DALL’OSSERVAZIONE ALLA MISURA
Prerequisiti
- Si richiede che gli/le allievi/e abbiano almeno una nozione intuitiva di proprietà comuni, quali lunghezza, volume, temperatura e di proprietà misurabili e non misurabili. Questo è utile per condurre a termine le attività di laboratorio necessarie.
- E’ utile la conoscenza delle potenze e delle proporzioni.
Allo scopo di verificare se gli alunni e le alunne negli anni precedenti hanno acquisito in maniera corretta alcune nozioni di base ed alcuni concetti essenziali legati alle operazioni del misurare si propongono una serie di domande alle quali essi/esse, anche usando vario materiale di consultazione, dovranno dare risposte brevi e concise.
Contenuti
- Introdurre il concetto di misurazione, misura, unità di misura
- Definire le misurazioni dirette e quelle indirette
- Definire la portata e la sensibilità di uno strumento di misurazione
- Presentare il Sistema Internazionale e lo strumento matematico alla base di esso
Obiettivi
- Riconoscere una misurazione diretta da una indiretta
- Saper individuare la portata e la sensibilità di uno strumento di misurazione
- Riconoscere le grandezze fondamentali e le corrispettive unità di misura del S.I.
- Saper esprimere una misura utilizzando i più comuni multipli e sottomultipli dell’unità stessa
- Riconoscere strumenti analogici e strumenti digitali
Agli/alle allievi/e, suddivisi in gruppi di 5, vengono presentati diversi oggetti e sostanze.
Ciascun gruppo li esaminerà utilizzando i cinque sensi e di ciascun oggetto dovrà elencare le proprietà che è in grado di individuare.
L’insegnante per ciascun oggetto chiederà a ciascun gruppo “come potete descriverlo, con quali aggettivi?” e chiederà agli altri gruppi se le risposte di/delle compagni/compagne sono sufficienti a fornire una rappresentazione esatta dell’oggetto stesso.
La discussione consentirà di capire che ci sono proprietà che non possono essere spiegate precisamente solo con gli aggettivi per quanto numerosi e puntuali essi possano essere.
Successivamente ciascun gruppo compilerà una tabella nella quale le proprietà individuate dovranno essere suddivise in misurabili e non misurabili.
Da questo esercizio così come dai risultati delle serie di domande proposte all’inizio si parte per introdurre il problema della misurazione, degli strumenti di misurazione (che vengono già classificati in analogici e digitali), del Sistema Internazionale.
Agli/alle allievi/e viene richiesto di ricercare, utilizzando la mediateca scolastica, sfruttando la ricerca in rete, informazioni sulla storia di alcuni strumenti di misurazione e sulle unità di misura.
Si chiede anche di pensare o provare a ricercare istruzioni per la costruzione di semplici strumenti di misurazione.
La
ricerca di informazioni sulla storia di alcuni strumenti di misurazione,
svolta nella classe prima dell’Istituto Tecnico Commerciale, ha portato
alla costruzione di un rudimentale igrometro, presentato dagli autori come
“barometro degli antichi”.
La costruzione degli strumenti è
stata assegnata come compito a casa.
Il cosiddetto “barometro degli antichi” può essere utilizzato come una sorta di “barometro”, certamente non utile per misurare la pressione atmosferica, ma per formulare ipotesi sul tempo atmosferico attraverso una valutazione dell’umidità dell’aria.
Alcuni/e allievi/e hanno costruito uno strumento
con scale più fini, con maggiori intervalli numerici.
Questo ha consentito all’insegnante di introdurre
i concetti di soglia di sensibilità
di uno strumento e degli errori di misura (errori di lettura, errori
statistici, errori sistematici).
Contestualmente si è introdotto anche
il concetto di “portata” di uno strumento.
Agli/alle allievi/e si è cercato di far capire, poiché non ne hanno ancora né la consapevolezza né la pratica, attraverso esercizi di misura di dimensioni lineari e dell’area di superfici il problema dell’incertezza della misura, che la misura di una grandezza fisica è sempre accompagnata da una indeterminazione più o meno grande a cui si dà il nome di errore di misura.
Per valutare il grado di rafforzamento dell’idea
dell’incertezza si è chiesto agli/alle allievi/allieve di scegliere
tra i diversi “barometri degli antichi” da essi/esse costruiti quello
che avrebbe consentito una misurazione con minor grado di incertezza.
Alcuni/e studenti/studentesse hanno indicato
lo strumento con soglia di sensibilità più elevata (quello con
maggior numero di tacche per indicare la scala di misurazione)
1. definisci che cosa significa misura e unità di misura
2. descrivi che cosa sono il sistema metrico decimale e i sistemi di misura non decimali
3. spiega cosa significa taratura di uno strumento
4. descrivi la differenza tra misure dirette e misure indirette
5. per misurare una grandezza, per esempio lunghezza, peso di un oggetto esiste un solo strumento di misura?
6. una comune sveglia che conta ore e minuti può essere usata per cronometrare una corsa veloce?
7. compila la tabella
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Grandezze da misurare |
Unità di misura |
Multipli |
Sottomultipli |
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Lunghezza Superficie Volume Massa Peso Capacità Tempo |
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Il “barometro degli antichi” / SCHEDA
Da tempi antichissimi i capelli
per la proprietà di accorciarsi quando è umido e di allungarsi
nuovamente quando l’aria è secca sono stati utilizzati per misurare il tasso di umidità.
Procuratevi un capello di circa 20 centimetri. Prendete un cartoncino al quale dovrete fissare una freccia ricavata da un altro cartoncino ritagliato. La freccia dovrà essere sistemata in modo da garantire la rotazione. Alla punta della freccia viene legata un’estremità del capello, mentre l’altra estremità viene fissata con del nastro alla cima del foglio.
Segnate con un pennarello la posizione della punta della freccia e aspettate. Nei giorni più umidi la punta si sposta verso l’alto, nei giorni meno umidi verso il basso. E’ possibile, segnando tutti i giorni la posizione della punta, costruirsi una scala di riferimento. Questo ci permetterà di stabilire ogni giorno quanto è secca o umida l’aria.
1. Misura di dimensioni lineari
Prerequisiti relativi ad abilità operative:
saper utilizzare gli strumenti di misura proposti
Strumenti di lavoro:
Riga, squadra, metro da muratore, metro per sarto
Procedimento:
Si chiede agli/alle allievi/e di eseguire misurazioni di lunghezza di banchi, libri,
cattedra e di inserire i dati in tabella completandoli anche con l’indicazione
dell’incertezza.
L’esercizio ha consentito di discutere,
con riferimento alla portata ed alla sensibilità, anche sulla scelta
dello strumento più adatto per misurare un certo oggetto.
2. Misure dell’area di superfici
Prerequisiti relativi ad abilità operative:
saper utilizzare gli strumenti di misura proposti
Strumenti di lavoro:
Riga, squadra, metro per sarto, carta millimetrata o foglio
a quadretti
Procedimento
Si chiede agli/alle allievi/e suddivisi in gruppi
di misurare la superficie di un banco.
Ciascun/a componente del gruppo eseguirà
una misurazione diretta ed una misurazione indiretta della superficie del
banco. Ogni gruppo compilerà una tabella in cui ciascuno/a riporterà
i propri dati, compresa l’indicazione di incertezza.