Metodo scientifico, Didattica delle scienze

Metodo scientifico

Nasce con Galileo Galilei

Prima di Galileo

Prima di lui i filosofi della natura formulavano la loro rappresentazione attraverso:

• Osservazioni
• Formulazione di ipotesi per lo più qualitative
• Confronto delle ipotesi con le osservazioni

Aristotele osserva dapprima che gli oggetti pesanti cadono più velocemente di quelli leggeri. Aristotele va oltre questa osservazione qualitativa formulando una legge quantitativa: i corpi cadono con una velocità proporzionale al loro peso.

Il metodo scientifico

Punto di partenza di qualsiasi conoscenza scientifica è l’osservazione dei fenomeni naturali. Galilei si rende conto che il peso, il tempo, la velocità, possono essere misurati, e che si può mettere a confronto la previsione teorica con la realtà:

• Scelgono due palle con lo stesso volume, una con il peso doppio dell’altra
• Far cadere le palle nello stesso istante da una certa altezza
• Osservare se, quando la palla più pesante raggiunge il suolo, l’altra si trova a metà percorso come previsto dalla teoria di Aristotele

Però si osserva che, seppure la palla più pesante arriva prima, quella più leggera è poco distante dal suolo, quindi la legge aristotelica va scartata in quanto non in accordo con il fenomeno. Galileo sostiene che se si levasse totalmente la resistenza del mezzo, tutte le materie scenderebbero con la stessa velocità. La piccola differenza nel tempo di caduta è dovuta al fatto che la palla più pesante vince meglio dell’altra la resistenza dell’aria.

I punti fondamentali del nuovo metodo sperimentale

• Osservazione del fenomeno e individuazione in esso di quantità misurabili
• Formulazione di ipotesi quantitative sulle relazioni tra quantità
• Verifica sperimentale con l’esperimento dell’accordo o disaccordo con le ipotesi

Le leggi quantitative

Le leggi quantitative sono una rappresentazione sufficientemente precisa e utile della realtà, fintanto che non si incontrano osservazioni in disaccordo con essa. Se invece una legge non risulta più in accordo con gli esperimenti, essa viene scartata. Una legge fisica deve essere formulata in maniera falsificabile, in modo tale che eventuali esperimenti possano essere in contrasto con essa e dunque falsificarla. Una legge è falsificabile se descrive in forma quantitativa relazioni tra grandezze misurabili.

Il metodo scientifico si articola in due fasi:

Fase induttiva

Dallo studio di dati sperimentali si giunge alla formulazione di una regola universale. Si divide in:

• Osservazioni e misure (in questa fase si utilizza la strumentazione o...