COSMOLOGIA di Anna Tortora

Itinerario didattico di una  lezione di approfondimento sulle teorie cosmologiche

 

La lezione è rivolta agli allievi dell’ultimo anno di liceo (3° liceo classico o 5° liceo scientifico).

Il nuovo esame di stato impone una revisione dell’impostazione didattica che porta a cercare collegamenti con altre discipline di studio; i temi di approfondimento integrano i contenuti curriculari e danno una visione multidisciplinare di un argomento.

L’unità didattica relativa allo studio dell’universo può essere completata con una lezione dedicata al confronto fra l’astronomia antica e la moderna cosmologia che si avvale, nella formulazione di teorie sull’origine e la fine dell’universo, delle conoscenze della fisica contemporanea.

La scolaresca deve possedere i seguenti pre – requisiti:

-conoscenza dei corpi celesti ed in particolare delle stelle

-conoscenza e comprensione delle leggi fisiche che regolano il moto dei corpi celesti.

 

Per introdurre l’astronomia antica si può utilizzare come spunto la citazione di un filosofo greco (“Questo cosmo che, di fronte a noi, è il medesimo per tutti, non lo fece nessuno degli dèi né degli uomini, ma fu sempre, ed è, e sarà, fuoco sempre vivente che divampa secondo misura e si spegne secondo misura”– Eraclito ).

Va sottolineata, per comprendere gli sviluppi di questa disciplina, l’importanza della visione aristotelica dell’universo (“sistema delle sfere concentriche”) e della Scuola Alessandrina che ebbe in Tolomeo il suo ultimo e autorevole rappresentante. Tratteggiando la figura di quegli scienziati che hanno fissato i canoni della fisica classica ( Galileo, Keplero e Newton), si può passare ad analizzare la differenza tra il sistema Tolemaico e il sistema Copernicano. La fisica classica ci fornisce un modello di universo infinito e statico che costituisce il germe della cosmologia dello “stato stazionario”.

Si possono quindi analizzare le differenze tra la visione dell’universo stazionario e quella dell’universo inflazionario (“ipotesi del ”big bang”). L’ipotesi del ”big bang” è un modello base dell’universo che ha avuto grande successo perché spiega i fatti sperimentali più importanti ed ha il vantaggio di basarsi su leggi fisiche ben sperimentate ma, come tutte le teorie, anche essa viene continuamente messa in discussione dall’aggiornarsi delle evidenze sperimentali.

Si può, infine, presentare ai discenti l’interrogativo sul futuro dell’universo: l’universo si espanderà per sempre o, a un certo momento, si fermerà e comincerà a contrarsi ? Si può ipotizzare una risposta attraverso la presentazione dei tre modelli possibili: 1)universo chiuso (la materia dell’universo supera la densità critica); 2) universo critico (la materia presente è uguale alla densità critica); 3)universo aperto (la materia non supera la densità critica).

La lezione deve tendere al conseguimento dei seguenti obiettivi  :

conoscenza dei “modelli” di struttura dell’universo (conoscenza)

saper porre in relazione tra loro fenomeni astronomici ed effetti (capacità)

inquadrare le conoscenze acquisite nella giusta dimensione storica e culturale (competenze).

 

Nella presentazione dell’argomento si può utilizzare la lavagna luminosa, se i contenuti sono organizzati in lucidi, o il computer, se i temi trattati sono illustrati con una presentazione in power point. La lezione può anche essere completata con la proiezione di una videocassetta (“Big bang, quasar e buchi neri” - di Le Scienze). L’utilizzo di uno strumento multimediale nella presentazione di un contenuto curriculare catalizza senz’altro l’attenzione e l’interesse dei discenti in quanto i media influenzano schemi logici e processi di apprendimento dei giovani.

Alla presentazione dei contenuti può seguire una discussione nel corso della quale gli allievi sono sollecitati ad intervenire (può essere utilizzata anche la tecnica del “brain storming”).

 Per i contenuti disciplinari si possono utilizzare, oltre che i manuali scolastici, anche le riviste specializzate (Le scienze, Focus) e i saggi di divulgazione scientifica (“Dal big bang ai buchi neri” - di S. Hawking).

Sono possibili eventuali collegamenti con altre discipline di studio (esempi) :

-fisica : “la fisica classica e la fisica relativistica”

-italiano : “la struttura del Paradiso dantesco”

-filosofia : “la teoria della relatività e la crisi dei fondamenti nella filosofia del novecento”.

I collegamenti multidisciplinari devono, ovviamente, essere concordati con i docenti delle discipline interessate tenendo presente il documento di programmazione redatto all’inizio dell’anno scolastico.

Per la verifica dei risultati raggiunti si utilizzano, oltre ai colloqui individuali, anche modelli di esercitazione scritta analoghi a quelli previsti per la terza prova d’esame.

Per quanto concerne la valutazione, è valutata con voto di sufficienza una corretta conoscenza delle informazioni di base della disciplina. La comprensione e padronanza dei contenuti si situa a livelli diversi di valutazione, fino al raggiungimento di ottimali capacità elaborative.

      

Prof.ssa Anna Tortora- Liceo classico "M.Galdi"-Cava dei Tirreni (SA)