Dinamica delle popolazioni

Una verifica del principio di Malthus

Il laboratorio sulla dinamica delle popolazioni è una specie di test, una prova di quest'idea che è alla base delle attività di scuola-lavoro. La realizzazione di questo laboratorio e del materiale a corredo, oltre ad avere valore di per se stessa, è servita per mettere a punto le procedure, i meccanismi, la grafica e tutto quello che può servire per il completamento del progetto.
Realizzato grazie alla collaborazione di Silvia Basile ed Eleonora Grassucci, su un'idea di Mimmo Iannelli (Università di Trento, Dipartimento di Matematica). Un’introduzione online sulla teoria matematica delle popolazioni si può trovare seguendo questo collegamento.
Il laboratorio è stato completato nella primavera del 2017 e il fascicolo corrispondente si può scaricare seguendo questo collegamento. Per ulteriori informazioni si può leggere il post Il secondo fascicolo: Dinamica delle popolazioni.

La dinamica delle popolazioni

Alcune pagine del fascicolo dedicato al principio di Malthus

Sin dalla fine del Settecento numerosissime sono state le ricerche riguardanti la crescita demografica della popolazione mondiale. Effettivamente, come è facile pensare, l’uomo, seguendo gli ideali umanistici, ha da sempre prestato attenzione a se stesso e agli eventi a lui direttamente collegati come nascite, morti e malattie. La demografia quindi è proprio una scienza che studia l’aspetto quantitativo dell’andamento della popolazione, cercando di costruire un modello matematico, ovvero di una semplificazione astratta della realtà che permetta l’analisi di un singolo
aspetto del fenomeno studiato.
Sostanzialmente il metodo per studiare una popolazione è suggerito da Vito Volterra nel 1927:

Per poter trattare la questione matematicamente conviene partire da ipotesi che, pure allontanandosi dalla realtà, ne diano una immagine approssimata. Anche se la rappresentazione sarà, almeno in un primo momento, grossolana, pure, se essa sarà semplice, vi si potrà applicare il calcolo e verificare o quantitativamente o anche qualitativamente se i risultati che si ottengono corrispondono
ai dati statistici e quindi saggiare la giustezza delle ipotesi di partenza e avere il terreno preparato per nuovi risultati.
(Variazioni e fluttuazioni del numero d’individui in specie animali conviventi, pubblicato nelle Memorie del R. Comitato talassografico italiano, Mem. CXXXI, 1927).

Seguendo questo principio, qui vorremmo proporre un laboratorio che verifichi la correttezza

Popolazione e PIL USA tra il 1800 e il 1900

o meno di un principio - il principio di popolazione - confrontando il modello matematico, per
quanto semplificato, con dati statistici reali.

Il principio di Malthus

Il principio di popolazione fu proposto da Thomas Robert Malthus in un suo famoso saggio nel 1798 e in parole molto semplici si può enunciare in questo modo: la popolazione di un paese aumenta con progressione geometrica, le risorse invece crescono in progressione aritmetica. Citando testualmente:

Taking the population of the world at any number, a thousand millions, for instance, the human species would increase in the ratio of 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, etc. and subsistence as 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, etc. In two centuries and a quarter, the population would be to the means of subsistence as 512 to 10: in three centuries as 4096 to 13, and in two thousand years the difference would be almost incalculable, though the produce in that time would have increased to an immense extent. (Essay on the Principle of Population as it Affects the Future Improvement of Society with Remarks on the Speculations of Mr. Godwin, M. Condorcet, and Other Writers, Saggio sul principio di popolazione e sui suoi effetti sul futuro miglioramento della società, 1798 pubblicato con lo pseudonimo J. Johnson).

Traducendo liberamente:

Considerando una popolazione mondiale pari a un miliardo di individui, per esempio, questa aumenterebbe nel rapporto di 1, 2, 4, 8 ... mentre le risorse come la progressione 1, 2, 3, 4 ... In due secoli e un quarto il rapporto tra popolazione e risorse sarebbe di 512 a 10, in tre secoli come 4096 a 13 e in duemila anni il rapporto sarebbe praticamente incalcolabile anche se la produzione di risorse fosse aumentata di una quantità immensa. In altre parole, la popolazione cresce in modo esponenziale mentre le risorse aumentano in modo lineare.

Uno scenario apocalittico!
Il nostro scopo è allora quello di controllare se, nel secolo successivo alla pubblicazione del saggio, questa previsione (profezia?) si è realizzata oppure no costruendo un modello matematico per l’aumento della popolazione degli Stati Uniti nel XIX secolo confrontandolo con un modello analogo realizzato per la produzione di grano nello stesso periodo.

Prerequisiti

Per questo laboratorio è necessario conoscere:

• la geometria analitica della retta
• logaritmi ed esponenziali e loro proprietà (in particolare è necessario saper tracciare il grafico di funzioni esponenziali)

Obiettivi

Confrontare un modello per la crescita della popolazione, ottenuto approssimando i dati della
popolazione degli Stati Uniti tra il 1800 e il 1900, con il modello ricavato dai dati della produzione
di grano nello stesso periodo sempre negli USA. Sarà necessario conoscere un metodo per
approssimare dati lineari ed esponenziali.

I risultati del laboratorio tracciati usando GeoGebra: in colore rosso più scuro la spezzata ottenuta rappresentando i dati sul piano cartesiano, in rosso più chiaro la curva esponenziale ottenuta approssimando i dati, tratteggiata in arancione la regressione realizzata direttamente da GeoGebra con un modello esponenziale. In azzurro gli stessi dati in scala logaritmica.

xMaxima

In molti casi, nei laboratori proposti da RiA - Research in Action, i dati da manipolare proverranno da esperimenti reali e misure concrete, effettuate in veri esperimenti per cui non sarà facile effettuare i calcoli necessari alla costruzione e alla gestione del modello: carta e penna non basteranno!
Sarà necessario allora ricorrere a un’applicazione CAS - Computer Algebra System, capace di eseguire calcoli simbolici, derivate, e quant’altro sia necessario. In questa serie di laboratori abbiamo usato xMaxima un’applicazione open source abbastanza semplice da usare.
La scelta è caduta su xMaxima per la sua potenza e la sua relativa facilità d’uso una volta che ci si è impadroniti dei comandi principali ma anche perché gli studenti familiarizzino con applicazioni a riga di comando.

xMaxima infatti è un'applicazione completa per il calcolo simbolico ma anche per quello numerico, in grado di manipolare espressioni, funzioni, vettori, matrici, liste, applicando comandi e istruzioni all'algebra, all'analisi matematica e numerica, alla statistica. Integra un linguaggio di programmazione, mediante il quale è possibile definire nuove funzionalità che però in questi laboratori non viene usato. Maxima è figlio del programma Macsyma (MAC's Symbolic Manipulation) nato negli anni sessanta al MIT (Massachessets Institute of Technolgy) come primo sistema di calcolo algebrico, svilupato e mantenuto dal professor William Shekter fino alla sua morte nel 1988 è divenuto open source.

Ci sono versioni di xMaxima per molti sistemi operativi, incluso Microsoft Windows e Android. L'applicazione si può scaricare seguendo questo collegamento, sullo stesso sito (ma anche online) è possibile trovare molto materiale didattico, manuali e tutorial.

Una schermata di xMaxima verione per Microsoft Windows

Onde gravitazionali

Lo scopo del laboratorio proposto da Donato Bini (CNR-IAC) è quello di costruire un modello che permetta di approssimare al meglio uno dei  potenziali gravitazionali dei due buchi neri, partendo dai dati reali forniti dall'interferometro LIGO nel settembre 2015. Il modello costruito, verrà poi confrontato con quello fornito dai committenti (CNR-IAC) al fine di verificare quale dei due approssimi al meglio i dati prodotti.
Il laboratorio è stato completato nella primavera del 2017 e il fascicolo corrispondente si può scaricare seguendo questo collegamento. Per ulteriori informazioni si può leggere il post Il quarto fascicolo: Onde gravitazionali.

Effective One-Body Model

Le equazioni che governano le interazioni gravitazionali di due corpi, dal punto di vista energetico, corrette via via dalle teorie post-newtoniane, sono talmente complesse da essere intrattabili anche con i calcolatori più moderni. Thibault Damour, Alessandro Buonanno e i loro collaboratori, tra cui Donato Bini che ci ha aiutato a realizzare questo laboratorio, hanno sviluppato una teoria di campo effettivo - Effective One Body (EOB) Model - che permette la manipolazione delle equazioni attraverso una radicale semplificazione delle stesse. Il formalismo introdotto è stato fondamentale per sviluppare gli oltre 250.000 modelli che sono stati usati per studiare e riconoscere i segnali derivanti dalla fusione di due buchi neri.

Il modello di Hamiltoniana introtto dal EOB Model assume l’aspetto che segue:

dove A è il potenziale radiale. È proprio una componente di questo potenziale che vogliamo approssimare in questo laboratorio!
Ricordiamo che in meccanica e in meccanica quantistica l’Hamiltoniana è associata all'energia totale di un sistema (quantistico o meno) e gioca un ruolo cruciale nel determinare l’evoluzione temporale del sistema stesso.

In pratica

Una delle tabelle con i dati di due potenziali gravitazionali a(p) e d(p)

Il gruppo di lavoro ha cercato un'approssimazione per uno dei tanti potenziali gravitazionali che fanno parte del modello. Il problema non è stato di facile soluzione: ha tenuto impegnati gli studenti per vari incontri e ha richiesto un uso intensivo e massiccio di applicazioni CAS come GeoGebra e xMaxima. Una delle difficoltà maggiori si è avuta nella scelta della forma della funzione approssimante, i tentativi sono stati molti e non sempre soddisfacenti. Ancora più complesso il lavoro necessario a comprendere il significato delle variabili e delle funzioni implicate, dei risultati e, in generale, la comprensione del problema in generale. Comprensione essenziale alla produzione del fascicolo (per una descrizione dei fascicoli vedere qui).

Uno dei tentativi di approssimazione su una parte dei dati

Ringraziamenti

Il laboratorio ha preso vita grazie alla disponibilità, al limite della dedizione, di Donato Bini. Ogni volta che abbiamo avuto bisogno di aiuto si è sempre prodigato in informazioni e spiegazioni. Più di una volta ha incontrato i ragazzi a scuola, a volte con un preavviso di un solo giorno. È grazie a lui se abbiamo avuto la possibilità di assistere alla lettura del professor Damour all'IAC.

Rendimento di elica libera

Il rendimento di elica libera è il primo problema proposto alla classe e anche il primo a essere risolto. In breve: si tratta di analizzare i dati e le misure ottenuti da un esperimento di elica libera eseguito presso il laboratorio dell'Istituto nazionale per studi ed esperienze di architettura navale (CNR-INSEAN).
Realizzato grazie alla collaborazione di Alessandro Moriconi, CNR-INSEANN.
Il laboratorio è stato completato nella primavera del 2017 e il fascicolo corrispondente si può scaricare seguendo questo collegamento. Per ulteriori informazioni si può leggere il post Il terzo fascicolo: rendimento di elica isolata.

L'elica isolata

Come è facile immaginare, il rendimento di un'elica è fortemente influenzato dalla forma e dalle dimensioni dello scafo che l'elica stessa deve spingere quindi la forma e le dimensioni di un'elica sono in continua evoluzione, di pari passo con l'evoluzione degli scafi. L'analisi del rendimento di un'elica è parte essenziale di questa evoluzione.

Il primo passo è quello di testare l'elica senza lo scafo che dovrà in seguito spingere per avere dati da confrontare poi con il funzionamento a regime. questi test sono detti prove di elica isolata (Open water test).

Il modello in scala

La tabella con i dati originali
forniti da INSEAN

Il test si esegue su un modello in scala dell'elica per cui è necessario lavorare su grandezze adimensionali che, quindi, non dipendano troppo dalle dimensioni relative del modello. È pur vero che non si potrà avere una completa indipendenza dalla scala (per quanto sia precisa l'analisi e efficace la scelta delle grandezze adimensionali resta sempre il fatto che il modello è scalato ma il mezzo in cui si muove, l'acqua in questo caso, è la stessa).

In particolare è necessario eseguire l'esperimento con il numero di Reynolds più grande che sia possibile. Questa grandezza infatti, in un certo senso, misura il grado di turbolenza del fluido provocata dal movimento dell'oggetto, dell'elica in questo caso, e la turbolenza ne influenza fortemente il rendimento. Sarebbe auspicabile avere lo stesso numero di Reynolds nel test e nella realtà ma questo è chiaramente impossibile.

L'analisi dell'esperimento

Il CNR-INSEAN ha fornito una tabella con i risultati sperimentali misurati in una serie di punti (velocità del fluido, numero di giri dell'elica, spinta e coppia) e richiede agli studenti un analisi completa fornendo in particolare:

• l'analisi dell'esperimento in modo standard (una tabella che per ogni punto sperimentale indichi le condizioni di prova, i risultati ottenuti e l'analisi di essi con i corrispondenti valori delle grandezze adimensionali in gioco)
• l'intervallo (velocità di avanzo minima e massima) per cui il rendimento dell'elica è superiore al 50%
• il valore di velocità di avanzo per cui il rendimento è massimo

Con velocità di avanzo si intende la versione adimensionale della velocità con cui si muove l'elica.

In pratica

Sostanzialmente il gruppo di studenti che ha affrontato questo problema ha dovuto innanzitutto lavorare sulla adimensionalizzazione delle grandezze e completare la tabella a partire dai dati sperimentali, in particolare hanno calcolato il numero di Reynolds.

La parte più interessante però è stata la successiva, il rendimento di un'elica si calcola a partire dal coefficiente di spinta e da quello di coppia (grandezze adimensionali corrispondenti alla spinta e alla coppia) con la formula:

dove J è la velocità di avanzo, KT il coefficiente di spinta e KQ il coefficiente di coppia.

Quindi si tratta di determinare una funzione (un polinomio) che approssimi KT e KQ per poi avere un'espressione per il rendimento. A questo punto non resta che calcolare il massimo di tale funzione nell'intervallo specificato, per avere il rendimento massimo, e risolvere un'equazione per determinare l'intervallo per cui il rendimento è superiore alla soglia specificata.

Il risultato finale ottenuto approssimando il coefficiente di spinta (in arancione) e quello di coppia (in blu) e la corrispondente funzione che approssima il rendimento (in verde). Per ciascuna funzione i punti e la spezzata in colore più scuro sono i dati sperimentali. I punti in colore viola sono il massimo - M - e gli estremi dell'intervallo per cui il rendimento è maggiore del 50%

Ringraziamenti

L'apparato sperimentale per i test di elica libera

Abbiamo conosciuto Alessandro Moriconi, Andrea Mancini e Marina Landolfi in occasione della Notte europea dei ricercatori e mi ha subito colpito la loro disponibilità verso i ragazzi, la loro curiosità per il gioco (Lampo di genio) e il loro apprezzamento per il lavoro fatto nello sviluppo. Ma qui mi piace ricordare il giorno in cui scrissi il messaggio in cui illustravo il progetto che stavamo abbozzando per l'alternanza scuola-lavoro e le loro risposte. Nella prima, pur apprezzando l'idea, spiegavano che era per il loro istituto impossibile collaborare a causa di impegni precedenti già concordati con altre scuole, proprio per l'alternanza scuola-lavoro. Nella seconda, giunte solo poche ore dopo, si rimangiavano tutto e si dichiaravano a partecipare. Trapelava da quel messaggio un entusiasmo che mi ha emozionato.

Quando poi, qualche tempo dopo, ci siamo seduti a tavolino per progettare il problema da proporre agli studenti mi ha stupito la semplicità e la rapidità con cui abbiamo definito i dettagli e organizzato, a grandi linee, il lavoro.

Credo che senza il loro aiuto questo progetto, forse, non sarebbe nemmeno iniziato.

GSuite

Uno strumento essenziale del progetto e dei laboratori è stato (ed è ancora adesso) sicuramente la suite di applicazione Google denominata GSuite insieme alla possibilità di creare, gestire e condividere documenti memorizzati online o nel cloud, come adesso è di moda dire.
La scuola infatti, da qualche hanno ha adottato una piattaforma elettronica per la condivisione di documenti e esperienze didattiche, un cloud, che si basa sulle applicazioni della GSuite. Ogni individuo, sia esso studente, docente o personale non docente, dirigente, che partecipa alle attività della scuola riceve in uso un indirizzo di posta elettronica del tipo nome.cognome@liceograssilatina.org e un accesso alle applicazioni che, insieme, vanno sotto il nome di Google Drive. Nel caso degli studenti o del personale che lascia la scuola l’accesso viene disattivato, così come l’account di posta elettronica, dopo qualche tempo.

Contestualmente sono disponibili gruppi (di classe - docenti e/o studenti, di dipartimento, ...) che permettono di raggiungere insiemi di persone facilmente e in modo efficace.

Documenti

Ogni documento, bozza o prima stesura dei fascicoli sono stati sempre - e solamente - sviluppati usando l'applicazione Google Documenti e memorizzati in Google Drive per un più facile accesso da parte degli studenti del gruppo e per una revisione rapida da parte dell'insegnante, sia che si fosse nello stesso edificio (anche se in aule e laboratori differenti) che ognuno a casa propria.
Di particolare utilità la possibilità di inserire commenti nel documento che fungevano da suggerimenti e correzioni per gli autori o la capacità di gestire, recuperare, modificare le varie versioni dello stesso documento.
Da non dimenticare poi il fatto di avere accesso ai documenti sempre con la stessa applicazione, anch'essa online come i documenti su cui agire. Particolarmente in una scuola dove convivono personal computer diversi con sistemi operativi differenti e applicazioni installate ancora più eterogenee.
Solo in vista della produzione del fascicolo per la stampa abbiamo cambiato ambiente (per una descrizione dei fascicoli vedere qui).

Altre applicazioni e condivisione

Utile è stata anche l'applicazione Google Fogli soprattutto, ancora una volta, per la possibilità di accedere sempre con la stessa applicazione a documenti condivisi e quindi sempre disponibili.
Ma tutto il materiale (file di GeoGebra e di xMaxima, immagini, grafici, fotogrfie), tutto è stato sempre condiviso su Google Drive in modo che fosse sempre disponibile e raggiungibile da chiunque partecipasse al progetto.

Notte europea dei ricercatori: il timelapse

 Il timelapse della ludoteca della scienza a Tor Vergata, opera di Marco Rendicini.

Notte europea dei ricercatori 2

Vedi anche Notte europea dei ricercatori su questo stesso blog.

È andata benissimo! Oltre ogni previsione!
La Ludoteca della scienza (http://eventi.artov.rm.cnr.it/?page_id=4949), che ci è stata affidata, ha avuto un successo insperato: i tavoli con i giochi sono stati presi d'assalto a partire già dalle 16.00, orario di apertura, e non sono mai rimasti inattivi fino alle 22.30. E ancora alle 23.00 abbiamo dovuto chiedere ai visitatori di interrompere le partite in corso per consentirci di smontare e tornare a casa.
Gli studenti della 4°E del Grassi, d'altra parte, sono stati davvero encomiabili. Sin da subito si sono prodigati per pubblicizzare l'iniziativa e attirare spettatori che, una volta entrati nel piccolo padiglione a nostra disposizione, erano seguiti passo passo con spiegazioni sui giochi e nelle partite.

Le ragazze e i ragazzi che guidavano le partite avevano cura di spiegare il gioco con i dettagli e il linguaggio adatto all'età di chi avevano davanti. Con attenzione guidavano il gioco in modo che ogni partita scorresse via fluida ma che ogni giocatore si sentisse protagonista e attore della propria strategia. Sono rimasto impressionato!
Innumerevoli sono stati i commenti positivi e i complimenti ricevuti da ricercatori, genitori, docenti e semplici visitatori.
Un'esperienza bellissima! Unica!

La Ludoteca della scienza a Tor Vergata

Una partita a Pandemia: i giocatori devono cercare di frenare l'espansione di un'epidemia che minaccia l'intero pianete

Ancora Pandemia

Lampo di genio: i giocatori rivestono i panni di uno scienziato che, scoperta dopo scoperta, esplora il territorio immenso e infinito della fisica

Quantum Race di Fabio Chiarello: un gioco per conoscere gli strani meccanismi teoria quantistica

Una partita a Quantum Race

Le foto sono di Marco Rendicini.

Notte europea dei ricercatori

Vedi anche Notte europea dei ricercatori 2 su questo stesso blog.

La Notte europea dei ricercatori è un’iniziativa promossa dalla Commissione Europea – http://ec.europa.eu/research/researchersnight/index_it.htm – fin dal 2005 che coinvolge ogni anno migliaia di ricercatori e istituzioni di ricerca in tutti i paesi europei. L’obiettivo è di creare occasioni di incontro tra ricercatori e cittadini per diffondere la cultura scientifica e la conoscenza delle professioni della ricerca in un contesto informale e stimolante. Tutti gli eventi della Notte europea dei ricercatori si svolgeranno simultaneamente il prossimo 30 Settembre in più di 250 città in Europa e paesi limitrofi, il tema di quest’anno (2016) è Made in Science. Una delle classi del liceo Grassi, la scuola dove insegno, parteciperà a questo evento!

I ragazzi della classe 4°E infatti allestiranno e gestiranno una piccola ludoteca con boardgame di ambientazione scientifica nel Padiglione della scienza nell’Area della ricerca di Roma 2 (Università di Roma Tor Vergata) – http://www.artov.rm.cnr.it/index.php/20-global-news/83-notte-europea-dei-ricercatori-2016. Ludoteca dove, tra gli altri, sarà possibile provare Lampo di genio (il gioco che abbiamo svilupato a scuola a tema Luce e Fotonica), e per qualche minuto vestire i panni di un ricercatore impegnato nella sua esplorazione della fisica!

La ludoteca sarà parte del programma ricco di attività pensato dagli organizzatori della sede romana per un ampio pubblico, che prevede seminari, laboratori, attività per i bambini e le famiglie, mostre espositive, osservazioni al telescopio e anche qualche partita con i nostri giochi!

Per gli studenti della scuola sarà un’esperienza unica!

Il concorso Fotonica in gioco

Si è da poco concluso il concorso Fotonica in gioco, creare un gioco per raccontare la luce - www.fotonicaingioco.it/ - bandito dal CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) e dall'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie. Concorso che richiedeva la progettazione e realizzazione di un gioco da tavolo originale sulla luce e sulla fotonica. Il 2015, infatti, era l'anno scelto dall'UNESCO per celebrare il centenario della pubblicazione della celebre Teoria della relatività generale (cfr.  Albert Einstein, Die Feldgleichungen der Gravitation, in Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, 25 novembre 1915). La conclusione del concorso e la valutazione dei giochi da tavolo presentati (28 giochi originali provenienti da tutta Italia) è slittata fino alla primavera di quest'anno.

Il regolamento

La classe 3°E ha partecipato realizzando Lampo di genio, un'esplorazione alla scoperta della luce (qui accanto la copertina della scatola prototipo realizzata dagli alunni). Un gioco da tavolo interamente progettato dalla classe e realizzato con l'aiuto di alcuni alunni e della professoressa Miriam Califano del liceo artistico di Latina. Il gioco, purtroppo, non è stato scelto tra la terna di progetti che saranno premiati ma ha avuto una menzione speciale di cui siamo molto orgogliosi. Infatti è stato nominato per ... l'elevato livello complessivo del gioco ... e si è comunque qualificato tra i primi dieci giochi.

In Lampo di genio i giocatori vestono i panni di uno scienziato che esplora il panorama ancora sconosciuto della fisica cercando, di scoperta in scoperta, di raggiungere il risultato finale: una teoria della luce!

Mi piace ricordare come abbiamo scelto, già nello scorso anno scolastico, il cuore del meccanismo di gioco: immaginare la scienza come un territorio sconosciuto da esplorare. Quando ci conoscemmo, io e la classe, allora la 2°E, proposi nella prima ora insieme un piccolo spezzone del film Il senso di Smilla per la neve in cui la protagonista, Smilla, raccontava di come fosse faticoso per lei, cresciuta negli spazi immensi e aperti della Groenlandia, vivere in una città. Del senso di claustrofobia che le davano gli spazi chiusi delle abitazioni e dei luoghi di lavoro. Con le sue parole: ... l'unica cosa che mi da veramente felicità è la matematica, la neve, il ghiaccio e i numeri ... la matematica è un paesaggio aperto, infinito. Tu vai verso l'orizzonte che continua ad allontanarsi ... come la Groenlandia (Peter Høeg, Frøken Smillas fornemmelse for sne, 1992).

Questo senso di immensità, di infinito, è quello che abbiamo voluto riprodurre nel gioco e quello che vorremmo provasse, nel suo e nel nostro piccolo, ogni giocatore che in questi ultimi mesi si è cimentato in una partita di Lampo di genio!

RiA - Research in Action

L'attività prevista per l'anno scolastico in corso (2016/2017) per la classe 4°E del liceo scientifico G.B. Grassi - www.liceograssilatina.org/ - prende il nome di RiA - Research in Action (Ricerca in azione). Nome che è stato suggerito da Maurizio Curti, un collega che insegna matematica e fisica nel liceo. Successivamente, con nostra sorpresa, abbiamo scoperto che l'acronimo RiA è anche una parola in inglese, ereditata dallo spagnolo.
La parola ria in inglese infatti significa estuario, in particolare (dalla definizione che ne da l'Oxford Living Dictonaries)

... A long, narrow inlet formed by the partial submergence of a river valley ... the rias or estuaries contain very peculiar ecosystems which often contain important amounts of fish ... (a causa della loro natura, le rias o estuari contengono ecosistemi molto particolari che spesso contengono grandi quantità di pesce - www.eurotomic.com/spain/the-rias-altas-in-spain.php)

e quindi questo prodotto che sarà realizzato grazie all'attività di alternanza scuola-lavoro sarà un luogo virtuale dove pescare molto materiale per la didattica laboratoriale.
Le motivazioni che hanno spinto me e il consiglio di classe a scegliere proprio questo tipo di attività sono raccontate nella pagina Come tutto ebbe inizio.

L'alternanza scuola-lavoro

L'alternanza scuola-lavoro non è una completa novità, gli istituti tecnici e professionali da tempo si erano attivati per percorsi formativi che prevedessero la collaborazione con enti esterni alla scuola. La vera novità è l'estensione anche ai licei per i quali, però, l'obiettivo è anche quello di orientare gli studenti alla prosecuzione degli studi.
La nostra idea di alternanza scuola-lavoro parte proprio da quest’ultima considerazione, abbiamo quindi costruito un percorso in cui gli studenti hanno sperimentato la vita del ricercatore cercando di analizzare fenomeni, costruire strumenti di misura e risolvere problemi lavorando su dati sperimentali forniti da alcuni istituti del CNR di Roma, con l’idea che la matematica può servire a costruire un modello per il problema proposto e può fornire i metodi e gli strumenti per risolvere il problema stesso.
Il prodotto finale di un anno di lavoro, oltre ai risultati ottenuti manipolando le misure sperimentali, è una serie di fascicoli, disponibili nella pagina download di questo stesso blog, in cui eventuali lettori sono invitati e guidati a ripetere l’esperienza, cercando soluzioni e sperimentando metodi.

Lampo di genio in finale al Premio Archimede

Una bella notizia! La classe 3°E (ora 4°E) del liceo scientifico G.B. Grassi di Latina - http://www.liceograssilatina.org/ - e alcuni alunni delle classi 3°E, 4°E e 5°E del liceo artistico di Latina hanno raggiunto la finale del Premio Archimede - http://www.studiogiochi.com/p/premio-archimede.html (il premio per il gioco dell'anno organizzato da Studio Giochi - http://www.studiogiochi.com/) con il gioco da tavolo Lampo di Genio. Il "Premio Archimede è dedicato a Alex Randolph, che ne è stato presidente per le prime sette edizioni, e ha finora consentito a più di 30 autori di coronare il sogno di vedere pubblicato il proprio gioco. Il premio viene organizzato con la collaborazione della Municipalità di Venezia e si inquadra in un più ampio contesto di iniziative per la diffusione della cultura ludica, anche quale efficace mezzo di prevenzione della dilagante azzardopatia.

La premiazione del Premio Archimede a Venezia

Il gioco - Lampo di Genio - è stato progettato e realizzato dai ragazzi del liceo Grassi mentre gli studenti del liceo artistico si sono occupati della grafica. L'idea è nata per rispondere all'invito del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) - https://www.cnr.it/ - che, per celebrare l'Anno internazionale della luce e della fotonica (2015) - http://www.light2015.org/ - ha bandito un concorso per un gioco da tavolo che avesse come tema, come ambientazione, la luce o la fotonica e/o le loro applicazioni tecnologiche: il premio Fotonica in gioco - http://www.fotonicaingioco.it/. Lampo di Genio ha mancato la vittoria in questo concorso ma ha ricevuto una menzione speciale ... per l'alto livello complessivo del gioco!

Insomma, il gioco, a parere della giuria, era bello e funzionale ma forse peccava un poco nella caratterizzazione. Il passo successivo, allora, è stato quello di iscrivere il gioco al Premio Archimede e dopo un lungo periodo di selezione oggi la buona notizia: Lampo di Genio parteciperà alla selezione finale a Venezia il prossimo primo ottobre dove verranno scelti sette giochi che riceveranno un premio di 4.000 euro come anticipo per la pubblicazione e la commercializzazione del gioco (ma spesso, negli anni passati, sono stati pubblicati anche altri giochi finalisti esclusi dal gruppo dei vincitori!). Inoltre il Musée Suisse du Jeu - http://www.museedujeu.ch/it/ - esporrà il prototipo di Lampo di Genio insieme agli altri atri giochi finalisti.

Autovalutazione degli studenti 2016

Al termine delle attività ai partecipanti è stato proposto un questionario - anonimo - che richiedeva una valutazione del progetto e delle attività e una autovalutazione di impegno, conoscenze e competenze acquisite, capacità del rispetto dei tempi e di collaborazione con gli altri soggetti. Il questionario è stato somministrato prima di conoscere i risultati del concorso Fotonica in gioco e prima che il gioco (e il progetto) avessero i riconoscimenti esterni di cui parliamo in altri pagine di questo stesso sito.
Il questionario (in formato PDF) è disponibile per chiunque abbia interesse:

• seguendo questo collegamento si può scaricare il questionario
• mentre qui si può scaricare un riepilogo di tutte le risposte

Riportiamo qui alcuni dei risultati ...

Valutazione dell'interesse verso il progetto

Le domande di questa sezione avevano l'obiettivo di aiutare lo studente ad auto-valutare il suo interesse verso il progetto.

Legenda: 1 - poco interessato, 6 - molto interessato

Legenda: 1 - Il fatto che le ore del progetto, essendo parte delle attività di alternanza scuola-lavoro, mi avrebbero consentito di assolvere a parte dell'obbligo relativo proprio all'alternanza scuola-lavoro, 2 - L'idea di realizzare un "prodotto", un oggetto, un qualcosa che si possa vedere e toccare e possa essere usato da altri, 3 - La speranza di vincere il premio destinato ai tre giochi migliori, 4 - La possibilità di usare conoscenze e competenze in un campo diverso dal solito, 5 - La sfida rappresentata dalla valutazione "esterna" del prodotto finale, 6 - La possibilità di collaborare con i miei compagni e con i docenti, tutti insieme per lo stesso obiettivo

Legenda: 1 - certamente no, 6 - certamente sì

Valutazione della tua partecipazione al progetto

Le domande in questa sezione richiedevano allo studente di valutare la qualità della sua partecipazione alla realizzazione del progetto (il gioco) e non genericamente la sua partecipazione alle attività di alternanza scuola-lavoro.

Legenda: 1 - per niente soddisfatto, 6 - molto soddisfatto

Legenda: 1 - poco positiva, 6 - molto positiva

Legenda: 1 - poco positiva, 6 - molto positiva

Valutazione dei docenti e dell'organizzazione

In questa sezione si richiedeva alle ragazze e ai ragazzi di valutare la capacità della scuola e dei docenti rispetto alla realizzazione del progetto (la realizazzione del gioco Lampo di genio) e non genericamente riguardo alle attività di alternanza scuola-lavoro.

Legenda: 1 - poco efficace, 6 - molto efficace

Legenda: 1 - poco originale, 6 - molto originale

Legenda: 1 - poco efficace, 6 - molto efficace

Slot-mob: contro il gioco d’azzardo!

Gli studenti che hanno realizzato il gioco Lampo di genio hanno partecipato, domenica 25 aprile 2016, a Latina, al flash-mob Slotmob promosso dal Movimento dei Focolari – www.focolare.org/, flash-mob contro il gioco d’azzardo e a favore il gioco nella sua forma più bella. Contro le slot-machine e video poker nei bar. I ragazzi del liceo scientifico G.B. Grassi hanno gestito una ludoteca presso il wine-bar XXI aprile, nella via con lo stesso nome a Latina. Dalle 17.00 alle 18.30 i ragazzi hanno aiutato gli avventori a giocare a Lampo di genio. È stata un'esperienza molto positiva, la gentilezza degli studenti è stata ammirevole, così come la loro passione e il loro entusiasmo nello spiegare il gioco e raccontare come lo hanno progettato e realizzato. Insomma, un’ora e mezza di gioco da tavolo in buona compagnia!

Qui si può leggere il lancio dello Slotmob sul sito del movimento dei focolari: www.focolare.org/news/2014/06/18/slot-mob-contro-il-gioco-dazzardo/.

Slot-mob: i ragazzi della 3°E propongono Lampo di Genio al Wine bar XXI Aprile

Si gioca al Wine bar XXI Aprile

Foto di gruppo di alcuni partecipanti allo slot-mob in piazza del Popolo a Latina