La Ludoteca Scientifica di Pisa offre un’attività didattica per mostrare l’utilizzo di sensori elettronici nelle misure fisiche. Dopo aver presentato questo laboratorio in più occasioni, ho deciso di aggiornarlo cambiandone la struttura.
L’attività originale non è mia, quindi non scenderò nei dettagli. Nel caso specifico consiste nella misura della velocità del suono con un esperimento di tipo “tempo di volo”.
L’aggiornamento
L’attività originale era prevalentemente frontale e dimostrativa, quindi la mia modifica serve a renderla più interattiva. Ho deciso dividere il pubblico in due gruppi, composti da 10-12 studenti. A ciascun gruppo sono forniti dei gettoni che “spenderanno” per migliorare un apparato sperimentale.
Dopo un’introduzione sull’esperimento da eseguire, i gruppi ne svolgono una versione primitiva in cui usano un cronometro. Sono, quindi, subito posti di fronte alla necessità di migliorare lo strumento. Il livello successivo usa l’apparato originale, dotato di un Arduino UNO, a cui si abbina un metro a nastro.
A questo punto dell’attività a ciascun gruppo è rimasto un solo gettone da spendere ma ha due possibili scelte: rendere più solido lo strumento o sostituire il metro con un sensore IR collegato al microcontrollore. Entrambe le possibilità presentano vantaggi e svantaggi che sono loro illustrati.
I vantaggi del metodo
La competizione che si crea tra i due gruppi aumenta la partecipazione, mentre la presenza di più opzioni che si escludono a vicenda li spinge a discutere e argomentare le proprie scelte. Anche la possibilità, per quanto rara, che un gruppo decida di non abbandonare mai lo strumento iniziale presenta dei vantaggi: spinge gli studenti a migliorare le misure e spesso li porta autonomamente a ritrovare i concetti di analisi degli errori appresi a scuola.
Per concludere, un grafico che mostra le loro misure e un costante stimolo al ragionamento su queste porta i gruppi a decidere consapevolmente come eseguire la misura nell’iterazione successiva.
Considerazioni finali
Questo tipo di attività può essere applicato a ogni esperienza di cui esistano più versioni a livelli diversi di raffinatezza, non solo la misura della velocità del suono. Se possibile consiglio anche la presenza di una copia dell’esperimento per gruppo. Questo, in ogni caso, non è sempre necessario e i gruppi possono alternarsi a un singolo strumento.
