Buongiorno, il laboratorio povero di fisica non è soltanto un modo di fare esperimenti utilizzando oggetti di uso quotidiano, ma è anche una metodologia nella quale l’analisi di un fenomeno fisico avviene per scoperta e viene ricercato in fenomeni apparentemente diversi tra loro. Il laboratorio povero diventa necessario nelle scuole dove mancano alcune strumentazioni (ma anche se si ha un laboratorio attrezzato io lo consiglio). La fisica però è da sempre aperte alle nuove tecnologie e chi fa didattica non può non confrontarsi con esse.

Oggi vi presenterò un modello di lezione che solitamente affronto utilizzando applet e programmi reperibili in rete. E’ una lezione che può essere fatta senza ausilio di particolari strumenti, non solo con una Lim ma anche con un semplice proiettore ed una cassa!
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Sostengo che l’utilizzo del laboratorio di fisica è sempre da preferire alle simulazioni, tuttavia esistono alcuni esperimenti dove è davvero molto difficile poter svolgere esperimenti significativi di tipo didattico (penso ad alcuni esperimenti di meccanica quantistica, alla relatività). Fortunatamente in rete è possibile trovare diverse applet e video che permettono di seguire un esperimento virtualmente, di raccogliere dati e fare misure!

Il suono è sicuramente un argomento a cui viene dato poco spazio nella didattica, di solito viene accennato per poi approfondire meglio le onde, i cui fenomeni vengono affrontati utilizzando un ondoscopio o nella teoria dell’elettromagnetismo di Maxwell.
E’ da diversi anni che sviluppo una intera unità didattica (circa 5 ore) dedicandola al suono. Vediamo la scaletta delle lezioni!

Il suono e le onde

Durata 5 ore

Destinatari: alunni di classe seconda (tutti gli indirizzi), alunni di IV scientifico

Fase 1 (1 ora)

Richiami teorici, funzioni goniometriche (argomento che può essere sviluppato con un certo rigore se in quarta)

In questa fase vengono introdotti i concetti di periodicità e di frequenza.

Vi suggerisco un semplice giochino che può essere così riprodotto.

Procuratevi un foglio bianco e fate disegnare ad un alunno un segmento, chiedetegli di ricarlare su e giù tale segmento in maniera regolare. Chiedete poi ad un altro alunno di far scorrerein maniera uniforme  il foglio su cui sta disegnando il compagno. La curva che si ottiene è una funzione sinusoidale.

Se l’alunno si muove più o meno lentamente nel disegnare il segmento apparirà un’onda con diversa frequenza .

Si possono fare analisi sui tempi (periodo per disegnare da AB e da BA), sulle frequenze , lunghezze d’onda (Figura 1) utilizzando cronometro e righello

Figura 1

Fase 2.(2 ore)

In questa fase viene esplorato il sito http://fisicaondemusica.unimore.it/index.html

Su di esso è possibile accedere a varie sezioni.

Occorre preparare prima la scaletta delle applet e animazioni che si vogliono analizzare.

In particolare nella sezione Onde suggerisco:

Interferenza, le onde Figura 2, effetto Doppler,  Risonanza 

Figura2

Nella sezione Suono suggerisco:

Battimenti, inquinamento acustico, interferenza, percezione del suono e del timbro, dell'altezza,  dell'intensità, suono o rumore

La sezione Suono è quella che affascina di più gli alunni, in particolare li stupisce sempre il concetto di rumore e le illusioni acustiche.Figura 3

Nella sezione Musica suggerisco:

L'armonia, il Timpano, la voce umana 

Nella sezione Applet suggerisco

Analisi di Fourier: in questa applet potete sommare le onde, creare armoniche, simulare diversi strumenti.

Esistono anche altre applet simili su Fourier.

Andando su altri siti è possibile simulare la variazione di un suono in ampiezza, frequenza, timbro, battimenti o suono di un pianoforte

 Fase 3

Formalizzazione matematica, analisi di strumenti musicali reali, le note (2 ore)

Questa fase diventa molto interessante se un vostro alunno porta un suo strumento, con semplici programmi collegando ad un pc uno strumento musicale o un microfono, è possibile analizzare il suono prodotto, tagliare alcune frequenze eseguire dei campionamenti, sommare onde.

Conclusioni

L'attività sul Suono e le onde si presta a moltissimi spunti, può essere presentata in varie forme, andando dalle scuole elementari fino alle superiori. Incentrata sull'utilizzo di simulazioni, può essere sperimentata, se possibile, sia in modalità di laboratorio povero, sia con strumenti musicali reali.

Io la sperimento da diversi anni, riesco ad eseguire anche delle misure e dei cmapionamenti. l'attività è stata presentata da me nelle varie scuole, sia di secondaria di primo grado sia di secondo grado.

Per qualsiasi dubbio, suggerimento, proposte scrivetemi ad Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.