Osservare per capire

I fenomeni da studiare sono numerosi e complessi quindi esistono diversi rami della scienza che li approfondiscono.

La fisica è la scienza che si occupa della descrizione e della misurazione di tutti i fenomeni naturali.

Appunti

La fisica è la scienza che si occupa della descrizione e della misurazione di tutti i fenomeni naturali. Questa scienza studia  la  materia,  l’energia,  le  forze,  il  moto  dei  corpi,  il  calore,  il  suono e la luce.

L’osservazione scientifica non richiede il parere personale, ma dati oggettivi, validi in assoluto e che non dipendono dalle emozioni dell’osservatore.

Accedi per sempre a tutte le lezioni FREE con video ed esercizi spiegati!

Prerequisiti per osservare per capire

Modalità di osservazione di uno scienziato

L’uomo ha imparato a conoscere il mondo attraverso i sensi, ascoltando suoni e rumori, toccando oggetti, annusando, guardando e assaggiando tutto ciò che lo circondava.

Oltre ai propri sensi ha imparato anche ad utilizzare strumenti per confrontarsi con il mondo e per annotare e ricordare gli oggetti osservati.

La prima osservazione scientifica richiede l’individuazione di proprietà degli oggetti e dei materiali usando i sensi.

È utile concentrarsi su un senso alla volta e sulle proprietà che si possono percepire attraverso esso.

L’osservazione scientifica non richiede il parere personale, ma dati oggettivi, validi in assoluto e che non dipendono dalle emozioni dell’osservatore.

A parole si descrivono le qualità dei materiali che compongono l’oggetto osservato.

Scegli un oggetto che appartiene alla tua quotidianità e insieme ad un gruppo di amici o compagni di classe prova a descriverlo dopo averlo osservato scientificamente.

Utilizza delle frasi tipo:

  • Questo oggetto ha una forma tonda, ovale, rettangolare, quadrata, è spigoloso etc;
  • Questo oggetto cadendo fa rumore, produce dei suoni se viene colpito etc;
  • Questo oggetto ha un odore di… ;
  • Questo oggetto ha un sapore dolce, amaro, aspro etc;
  • Questo oggetto ha una superficie liscia, rugosa, è freddo, è caldo etc.

 

designed by Freepik - Freepik.com

Cosa osserva lo scienziato

La materia è tutto ciò che occupa uno spazio e ha una massa.

Può essere osservata in due modi:

  • MACROSCOPICO: è possibile percepirla con i nostri sensi ed è presente in tutto ciò che ci circonda
  • MICROSCOPICO: bisogna immaginarla costituita da particelle infinitamente piccole e impercettibili mediante i sensi, tra le quali esistono forze di interazione e spazi vuoti.

Queste particelle sono divisibili e in movimento, più la temperatura aumenta e più velocemente si muoveranno.

La materia si presenta in tre modi:

  • allo stato SOLIDO: le particelle sono molto vicine tra loro e occupano posizioni fisse. Un solido quindi ha una forma propria e un volume proprio;
  • allo stato LIQUIDO: le particelle sono libere di muoversi, ma restano comunque vicine. I liquidi hanno volume proprio, ma la forma è quella del recipiente che li contiene;
  • allo stato AERIFORME: le particelle sono lontane e indipendenti le une dalle altre. I gas e i vapori sono quindi privi sia di volume che di forma.
Designed by brgfx / Freepik

Misurare ciò che si osserva

Misurare significa associare a una grandezza un numero, che esprime quante volte quella grandezza è più grande di un campione di riferimento, preso come unità di misura.

Per definire la misura di una grandezza sono necessari almeno: 

  • il NUMERO che esprime quante volte un campione di riferimento è contenuto nella grandezza misurata;
  • L’UNITÀ DI MISURA, che esprime la quantità usata come campione.

 

Le grandezze e le unità di misura sono stabilite dal Sistema Internazionale di unità di misura (SI) e possono essere fondamentali o derivate.

Multipli e sottomultipli delle unità di misura vengono usati per esprimere valori molto grandi o molto piccoli delle rispettive grandezze.

La tua scrivania è 80 e tuo padre è 80.

Entrambi hanno in comune il numero 80, ma senza specificare l’unità di misura non possiamo capire quale grandezza stiamo misurando.

Allora sarà più corretto dire che la tua scrivania ha una larghezza pari a 80 centimetri e tuo padre ha una massa pari a 80 chilogrammi.

Ecco allora che le misure hanno un senso.

La misura è l’operazione che assegna in modo oggettivo e riproducibile un certo valore alla grandezza mediante l’uso di strumenti e metodi pratici e analitici.

 

Foto di José Manuel de Laá da Pixabay

Misurare e stimare

Esistono strumenti di misura che permettono di ottenere misurazioni dirette del dato che stiamo ricercando.

Ad esempio con un righello possiamo ottenere lo spessore del nostro libro di scienze e in questo modo abbiamo effettuato una misurazione diretta.

Se invece volessimo misurare lo spessore della singola pagina allora potremmo effettuare una misurazione indiretta dividendo lo spessore totale del libro per il numero di pagine che lo compongono.

Se invece volessi sapere quanti grani di cous cous sono contenuti nel vasetto riposto sul ripiano della mia cucina allora dovrei stimare una misura.

Sapendo che il mio vasetto contiene 1 kg di cous cous potrei pesarne 10 grammi con una bilancia da cucina e contare i grani contenuti in questa minima quantità per poi moltiplicarli per cento ottenendo il numero di grani totali contenuti nel vasetto.

La stima di una misura è meno precisa della misurazione diretta.

 

Foto di monicore da Pixabay

Il metodo scientifico

Il metodo  usato  dagli  scienziati  per  studiare  la  natura,  fu  ideato  da  Galileo  Galilei  (1564-1642) intorno alla metà del XVII secolo: consiste nell’osservare un fenomeno, porsi domande, cercare spiegazioni, verificarle con ulteriori osservazioni ed esperimenti e trarre conclusioni.

Quando le ipotesi sono verificate, gli scienziati costruiscono con le conoscenze acquisite una teoria che consenta di spiegare il fenomeno. È per questo motivo che il modo di procedere, così preciso e rigoroso si chiama metodo sperimentale o metodo scientifico.

Il metodo scientifico è il metodo utilizzato dagli scienziati per studiare la natura garantendo risultati riproducibili e verificabili.

Le principali fasi del metodo scientifico sono:

  • l’osservazione;
  • formulare domande;
  • proporre delle ipotesi;
  • la verifica dell’ipotesi mediante osservazioni ed esperimenti;
  • l’elaborazione di una teoria;
  • comunicazione dei risultati.
Efbrazil, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons