Il metodo scientifico: osservazione, ipotesi e sperimentazione
Vera ha due gerani sul balcone: quello che sta al sole è più alto di quello che sta all'ombra. È un caso o il sole c'entra davvero? Gli scienziati ragionano così: osservano un fatto, si fanno una domanda, propongono una spiegazione e poi la mettono alla prova.
Le fasi del metodo scientifico
Più di quattrocento anni fa Galileo Galilei capì che per conoscere la natura non basta ragionare: bisogna anche fare prove e misure. Nasce così il metodo scientifico (o metodo sperimentale). Anche l'errore ha un valore: Francesco Redi, osservando la carne e le mosche, mise alla prova l'idea che i vermi nascessero da soli; Spallanzani fece lo stesso con i brodi. Un'idea smentita da un esperimento ci fa capire di più.
Le fasi del metodo scientifico sono in disordine: sperimentazione, osservazione, conclusioni e ipotesi. Scrivile nell'ordine corretto e spiega con una frase che cosa si…
Le fasi del metodo scientifico sono in disordine: sperimentazione, osservazione, conclusioni e ipotesi. Scrivile nell'ordine corretto e spiega con una frase che cosa si fa in ciascuna.
Collega ogni fase del metodo scientifico a ciò che si fa in essa: a) Osservazione b) Ipotesi c) Sperimentazione d) Conclusioni 1) Si propone una possibile spiegazione di…
Collega ogni fase del metodo scientifico a ciò che si fa in essa:
- a) Osservazione
- b) Ipotesi
- c) Sperimentazione
- d) Conclusioni
1) Si propone una possibile spiegazione di ciò che accade.
2) Si guarda con attenzione un fatto e lo si annota.
3) Si confrontano i risultati con l'idea iniziale.
4) Si progetta e si realizza una prova per verificare l'idea.
Indica se ogni frase è un'osservazione o un'ipotesi: a) «Stamattina il cortile era bagnato». b) «Credo che sia piovuto all'alba». c) «L'acqua della piscina è a…
Indica se ogni frase è un'osservazione o un'ipotesi:
- a) «Stamattina il cortile era bagnato».
- b) «Credo che sia piovuto all'alba».
- c) «L'acqua della piscina è a $24\ ^\circ\text{C}$».
- d) «Se lascio la bici fuori quando piove, si arrugginirà prima».
Durante un pranzo in giardino, Nil vede che i cubetti di ghiaccio del suo bicchiere si sciolgono molto prima rispetto al giorno in cui li ha usati in inverno. a) Quello…
Durante un pranzo in giardino, Nil vede che i cubetti di ghiaccio del suo bicchiere si sciolgono molto prima rispetto al giorno in cui li ha usati in inverno.
- a) Quello che ha fatto Nil è un'osservazione o un'ipotesi?
- b) Scrivi una domanda scientifica su quel fatto.
Classifica queste affermazioni in «ipotesi scientifiche» (si possono verificare con un esperimento) o «non scientifiche», e giustificane una per gruppo: a) «Il venerdì…
Classifica queste affermazioni in «ipotesi scientifiche» (si possono verificare con un esperimento) o «non scientifiche», e giustificane una per gruppo:
- a) «Il venerdì ho sfortuna nelle verifiche».
- b) «Una palla nuova rimbalza più di una palla vecchia».
- c) «L'acqua con il sale bolle a una temperatura più alta dell'acqua pura».
- d) «I gatti neri portano sfortuna».
Le variabili di un esperimento
Ugo vuole il toast cotto al punto giusto e prova con 1, 2 e 3 minuti: sta facendo una sperimentazione. Per essere utile, però, una prova deve essere ben progettata. Si cambia una sola cosa alla volta, così si capisce che cosa causa l'effetto.
In un esperimento si cambia l'inclinazione di una rampa per vedere come rotola un'automobilina giocattolo. Il montaggio è quello della figura: a) Spiega con parole tue…
In un esperimento si cambia l'inclinazione di una rampa per vedere come rotola un'automobilina giocattolo. Il montaggio è quello della figura:
- a) Spiega con parole tue che cos'è una variabile in un esperimento.
- b) Qual è la variabile che si cambia in questo caso?
Ugo vuole il toast cotto al punto giusto e prova tre volte: $1$ minuto, $2$ minuti e $3$ minuti, e annota com'è venuto ciascuno. Quale fase del metodo scientifico sta…
Ugo vuole il toast cotto al punto giusto e prova tre volte: $1$ minuto, $2$ minuti e $3$ minuti, e annota com'è venuto ciascuno. Quale fase del metodo scientifico sta usando Ugo? Giustifica la risposta.
Luca mette a germogliare delle lenticchie in due bicchieri con cotone umido: uno sulla finestra e l'altro dentro un armadio buio. a) Quale variabile sta cambiando? b)…
Luca mette a germogliare delle lenticchie in due bicchieri con cotone umido: uno sulla finestra e l'altro dentro un armadio buio.
- a) Quale variabile sta cambiando?
- b) Quale variabile misurerà per confrontare?
- c) Indica due variabili che deve mantenere uguali perché il confronto sia equo.
Per sapere se la luce influisce sulla crescita delle piante, Chloe mette un vaso con terra nuova sulla finestra e un altro con terra vecchia in un armadio. a) Potrà…
Per sapere se la luce influisce sulla crescita delle piante, Chloe mette un vaso con terra nuova sulla finestra e un altro con terra vecchia in un armadio.
- a) Potrà sapere se la luce influisce?
- b) Spiega l'errore che ha commesso.
- c) Come lo correggeresti?
Dalle ipotesi agli esperimenti
Una buona ipotesi si trasforma in una prova che si può eseguire. Come? Dici che cosa cambi, che cosa misuri e che cosa tieni uguale.
Il piano di un esperimento
Per scrivere il progetto di un esperimento segui sempre questi passi: 1) ipotesi; 2) variabile indipendente e dipendente; 3) grandezze controllate; 4) materiali e strumenti; 5) procedimento in ordine (quante prove, quando e con quale strumento misuri, per quanto tempo); 6) risultato atteso se l'ipotesi è vera.
Vera ha due gerani sul balcone: quello che sta al sole è più alto di quello che sta all'ombra. a) Scrivi l'osservazione che ha fatto Vera. b) Formula un'ipotesi che…
Vera ha due gerani sul balcone: quello che sta al sole è più alto di quello che sta all'ombra.
- a) Scrivi l'osservazione che ha fatto Vera.
- b) Formula un'ipotesi che spieghi ciò che vede.
Il telecomando della tv di casa di Anna smette di funzionare e suo padre dice: «Sicuramente le pile sono scariche». a) Quale fase del metodo scientifico rappresenta…
Il telecomando della tv di casa di Anna smette di funzionare e suo padre dice: «Sicuramente le pile sono scariche».
- a) Quale fase del metodo scientifico rappresenta questa frase?
- b) Che cosa fareste per verificare se è vero?
Il pane nel cassetto della cucina si riempie di muffa prima del pane conservato in frigorifero. a) Formula un'ipotesi che lo spieghi. b) Progetta una semplice verifica:…
Il pane nel cassetto della cucina si riempie di muffa prima del pane conservato in frigorifero.
- a) Formula un'ipotesi che lo spieghi.
- b) Progetta una semplice verifica: che cosa cambieresti, che cosa osserveresti e quale cosa importante deve restare uguale (variabile di controllo).
Vuoi verificare se la temperatura dell'acqua influisce sulla velocità con cui si scioglie lo zucchero. Progetta l'esperimento completo indicando: a) L'ipotesi. b) La…
Vuoi verificare se la temperatura dell'acqua influisce sulla velocità con cui si scioglie lo zucchero. Progetta l'esperimento completo indicando:
- a) L'ipotesi.
- b) La variabile che cambierai (indipendente) e quella che misurerai (dipendente).
- c) Due variabili che manterrai uguali (di controllo).
- d) I passaggi che seguiresti e il risultato che ti aspetti se la tua ipotesi è vera.
Ripetere e diffidare dei dati strani
Misuri tre volte il tempo di caduta di una biglia dal tavolo e ottieni $0{,}45\ \text{s}$, $0{,}47\ \text{s}$ e $1{,}12\ \text{s}$. Perché non ci si può fidare di una sola misura, né eliminare l'ultimo dato senza indagare?
Il tuo amico Enzo afferma: «con le mie scarpe nuove corro di più». a) Trasforma la sua frase in un'ipotesi che si possa verificare. b) Proponi un semplice esperimento…
Il tuo amico Enzo afferma: «con le mie scarpe nuove corro di più».
- a) Trasforma la sua frase in un'ipotesi che si possa verificare.
- b) Proponi un semplice esperimento indicando che cosa misureresti e che cosa dovrebbe restare uguale.
Leo vuole sapere se una bevanda si raffredda prima in frigorifero o nel congelatore. Mette una bottiglia grande di bibita nel frigorifero e una lattina piccola nel…
Leo vuole sapere se una bevanda si raffredda prima in frigorifero o nel congelatore. Mette una bottiglia grande di bibita nel frigorifero e una lattina piccola nel congelatore, e misura il tempo che ciascuna impiega ad arrivare a $8\ ^\circ\text{C}$.
- a) Indica gli errori del progetto.
- b) Riprogetta l'esperimento in modo che il confronto sia equo.
- c) Spiega perché in un esperimento si può cambiare solo una cosa alla volta.
Elia ripete tre volte lo stesso esperimento e misura il tempo che impiega a sciogliersi un cubetto di ghiaccio: $8$ minuti, $8,5$ minuti e $20$ minuti. a) Quale valore…
Elia ripete tre volte lo stesso esperimento e misura il tempo che impiega a sciogliersi un cubetto di ghiaccio: $8$ minuti, $8,5$ minuti e $20$ minuti.
- a) Quale valore sembra sospetto? Perché?
- b) Che cosa dovrebbe fare Elia con quel dato prima di trarre conclusioni?
- c) Spiega perché in scienza gli esperimenti si ripetono più volte.
Quando l'ipotesi non è confermata
Galileo sosteneva che, trascurando la resistenza dell'aria, i corpi cadono insieme, mentre molti pensavano che quelli pesanti arrivassero prima. Gli esperimenti servono proprio a decidere. E se i risultati non confermano la nostra idea? Non è un fallimento: si impara dall'errore e si formula una nuova ipotesi.
Nadia vede che le formiche sul marciapiede vanno in fila fino a un pezzetto di biscotto. Scrivi su quel fatto: a) Un'osservazione e una domanda scientifica. b)…
Nadia vede che le formiche sul marciapiede vanno in fila fino a un pezzetto di biscotto. Scrivi su quel fatto:
- a) Un'osservazione e una domanda scientifica.
- b) Un'ipotesi e una frase con la prima prova che faresti per verificarla.
Martina è sicura che, lasciate cadere insieme dalla stessa altezza, una palla pesante arrivi sempre a terra prima di una leggera. Ma lasciando cadere un pallone da…
Martina è sicura che, lasciate cadere insieme dalla stessa altezza, una palla pesante arrivi sempre a terra prima di una leggera. Ma lasciando cadere un pallone da basket e una pallina da tennis, arrivano a terra quasi insieme.
- a) Spiega che cosa deve fare una scienziata quando i risultati non confermano la sua ipotesi.
- b) Scrivi una nuova ipotesi che Martina potrebbe mettere alla prova ora.
«Se indosso la mia maglietta portafortuna, la mia squadra vince». a) Spiega perché questa affermazione, così com'è formulata, non è una buona ipotesi scientifica. b)…
«Se indosso la mia maglietta portafortuna, la mia squadra vince».
- a) Spiega perché questa affermazione, così com'è formulata, non è una buona ipotesi scientifica.
- b) Riscrivi un'affermazione simile che si possa verificare con un esperimento.
- c) Descrivi brevemente come la verificheresti.
Torna all'inizio: per sapere se il sole influisce davvero sui gerani, Vera dovrebbe coltivare più gerani identici, con stessa terra, vaso e acqua (grandezze controllate), cambiando solo le ore di sole (variabile indipendente) e misurando l'altezza raggiunta (variabile dipendente).