RIPORTO l'Abstract contenuto all'interno del multimediale (sito indicato sopra) - Introduzione Il Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca (MIUR) e l'Istituto Nazionale per la Fisica della Materia (INFM) del CNR, nel quadro del Protocollo d'intesa fra i due Enti, hanno finanziato l'iniziativa di aggiornamento e formazione nel campo dell'educazione scientifica dal titolo "Luce, Visione e Colore". La comprensione della visione è stato da sempre uno dei problemi che più ha affascinato l'umanità. Nel corso della storia si sono differenziati lo studio della luce, l'ente fisico che costituisce lo stimolo di base del processo visivo, dallo studio biologico, neurologico e psicologico della visione. Negli ultimi decenni lo studio del colore e l'indagine approfondita dalle neuroscienze hanno imposto di riavvicinare tali campi di indagine per interpretare la complessità dei processi visivi. A fronte della ricchezza della nostra esperienza quotidiana rispetto al tema e della sua pregnanza in molteplici discipline e applicazioni tecnologiche, la scuola spesso propone un approccio riduttivo e per discipline separate. Il corso qui presentato rappresenta il risultato di un lungo lavoro di realizzazione, sperimentazione e verifica nelle classi. La proposta che presentiamo cerca di collegare diversi punti di vista sull'argomento, da quello fisico a quello biologico, da quello tecnologico a quello artistico, e si pone l'obiettivo di guidare gli allievi attraverso un percorso che parte dalla conoscenza comune e arriva ad appropriarsi di alcuni dei concetti e delle metodologie portanti di queste discipline, mediante l'uso coinvolgente di multimediali o piccole simulazioni, che attirano l'attenzione e stimolano la curiosità. L'originalità di questa proposta pensiamo risieda nella capacità di abbinare, in modo organico e coerente, materiale eterogeneo originale o reperibile in rete, dimostrando così le enormi potenzialità didattiche degli strumenti multimediali. Si propone (dove possibile) di partire dall'esperienza quotidiana e dalle idee che gli allievi già hanno relativamente al tema scelto, per poi guidarli attraverso osservazioni attente, esperienze ed esperimenti mirati, alle idee fondamentali delle diverse discipline con le loro interrelazioni, e alle realizzazioni tecnologiche che su di esse si fondano. Alle attività proposte per gli studenti si affiancano commenti e suggerimenti per l'insegnante che viene così invitato a seguire, e quindi a proporre agli studenti, percorsi di costruzione attiva di conoscenza che accanto alla dimensione informativa coltivino la dimensione culturale e formativa imprescindibile a livello di scuola di base. Deve essere chiaro che non è un'alternativa al testo di studio, alla lezione frontale e al laboratorio, ma offre spunti, incuriosisce, propone interpretazioni qualitative e accessibili di leggi e fenomeni che sono approfonditi altrove, e solo in parte nel multimedia. - Struttura Il progetto ha messo a punto tre aree di lavoro principali: - Luce: La luce e più in generale le onde elettromagnetiche, accompagnano costantemente la nostra vita quotidiana. Ma che cos'è la luce? Quali sono le sue proprietà? Come vengono interpretati i fenomeni elettromagnetici? Il percorso introduce le idee fondamentali della fisica della luce guidando nel processo di schematizzazione, arrivando a individuare gli "attori" fondamentali della visione e a introdurre l'idea di "luce" come espressione artistica. Solo di recente, infatti, si sta facendo strada una dimensione più creativa del progetto di illuminazione, nella quale le esigenze funzionali vengono integrate da finalità architettoniche, espressive e creative. In altre parole, la luce viene sempre più spesso usata come uno dei materiali a disposizione per definire gli spazi, enfatizzare i volumi, creare atmosfere, trasmettere messaggi, comunicare sensazioni. - Visione: introduce alle caratteristiche e al funzionamento di alcuni componenti fondamentali dell'occhio e dell'elaborazione del segnale visivo. Il colore, infatti, è una percezione, una sensazione visiva soggettiva causata dalla luce (stimolo fisico) che, direttamente o indirettamente, colpisce il nostro occhio. Lo sapevano già i greci (Platone, Timeo) e i romani (Lucrezio, De Rerum Natura). Tenere distinti questi due aspetti della realtà è di fondamentale importanza per comprendere la natura dei colori, il significato che l'uomo ha attribuito ed attribuisce al colore e come si è evoluto nella storia. Si introducono, inoltre, il ruolo del contesto nel riconoscimento di un'immagine, l'importanza del contrasto con lo sfondo, il tema della persistenza dell'immagine sulla retina, la visione e l'interpretazione di figure ambigue e altre illusioni ottiche. - Colore: Che cosa determina il colore di un materiale, perché i metalli riflettono la luce, mentre l'acqua è trasparente? In questo percorso vengono studiati gli elementi di base dell'interazione luce-materia e dei fenomeni che ne conseguono, come i colori degli oggetti, la lucentezza dei metalli, la trasparenza del vetro, l'azzurro del cielo o il rosso del sole al tramonto e all'alba; tutti si possono spiegare studiando le proprietà ottiche della materia, nei suoi diversi stati di aggregazione. Ciascuna area è suddivisa in unità didattiche, o moduli, a loro volta suddivisi ulteriormente in schede secondarie e tessere. I contenuti, quindi, hanno la seguente struttura gerarchica: - Unità o modulo didattico - Schede secondarie - Tessere L'Unità didattica introduce gli argomenti che vengono poi approfonditi nelle schede secondarie. Nelle tessere si possono trovare animazioni, immagini o semplici applicazioni per esemplificare, chiarire o approfondire alcuni concetti trattati nella scheda. Il livello di difficoltà, non è uniforme. Certe schede non possono essere trasmesse direttamente agli studenti, ma offrono al docente la possibilità di ampliare e di approfondire il discorso. Parti del corso sono accessibili, sotto la guida del docente, a studenti dei primi anni della Scuola secondaria di secondo grado, molte altre sono più indicate per studenti degli ultimi anni. La sperimentazione può seguire varie strade: - concentrarsi su uno solo dei moduli; - utilizzare il Configuratore di percorsi (per ambiente Windows) e individuare percorsi particolari che uniscono schede distribuite nei vari moduli; - considerare l'argomento nel suo complesso e nella sua novità rispetto a curricula tradizionali. Questi percorsi possono essere scelti anche in modo da coinvolgere docenti di altri corsi, come storia e storia dell'arte, chimica, tecnologia, biologia. Infine sarebbe interessante anche coinvolgere gli studenti nella proposta di nuovi esperimenti o di nuove schede. Il docente, dopo aver scorso i contenuti del sito, sceglierà autonomamente come preferisce impostare il lavoro, anche in relazione agli interessi e al livello della classe. In ogni caso si dovrebbe dare agli studenti anche la possibilità di "navigare" a loro piacere, suggerendo di guardare le animazioni. Uno degli scopi del multimediale infatti è di incuriosire e coinvolgere; introducendo uno strumento didattico integrativo rispetto a quelli tradizionali, sempre ugualmente indispensabili. - Singole unità o percorso? Le diverse aree di lavoro si possono vedere o come proposte autonome, poiché ognuna di esse realizza un percorso concluso ed è utilizzabile in modo significativo indipendentemente dalle altre; oppure, se viste nel loro complesso, come strumenti per sviluppare un percorso di più ampio respiro su temi di tale vastità e pregnanza scientifica e cognitiva, aperto ad approfondimenti e percorsi pluridisciplinari. Non esiste un solo percorso possibile tra le varie unità. Si può partire con le unità relative all'occhio che stimolano la curiosità e approfondire poi le caratteristiche dell'ente fisico, la luce, come condizione necessaria del vedere. Oppure si può partire con lo studio della luce, delle sorgenti che la emettono, della sua interazione con diversi materiali e oggetti e quindi passare ai problemi della visione. Il tema luce, colore e visione, è decisamente molto ampio, e anche l'insieme delle unità ovviamente non lo esaurisce. Si trovano perciò in diversi punti, rimandi ad altri progetti in cui alcune questioni di fondo sono affrontate per i docenti in modo approfondito. - Credits - Autori Contenuti: Marco Bianucci, primo ricercatore CNR - Parma Paolo Bussei, docente ITIS "L.Vinci" - Carpi (MO) Alessandra Chiari e Rosaria Evangelista, docenti LS "G.Ulivi" - Parma Roberto Fieschi, prof.emerito Univ. Parma, Dip. di Fisica Carlo Mantovani, ricercatore CNR Silvia Merlino, ricercatrice CNR Web design: Infmedia s.r.l. - http://www.infmedia.it/ Progetto finanziato dal MIUR a seguito del Bando ex art.4 Legge 6/2000, ultima versione dicembre 2010
Luce, Visione e Colore
Marco Bianucci;Carlo Mantovani;Silvia Merlino
2010
Abstract
RIPORTO l'Abstract contenuto all'interno del multimediale (sito indicato sopra) - Introduzione Il Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca (MIUR) e l'Istituto Nazionale per la Fisica della Materia (INFM) del CNR, nel quadro del Protocollo d'intesa fra i due Enti, hanno finanziato l'iniziativa di aggiornamento e formazione nel campo dell'educazione scientifica dal titolo "Luce, Visione e Colore". La comprensione della visione è stato da sempre uno dei problemi che più ha affascinato l'umanità. Nel corso della storia si sono differenziati lo studio della luce, l'ente fisico che costituisce lo stimolo di base del processo visivo, dallo studio biologico, neurologico e psicologico della visione. Negli ultimi decenni lo studio del colore e l'indagine approfondita dalle neuroscienze hanno imposto di riavvicinare tali campi di indagine per interpretare la complessità dei processi visivi. A fronte della ricchezza della nostra esperienza quotidiana rispetto al tema e della sua pregnanza in molteplici discipline e applicazioni tecnologiche, la scuola spesso propone un approccio riduttivo e per discipline separate. Il corso qui presentato rappresenta il risultato di un lungo lavoro di realizzazione, sperimentazione e verifica nelle classi. La proposta che presentiamo cerca di collegare diversi punti di vista sull'argomento, da quello fisico a quello biologico, da quello tecnologico a quello artistico, e si pone l'obiettivo di guidare gli allievi attraverso un percorso che parte dalla conoscenza comune e arriva ad appropriarsi di alcuni dei concetti e delle metodologie portanti di queste discipline, mediante l'uso coinvolgente di multimediali o piccole simulazioni, che attirano l'attenzione e stimolano la curiosità. L'originalità di questa proposta pensiamo risieda nella capacità di abbinare, in modo organico e coerente, materiale eterogeneo originale o reperibile in rete, dimostrando così le enormi potenzialità didattiche degli strumenti multimediali. Si propone (dove possibile) di partire dall'esperienza quotidiana e dalle idee che gli allievi già hanno relativamente al tema scelto, per poi guidarli attraverso osservazioni attente, esperienze ed esperimenti mirati, alle idee fondamentali delle diverse discipline con le loro interrelazioni, e alle realizzazioni tecnologiche che su di esse si fondano. Alle attività proposte per gli studenti si affiancano commenti e suggerimenti per l'insegnante che viene così invitato a seguire, e quindi a proporre agli studenti, percorsi di costruzione attiva di conoscenza che accanto alla dimensione informativa coltivino la dimensione culturale e formativa imprescindibile a livello di scuola di base. Deve essere chiaro che non è un'alternativa al testo di studio, alla lezione frontale e al laboratorio, ma offre spunti, incuriosisce, propone interpretazioni qualitative e accessibili di leggi e fenomeni che sono approfonditi altrove, e solo in parte nel multimedia. - Struttura Il progetto ha messo a punto tre aree di lavoro principali: - Luce: La luce e più in generale le onde elettromagnetiche, accompagnano costantemente la nostra vita quotidiana. Ma che cos'è la luce? Quali sono le sue proprietà? Come vengono interpretati i fenomeni elettromagnetici? Il percorso introduce le idee fondamentali della fisica della luce guidando nel processo di schematizzazione, arrivando a individuare gli "attori" fondamentali della visione e a introdurre l'idea di "luce" come espressione artistica. Solo di recente, infatti, si sta facendo strada una dimensione più creativa del progetto di illuminazione, nella quale le esigenze funzionali vengono integrate da finalità architettoniche, espressive e creative. In altre parole, la luce viene sempre più spesso usata come uno dei materiali a disposizione per definire gli spazi, enfatizzare i volumi, creare atmosfere, trasmettere messaggi, comunicare sensazioni. - Visione: introduce alle caratteristiche e al funzionamento di alcuni componenti fondamentali dell'occhio e dell'elaborazione del segnale visivo. Il colore, infatti, è una percezione, una sensazione visiva soggettiva causata dalla luce (stimolo fisico) che, direttamente o indirettamente, colpisce il nostro occhio. Lo sapevano già i greci (Platone, Timeo) e i romani (Lucrezio, De Rerum Natura). Tenere distinti questi due aspetti della realtà è di fondamentale importanza per comprendere la natura dei colori, il significato che l'uomo ha attribuito ed attribuisce al colore e come si è evoluto nella storia. Si introducono, inoltre, il ruolo del contesto nel riconoscimento di un'immagine, l'importanza del contrasto con lo sfondo, il tema della persistenza dell'immagine sulla retina, la visione e l'interpretazione di figure ambigue e altre illusioni ottiche. - Colore: Che cosa determina il colore di un materiale, perché i metalli riflettono la luce, mentre l'acqua è trasparente? In questo percorso vengono studiati gli elementi di base dell'interazione luce-materia e dei fenomeni che ne conseguono, come i colori degli oggetti, la lucentezza dei metalli, la trasparenza del vetro, l'azzurro del cielo o il rosso del sole al tramonto e all'alba; tutti si possono spiegare studiando le proprietà ottiche della materia, nei suoi diversi stati di aggregazione. Ciascuna area è suddivisa in unità didattiche, o moduli, a loro volta suddivisi ulteriormente in schede secondarie e tessere. I contenuti, quindi, hanno la seguente struttura gerarchica: - Unità o modulo didattico - Schede secondarie - Tessere L'Unità didattica introduce gli argomenti che vengono poi approfonditi nelle schede secondarie. Nelle tessere si possono trovare animazioni, immagini o semplici applicazioni per esemplificare, chiarire o approfondire alcuni concetti trattati nella scheda. Il livello di difficoltà, non è uniforme. Certe schede non possono essere trasmesse direttamente agli studenti, ma offrono al docente la possibilità di ampliare e di approfondire il discorso. Parti del corso sono accessibili, sotto la guida del docente, a studenti dei primi anni della Scuola secondaria di secondo grado, molte altre sono più indicate per studenti degli ultimi anni. La sperimentazione può seguire varie strade: - concentrarsi su uno solo dei moduli; - utilizzare il Configuratore di percorsi (per ambiente Windows) e individuare percorsi particolari che uniscono schede distribuite nei vari moduli; - considerare l'argomento nel suo complesso e nella sua novità rispetto a curricula tradizionali. Questi percorsi possono essere scelti anche in modo da coinvolgere docenti di altri corsi, come storia e storia dell'arte, chimica, tecnologia, biologia. Infine sarebbe interessante anche coinvolgere gli studenti nella proposta di nuovi esperimenti o di nuove schede. Il docente, dopo aver scorso i contenuti del sito, sceglierà autonomamente come preferisce impostare il lavoro, anche in relazione agli interessi e al livello della classe. In ogni caso si dovrebbe dare agli studenti anche la possibilità di "navigare" a loro piacere, suggerendo di guardare le animazioni. Uno degli scopi del multimediale infatti è di incuriosire e coinvolgere; introducendo uno strumento didattico integrativo rispetto a quelli tradizionali, sempre ugualmente indispensabili. - Singole unità o percorso? Le diverse aree di lavoro si possono vedere o come proposte autonome, poiché ognuna di esse realizza un percorso concluso ed è utilizzabile in modo significativo indipendentemente dalle altre; oppure, se viste nel loro complesso, come strumenti per sviluppare un percorso di più ampio respiro su temi di tale vastità e pregnanza scientifica e cognitiva, aperto ad approfondimenti e percorsi pluridisciplinari. Non esiste un solo percorso possibile tra le varie unità. Si può partire con le unità relative all'occhio che stimolano la curiosità e approfondire poi le caratteristiche dell'ente fisico, la luce, come condizione necessaria del vedere. Oppure si può partire con lo studio della luce, delle sorgenti che la emettono, della sua interazione con diversi materiali e oggetti e quindi passare ai problemi della visione. Il tema luce, colore e visione, è decisamente molto ampio, e anche l'insieme delle unità ovviamente non lo esaurisce. Si trovano perciò in diversi punti, rimandi ad altri progetti in cui alcune questioni di fondo sono affrontate per i docenti in modo approfondito. - Credits - Autori Contenuti: Marco Bianucci, primo ricercatore CNR - Parma Paolo Bussei, docente ITIS "L.Vinci" - Carpi (MO) Alessandra Chiari e Rosaria Evangelista, docenti LS "G.Ulivi" - Parma Roberto Fieschi, prof.emerito Univ. Parma, Dip. di Fisica Carlo Mantovani, ricercatore CNR Silvia Merlino, ricercatrice CNR Web design: Infmedia s.r.l. - http://www.infmedia.it/ Progetto finanziato dal MIUR a seguito del Bando ex art.4 Legge 6/2000, ultima versione dicembre 2010I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.