, capire come realizzare un razzo in grado di raggiungere e superare il limite dello spazio (nel gioco circa 70 km), come mettere il razzo in orbita e non semplicemente nello spazio. Inoltre, con un razzo costruito dal sottoscritto in modalità sandbox, come gestire la navbar avanzata per programmare le manovre e provare ad approcciare Mun, il primo dei due satwelliti di Kerbin. Nel tentativo che ho fatto, purtroppo ho raggiunto Mun, ma non nel modo corretto e così è arrivata la fionda gravitazionale. Avrei potuto evitarla semplicemente se non avessi messo la velocità di scorrimento del tempo troppo veloce e quindi prendendomi il tempo per programmare le manovre per mettermi in orbita intorno a Mun.
Al di là dei contenuti della ghiornata di oggi, che è stata arricchita anche dalla visita al museo astronomico sotto la guida di Mauro Gargano, ho notato una maggiore dimestichezza globale degli "studenti" e, in particolare in alcuni, una maggiore intraprendenza nel provare razzi e missioni indipendenti da quelle che provavo a realizzare sul mio portatile.
Certo, tra risate e lazzi vari, ci sono stati astronauti persi nello spazio (come i miei) o disintegrati insieme al pod a causa della mancata o ritardata apertura del paracadute, ma in fondo questi sono inconvenienti abbastanza usuali per videogiocatori non molto esperti o distratti, ma nel complesso mi è sembrato che il videogioco inizi a coinvolgere gli insegnanti convenuti all'Osservatorio di Capodimonte, e questo, insieme ai progressi compiuti, mi sembra già un buon risultato.

Cosmic Mission: Kerbal Space Program a Napoli - giorno 1

E oggi pomeriggio, dopo pranzo, è iniziata a Napoli la mia nuova avventura di formatore docenti per conto dell'Istituto Nazionale di Astrofisica. L'esperienza del Focus Live, decisamente molto più rapida e caotica, è d'aiuto ma fino a un certo punto, soprattutto relativamente alla velocità di esecuzione (alcuni errori nell'uso del software sembrano, invece, senza età, come l'idea che gli oggetti vadano trascinati, mentre invece vanno prima selezionati e poi trascinati).
Detto ciò, dopo la presentazione del progetto ad opera di Agatino Rifatto, si inizia a prendere confidenza con il videogioco utilizzando la modalità carriera, ovvero sviluppare la propria base spaziale. All'inizio l'ambientazione è minimale, ma accettando i contratti è possibile acquisire denaro da spendere per gli avanzamenti degli edifici e per la costruzione dei razzi e punti scienza per portare avanti un programma di ricerca che permetta di acquisire nuove tecnologie da utilizzare per i razzi stessi. Gli studenti/insegnanti si impegnano, fanno domande, mi chiedono di ripetere alcune operazioni per impararle bene. Accettiamo i primi contratti e costruiamo il primo razzo, fatto per un semplice volo verticale con il quale acquisire i primi punti da utilizzare per sbloccare altra scienza e prendere confidenza con il gioco. Poi un razzo in libertà per apprendere meglio il concetto degli stadi grazie all'aggiunta del decoupler (il sistema che permette di sganciare motori e serbatoi quando non servono) e il tempo necessario a schiantarsi un paio di volte sul terreno. E così arriva la sera, ci si saluta e ci si rivede domani, per il secondo giorno di divertenti fatiche videoludiche (e potete comprendere quanto questi ossimori stiano insieme molto bene solo se non avete mai giocato).

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La fisica dei supereroi: buona la prima!

cc @stefacrono @Pillsofscience @astrilari @Popinga1 @LorisCantarelli @ComicsScience @andreaplazzi @maddmaths @MathisintheAir @Scientificast

via commons

Non vi chiedo un minuto di silenzio per Stan Lee, ma ho previsto, dopo la prima presentazione su Superman, una breve presentazione su Ant-Man come omaggio al creatore dell'universo Marvel.

Più o meno è così che ho esordito con i sei ragazzi che sono venuti questa mattina per assistere alla prima conferenza della serie La fisica dei supereroi. D'altra parte sentivo abbastanza doveroso dover rendere omaggio a Stan Lee così ieri notte, a fronte della presentazione già preparata su Superman, ho messo in piedi nel modo migliore possibile, quella dedicata ad Ant-Man e basata sul mio articolo La fisica di Ant-Man.
Andiamo, però, al sodo, che non sono tanto i contenuti della conferenza quanto la risposta degli studenti e dei due accompagnatori: direi molto positiva. Sono rimasti tutti ben attenti per l'intera ora e mezza che è durato l'incontro: interventi, domande, persino una sorta di mini-brainstorming in cui sono spuntate un po' di ipotesi sulla natura del pianeta Krypton. Come scritto ne La nova di Superman, un pianeta non può esplodere, quindi, al di là dell'origine dell'ispirazione ai due autori, con le nostre conoscenze potremmo supporre che in realtà Krypton fosse una sfera di Dyson costruita intorno a una stella di neutroni. Data questa ipotesi, i ragazzi hanno proposto anche un altro paio di variazioni interessanti, che permetterebbero anche di spiegare perché la kryptonite è letale per i kryptoniani!
Non è stata l'unico scambio di idee, e proprio questo è stato l'elemento più bello dell'incontro, certo aiutato da un argomento interessante che ho cercato di prendere dal lato più stimolante: prendere la scienza presente nei supereroi (fumetti e film) come spunto per approfondire la scienza reale ponendosi la semplice domanda "è plausibile tutto ciò?" Ovviamente non con spirito polemico, ma curioso e costruttivo, perché, più o meno seguendo Paolo Nespoli nel suo intervento di chiusura al Focus Live, è proprio sui sogni apparentemente impossibili che possono arrivare le scoperte scientifiche e gli avanzamenti tecnologici. Ovviamente sta a noi usarli nel modo migliore possibile.
Con ciò vi ho anche scritto troppo e spero nei prossimi giorni di potervi aggiornare, da Napoli, sull'altro interessante progetto che ho per le mani al momento, quello legato al videogioco di esplorazione spaziale Kerbal Space Program.

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P.S.: ai docenti in ascolto che fossero interessati, segnalo il link di prenotazione delle conferenze scolastiche dell'Osservatorio di Brera: non abbiamo solo la fisica dei supereroi, ma anche altre proposte interessanti!

La fisica con i supereroi? Si impara a Brera!

Introdurre la fisica delle particelle con le arti visuali

Ho scovato su Physics Education un articolo interessante su un progetto che, utilizzando l'arte, introduce agli studenti il meraviglioso mondo delle particelle elementari. Vi propongo una traduzione dell'introduzione e della parte introduttiva al workshop che gli studenti hanno portato avanti nel corso dell'attività.

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La scoperta dell'elettrone da parte di Thomson nel 1897 inaugurò un'era di scoperte e di una sempre più profonda comprensione dei meccanismi interni del microcosmo. Questa culminò, 115 anni più tardi, con la scoperta del bosone di Higgs che ha completato il Modello Standard delle particelle. Allo stato attuale, come al tempo di Thomson, ci sono diverse domande aperte che richiedono un breakthrough sperimentale per trovare risposta.
Con questo intellettualmente stimolante stato di cose l'abilità delle arti visuali di attirare ed esprimere potrebbe alimentare la curiosità del pubblico più giovane verso la fisica delle particelle, indipendentemente dagli studi che potrebbero intraprendere in futuro. Ciò è stato confermato durante una collaborazione artistica culminata nella mostra The sketchbook and the collider, dove è apparso evidente che, nonostante le ovvie differenze, entrambe le specializzazioni si occupano di rendere visibile l'invisibile. Gli sviluppi scientifici hanno visto il 'quotidiano' dissolversi nelle interazioni subatomiche accessibili solo esaminando le tracce lasciate in un mezzo opportuno. Un processo specchiato dall'espressione artistica di pensieri, emozioni e intuizioni attraverso la realizzazione di marchi e la manipolazione di materiali.

Sperimentare con un memristore

La prima volta che ho incontrato il memristore è stato in un racconto di Bruce Sterling: installato su un portatile consentiva al suo utilizzatore di spostarsi tra gli universi. Poi ho scoperto che il memristore non è un invenzione di uno dei più noti scrittori di fantascienza della nostra epoca non è semplicemente un ipotetico quarto componente fondamentale dei circuiti, ma qualcosa di reale intorno al quale si possono costruire delle proficue attività didattiche.

Vita e opere di un memristore

Il memristore (in rosso) a confronto con gli altri elementi circuitali

La sua scoperta teorica venne annunciata nel 1971 da Leon Chua sulla base di considerazioni puramente matematiche⁽¹⁾. Definito in funzione della carica e del flusso che lo attraversa, il memristore venne così chiamato da Chua per la sua capacità di essere al tempo stesso un elemento resistivo e di memoria⁽²⁾. Successivamente venne sviluppato da Richard Stanley Williams presso i laboratori della Hewlett Packard un particolare tipo di memristore (charge-controlled memristore)⁽³⁾.
Le sue caratteristiche erano abbastanza semplici: se le cariche scorrono in una direzione, la resistenza del memristore aumenta, se le cariche scorrono nella direzione opposta, la resistenza del memristore diminuisce. Se la forza elettromotrice viene tolta, la corrente cessa, ma il memristore “ricorda” il valore della sua ultima resistenza. Questo vuol dire che quando la forza elettromotrice viene riattivata, la resistenza del memristore, o memristenza, avrà come valore quello che possedeva alla fine dell'ultima attivazione⁽⁴⁾.
Un modo per trattare il memristore dal punto di vista matematico è utilizzando la formula seguente, che descrive la caduta di potenziale $V$ sul memristore: