mercoledì 24 marzo 2010

Videoperatori della Regione Emilia Romagna all'ITIS "Blaise Pascal" per documentare il progetto "La scienza in valigia"

Lunedì 22 marzo due videoperatori della Regione Emilia Romagna, con la supervisione della D.ssa Beatrice Mascherini, si sono recati all'ITIS "Blaise Pascal" per documentare alcune fasi del progetto La scienza in valigia. Durante la mattinata sono state riprese le interviste al Prof. Marco Ruscelli, Vice Preside dell'ITIS "Blaise Pascal", alla Prof.ssa Anna Ravazzi, referente del progetto per la scuola, alla D.ssa Nadia Fellini, coordinatrice del progetto per il Museo di Scienze Naturali e presidente di Controvento e all'Ing. Samuele Mazzolini. Infine, sono state effettuate le riprese degli studenti della classe 2°E alle prese con la costruzione di centraline fotovoltaiche nel laboratorio di TDP.









Gli studenti intervistano l'Ing. Samuele Mazzolini sul tema dell'energia fotovoltaica








In occasione della venuta dei videoperatori della Regione Emilia Romagna, gli studenti coinvolti nel progetto regionale La scienza in valigia hanno intervistato l'ingegnere Samuele Mazzolini porgendogli domande sulla tecologia fotovoltaica.
Qui di seguito le domande che gli studenti hanno rivolto all'ingegnere:

1. Si sente tanto parlare di fonti di energia alternativa e tra queste di energia fotovoltaica. Ma che cos’è esattamente l’energia fotovoltaica?

2. Che cos’è un modulo fotovoltaico?

3. Perché, secondo lei, c’è un così grande interesse verso questa forma di energia alternativa?

4. Su che tipo di applicazioni o di modelli per l’energia fotovoltaica si sta attualmente lavorando qui nella nostra scuola, l’Itis Pascal di Cesena?

5. Abbiamo sentito parlare di un Master in Fotovoltaico ed Energie Alternative presso qualche facoltà di Ingegneria: che tipo di sbocchi occupazionali offre?

giovedì 11 marzo 2010

Costruzione di un modello di centralina fotovoltaica: relazione degli studenti

Premessa:

Dopo aver realizzato alcune ricerche sui principali temi della sostenibilità ambientale, abbiamo pensato di svolgere alcune attività con le quali avremmo potuto divertirci e allo stesso tempo preparare del materiale utile all’approfondimento dell’argomento. In questa attività monteremo dei circuiti elettrici in cui, attraverso l’energia ricavata dai pannelli fotovoltaici, verranno azionati a scelta dei motorini con eliche oppure una lampadina. Utilizzeremo questi pannelli perchè essi sfruttano l’energia luminosa (solare), la quale fa parte dell’energie rinnovabili di cui vogliamo far capire l’importanza.

Obiettivi:


• costruire un modellino di centralina che sfrutti l’energia solare
• comprendere come l’energia luminosa possa trasformarsi in energia cinetica e/o elettrica
• ricavare la resistenza del sistema conoscendo l’intensità di corrente e il voltaggio

Materiali:


• 1 base in legno
• 3 motori solari
• 3 eliche
• 1 portalampada
• 1 lampada 1,2V - 0,2A
• 4 pannelli fotovoltaici 0,5V – 400 mA
• 16 boccole
• 16 banane
• 1 cavo elettrico da 10 m
• viti
• utensili (cacciavite, trapano, colla a caldo, pinze…)

Procedimento:


I fili elettrici sono stati spellati con le apposite pinze e raddoppiati all’estremità, per poi montarvi boccole e banane. I fili con le boccole sono stati collegati ai due poli, positivo e negativo, di ogni pannellino solare. I pannelli solari erano stati precedentemente incollati fianco a fianco sulla base di legno, tramite la colla a caldo.
Le eliche sono state montate sui motorini e il tutto è stato incollato sulla base di legno. Altre boccole sono state unite ai motorini.
Un ultimo collegamento è stato fatto con una lampadina, montata sul portalampade a sua volta stagnato sulla base di legno.
Con l’utilizzo di alcune viti sono stati fissati tutti i collegamenti sulla base di legno.

Controllo:


Per verificare il funzionamento del sistema abbiamo portato le banane all’interno delle prese. In questo modo, avvicinando la base di legno così completata alla luce del Sole che entrava dalla finestra, i pannelli fotovoltaici fornivano energia elettrica ai motorini (che mettono in azione le eliche) o alla lampadina (che si accende).

Conclusione:

Alla fine abbiamo misurato l’intensità di corrente. da questo valore ricavato e dal voltaggio abbiamo calcolato la resistenza del sistema.



Un pannello fotovoltaico da noi usato collegato a un motorino erogava 0,5 V; il motorino collegato con un solo pannello girava con una certa velocità e all’aumentare del numero dei pannelli aumentava anche la velocità dei motorini.
4 pannelli → 42,2 mA
3 pannelli → 29 mA
2 pannelli → 19 mA
1 pannello → 12 mA

Anche cambiando l’inclinazione dei pannelli rispetto al Sole si poteva ottenere un rendimento migliore; in Italia le condizioni ottimali si realizzano con un’inclinazione di 30°/45°.

Il circuito può essere collegato in serie o in parallelo (con 2 motorini).

• COLLEGAMENTO IN SERIE:
La tensione fornita dai 4 pannelli si ripartisce sui due motori, ognuno dei quali è alimentato da una tensione che è circa la metà di quella fornita complessivamente dai pannelli. I motori girano piano.
La “resistenza” del circuito è data dalla somma delle “resistenze” dei singoli motori, quindi la corrente è bassa.
Inoltre, in caso di rottura di un motore o di un collegamento, si ferma tutto il circuito.




•COLLEGAMENTO IN PARALLELO:

È quello solitamente utilizzato perché, nonostante il maggior consumo di corrente, in caso di malfunzionamento di un componente del circuito, il resto può funzionare normalmente.
Ogni motore è alimentato da tutta la tensione fornita dai quattro pannelli; quindi girano a velocità elevata.
Ogni motore assorbe la propria corrente nominale, quindi il circuito, nel suo complesso, assorbe una corrente doppia di quella erogata ad ogni singolo motore.



Per quanto riguarda la lampadina, possiamo dire che, poiché alla lampadina serve una tensione di 1,2 V e ogni pannello produce 0,4 V, dovremmo far accendere la lampadina con almeno 3 pannelli.
Infatti:
• con 1 pannello la lampadina essa non si accende;
• con 2 pannelli la lampadina emette una luce “fioca”;
• con 3 pannelli la luce è abbastanza visibile;
• con 4 pannelli la luce è intensa.



Relazione scritta dagli studenti partecipanti all'attività svolta nel laboratorio 23 di TDP (Tecnologia, Disegno, Progettazione)

mercoledì 10 marzo 2010

I laboratori di tecnologia

Durante le fasi inziali del progetto gli studenti hanno riconosciuto all'energia e alle scelte energetiche operate dai diversi Paesi un ruolo cruciale nell'ambito del tema della sostenibilità ambientale. Per questa ragione, si è deciso di trasferire le conoscenze acquisite a livello teorico al campo applicativo provando a progettare e a costruire, organizzati in piccoli gruppi, centraline fotovoltaiche.
Questa scelta ha anche rappresentato l'occasione per approfondire in maniera transdisciplinare non solo i temi sollevati dal progetto, ma anche le materie curriculari, già oggetto di studio da parte degli studenti.
Hanno collaborato alla realizzazione dei laboratori, oltre alla coordinatrice e ai docenti referenti del progetto, i professori Piergiorgio Batani, Vanni Malucelli e l'assistente tecnico Claudio Manci. Le riprese video sono state effettuate dall'assistente tecnico Angela Franciosi.









Preparazione di anidridi e acidi in laboratorio: relazione degli studenti

Premessa:

Le sostanze nocive, tra cui l’anidride solforosa, prodotte dalle industrie finiscono nell’atmosfera, subiscono alcune trasformazioni chimiche e ritornano sulla Terra, ad esempio sotto forma delle piogge cosiddette “acide”. Le piogge acide possono determinare una lunga serie di danni: ad esempio distruzione di foreste, impoverimento di terreni agricoli, danneggiamento di monumenti, alterazione degli ecosistemi e scomparsa di specie vegetali e animali.



Obiettivi:

In questa attività simuliamo quello che avviene realmente nell’atmosfera, quando l’anidride solforosa si combina con l’umidità presente nell’aria.

Materiali:

• cappa aspirante
• 1 sostegno
• 1 morsetto doppio
• 1 treppiede
• 1 becco Bunsen
• 1 capsula in ceramica
• 1 imbuto di vetro
• 1 tubo di gomma
• 1 provetta
• 1 bacchetta di vetro
• 1 indicatore di pH in cartina
• metilarancio (indicatore acido-base)
• zolfo
• acqua distillata

Procedimento:

Si introduce qualche cucchiaio di zolfo all’interno della capsula di ceramica e lo si brucia per raccogliere l’anidride solforosa che si forma nella seguente reazione:
S + O2 → SO2
Si appoggia la capsula sul treppiedi e su questo si posiziona l’imbuto di vetro, grazie al quale si raccoglie il fumo prodotto dalla combustione dello zolfo.
Attraverso un condotto di gomma che parte dall’imbuto, l’anidride solforosa viene convogliata all’interno di una provetta riempita di acqua distillata e di metilarancio.
Nella provetta si verifica la formazione di acido solforoso, secondo la reazione:
SO2 + H2O → H2SO3
Con l’aiuto di una bacchetta di vetro si preleva una piccola quantità di acido solforoso che si è formato nella provetta. Si bagna con la bacchetta l’indicatore universale di pH e si verifica così che la sostanza è acida: infatti il metilarancio in ambiente neutro è di colore giallo, mentre in ambiente acido vira al colore rosso.



Conclusione:

Nella combustione dello zolfo si produce anidride solforosa; la fiamma dello zolfo che brucia è di un colore violaceo; poco prima della combustione si può notare che lo zolfo fonde.
L’anidride solforosa che finisce nella provetta reagisce con l’acqua distillata e si trasforma in acido solforoso.
Si può dimostrare che la sostanza è acida dal colore assunto dal metilarancio al contatto (da giallo vira al rosso) e dal colore della cartina indicatore di pH (colore arancio-rosso con pH ≅3).



Crediti

http://www.ohiocitizen.org/campaigns/coal/acid_rain_woods1.jpg
http://static.howstuffworks.com/gif/acid-rain-4.jpg

Relazione scritta dagli studenti che hanno partecipato all'attività svolta nel laboratorio 21 di Chimica presso l'ITIS "Blaise Pascal" di Cesena nel mese di febbraio 2010

I laboratori di scienze

Conclusa la fase di ricerca e di elaborazione delle informazioni sul tema della sostenibilità ambientale, gli studenti delle tre classi coinvolte nel progetto hanno intrapreso un percorso scientifico sperimentale insieme ai loro docenti di laboratorio.
I temi esplorati sono, in sintonia con i temi individuati dai ragazzi, le piogge acide e l'analisi della qualità delle acque.
Obiettivo dei laboratori è favorire la conoscenza del metodo scientifico attraverso esperienze di laboratorio contestualizzate al percorso di apprendimento sulla sostenibilità ambientale intrapreso dagli studenti.
Le esperienze vissute in laboratorio verranno rielaborate dagli studenti e inserite nel quaderno degli esperimenti, che farà parte del corredo di strumenti per la didattica inserito nella valigia della sostenibilità.

I laboratori di progettazione

I primi incontri del progetto, attraverso il metodo scenario workshop messo a punto dalla rete europea TRAMS, ha permesso di evidenziare i temi che i 65 giovani coinvolti, tutti studenti dell'Istituto Tecnico Industriale "Blaise Pascal" di Cesena, intendono sviluppare per approfondire e rendere chiaro il concetto di sostenibilità ambientale.
Coordinati da Nadia Fellini e dagli insegnanti referenti del progetto Anna Ravazzi e Luca Casalini, gli studenti hanno deciso di sviluppare attraverso ricerche bibliografiche e ricerche sul web i seguenti macro-temi:

- la convivenza sul globo;
- le risorse e la loro gestione;
- gli fruttamenti attraverso il pianeta;
- le multinazionali e lo sviluppo sostenibile;
- l'energia e le scelte energetiche;
- l'industria;
- gli inquinamenti;
- salute, ambiente e sostenibilità;
- la ricerca scientifica e tecnologica e la sostenibilità;
- le questioni controverse: il nucleare, gli ogm, le nanotecnologie.

La successiva rielaborazione, da parte degli studenti, dei testi individuati permetterà loro di produrre un quaderno della sostenibilità ambientale da inserire nella valigia insieme al quaderno operativo, contenente schede per effettuare esperimenti, al quaderno metodologico e a materiali e strumenti per la realizzazione di esperienze scientifiche sulla sostenibilità.
Per il suo carattere di complessità e di interdipendenza, il tema della sostenibilità si configura come un'occasione per promuovere, non solo la conoscenza, ma anche il senso di appartenenza ad una collettività e la partecipazione dei giovani alla gestione dei beni comuni.

Gli attori del progetto: gli studenti della classe 2°C dell'ITIS "Blaise Pascal"

Gli attori del progetto: gli studenti della classe 2°D dell'ITIS "Blaise Pascal"



Lorenzo N., Gianmaria, Nicolas V., Lorenzo F., Michele, Anita, Alessandro, Dario, Eleonora, Sara, Filippo, Nicolas, Fabrizio, Marco, Marian, Luca B., Andrea, Jhoel, Lorenzo N., Nicolas M.,

Gli attori del progetto: gli studenti della classe 2°E dell'ITIS "Blaise Pascal"



Giacomo, Pierluca, Roberto, Luca M., Lorenzo, Luca R., Silvio, Luca M., Enrico, Luca P., Samuele, Luca B., Matteo, Luca P., Alberto, Luca B., Emanuele, Riccardo, Robert.

Gli attori del progetto: il Museo di Scienze Naturali di Cesena

All'interno del Museo sono esposte collezioni di reperti storici provenienti dai laboratori del Liceo Classico (animali naturalizzati, minerali, piante, strumenti scientifici), presentati con criteri espositivi filologici, e nuclei di reperti contemporanei (conchiglie, animali naturalizzati), presentati con criteri espositivi innovativi: dal confronto tra le due sezioni è possibile valutare l' evoluzione, nell' arco di circa un secolo, delle specie animali e vegetali presenti sul territorio cesenate.

Il Museo è completato da un collegamento organico con il confinante Parco della Rocca, costituito da esemplari rari e significativi che formano un vero Orto botanico. Una particolarità del Museo è rappresentata dalla sua collocazione in spazi storici di rara bellezza: lo sguardo verso la Piazza e la Rocca è tra i più caratteristici e affascinanti.

Il Museo è una delle sedi del progetto Joe Stick A scuola nel Museo.

Gli attori del progetto: l'ITIS "Blaise Pascal" di Cesena

L'Istituto, sito nell'ex sede dell'ospedale civile di Cesena eretto nel 1927, oggi opportunamente ristrutturato, nasce come sede staccata dell'ITIS di Forlì il 6 luglio 1959 e diviene autonomo il 18 settembre 1961.
La sua strategica ubicazione costituisce un punto di forza per la vicinanza sia alla stazione ferroviaria che all'autostazione.
L'istituto presenta attualmente i seguenti piani di studio:

- Biennio
- Triennio di Elettronica e Telecomunicazioni
- Triennio di Informatica, sperimentazione assistita Abacus

Il percorso di studi del biennio, rinnovato radicalmente negli ultimi anni, utilizza una didattica laboratoriale supportata da un'ampia disponibilità di moderne strumentazioni specifiche per le discipline di tecnologia, disegno, fisica, chimica, informatica e scienze.
Al termine del biennio l'allievo può accedere a qualunque triennio di specializzazione degli istituti tecnici industriali.

Gli attori del progetto: Controvento Società Cooperativa

Controvento nasce nel 2002 dalla sinergia di figure professionali diverse, scienziati, educatori, artisti, che insieme riflettono ed elaborano idee attorno ai temi della scienza.
In una società della conoscenza, della scienza e della tecnologia appare vitale dotarsi della capacità di comprendere e di interagire in maniera attiva e propositiva con il mondo circostante. L’educazione alle scienze viene allora re-immaginata quale strumento di emancipazione intellettuale e trova applicazione nei laboratori rivolti ai docenti, agli studenti e ai cittadini.
Controvento e la rete internazionale di cui fa parte promuovono in seno alla società il dialogo tra ricercatori e cittadini. Nascono sul territorio regionale iniziative che vedono la collaborazione tra Controvento, Enti Locali, Università, Aziende Unità Sanitarie Locali, Istituto Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (IRST s.r.l.), Istituto Oncologico Romagnolo (IOR) e Lega Italiana per la Lotta contro i Tumori (LILT).
Un dialogo permanente si instaura tra formatori di Controvento e docenti delle Scuole dell’Infanzia, delle Scuole Primarie e delle Scuole Secondarie di I e II grado della Provincia di Forlì-Cesena. Ciò da luogo ad una rete di competenze che si pone l’obiettivo di elaborare progetti di ampio respiro. Al centro dell’attenzione è la conoscenza, il bene comune del nuovo millennio. La posta in gioco è la sua fruizione e gestione da parte di tutti i cittadini.
Parallelamente Controvento dialoga con la pubblica amministrazione e con le imprese al fine di promuovere una cultura attenta ai bisogni dell’ambiente e rispettosa delle normative, capace di affrontare gli aspetti ambientali in modo globale, sistematico, coerente ed integrato.

Oggi Controvento è membro della Consulta Nazionale su Scienza e Società e della Piattaforma Europea Young People and Science in Society Issues.

Un progetto integrato

Il progetto regionale La Scienza in valigia si configura come un progetto integrato che vede collaborare in maniera sinergica una realtà museale (il Museo di Scienze Naturali di Cesena), una realtà imprenditoriale (Controvento Società Cooperativa) e una realtà scolastica (ITIS "Blaise Pascal" di Cesena) con tutte le sue componenti: docenti, tecnici e studenti.
Questo si traduce in azioni coordinate, in ruoli chiari e condivisi e in una programmazione che domanda flessibilità a tutte le parti. La conseguenza di un tale tipo di progettazione è la destrutturazione dei percorsi ordinari al fine di strutturare un percorso nuovo che si innesta sulle competenze e le risorse di ciascun attore del progetto.

Perché la scienza in valigia?

Nel contesto appena descritto è stato concepito il progetto "La scienza in valigia: progettazione partecipata di un laboratorio portatile alla scoperta della sostenibilità".
Il progetto, finanziato dalla Regione Emilia Romagna e dall'Istituto dei Beni Culturali nel quadro del Progetto Regionale Scienze e Tecnologie, è coordinato da Nadia Fellini ed è frutto di un lavoro fortemente integrato tra Museo di Scienze Naturali del Comune di Cesena, Controvento Società Cooperativa e ITIS "Blaise Pascal" di Cesena.
Il carattere innovativo del progetto risiede nel fatto che i giovani coinvolti, studenti di 15-16 anni, non sono solo fruitori delle azioni formative, ma partecipano alla progettazione, elaborano i contenuti, li discutono e li condividono tra loro e con gli studenti delle scuole secondarie di I grado del territorio con un approccio peer to peer. Gli studenti oltre che fruitori di cultura divengono produttori di cultura.

Il Progetto Scienze e Tecnologie in Emilia Romagna

Il Progetto intende favorire l'avvicinamento degli studenti allo studio delle materie scientifiche ed è stato elaborato dalla Regione Emilia-Romagna in partenariato con Ufficio Scolastico Regionale e ANSAS.
Si inquadra nelle finalità elaborate dal Gruppo di lavoro nazionale per lo sviluppo della cultura scientifica e tecnologica e si compone di due linee di azione:
1. realizzazione di laboratori in rete
2. messa in rete di musei scientifici

L'anno scolastico 2009/2010 vede la messa in atto dell'azione due del progetto che, coordinata dall'Istituto Beni Culturali (IBC) per la messa in rete dei musei scientifici, ha l'obiettivo di favorire la collaborazione fra musei e istituti scolastici per offrire agli studenti interventi di qualità, legati alle risorse del territorio e con professionalità qualificate, che possano guidarli attraverso il metodo della sperimentazione e dell'imparare facendo alla conoscenza del metodo scientifico.
Dopo il primo anno dedicato alla formazione di insegnanti e operatori museali, i musei e le scuole sono stati invitati a unirsi in partenariato per presentare progetti che avessero come filo conduttore la creazione di un Kit-piccolo laboratorio portatile da utilizzare in attività formative curricolari con gli studenti.
La scienza in valigia è uno dei nove progetti finanziati su tutto il territorio dell'Emilia-Romagna.

martedì 9 marzo 2010

Giovani e scienza: quale metodo?

In una società basata sul rischio, l'interdipendenza e la complessità è necessario supportare le generazioni più giovani nell'integrare queste dimensioni nel processo di decision-making.
Esperimenti di "narrazione" del mondo sono stati effettuati di recente, anche con i giovani, basandosi su foresight exercises e sul metodo scenario workshop allo scopo di mettere in grado i giovani di leggere il futuro non in modo deterministico, ma attraverso un pensiero complesso.
Questi metodi si sono rivelati efficaci anche per migliorare e rafforzare le attività su "giovani e scienza".

Giovani e scienza: quali obiettivi?

Durante gli ultimi dieci anni, i tre principali obiettivi dei programmi su "giovani e scienza" sono stati i seguenti:

1. come attirare i giovani verso i curricula e le carriere scientifiche;
2. come assicurarsi di educarli in modo innovativo e creativo;
3. come migliorare i metodi di insegnamento delle scienze in modo da renderli affascinanti e concreti per i bambini e i giovani.

Secondo recenti studi condotti a livello europeo (European Research on Youth, European Commission, Directorate-General for Research Socioeconomic Sciences and Humanities, EUR 23863 EN, 2009) sei fattori sono ritenuti importanti per il coinvolgimento pubblico dei giovani:

- le azioni devono essere connesse ai loro curricula;
- le azioni devono essere connesse ad azioni concrete e programmate;
- le azioni devono produrre competenze, ma anche piacere e divertimento;
- il loro impatto deve essere rilevante e visibile;
- esse devono responsabilizzarli e renderli capaci di realizzare azioni autonome;
- in prospettiva, possono svilupparsi in una dimensione transnazionale.

Giovani e carriere scientifiche

Un recente studio sociologico (Bernard Convert, Les Impasses de la Démocratisation Scolaire - Sur Une Prétendue Crise Des Vocations Scientifiques, E. Liber/Raisons d'agir, 2006) rivela che circa il 62% dei giovani fra i 15 e i 18 anni in Italia, Francia e Germania pone al primo posto le carriere scientifiche e tecnologiche come prima scelta per il proprio futuro, ma alla fine decide di non scegliere curricula scientifici all'università. Questo studio dimostra che i due principali criteri, che possono spiegare perché questi giovani rinuncino ad una carriera scientifica, sono:

1. un'analisi dei costi/benefici di un lungo corso di studi rispetto alla scarsa offerta del mercato del lavoro in questo campo;
2. un basso livello di autostima rispetto a dei curricula di alto profilo.

Questo significa che scienza e tecnologia godono della stima dei giovani. Tuttavia, questo non è sufficiente a renderli dinamici in questo settore.

Verso un'Europa della conoscenza

Nel 2000 la Strategia di Lisbona ha gettato le basi perché l'Europa si trasformi in una società della conoscenza e divenga "la più competitiva e dinamica economia al mondo basata sulla conoscenza, capace di una crescita economica sostenibile, di offrire più lavoro e meglio qualificato e di promuovere una più grande coesione sociale". Il concetto di società della conoscenza implica un più alto livello di partecipazione e di responsabilizzazione dei cittadini e di differenti tipi di organizzazioni quali le Piccole e Medie Imprese e le Organizzazioni della Società Civile. La Strategia di Lisbona e l'istituzione dell'Area di Ricerca Europea contribuiscono a definire un orizzonte europeo a lungo termine. La costruzione del futuro dell'Europa è attualmente il principale compito delle istituzioni e dei decision-makers.
Ovviamente, questo futuro concerne i giovani e le generazioni più giovani. Se vogliamo che il futuro sia significativo e sostenibile per tutti gli attori e che sia favorito un coinvolgimanto di alta qualità dei giovani, la gioventù deve essere al centro delle politiche e delle strategie collettive. Poiché scienza e tecnologia saranno parte di questo futuro, nutrire nei giovani una costruttiva consapevolezza e coinvolgerli nelle questioni di "scienza e tecnologia" e "scienza nella società" è cruciale per l'Europa.