movimenti della terra e della luna by annarita

2° UA – Classe 2°- SD5 ANNO 2009-10

Educazione scientifica Interpretare i movimenti della Terra e della Luna nel sistema solare

Linea Guida condivisa. Ricerca del significato Compito unitario in situazione. Realizzare, in piccolo gruppo, uno o più esperimenti che simulino i movimenti di rotazione e rivoluzione della Terra attorno al Sole, mediante modellini costruiti con materiale povero, documentandone le varie fasi, dalla progettazione, alla costruzione degli oggetti, alla esecuzione degli esperimenti.

Obiettivi formativi. L’alunno sa: 1. descrivere i moti della Terra e indicarne le conseguenze; 2. spiegare che cosa sono i solstizi, gli equinozi e le stagioni; 3. indicare le caratteristiche delle diverse zone climatiche; 4. descrivere i moti della Luna, e spiegare il fenomeno delle fasi lunari, delle eclissi e delle maree.

Attività laboratoriali. Si propone, di seguito, un’ipotesi progettuale, articolata in 4 fasi, da utilizzare con flessibilità in base alle particolari esigenze del contesto didattico/educativo di riferimento. Essendo l’UA un’ipotesi di lavoro di massima, il docente di Scienze, in raccordo, ad esempio, con i colleghi di Arte, Tecnologia, Geografia e Storia, può ricercare diversi spunti trasversali utili ad avviare le attività laboratoriali, tenendo conto dei bisogni formativi degli allievi. 1° FASE: “Accertamento delle preconoscenze e input motivazionale” Dopo aver svolto alcune indagini preliminari, tramite attività di brainstorming e somministrazione di questionari mirati, circa le preconoscenze e le preconcezioni in possesso degli allievi, si sceglierà con cura l’input per introdurre l’argomento. L’occasione potrebbe essere fornita dalla proiezione di un film di fantascienza: “Il pianeta delle scimmie” oppure “2001, Odissea nello spazio” o ancora si potrebbe pensare ad un video che documenti l’impresa spaziale compiuta da tre astronauti americani Neil Armstrong, Edwin Aldrin, Michael Collins, nel luglio del 1969...destinazione Luna! Altri spunti di motivazione potrebbero derivare dall’osservazione dei cambiamenti nei colori della natura nel ciclo delle stagioni. Qui il collega di Arte e Immagine potrebbe dare una mano concretamente. Questi sono solo dei suggerimenti, ma non sarà difficile trovare altre soluzioni interessanti. Tempi di svolgimento: 2 ore 2° FASE: “ Interpretiamo i moti della Terra e le sue conseguenze” http://scientificando.splinder.com

Dopo aver organizzato la classe in piccoli gruppi, si allestiranno alcune attività sperimentali sui movimenti della Terra e le sue conseguenze.

Figura 1

1° ESPERIENZA: la rotazione della Terra Materiale: una bottiglia di plastica vuota con il tappo, due pezzi di filo di nylon di cui uno abbastanza lungo, della sabbia fine e ben asciutta, del nastro adesivo largo, un pennarello e un grande foglio di cartone. Procedimento: 1. tagliare il fondo della bottiglia di plastica e fare due fori, uno opposto all’altro, a circa 2 cm dal bordo; 2. infilare le due estremità del filo più corto nei buchi e fissarle con dei nodi; 3. legare al primo filo un’estremità del filo più lungo in modo che tenga la bottiglia in equilibrio; 4. fare un buco non troppo piccolo nel tappo e chiudere la bottiglia; 5. con il nastro adesivo, fissare al soffitto del laboratorio scientifico l’estremità libera del filo lungo, accertandosi che regga bene; 6. riempire la bottiglia di sabbia fine e lasciarla penzolare; 7. sotto di essa, distendere il foglio di cartone e quindi imprimere una lieve spinta alla bottiglia in modo che cominci ad oscillare; 8. controllare accuratamente le tracce lasciate dalla sabbia che fuoriesce dal buco del tappo e con il pennarello segnare sul cartone i punti che indicano le tracce di sabbia, iniziando dal punto da cui parte la prima traccia. Che cosa si osserva? La bottiglia oscilla e dal tappo fuoriesce la sabbia che lascia delle tracce sul cartone. Ci si accorgerà che sul cartone sono osservabili più tracce che descrivono un arco di circonferenza. Che cosa si può dedurre? Il cartone è appoggiato sulla superficie terrestre e le tracce, lasciate su di esso dalla sabbia che esce dalla bottiglia, descrivono un arco in quanto il foglio, evidentemente, segue il movimento rotatorio della Terra. Il confronto dei risultati ottenuti dai gruppi avvierà la discussione sulle conseguenze della rotazione terrestre. Si potranno allestire al riguardo delle semplice attività in cui gli alunni saranno stimolati a costruire degli oggetti e modellini per simulare l’alternarsi del dì e della notte e/o a costruire una meridiana. Si farà riflettere su come quest’ultima nell’antichità fosse utilizzata per misurare lo scorrere del tempo, sfruttando il fenomeno dell’accorciarsi e allungarsi delle ombre degli oggetti nel corso dell’intera giornata in rapporto alla posizione del Sole e quindi alla rotazione della Terra. http://scientificando.splinder.com

E’ molto importante favorire la concettualizzazione di ogni fase delle attività in vista del compito unitario che i ragazzi saranno chiamati a svolgere, e in cui dovranno evidenziare la capacità di progettare e realizzare in modo autonomo degli esperimenti per dimostrare quanto hanno appreso. Tempo di esecuzione: 1 ora e 30 minuti 2° ESPERIENZA: esploriamo il moto di rivoluzione della Terra. Materiale: un mappamondo, una lampada da tavolo, una matita, un foglio bianco di grandi dimensioni. Procedimento: 1. disegnare sul foglio un’ellisse il più grande possibile; 2. sistemare al centro la lampada accesa, rimuovendo l’eventuale schermo; 3. spostare lentamente il mappamondo lungo l’ellisse, facendo attenzione a non far ruotare la base su stessa; 4. fermarsi nelle 4 posizioni illustrate in figura 2. - Che cosa si osserva?.......................................................................................................................... - Che cosa si può dedurre?...................................................................................................................

Figura 2

Tempo di esecuzione: 1 ora Si potrebbero approfondire, infine, i seguenti contenuti: il reticolato geografico e la localizzazione di un punto sulla Terra; i fusi orari; il moto di precessione; la variazione dell’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano dell’orbita; la variazione dell’eccentricità dell’orbita; la distribuzione e le diverse caratteristiche delle zone climatiche, determinate dall’insolazione. 3° FASE: “Interpretiamo i moti della Luna e le sue conseguenze” In questa fase, sarà particolarmente interessante far ripercorrere ai ragazzi le due tappe storiche: 1959, anno in cui una sonda spaziale raggiunse per la prima volta la Luna, e 1969, anno del primo allunaggio. Il docente di Storia potrà fornire un valido aiuto ad inquadrare storicamente i due episodi, mentre il docente di Tecnologia offrirà spunti tecnico_operativi sul funzionamento dei robot. Si porteranno a conoscenza degli allievi le principali ipotesi sulla formazione della Luna e successivamente si tratteranno i più importanti moti lunari: rotazione, rivoluzione, traslazione. Non saranno trascurati argomenti affascinanti quali le eclissi, le maree (approfondimento su Mont Saint –Michel, in Normandia, meraviglia d’Europa) e le fasi lunari. Saranno, inoltre, allestite semplici e interessanti esperienze, nella cui realizzazione e messa in opera gli alunni saranno coinvolti attivamente anche in vista della performance finale. http://scientificando.splinder.com

Si propongono di seguito due esperienze, facilmente replicabili con materiale povero, per studiare il comportamento della Luna e il coinvolgente fenomeno delle eclissi lunari. 3°ESPERIENZA: studiamo il comportamento della Luna. Materiale: 1 calendario tipo lunario, cartoncino 100x 80, matita, compasso. .Procedimento: 1. disegnare sulla lavagna un semicerchio e dividerlo in 14 parti uguali; 2. indicare sul disegno l’Est e l’Ovest; 3. Tracciare, in corrispondenza della base del semicerchio, alcuni simboli che corrispondono a punti di riferimento dell’ambiente esterno in cui fare eseguire ai ragazzi le osservazioni; 4. il secondo giorno successivo alla Luna Nuova (seguendo le indicazioni del calendario) iniziare l’osservazione notturna e riportare sul cartoncino la posizione e la forma della Luna a una determinata ora; 5. riportare in una tabella, simile a quella che segue, l’ora in cui la Luna sorge e tramonta; 6. ripetere le operazioni indicate per 14 giorni consecutivi, alternandosi nelle osservazioni. NOTA: assicurarsi di riprodurre la posizione e la forma della Luna, riprese sempre alla stessa ora. Conclusioni: invitare i ragazzi a commentare, in una discussione aperta, i risultati dell’indagine e riportare le conclusioni della discussione con una mappa concettuale o con un flow-chart. Tempo di esecuzione: 1 ora per i preparativi e 14 giorni per le osservazioni Data

Ora levata

Ora tramonto

4° ESPERIENZA: simuliamo un’eclissi di Luna Materiale: 1 lampada da tavolo, cartoncino scuro, plastilina, 2 bastoncini di legno, pallina con un diametro di 8 cm, pallina con un diametro di circa 3 cm. Procedimento: 1. inserire un bastoncino in ognuna delle due palline; 2. collocare all’altra estremità dei bastoncini un po’ di plastilina; 3. posizionare i bastoncini, con attaccate le palline e la plastilina, sopra il cartoncino, uno di fronte all’altro distanziandoli di circa 60 cm; 4. sistemare la lampada (Sole) a circa 40 cm dalla pallina più grande (Terra) e accendere la luce. Conclusioni: chiedere ai ragazzi di spiegare perché questo esperimento può essere considerato una simulazione dell’eclissi di Luna.

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Figura 3

Tempo di esecuzione: 1 ora circa. 4° FASE: “ Mettiamo in ordine quanto appreso...” Attraverso le attività svolte nelle fasi precedenti, gli allievi hanno potuto esplorare e interpretare alcuni importanti movimenti della Terra e della Luna, approfondendo diversi aspetti e fenomeni ad essi correlati. Giunti alla fine del percorso apprenditivo, sarà utile realizzare collettivamente una mappa concettuale per sintetizzare quanto appreso, e/o un cartellone riassuntivo, da costruire durante le ore di Arte. NOTA: In terza, si potrà riprendere e ampliare l’argomento con la trattazione della legge di gravitazione universale, approfondendo, in collaborazione con l’insegnante di storia, gli aspetti storici legati ad essa. Tempi di svolgimento: 2 ore. Indicazioni per le risorse in rete. Dato che non è facile disporre di un telescopio, Internet offre la possibilità di osservare il cielo dal monitor di un computer. Imperdibile è il Solar System Simulator, sviluppato dalla NASA e disponibile su http://space.jpl.nasa.gov, con cui è possibile osservare tutti i corpi del sistema solare in qualunque momento. Esiste anche un’interfaccia in lingua italiana sul sito www.anisn.it/geologia2000/O_osservatorio.html A questo indirizzo è possibile reperire informazioni su “Il Planetario Virtuale”: http://scientificando.splinder.com/post/20602130#more-20602130 A questa pagina web è disponibile un’animazione del moto di rivoluzione della Terra con le stagioni: http://scientificando.splinder.com/post/19750674/Il+Moto+Di+Rivoluzione+Della+T A questo indirizzo è infine scaricabile un Learning Object sui moti della Terra: http://scientificando.splinder.com/post/18347230/I+Moti+Della+Terra+%5BLearning+O Infine un’animazione dei moti di rotazione e rivoluzione della Terra: http://www.astrosurf.com/cosmoweb/terra/motiterr.gif http://scientificando.splinder.com

Verifica, valutazione, monitoraggio. Si propongono alcune esemplificazioni di prove per verificare le conoscenze e le abilità acquisite in itinere. Le competenze attese saranno monitorate sia mediante lo svolgimento del compito unitario in situazione che durante le fasi delle attività laboratoriali, grazie ad osservazioni sistematiche e tecniche qualitativo/narrative diversificate, quali brainstorming, interviste, questionari o check-list specifiche.

Conoscenze 1. Indica con una crocetta quali sono le frasi vere e quali le frasi false. a. La Luna è l’unico asteroide della terra.

b. Ogni sei mesi è possibile vedere l’altra “faccia” della Luna.

c. I mari lunari sono pieni d’acqua.

d. I crateri lunari sono dovuti all’impatto di meteoriti.

e. La Luna ruota intorno alla Terra ma non su stessa.

f. Dalla Terra, un osservatore vede la Luna che sorge a Est e tramonta a Ovest.

g. Il mese lunare dura circa 29 giorni.

h. L’eclissi di Luna si verifica solo nella fase di Luna nuova.

Il moto di rotazione e quello di rivoluzione della Luna hanno la stessa durata.

V F

L’attrazione gravitazionale della Luna provoca le maree.

V F

2. Completa: -

Il moto di rivoluzione della Terra avviene in senso..........................................su un’orbita......................di cui il Sole occupa...............................................................

Durante tale moto l’asse terrestre si mantiene......................................................................

Il moto di rivoluzione ha la durata di.......................................e le conseguenze sono l’.................................................e la.................................................................................

3. Quante sono le zone climatiche? Come sono distribuite sulla superficie terrestre? Sapresti indicare quali sono le loro principali caratteristiche in termini di fattori biotici e abiotici? 4. Indica la risposta esatta, con una crocetta. a. Nei giorni degli equinozi:  la notte è più lunga del dì;  il dì è più lungo della notte;  notte e dì hanno la stessa durata. b. Il 23 settembre: http://scientificando.splinder.com

 comincia l’autunno;  finisce l’autunno;  comincia l’inverno. c. Nel solstizio d’inverno il Polo Nord è: caldo; illuminato; al buio. 5. Sottolinea il termine corretto tra quelli in corsivo. a. La rotazione della Terra determina l’alternarsi del dì e della notte/delle stagioni. b. Poiché l’asse terrestre è inclinato di circa 67°/23° rispetto alla direzione dei raggi solari, il dì e la notte hanno la stessa durata/ durate diverse nei vari luoghi della terra. c. Il dì/giorno è diviso in un periodo di luce, il dì/giorno, e uno di oscurità, la notte. d. La Terra ruota in senso antiorario, cioè da Ovest verso Est/da Est verso Ovest, intorno al proprio asse. e. Il moto di rotazione terrestre dura circa 24 ore/365 giorni. * Con l’esercizio 1 si verifica il raggiungimento dell’obiettivo formativo 4, con gli esercizi 2 e 5 quello dell’obiettivo formativo 1, con l’esercizio 3 quello dell’obiettivo formativo 3, con l’esercizio 4 quello dell’obiettivo formativo 2.

Abilità 1. Osserva il disegno e svolgi gli esercizi proposti.

a. Colora in blu la linea degli equinozi, in rosso la linea dei solstizi, in verde l’orbita terrestre. http://scientificando.splinder.com

b. Scrivi al posto dei puntini qual è la posizione della terra nei solstizi di inverno e d’estate e negli equinozi di primavera e autunno. 2. Completa con i nomi delle fasi lunari, indicando l’esatto attributo della Luna.

3. Perché in inverno, nonostante la Terra si trovi in perielio, nell’emisfero boreale fa freddo? 4. Tenendo conto che la durata di un anno è di 365 giorni e 6 ore circa, come spieghi che ogni 4 anni si aggiunge 1 giorno al mese di febbraio? Come viene detto l’anno in cui il mese di febbraio ha 29 giorni? * Con gli esercizi 1, 3 e 4 si verifica il raggiungimento degli obiettivi formativi 1, 2 e 3, con l’esercizio 2 quello dell’obiettivo 4. Il livello di accettabilità si ritiene raggiunto quando: -

sono stati svolti con esattezza gli esercizi 1, 2 e 5, per le conoscenze, e gli esercizi 1, 2 e 4, per le abilità;

sono stati svolti tutti gli esercizi previsti, con imprecisioni e inesattezze non superiori al 40%.

Tenuto conto che la valutazione del processo apprenditivo degli alunni non avviene in un’unica soluzione, ma si svolge in itinere, si somministreranno agli alunni dei modelli specifici per il suo monitoraggio, per l’autovalutazione da parte dell’allievo, per la verifica e la valutazione degli apprendimenti e del comportamento. A tal fine, si propone a titolo meramente esemplificativo una scheda per il monitoraggio del compito unitario in situazione.

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Scheda per il monitoraggio del compito unitario in situazione

UA n. 2: Interpretare i movimenti della Terra e della Luna nel sistema solare

Compito unitario in situazione

Esecuzione del compito unitario

Contesto della prestazione

Capacità metacogniti va personale

Livello delle conoscenze acquisite

Realizzare, in piccolo gruppo, uno o più esperimenti che simulino i movimenti di rotazione e rivoluzione della Terra attorno al Sole, mediante modellini costruiti con materiale povero, documentandone le varie fasi, dalla progettazione, alla costruzione degli oggetti, alla esecuzione degli esperimenti.

-Il compito: ⁭è stato ⁭non è stato portato a termine.

La situazione era:

⁭ Sono

-ottimo

⁭ Non sono presenti elementi di creatività e personalità

-distinto

-buono

-sufficiente

- non sufficiente

⁭ vera ⁭simulata

- In modo: ⁭adeguato e funzionale ⁭non adeguato e funzionale alla situazione.

Livello delle abilità acquisite

Annarita Ruberto

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