ATTIVITA’ LABORATORIALE MATEMATICA E STRUTTURA DELLA MATERIA

Quanta matematica c’è nella struttura interna delle cose che ci circondano?

1. DESCRIZIONE DELL’ATTIVITA’:

La seguente attività è nata passeggiando per le vie del centro storico di Napoli con un collega di chimica, a cui raccontavo alcuni collegamenti tra la matematica e i percorsi urbani, e gli chiesi: “Riesci a cogliere dei collegamenti con la chimica che evidenzino anche gli aspetti matematici?”

Mi rispose: “ osserverò i percorsi da questo punto di vista e ti farò sapere”….

Sono nate molte domande stimolo interessanti, che hanno suscitato molta curiosità e attenzione nei ragazzi durante i percorsi, ne proponiamo un esempio:

Nella nostra passeggiata attraverso il centro storico di Napoli, ci siamo fermati di fronte alla facciata di piazza del Gesù, caratterizzata dalla presenza dei bugnati (piramidi a base quadrata) e abbiamo chiesto ai ragazzi: quale è il legame tra questa facciata e il sale da cucina? Ognuno ha cercato di dare un’interpretazione, di cogliere qualche collegamento e poi li abbiamo guidati a riflettere sulla struttura interna del sale da cucina; ed ecco che i bugnati di piazza del Gesù possono essere visti come una ‘’sezione trasversale della disposizione spaziale degli ioni componenti la struttura cristallina interna del cloruro di sodio”, il comune sale da cucina, ottenuta attraverso diffrazione ai raggi X; una tecnica che sfrutta la proprietà degli elettroni esterni degli atomi di diffrangere la radiazione X incidente al fine di determinare la loro posizione nello spazio.

Questa attività vuole evidenziare i collegamenti tra alcune forme geometriche che possiamo osservare passeggiando tra le strade della nostra città ( la facciata di una chiesa, la forma di un pilastro, la disposizione della frutta sui banconi dei negozi in strada,…) e la distribuzione nello spazio degli atomi che costituiscono gli oggetti che usiamo quotidianamente.

Quindi la matematica viene presentata come linguaggio per descrivere il mondo che ci circonda, come strumento per modellizzare non solo i fenomeni fisici macroscopici ma anche la struttura chimica degli oggetti, per poterne cogliere caratteristiche e peculiarità dallo studio dei modelli matematici.

Proponiamo per questo tipo di attività di utilizzare delle schede con i diversi reticoli dei solidi cristallini da impiegare come modelli interpretativi delle forme reali. Con l’uso di paint si possono poi evidenziare le forme geometriche riconosciute e con un kit di modelli molecolari è possibile costruire la struttura per poterne meglio comprendere la distribuzione spaziale.

Questa attività vuole favorire l’interdisciplinarietà di alcune tematiche, in maniera tale che i professori possano confrontarsi e costruire percorsi tematici comuni. E’ un tipo di attività

laboratoriale dinamica, su cui si può tornare ogniqualvolta si scopre un nuovo collegamento, arricchendo la tabella in allegato con nuovi esempi.

2. MATERIALI: scheda dei reticoli di Bravais PC

kit di Modelli molecolari

3. OBIETTIVI DEL DOCENTE:

Introdurre le caratteristiche della modellizzazione matematica (osservazione - semplificazione - descrizione del fenomeno - modello)

Stimolare gli studenti a porsi domande anche sulla struttura interna delle cose che ci circondano.

Favorire l’interdisciplinarità lavorando in collaborazione con il collega di chimica per affrontare i seguenti argomenti: modellizzazione, leggi matematiche, diffrazione ai raggi x, angoli di incidenza.

4. COMPETENZE : Osservazione del mondo reale Saper utilizzare strumenti digitali e kit di modellizzazione Saper trovare collegamenti interdisciplinari

5. CLASSI TARGETPer poter approfondire e comprendere le proprietà chimico-fisiche descritte, è consigliabile proporre questa attività al quarto anno di scuola secondaria di secondo grado (istituti tecnici industriali), tuttavia questa esperienza si presta ad essere trasferita, con un livello descrittivo meno raffinato, anche a classi di scuola primaria o secondaria di primo grado.