Il paesaggio delle Scienze

Gli “oggetti” della realtà, direttamente o indirettamente percepibile, interagiscono fra di loro e gli eventi di natura, i processi in cui tali oggetti sono coinvolti accadono conformemente a “leggi”. La Natura mostra cioè la tendenza a evolvere verso configurazioni di minimo di energia, ovvero di “equilibrio”.
Avvicinarci alla comprensione della natura degli “oggetti” e delle leggi che ne regolano l’interazione in particolari condizioni, costituisce lo scopo del nostro lavoro e della nostra vita di esseri razionali. Per rendere meglio questo concetto prendo in prestito le parole che Dante mette in bocca  a Ulisse nel XXVI canto dell’Inferno   ….:” fatti non foste a viver come bruti,  ma per seguire virtute e conoscenza”.
L’uomo per la sua natura limitata non può conoscere tutta la realtà e pertanto deve rimpicciolire l’angolo sotto cui scruta la Natura  per sperare di raggiungere un buon grado di approssimazione nella conoscenza degli “oggetti” che, comunque, rimangono  nella loro essenza celati alla nostra indagine. Questo perché noi non lavoriamo con gli oggetti ma con la loro rappresentazione, quindi noi non lavoriamo con la realtà ma con la sua interpretazione. Da questa considerazione discende l’importanza del “modello”“ nelle scienze e nella fisica in particolare.
Gli “oggetti” della nostra indagine sono stati :

•  temperatura, termometri e scale termometriche;
•  l’equilibrio termico;
•  proprietà termiche delle sostanze;
•  dalla misura alla loro rappresentazione. Uso del formalismo matematico;
•  costruzione di modelli;
•  natura del calore. 

Questi “oggetti” , essendo stati sviluppati in una prima classe, sono stati sfiorati e non approfonditi , per cui penso quest’anno di  riprenderne qualcuno per  apportare i cambiamenti che si riterranno necessari alla luce di quanto emergerà in classe durante l’attività.
Siamo partiti da un livello  soggettivo di esperienze sensoriali per arrivare alla conclusione che le conoscenze acquisite tramite i sensi costituiscono un’utile acquisizione soggettiva.
Il passaggio dalla conoscenza soggettiva ad una  intersoggettiva richiede che le nozioni e i giudizi qualitativi si trasformino, attraverso l’uso di un linguaggio quantitativo, in conoscenze condivise. In questo modo vengono superati gli “inconvenienti” legati ad un linguaggio basato su sensazioni personali ( questo oggetto è caldo, questo tavolo è largo 3 palmi, ecc.)
Si è pensato che esperienze legate agli scambi di calore fossero le più indicate per un approccio al linguaggio quantitativo della scienza.
Esperienza concreta: acqua calda + acqua fredda = acqua tiepida
Esperienza scientifica: individuazione delle quantità fisiche in “gioco” e delle loro eventuali dipendenze.
In una esperienza entrano in “gioco” diverse grandezze e per studiarle opportunamente è necessario mantenerle costanti tutte tranne una. Il processo va ripetuto di volta in volta per ciascuna delle grandezze individuate. Nel nostro caso abbiamo preso in esame quantità uguali di acqua a temperature diverse per determinare la temperatura finale dopo averle mescolate.
Successivamente, adoperando sempre acqua, abbiamo determinato la temperatura finale di masse diverse a temperature diverse.
Tutto questo ci ha portato ad occuparci degli scambi di calore ponendo in evidenza le nozioni di massa, temperatura e calore specifico.
Infine è stato studiato  nel tempo l’andamento del riscaldamento/raffreddamento di masse di acqua.

Catania 8 ottobre 2001

       Lavoro in classe (file WORD)