Metodo scientifico, Didattica delle scienze

METODO SCIENTIFICO

Nasce con Galileo Galilei

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.

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 sono:

• 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 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 e 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

1) di una regola universale).

Si divide in

• OSSERVAZIONI E MISURE ( in questa fase si utilizza la strumentazione opportuna

e si raccolgono i dati).

• FORMULAZIONE DÌ UN’IPOTESI, si tenta di spiegare il fenomeno, tramite la

lettura dei dati sperimentali.

FASE DEDUTTIVA

2) • VERIFICA DELL’IPOTESI (si sottopongono i dati ad una verifica rigorosa)

• FORMULAZIONE DÌ UNA TEORIA, nel caso in cui l’ipotesi venga confermata.

grandezze

Il metodo scientifico si basa sullo studio di quantità misurabili, chiamate

fisiche.

Per definire una grandezza fisica si misura con un determinato strumento.

Definizione operativa della grandezza fisica.

MISURARE significa confrontare una grandezza fisica con una grandezza dello stesso

tipo presa come riferimento, chiamata unità di misura.

Questo confronto è facilitato da uno strumento di misura, il quale descrive il rapporto tra la

grandezza misurata e l’unità di misura.

Per comunicare in maniera corretta le misure e per favorire la scienza e il commercio si è

definito un sistema internazionale delle unità di misura che stabilisce che:

• Ci sono sette grandezze definite fondamentali mentre le altre sono dette derivate,

cioè definite attraverso relazioni matematiche tra le grandezze fondamentali.

• Le unità di misura internazionali per ogni grandezza fisica fondamentale.

• Le definizioni delle unità di misura delle grandezze fondamentali.

• Le regole di scrittura delle misure.

LE GRANDEZZE FONDAMENTALI SONO:

• Lunghezza

• Tempo

• Massa

• Temperatura termodinamica

• Corrente elettrica

• Intensità luminosa

• Quantità di sostanza

LE GRANDEZZE DERIVATE SONO:

• Velocità

• Accelerazione

• Forza

• Energia

• Lavoro

• Potenza

• Carica elettrica.

Come esempio di grandezza derivata si può considerarla velocità, la cui unità di misura è

definita come rapporto di quella della lunghezza e quella per tempo => M/S

La superficie si può ottenere come prodotto di due lunghezze =>M2

Il volume si può ottenere come prodotto di tre lunghezze =>M3