Cap. 1 Per fare scienzaCap. 1 Per fare scienza

FenomenoFenomenoLa parola fenomeno nel La parola fenomeno nel linguaggio comune linguaggio comune significa qualcosa di significa qualcosa di straordinario “Maradona straordinario “Maradona è stato un fenomeno è stato un fenomeno del calcio”del calcio”

Nel linguaggio Nel linguaggio scientifico la parola scientifico la parola fenomeno è fenomeno è semplicemente semplicemente qualcosa che accadequalcosa che accade

Osservare i fenomeniOsservare i fenomeni

La scienza nasce dal desiderio di La scienza nasce dal desiderio di spiegare spiegare i fenomeni naturalii fenomeni naturali

Lo scienziato è un investigatore che Lo scienziato è un investigatore che raccoglie le informazioni della natura, le raccoglie le informazioni della natura, le organizza e cerca di risolvere un problemaorganizza e cerca di risolvere un problema

Per fare questo utilizza un Per fare questo utilizza un metodometodo

L’osservazioneL’osservazione

Osservare ciò che accade intorno a noi è il Osservare ciò che accade intorno a noi è il primo passo della scienzaprimo passo della scienza

Cosa significa osservare?Cosa significa osservare?

Significa Significa esaminare con grande attenzioneesaminare con grande attenzione in in questo modo possiamo fissare le caratteristiche di questo modo possiamo fissare le caratteristiche di ciò che abbiamo osservato e le possiamo ciò che abbiamo osservato e le possiamo descriveredescrivere

Poi possiamo riflettere sulle caratteristiche più Poi possiamo riflettere sulle caratteristiche più importantiimportanti

Come si osservaCome si osserva

La nostra è l’epoca dell’immagine per cui La nostra è l’epoca dell’immagine per cui sembra normale pensare che si osserva sembra normale pensare che si osserva con la vistacon la vista

In realtà si osserva con tutti i sensiIn realtà si osserva con tutti i sensi

Per riconoscere i suoni utilizziamo l’uditoPer riconoscere i suoni utilizziamo l’udito

Per distinguere i sapori il gustoPer distinguere i sapori il gusto

Per stabilire se un oggetto è liscio il tattoPer stabilire se un oggetto è liscio il tatto

Per un odore l’olfattoPer un odore l’olfatto

Gli strumentiGli strumenti

Spesso i sensi ci possono ingannare Spesso i sensi ci possono ingannare perciò gli scienziati utilizzano gli strumenti perciò gli scienziati utilizzano gli strumenti di misura (es. righello)di misura (es. righello)

A volte i sensi sono poco sensibili perciò si A volte i sensi sono poco sensibili perciò si ricorre agli strumenti di osservazionericorre agli strumenti di osservazione

Lente, microscopio telescopioLente, microscopio telescopio

La formulazione di ipotesiLa formulazione di ipotesiLa seconda fase del processo scientifico è La seconda fase del processo scientifico è l’interpretazione di ciò che abbiamo l’interpretazione di ciò che abbiamo osservatoosservato

Interpretare significa capire il significato di Interpretare significa capire il significato di ciò che ho osservatociò che ho osservato

La prima cosa che facciamo è quella di La prima cosa che facciamo è quella di formulare delle ipotesi, cioè possibili formulare delle ipotesi, cioè possibili spiegazioni di ciò che abbiamo osservatospiegazioni di ciò che abbiamo osservato

EsempioEsempioVado in un parco in autunno e vedo le foglie Vado in un parco in autunno e vedo le foglie ammucchiate di preferenza da una parteammucchiate di preferenza da una parte

Perché si trovano in questa posizione?Perché si trovano in questa posizione?

1.1. Si sono ammucchiate casualmenteSi sono ammucchiate casualmente

2.2. Il vento le ha sospinte di preferenza in una Il vento le ha sospinte di preferenza in una certa direzionecerta direzione

3.3. In quelle zona il vento fa mulinello e le foglie In quelle zona il vento fa mulinello e le foglie vanno tutte lìvanno tutte lì

4.4. Qualche giorno prima è venuto il giardiniere Qualche giorno prima è venuto il giardiniere che le ha ammucchiate ma poi non le ha che le ha ammucchiate ma poi non le ha portate viaportate via

Il ragionamento scientificoIl ragionamento scientifico

1.1. Si osserva un nuovo fenomenoSi osserva un nuovo fenomeno

2.2. Per spiegarlo si fanno diverse ipotesiPer spiegarlo si fanno diverse ipotesi

3.3. Si confrontano le ipotesi con le mostre Si confrontano le ipotesi con le mostre esperienze e conoscenzeesperienze e conoscenze

4.4. Con questa verifica si scartano le ipotesi Con questa verifica si scartano le ipotesi meno credibili e si mantengono quelle meno credibili e si mantengono quelle più idonee a spiegare il fenomenopiù idonee a spiegare il fenomeno

EsperimentiEsperimenti

L’esperimento semplifica la L’esperimento semplifica la naturanatura

Galileo ha utilizzato il piano inclinato per Galileo ha utilizzato il piano inclinato per studiare la caduta dei gravi (oggetti)studiare la caduta dei gravi (oggetti)

Il piano inclinato studia lo stesso Il piano inclinato studia lo stesso fenomeno della caduta dei gravi ma lo fenomeno della caduta dei gravi ma lo semplificasemplifica

Le velocità dei corpi sono più basseLe velocità dei corpi sono più basse

Lo studi quantitativo dei Lo studi quantitativo dei fenomenifenomeni

Osservate nuovamente queste figureOsservate nuovamente queste figure

Galileo nelle immagini sta tentando di Galileo nelle immagini sta tentando di trovare un modo per misurare il tempo trovare un modo per misurare il tempo trascorsotrascorso

Questo ci dice che nello studio di un Questo ci dice che nello studio di un fenomeno occorre fare delle misurefenomeno occorre fare delle misure

Il metodo scientifico Il metodo scientifico 1.1. Osservare le cose che ci circondano e i Osservare le cose che ci circondano e i

fenomeni della naturafenomeni della natura

2.2. Formulare ipotesi per spiegare ciò che si Formulare ipotesi per spiegare ciò che si è osservatoè osservato

3.3. Eseguire gli esperimenti per mettere alla Eseguire gli esperimenti per mettere alla prova le ipotesi fatte e controllare così se prova le ipotesi fatte e controllare così se siano valide oppure nosiano valide oppure no

4.4. Esaminare i risultati degli esperimenti per Esaminare i risultati degli esperimenti per trarre le conclusionitrarre le conclusioni

Quando un ipotesi è stata verificata da Quando un ipotesi è stata verificata da uno o più esperimenti si chiama legge uno o più esperimenti si chiama legge scientificascientifica

Se un ipotesi suffragata da alcuni Se un ipotesi suffragata da alcuni esperimenti abbraccia più fenomeni esperimenti abbraccia più fenomeni prende il nome di teoria scientificaprende il nome di teoria scientifica

Le leggi e le teorie scientifiche sono Le leggi e le teorie scientifiche sono sempre provvisorie cioè non sono sempre provvisorie cioè non sono definitive e stabilite una volta per sempredefinitive e stabilite una volta per sempre

Una teoria è ritenuta vera fino a che nuove Una teoria è ritenuta vera fino a che nuove conoscenze o nuovi esperimenti o nuovi conoscenze o nuovi esperimenti o nuovi concetti non le dimostrino falseconcetti non le dimostrino false

Può succedere che una teoria, anche se Può succedere che una teoria, anche se sappiamo che è incompleta, continui ad sappiamo che è incompleta, continui ad essere utilizzata se non ce n’è una essere utilizzata se non ce n’è una miglioremigliore

Le nuove teorie oltre a spiegare fenomeni Le nuove teorie oltre a spiegare fenomeni già osservati spesso deve fare previsioni già osservati spesso deve fare previsioni su fenomeni non ben compresi e/o su fenomeni non ben compresi e/o predirne di nuovipredirne di nuovi

Osservare un fenomenoraccogliendo tutti i dati

e le informazioni possibili

Formulare un’ipotesidi spiegazione

Verificare l’ipotesisperimentalmente

L’ipotesi è confermata?

Formulare un’altra ipotesi

No

Formulare la legge che

spiega il fenomeno

Si

Le branche delle scienze naturali

dal vocabolario Treccani Branca: suddivisione, ripartizione, particolare settore (di scienze, letteratura, arte, ecc.)

le varie b. delle scienze naturali sono i settori in cui queste sono suddivise

Queste 2 secoli fa erano ridotte di numero ma col progredire delle conoscenze sono diventate moltissime pertanto i rami principali sono, loro volta, suddivisi in moltissimi rami secondari e ramoscelli

Chimica

Quella branca delle scienze naturali, che si occupa delle sostanze e delle loro trasformazioni

molecola

Becher e beute con soluzioni

atomo

Tavola periodica degli elementi

Reazione chimica

Fisicada wikipedia: Scopo della fisica è lo studio dei fenomeni naturali, ossia di tutti gli eventi che possano essere descritti ovvero quantificati attraverso grandezze fisiche opportune, al fine di stabilire principi e leggi

Fenomeni fisici

AstronomiaDa wikipedia: L'astronomia, che etimologicamente significa legge delle stelle (dal greco: αστρονομία = άστρον + νόμος), è la scienza il cui oggetto è l‘osservazione e la spiegazione degli eventi celesti.

Studia le origini e l'evoluzione, le proprietà degli oggetti che formano l'universo e che possono essere osservati sulla sfera celeste.

Il miglior planetario gratuito da scaricare

BiologiaLa biologia (dal greco βιολογία, composto da βίος, bìos = "vita" e λόγος, lògos = nel senso di "studio") è la scienza che studia tutto ciò che riguarda la vita. (fonte wikipedia)

GeologiaLa geologia (dal greco γῆ, gê, "terra" e

λόγος, logos, "studio") è la scienza che studia la Terra e i processi che la plasmano e la cambiano. (wikipedia)

Rappresentare i dati

Abbiamo visto come raccogliere i dati, spesso questi debbono essere anche rappresentati

Per rappresentarli si utilizzano: ideogrammi, istogrammi, areogrammi e diagrammi cartesiani.

Ideogrammi

I dati vengono rappresentati mediante una figura che dà un’idea di ciò che vi vuole rappresentare

Se ci interessa rappresentare il numero degli alunni utilizzeremo il seguente ideogramma

Per comprenderne l’uso ci vuole una leggenda

Quanti alunni ci sono nei vari ordini di scuola?

IstogrammiL’istogramma è una rappresentazione grafica nella quale i dati sono rappresentati con rettangoli o parallelepipedi, disposti orizzontalmente o verticalmente, aventi tutti uguale base e la cui lunghezza o altezza rappresenta i dati in questione

AreogrammiE' un grafico che evidenzia nell'area di un cerchio o di un' altra superficie geometrica i risultati di un'indagine.Si tratta di una rappresentazione basata sul rapporto delle aree individuate e indicate dalle diverse parti di una superficie prestabilita.

Diagramma Cartesiano

I diagrammi cartesiani, così detti dal nome del loro ideatore, il matematico Cartesio (1596-1650), sono molto adatti a rappresentare i valori di una grandezza in funzione di un'altra (cioè di una grandezza i cui valori variano al variare di un'altra). Il caso più frequente è quello di una grandezza funzione del tempo (con il passare del tempo la grandezza varia).

I diagrammi cartesiani si realizzano mediante due rette perpendicolari (ascisse ed ordinate) sulle quali vengono prefissate delle opportune unità di misura.

Rappresentazione attraverso un diagramma cartesiano delle temperature registrate nelle varie ore di una giornata in una data località.

Il sistema internazionaleIl sistema internazionale

Il Sistema Internazionale (SI) ha Il Sistema Internazionale (SI) ha identificato 7 grandezze fondamentaliidentificato 7 grandezze fondamentali

Lunghezza, massa, intervalli di tempo, Lunghezza, massa, intervalli di tempo, intensità di corrente elettrica, temperatura, intensità di corrente elettrica, temperatura, intensità luminosa e quantità di sostanzaintensità luminosa e quantità di sostanza

Le grandezze fondamentali del Le grandezze fondamentali del SI e loro unità di misuraSI e loro unità di misura

Grandezza fisica Unità di misura Simbolo

Lunghezza Metro m

Massa Kilogrammo Kg

Intervalli di tempo Secondo s

Intensità di corrente elettrica

Ampere A

Temperatura Kelvin K

Intensità luminosa Candela cd

Quantità di sostanza mole mol

Grandezze derivateGrandezze derivate

Tutte le altre grandezze si ottengono Tutte le altre grandezze si ottengono combinando in vario modo queste combinando in vario modo queste grandezze fondamentaligrandezze fondamentali

es. nel SI la velocità si misura in m/s es. es. nel SI la velocità si misura in m/s es. se in 10s percorriamo 100m siamo se in 10s percorriamo 100m siamo viaggiando a 100m/10s = 10m/sviaggiando a 100m/10s = 10m/s

A volte si usano unità di misura pratiche A volte si usano unità di misura pratiche es. i km/h (chilometri orari)es. i km/h (chilometri orari)

In questo caso occorre una formula di In questo caso occorre una formula di conversioneconversione

1km/h = 1000m/3600s = 0,28 m/s1km/h = 1000m/3600s = 0,28 m/s

1m/s = 3,6 km/h1m/s = 3,6 km/h

Multipli e sottomultipli del metro

m

X 10

1 m

dam

X 10

10 m

hm

100 m

X 10

km

1000 m

dm

X 10

0,1 m

cm

0,01 m

X 10

mm

0,001 m

X 10

: 10

: 10

: 10

: 10

: 10

: 10

Per trasformare una grandezza in una successiva occorre dividere per 10, 100 o 1000 … a seconda del numero degli “scalini” che salgo; viceversa debbo moltiplicare per 10, 100, 1000 a seconda degli scalini che scendo

I multipli e i sottomultipli dell'unità di misura di superficie sono equivalenti alle aree di quadrati aventi per lato i multipli o sottomultipli del metro quadrato.

Un posto a scendere si moltiplica per 100,

Due posti a scendere si moltiplica per 10000   

Tre posti a scendere si moltiplica per 1000000    

Un posto a salire si divide per 100   

Due posti a salire si divide per 10000    

Tre posti a salire si divide per 1000000

Dal sito rinonline.it

I multipli e i sottomultipli dell'unità di misura di volume sono equivalenti ai volumi di cubi aventi per lato i multipli o sottomultipli del m3.

Un posto a scendere si moltiplica per 1000

Due posti a scendere si moltiplica per 1000000   

Tre posti a scendere si moltiplica per 1000000000    

Un posto a salire si divide per 1000   

Due posti a salire si divide per 1000000    

Tre posti a salire si divide per 1000000000

Dal sito rinonline.it

Misure dirette e indiretteMisure dirette e indirette

Una misura diretta è quella che si esegue Una misura diretta è quella che si esegue direttamente utilizzando uno strumento direttamente utilizzando uno strumento specifico (l’altezza del rimbalzo di una specifico (l’altezza del rimbalzo di una palla col metro)palla col metro)

Se io misuro l’altezza e la larghezza di un Se io misuro l’altezza e la larghezza di un tavolo e poi calcolo l’area con una formula tavolo e poi calcolo l’area con una formula eseguo una misurazione indirettaeseguo una misurazione indiretta

Strumenti per misurare