IL LABORATORIO DI SCIENZE DELLA TERRA, QUESTO SCONOSCIUTO

 

Maria Teresa De Nardis

 

Leggendo il programma di Scienze della Terra redatto dalla Commissione Brocca e soprattutto le relative indicazioni metodologiche, mi sono tornate alla mente le conclusioni de Il gruppo di lavoro del Convegno "L'insegnamento delle Scienze naturali in prospettiva" (Pisa, 9/10 marzo 1990) circa l'incompatibilità tra sperimentazione ed esame di maturità e mi sono detta: questa è l'occasione buona per la "promozione" delle S.d.T. a discipline sperimentali: finalmente affrancati dallo spauracchio dell'esame di maturità, se il progetto si realizzerà, potremo "divertirci" con un insegnamento "motivante e coinvolgente".  D'altra parte non occorre attendere la realizzazione del biennio unico: già in alcune scuole tradizionali (ITI, ITC ITG) le S.d.T. vengono impartite al I anno, mentre in alcune sperimentazioni (Liceo Scientifico, Magistrali, ISA) sono previste al II, III anno.

 

Nonostante questo, però, manca una solida tradizione sperimentale, rimanendo l'impostazione, magari semplificata, quella tipica dell'ultimo anno dei licei: le S.d.T. "raccontate".  D'altra parte gli stessi libri di testo ricalcano e aggravano questa situazione: di tutti i volumi da me esaminati (più di 25) solo cinque presentano un percorso sperimentale più o meno ricco e articolato.  Ed anche seguendo il dibattito relativo al Convegno mi è parso di notare una pigrizia di fondo ad affrontare il problema: infatti mentre si possono registrare posizioni anche discordi sul laboratorio di Biologia e di Chimica, il laboratorio di S.d.T. viene semplicemente ignorato.  Eppure necessita di mezzi e attrezzature meno dispendiose di un laboratorio chimico-fisico o anche biologico; infatti spesso con strumenti di fortuna e un po' di creatività si possono realizzare esperienze tutt'altro che banali.  Anzi, in una realtà in cui i giovani troppo spesso hanno perso il contatto con la natura, il ritorno alla manualità (nel senso di "manipolazione", non quella asettica da chimici, quella di cose naturali: sabbia, argilla, sassi, legno, acqua) non può che essere "motivante e coinvolgente".  Io stessa ho sperimentato, portando per anni le classi a cercare fossili, che la ritrosia a "sporcarsi le mani" veniva in breve tempo superata dall'entusiasmo di scovare il reperto più grande, più bello, più interessante.  Inoltre bisogna rilevare che la lunghezza dei tempi geologici e la irripetibilità di certi fenomeni non ne permettono l'osservazione diretta, per cui è indispensabile operare per modelli quanto più possibile semplici e adeguati allo sviluppo cognitivo degli alunni.

 

Sulla base di queste riflessioni ho ritenuto utile elaborare un elenco di esperienze, per la maggior parte desunte dai testi summenzionati, alcune inedite.  Per la scelta del percorso didattico ho seguito abbastanza fedelmente il progetto Brocca con la sola eccezione della cartografia che, pur essendo appannaggio della classe XLVI, attualmente viene ancora insegnata nell'ambito delle S.d.T.  Attenendomi a tale progetto, non ho riportato le esperienze relative alle Scienze dell'universo (a parte le interazioni Terra-Sole) che comunque sono presenti in gran numero negli stessi testi e facilmente reperibili.  Per ogni esperienza ho indicato se si tratta di una attività manuale (tipo laboratorio) o di una esercitazione teorica da svolgere in classe, alcune indicazioni di fallibilità che per brevità ho riassunto con una lettera e la bibliografia che ho segnalato con un numero: di solito il primo di essi indica il testo dove l'esperienza è meglio articolata.  Pressoché tutte le esperienze sono realizzabili anche senza l'apparato di un vero laboratorio: i materiali e gli strumenti usati, talvolta rudimentali, ne permettono l'allestimento anche in classe, purché si abbia un po' di spazio e, in qualche caso, una presa di elettricità; l'unica difficoltà, che mi ha spinto a segnalare la necessità del laboratorio, è l'uso di acqua, ma anche a questo si può sopperire con un minimo di organizzazione, buona volontà, collaborazione.

 

Molte delle esperienze riportate potranno sembrare banali, altre paradossali, altre ancora di difficile realizzazione ma, io penso, se guardiamo con spirito nuovo, oserei dire più fantasioso, all'insegnamento di S.d.T., esse ci appariranno, tutto sommato, fattibili e stimolanti.  Inoltre vorrei segnalare il testo "Uomo Terra Uomo" che, pur non presentando vere esperienze di gruppo, contiene molti esercizi pratici basati sull'osservazione di modelli di situazioni reali, per esempio: fenomeni vulcanici e postvulcanici: meteorogia, climi; esposizione e sfruttamento di valli; pianure alluvionali, fiumi, argini naturali e artificiali; risorse naturali e interventi umani; ecc.  Un'ultima considerazione: 78 esperienze sono tante, tre ore settimanali poche: come conciliarle?  Penso che si debbano operare scelte coraggiose anche se ciò perpetuerà quella sorta di "anarchia" e "disobbedienza civile" che caratterizza le nostre discipline.  Sono convinta, e appare chiaro anche dalle finalità del progetto Brocca, che lo studio delle S.d.T. debba fornire agli alunni gli strumenti per la comprensione dei fenomeni geografici in un'ottica finalizzata al rispetto degli equilibri naturali e a una corretta gestione delle risorse.  Per questo ciascuno di noi dovrà necessariamente selezionare quei contenuti e quelle esperienze che ritiene più idonei alla evoluzione di tale processo formativo.

 

Legenda

E = Esercitazione in classe, singolarmente o a gruppi

M = Attività manuale a gruppi

T = Fornire tabella, figura, carta geografica ...

G = Fornire una griglia di classificazione

L = Da realizzarsi preferibilmente in laboratorio

A = Da realizzarsi all'aperto

C = Occorre una collezione in dotazione alla scuola

I = Occorre raccogliere informazioni per mezzo stampa o da istituti di ricerca.  Occorre fornirsi di materiali e/o strumenti anche rudimentali, solitamente non reperibili in laboratorio

 

Esperienze

TERREMOTI 1 Distribuzione dei terremoti E-T-I-1 (serve anche a introdurre la valutazione statistica del rischio sismico)

2 Localizzazione dell'epicentro di un terremoto E-T-1

3 Individuazione di un piano di Benioff E-T-2

 

VULCANI

4 Distribuzione dei vulcani E-T-2

5 Analisi della storia eruttiva di un vulcano E-T-4 (possibili considerazioni sul rischio)

6 Simulazione di eruzioni vulcaniche (ruolo della viscosità) M-L

Portare ad ebollizione, separatamente, senza rimescolare: acqua, latte, una miscela pastosa (purè istantaneo, polenta o simile).  Attenzione: chi è avvezzo alla cucina sa quanto possa essere traumatico, specialmente per chi deve ... pulire!

 

ROCCE

7 Osservazioni sulla viscosità di alcuni liquidi M-L-3

8 Cristallizzazione M-L: con salolo fuso 1; con "zuppa minerale" 2 oppure con soluzione satura di CuSO4 per evaporazione da osservare all'epidiascopio

9 Raccolta e osservazione di rocce G-5-3-1

Si può effettuare: a) all'aperto, in cave, greti di torrenti, tracciati di strade, ecc...; b) con materiale in dotazione al laboratorio; c) osservando i materiali con cui è costruita la scuola; d) con materiale fotografico

10 Osservazioni di minerali M-C-5 Colore, densità L, sfaldabilità, durezza T

11 Strutture molecolari di cristalli (modelli a sfere) M-C-1

12 Simulazione del processo di cementazione M-L-2

13 Analisi del cemento di una arenaria M-L-2

14 Simulazione del processo di fossilizzazione M-L-2

15 Simulazione del processo metamorfico M-2

16 Itinerario geologico A-1

È un'esperienza che può essere effettuata a vari livelli e in circostanze diverse: come introduzione 44 alle S.d.T.; per la raccolta di materiale; come verifica; 45 ecc...

 

GEOGRAFIA ASTRONOMICA – STAGIONI

17 Misura della circonferenza terrestre M-A-R-1-3

18 Senso delle proporzioni (riproduzione nella stessa scala di dislivelli terrestri, raggio terrestre, distanze Terra-Luna, Terra-Sole, sistema solare, ecc...) E-3

19 Moto apparente del sole M-A-R-1

20 Simulazione su globo dell'alternanza dì-notte M-R-2

21 Costruzione di una meridiana e di un quadrante solare M-A-R-3

22 Determinazione dell'ora locale M-A-R-2

23 Costruzione e uso di un astrolabio M-A-R-3-2-1

24 Coordinate geografiche I (come localizzare un punto su una sfera uniforme) M-R-2

25 Coordinate geografiche II (esercitazione sull'atlante): a) determinazione delle coordinate di una località data; b) ricerca di una località di coordinate date

26 Simulazione su globo delle fasce climatiche M-R-2

 

ATMOSFERA – IDROSFERA – CLIMI

27 Osservazioni meteorologiche M-A-I-R-1-5-3

28 Radiazione e assorbimento M-R-3

29 Diverso riscaldamento del suolo e dell'acqua M-R-3-1

30 Importanza dell'esposizione nel riscaldamento del suolo E-T-4

31 Moti convettivi nell'aria M-R-2-3

32 Simulazione di fronti meteorologici M-R-2

33 Evaporazione (fattori che la influenzano) M-R-3-1

34 Condensazione M-R-3-1

35 Bilancio ideologico locale E-T-1

36 Simulazione di correnti oceaniche: a) correnti in liquidi a diversa densità M-L-1-3; b) correnti di convezione ML-3

37 Ricerche sul clima (generalizzazione dei risultati della 26 e confronto con dati di altre località) E-T-3

38 Climi in Italia (studio delle isoterme) E-T-1

39 Climi nel mondo (studio di istogrammi) E-T-1

40 Climi di un continente immaginario E-T-1

41 Biosfera su una Terra diversa E-3

Esercitazione di ampio respiro: si può utilizzare come verifica alla fine di più unità didattiche e a diversi livelli.  Richiede conoscenze su: moti della Terra e zone astronomiche, circolazione atmosferica e oceanica, geomorfologia, paesaggi, biomi, ecc...

 

GEOMORFOLOGIA

42 Paesaggi naturali (esame di una o più foto o cartoline) E-T-G-1

Anche questa esercitazione può essere utilizzata a vari livelli.  Se si vuole "stupire" la classe, si può sottoporre la foto, senza nessuna indicazione, alle libera descrizione Scritta) da parte dell'alunno o del gruppo, quindi si ritira la relazione e si procede ad una ulteriore descrizione sulla base di una scheda guida.  Se la scelta della foto è stata oculata varietà del paesaggio, molteplicità di particolari, ecc...), i confronto fra le due descrizioni è stupefacente e può dar luogo a numerose riflessioni sull'approccio conoscitivo.

43 L'acqua nei terreni M-L-R: a) porosità 2-3-1; b) permeabilità 1-2-3; c) capillarità 3-1. Simulazione di una falda freatica M-L-R-3 Il ciclo dell'acqua: a) naturale; b) urbano E-T-1

Esercitazione interessante per le implicazioni sul rischio idrogeologico

46 L'erosione in bottiglia (analisi delle variabili) M-L-R1-3-2

47 La vaschetta a sabbia I (analisi dei fattori che influenzano l'azione erosiva dei corsi d'acqua) M-L-R-1

48 La vaschetta a sabbia II (osservazione degli effetti delle acque correnti) M-L-R-1

49 La vaschetta a sabbia III (simulazione di erosione deposito in paesaggi in miniatura) L-R-1-3-2

50 Sedimenti di un fiume reale (raccolta di campioni d'acqua) M-A-L-I-3

51 Individuazione di spartiacque e bacini idrografici carte topografiche o corografiche E-T-5-2

52 Simulazione di sedimentazione marina I (studio della velocità di deposizione) M-L-2-1-3

53 Simulazione di correnti torbide M-L-Z-3-1

54 Influenza della temperatura e della salinità sul cori portamento delle correnti torbide M-L-2

55 Simulazione di sedimentazione marina II (analisi degli strati) M-L-2

56 Un modellino di oceano I (simulazione di moto ondoso ed erosione) M-R-2

57 Un modellino di oceano II (simulazione di una fuoriuscita di greggio da una petroliera) M-R-2

58 Simulazione di erosione glaciale M-R-2

59 Paesaggi antropizzati E-T-G

Come la 41 ma utilizzando foto con segni evidenti di attività umana (agricole, industriali, ecc...).  Esercitazione interessante per le implicazioni sull'impatto ambientale.

 

GEOFISICA – GEOCRONOLOGIA – GEOLOGIA

60 Un campo di temperature (rilevazione e registrazione) M-1

61 Campi magnetici (rilevazione e registrazione) M-R-1

62 Senso del tempo I E-1 a) scansione del tempo senza orologio (variante per evitare frastuono in classe: dopo aver "sequestrato" gli orologi, l'insegnante lascia ogni alunno libero di inventare un sistema personale di scansione del tempo; dopo un certo periodo (che deve rimanere sconosciuto) dà l'alt e domanda a ciascuno il metodo seguito e il tempo che ritiene sia trascorso.  Segue discussione); b) ricostruire un periodo in base ad avvenimenti. (**)

63 Un problema di orme fossili E-T-1

64 Itinerario paleontologico (raccolta, osservazione e identificazione di fossili) A-R-5

Se si escludono quelle di pianura, pressoché tutte le località italiane sono fossilifere: basta consultare una carta geologica, armarsi di ... faccia tosta e lasciare fare ai ragazzi: è incredibile la quantità di reperti che riescono a scovare!  Semmai bisogna limitarne la raccolta qualora costituiscano un patrimonio culturale (cioè spesso): si può ricorrere allora alla macchina fotografica, ricordandosi di accostare sempre, al fossile, un oggetto di riferimento per le dimensioni.  Si possono anche utilizzare collezioni in dotazione alla scuola e/o visitare musei o mostre, ma l'effetto" non è lo stesso.  Ricordarsi inoltre che molte pietre da rivestimento sono fossilifere (bellissimo il calcare nero a belemniti o il più comune rosso ammonitico): basta aguzzare gli occhi e chiedere la collaborazione degli alunni per la ricerca in case, chiese, banche, negozi, ecc...)

65 Correlazione di colonne stratigrafiche con fossili guida E-T-1

66 Simulazione di decadimento radioattivo M-R-2-1

67 Senso del tempo II: calendario geologico (riproduzioni in scala di eventi geologici) E-R-1-2 (**)

** Esercitazioni molto importanti dal momento che l'approccio ai tempi geologici, per i giovani, è molto più problematico di quanto un adulto possa pensare.

68 Costruzione e interpretazione di eventi geologici in miniatura (plastici) M-R-1

69 Interpretazione di sezioni geologiche E-T-2

70 Ricostruzione della storia geologica di una data area (correlazione di più colonne stratigrafiche) E-T-2-1

71 Simulazione di un affioramento geologico M-R-2

72 Simulazione di equilibrio isostatico M-R-2

73 Simulazione di deriva della Pangea M-R-2

74 Simulazione di espansione dei fondali oceanici M-R-2

 

ORIENTAMENTO – CARTE GEOGRAFICHE

75 Rappresentazioni cartografiche di superfici sferiche: E-R-T-6; a) proiezione ortografica polare; b) proiezione di Mercatore

Disegnare i reticolati, seguendo le istruzioni, mantenendo lo stesso raggio del globo in dotazione.  Individuare sul globo tre triangoli uguali (a 2 a 2 con un lato sullo stesso parallelo o sullo stesso meridiano del medesimo emisfero) e riportarli sui reticolati.  Misurare i lati e gli angoli, calcolare le aree e discutere le deformazioni.

76 Costruzione di una carta ipsometrica da un'isola in miniatura M-R-2

77 Lettura di una carta topografica E-T-5-1-6

Molti testi si limitano a far ricavare il profilo topografico, ma su una tavoletta si possono eseguire molteplici osservazioni: determinazione delle coordinate geografiche, distanza in linea d'aria fra due punti, interpretazione della simbologia, studio di un itinerario, ecc...

78 Uso della bussola (gara di orientamento) E-T-5

 

Bibliografia

1. E.S.C.P.: Scienza della Terra, Vol. A-B, Zanichelli.

2. Jackson/Evans: Nave spaziale Terra, Zanichelli.

3. Insolera: Un'introduzione alla Scienza della Terra, Zanichelli.

4. Knapp/Cataudella: Uomo Terra Uomo, Laterza.

5. Corbellini: Geografia: una scienza per l'uomo, Principato.

6. Mori: Le carte geografiche, L. Goliardica, Pisa.

 

 

Pubblicato originariamente su Naturalmente, 1991, 4 (3), 7-9.