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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 13 - 17 set 2014
ISSN 2037-4801

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La nanoscienza entra in classe

La nanoscienza entra in classe

Dai laboratori di ricerca ai laboratori scolastici, le nanoscienze entrano in classe. 'Alla scoperta della nanotecnologie', scritto da Guido Goldoni e Valentina De Renzi, entrambi del dipartimento di Fisica, informatica e matematica (Fim), dell'Università di Modena e Reggio Emilia e dell'Istituto nanoscienze (Nano) del Cnr, insieme con Annamaria Lisotti, insegnate di scuola superiore di Pavullo, è il primo libro in Italia che si propone di introdurre le nanoscienze nei curricula della scuole superiori. A renderlo possibile un progetto didattico innovativo che propone esperimenti con nanoparticelle d'oro, metalli a memoria di forma, biglie liquide e un approccio 'mani in pasta'.

Il libro introduce le idee chiave delle nanoscienze con un percorso diviso in quattro sezioni che tratta i temi di maggiore attualità della ricerca e le applicazioni, da quelle più in vista alle più lontane: dalle nanoparticelle usate in medicina ai materiali 'intelligenti' utilizzati nella robotica. In parallelo, il testo suggerisce semplici esperimenti da realizzare nei laboratori scolastici o da seguire grazie a video presenti sul sito dell'editore.

Prendendo spunto dal fenomeno dei metalli a memoria di forma, che 'ricordano' la forma originaria quando sono scaldati a una data temperatura, il libro propone, ad esempio, di studiare in laboratorio la lega di nitinolo, sottoposta a variazioni di temperatura e stress meccanico, guidando lo studente a comprendere che le proprietà macroscopiche di un materiale - elasticità, resistenza elettrica, trasmissione del suono - nascono in realtà alla scala dei nanometri.

Parlando del nano-attrito che permette al geco di sfidare la gravità e all'uomo di progettare guanti da 'spider-man', il volume invita, inoltre, a studiare lo spettacolare 'effetto loto', esibito dalle superfici superidrofobiche, con un esperimento simile a un'insolita gara di biglie liquide: gocce d'acqua ricoperte di polvere da far scivolare su materiali diversi (carta, alluminio, vetro...), che gli studenti possono riprendere e poi analizzare con la fotocamera di uno smartphone, diventano l’occasione per parlare della nuova gerarchia di forze che si registra alla scala dei nanometri, dove la gravità non è più dominante e tutti i fenomeni di superficie risultano esaltati.

Ma perché parlare di nanotecnologie a scuola? "Grazie al legame con la tecnologia, che sempre affascina i ragazzi, le nanoscienze sono un terreno ideale per introdurre la fisica moderna già nei primi anni delle scuole superiori con un approccio laboratoriale e intrinsecamente interdisciplinare", commenta uno degli autori, Goldoni. "Vi è poi la necessità di stimolare la consapevolezza degli studenti riguardo a una tecnologia che avrà un ruolo sempre più pervasivo nelle nostre vite e, non ultimo, il tema dell’orientamento professionale verso settori di sicuro sviluppo nel mercato del lavoro: si è calcolato di recente che entro il 2020 saranno 6 milioni in tutto il mondo i lavoratori coinvolti".

Il libro è parte di un progetto più ampio, 'Nanolab’, ideato dal Fim in collaborazione con Nano-Cnr di Modena, che si compone di: una scuola estiva sulle nanoscienze dedicata agli insegnati; una serie di seminari di aggiornamento; un sito web completo di descrizioni dei materiali e videoregistrazioni degli esperimenti; un kit di materiali adatti a organizzare le esperienze in un normale laboratorio scolastico. Obiettivo dell'iniziativa è offrire agli insegnati una modalità operativa per parlare di scienza.

"Gli insegnanti hanno un ruolo chiave", aggiunge Lisotti, che dopo tre anni dedicati a realizzare Nanolab è tornata a insegnare a scuola, "Con il progetto invitiamo i docenti ad acquisire conoscenze aggiornate sugli ultimi sviluppi della ricerca, ma anche nuove competenze metodologiche per favorire un approccio sperimentale e 'inquiry-based’, ovvero basato sull’investigazione dei problemi. La collaborazione affiatata tra scienziati e insegnanti è il tratto unico e innovativo di tutto il progetto e si ritrova anche nel libro. Parlare di nanoscienze a scuola è infatti una novità non soltanto per la comunicazione dei contenuti, ma anche di tipo pedagogico e motivazionale".

Maddalena Scandola

titolo: Alla scoperta delle nanotecnologie
categoria: Saggi
autore/i: De Renzi Valentina, Goldoni Guido , Lisotti Anna Maria
editore: Zanichelli
pagine: 136
prezzo: € 10.97