STEM

Science, Technology, Engineering and Mathematics

La Biblioteca scolastica "Renato Marzini", in collaborazione con i docenti della commissione STEM, propone consigli di lettura, siti, materiali utili per contribuire a stimolare la curiosità e diffondere la conoscenza delle discipline STEM (science, technology, engineering and mathematics)  tra studenti e docenti.

Chimica

Approfondimenti

Rai Cultura

Videolezioni

Questa pagina di Rai Cultura è dedicata alla chimica: questa scienza, che studia la composizione della materia ed il suo comportamento, viene detta anche "la scienza centrale" poiché fa da trait d’union con le altre scienze naturali, come l'astronomia, la fisica, le scienze dei materiali, la biologia e la geologia.

Chemical & Engineering News

Canale YouTube di video, notizie e spiegazioni da Chemical & Engineering News (C&EN).

Qui puoi trovare video accessibili, accuratamente documentati e visivamente sbalorditivi dal mondo della chimica e dai campi ad essa correlati.

C&EN è una rivista editorialmente indipendente pubblicata dall’American Chemical Society.

Tyler DeWitt

Hai bisogno di aiuto con la chimica? Questi video possono aiutarti! 

Gli argomenti vengono trattati con pazienza e chiarezza, utilizzando numerosi esempi, analogie e problemi pratici. 

Consigli di lettura

Favole periodiche

Le vite avventurose degli elementi chimici

Hugh Aldersey-Williams

Per molti di noi la tavola periodica è un’immagine muta, un vago ricordo delle lezioni di chimica e biologia. Ma essa dice molto di più di quello che sembrerebbe promettere a un primo sguardo. Dietro la sua geometria di sigle, numeri e caselle si cela infatti uno sconfinato universo di storie e aneddoti segreti, una costellazione di racconti capaci di rivelare i retroscena nascosti della nostra cultura. Ed è con questo spirito di scoperta che Hugh Aldersey-Williams ci guida alla conoscenza degli elementi, per indagare i minimi e i grandi eventi del passato, dal commercio del bronzo con cui Roma si arricchì al polonio del caso Litvinenko, dal ferro dell’epoca vittoriana al cloro che uccise migliaia di soldati durante la Prima guerra mondiale. Dalla Carboneria al cadmio di Van Gogh, dalle luci al neon di Las Vegas all’arsenico degli avvelenatori dei romanzi gialli. Un viaggio attraverso la storia, in cui gli uomini passano in secondo piano per lasciar parlare gli elementi chimici che ne furono i silenziosi protagonisti.

Decifrare la vita. 

Jennifer Doudna, la scienziata Premio Nobel che ha rivoluzionato l'editing genetico

Walter Isaacson

«Leggere La doppia elica mi fece capire che la scienza può essere molto eccitante, un po' come essere sulle tracce di uno splendido mistero e trovare un indizio qui e un indizio là. E poi mettere insieme i pezzi.» È grazie a questa convinzione – maturata divorando avidamente le pagine del libro di James Watson, scopritore insieme a Francis Crick e Maurice Wilkins della struttura del DNA – che l'undicenne Jennifer Doudna decide di dedicarsi alla chimica, senza dar peso al pregiudizio che vorrebbe la scienza come un campo squisitamente maschile. Spinta dalla passione per lo studio di come funziona la natura, Doudna ha così contribuito a compiere quello che Watson ha definito il più importante progresso in biologia dai tempi della doppia elica. Nella primavera del 2012, Doudna e i suoi collaboratori hanno infatti avuto la straordinaria intuizione di trasferire all'editing del genoma umano la tecnica del CRISPR (acronimo di Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), un sistema usato dai batteri per difendersi dal DNA dei virus che li attaccano, creando così la possibilità di modificare il corredo genetico dell'essere umano. In queste pagine, Isaacson segue il lungo cammino che ha portato a questa scoperta rivoluzionaria, ora impiegata nel campo delle malattie genetiche, della ricerca contro il cancro e, recentemente, anche in quello delle malattie infettive, per combattere la pandemia da coronavirus. Il nuovo libro di Walter Isaacson non è soltanto la biografia di una delle scienziate più importanti del nostro tempo, insignita del Premio Nobel per la Chimica 2020, ma un affascinante racconto investigativo che coinvolge le più intime verità e meraviglie della natura, dalle origini della vita al futuro della nostra specie.

Il cucchiaino scomparso.

E altre storie della tavola periodica degli elementi

Sam Kean

Ideata autonomamente, nel 1869, da Dmitrij Mendeleev e Julius Lothar Meyer, la "tavola periodica degli elementi" continua a restare per lo più congelata nell'inerzia dei ricordi scolastici. Con il libro di Sam Kean dietro ogni simbolo e ogni numero atomico si spalancano sequenze inimmaginabili in tutti gli ambiti dell'esperienza e della conoscenza umana. Come quelle arcaico-antropologiche sull'antimonio, elemento che troviamo nel giallo del Palazzo di Nabucodonosor e nel mascara delle donne egizie, usato sia per sedurre che per incutere terrore. O, ancora, quelle medico-sanitarie sulla tossicità del nitrato d'argento contrapposta alle qualità terapeutiche dello zolfo, alla base del "prontosil rosso", sulfaminide e primo chemioterapico antibatterico. O, infine, quelle fisico-cosmologiche: tutti gli elementi della tavola, infatti, condividono la stessa genesi stellare (l'esplosione di una supernova) in una fase di contrazione della materia che ha scremato la Terra e gli altri pianeti, oltre quattro miliardi e mezzo di anni fa. Punteggiato di sorprendenti aneddoti (come quello, evocato nel titolo, del cucchiaino di gallio che si scioglie al contatto del tè, permettendo trucchi alla Houdini) e digressioni narrative, il libro di Kean è un'introduzione alla conoscenza di ciò che costituisce il nostro pianeta.

Il sistema periodico

Primo Levi

Azoto, carbonio, idrogeno, oro, arsenico… Sono ventuno gli elementi chimici che danno il titolo ai racconti di questo libro, e ventuno i capitoli di un’autobiografia che per affinità e accostamenti corre sul filo di una storia personale e collettiva, affondando le radici nell’oscura qualità della materia, raccontando le storie di un mestiere «che è poi un caso particolare, una versione piú strenua del mestiere di vivere». È questo il gigantesco minuscolo gioco che lega osservazione, memoria, scrittura: ne esce ricostruita la vicenda di una formazione maturata negli anni del fascismo, poi nelle drammatiche vicende della guerra: di chi, partendo dalla concretezza del lavoro, impara a capire le cose e gli uomini, a prendere posizione, a misurarsi con ironia e autoironia. Una metafora dell’esistenza, in cui emergono, nel volgersi del racconto, stranezze, fallimenti e riuscite imprevedibili. 

Sposare gli elementi

Breve viaggio alla scoperta della chimica

Maria Chiara Montani

Con questo libro abbiamo perciò l'occasione di riscoprire una scienza che più di altre dà forma al nostro quotidiano: è grazie alle sue applicazioni che il rossetto tiene una giornata intera, che abbiamo pneumatici per ogni condizione climatica, che curiamo i sintomi del raffreddore con una compressa, o che sappiamo perché la maionese impazzisce. D'altra parte, la storia della chimica si può leggere come una storia del rapporto dell'uomo con la natura e poi con la materia, fin dentro agli atomi: le idee dei chimici permeano il nostro immaginario, oltre che la nostra vita. Così, nello spazio di poche pagine, Sposare gli elementi ripercorre questa storia in maniera semplice, raccontando le scoperte, i personaggi e i passaggi principali, e costellando il racconto di spunti interdisciplinari sull'influenza della chimica nell'arte e nella letteratura.

Avventure molecolari. 

Alla scoperta della chimica tra farmaci, droghe e veleni

Pellegrino Musto

Da una molecola può dipendere la nostra vita. Una molecola può guarirci o ucciderci; può regalarci la felicità o condurci alla pazzia. Grazie agli eccezionali progressi compiuti negli ultimi duecento anni dalla ricerca chimica e farmaceutica, la conoscenza di questi minuscoli mattoncini di cui è fatta la materia, invisibili all'uomo ma regolati in modo ferreo dalle leggi della geometria euclidea, si è legata in maniera sempre più intima alla nostra esistenza quotidiana e al nostro benessere. Partendo dalla sua storia di "cacciatore di molecole" (esperto delle tecniche spettroscopiche che ci permettono di identificare le diverse sostanze) l'autore ci guida in un viaggio nel mondo della chimica. Ci parla della struttura delle molecole, delle loro proprietà, degli effetti straordinari, in bene e in male, che possono avere su di noi. E racconta: racconta storie di grandi scienziati e grandi avvelenatori, di intuizioni geniali e colpi di fortuna, di commovente umanità e cieca avidità, di enormi sforzi collettivi che hanno salvato milioni di vite e di colpevoli negligenze che hanno provocato terribili tragedie.

Il genio della bottiglia.

La chimica del quotidiano e i suoi segreti

Joe Schwarcz

L'espressione "divulgazione chimica" ha spesso avuto il sapore di un ossimoro, anche se divulgazione e chimica non sono termini concettualmente opposti. Con Joe Schwarcz le cose sono cambiate radicalmente, al punto che Roald Hoffmann, premio Nobel per la chimica nel 1981, ha scritto che la magia di Joe Schwarcz sta nel convincerci che la chimica è divertente e utile. Questo libro spazia dalle qualità più curiose dell'acqua ossigenata all'influenza dell'acetone nel corso dei secoli, passando attraverso ritratti non convenzionali di giganti come Lavoisier e Mendeleev. Schwarcz unisce a una conoscenza profonda della materia la capacità di trasformare un particolare apparentemente trascurabile in un'occasione per andare al di là della chimica ed entrare nella storia (scientifica, biografica, anche economica). Il lettore scoprirà l'utilità di conoscere la chimica per affrontare vari problemi quotidiani riguardanti la salute e i farmaci, i cibi e i pregiudizi che spesso ci accompagnano. 

DNA.

Il segreto della vita

James D. Watson

con Andrew Berry

La scoperta della doppia elica del DNA nel 1953, cui Watson lavorava da anni, suggeriva la soluzione di due fra i più antichi misteri della biologia: l'archiviazione e la replicazione dell'informazione ereditaria. La doppia elica portava fin dentro la cellula una visione unitaria del mondo biologico e del mondo inanimato e, nella confusa complessità della biologia e nella sterminata varietà delle forme viventi, Watson introduceva un elemento materiale unificante e una nuova chiave interpretativa. Il cinquantenario della rivoluzione del DNA ha coinciso con la pubblicazione della prima sequenza del genoma umano e ciò ha offerto allo scienziato inglese l'occasione per una magistrale lettura della sua storia e dei suoi problemi.

Fisica

Consigli di lettura

Il libro di fisica

Isaac Asimov

Isaac Asimov, illustre studioso e brillante divulgatore scientifico, ma anche grandissimo scrittore di science fiction, ha costruito questa volta una vera e propria "biografia delle scienze fisiche". Il presente volume, che nel mondo anglosassone è diventato una "bibbia della fisica", ci introduce, in forma semplice ma rigorosa, ai segreti dei quasar e dei buchi neri, dei quark e degli acceleratori di particelle, dell'intelligenza artificiale e delle fonti di energia, sia essa quella "sporca" sia quella "pulita". Un vero, completo manuale, ma anche un "romanzo" affascinante sia per il profano sia per l'uomo di scienza. 

La realtà non è come ci appare.

La struttura elementare delle cose

Carlo Rovelli

Tempo, spazio e materia appaiono generati da un pullulare di eventi quantistici elementari. Comprendere questa tessitura profonda della realtà è l'obiettivo della ricerca in gravità quantistica, la sfida della scienza contemporanea dove tutto il nostro sapere sulla natura viene rimesso in questione. Carlo Rovelli, uno dei principali protagonisti di questa avventura, conduce il lettore al cuore dell'indagine in modo semplice e avvincente. Racconta come sia cambiata la nostra immagine del mondo dall'Antichità alle scoperte più recenti: l'evaporazione dei buchi neri, l'Universo prima del big bang, la struttura granulare dello spazio, il ruolo dell'informazione e l'assenza del tempo in fisica fondamentale. L'autore disegna un vasto affresco della visione fisica del mondo, chiarisce il contenuto di teorie come la relatività generale e la meccanica quantistica, ci porta al bordo del sapere attuale e offre una versione originale e articolata delle principali questioni oggi aperte. Soprattutto, comunica il fascino di questa ricerca, la passione che la anima e la bellezza della nuova prospettiva sul mondo che la scienza svela ai nostri occhi.

Matematica

Approfondimenti

Buongiorno Matematica! 

Il blog di Letizia Vaioli

«Nonostante io sia un’insegnante, potete girare per questo blog in largo e in lungo e probabilmente alla fine non avrete imparato niente. Questo non è un sito divulgativo, non si ripassano le regole del calcolo e non si risolvono problemi di trigonometria. Se dovessi dargli una definizione, direi che è un luogo di riconciliazione con la matematica, un posto in cui si entra senza scarpe e ci si siede sul tappeto per vedere le cose da un altro punto di vista. Non entrate dunque se volete prepararvi per un esame o se dovete recuperare una lezione di calcolo integrale, qui non troverete nulla di tutto questo. Entrate piuttosto se volete ritagliare un momento per voi, se avete freddo, se non riuscite a dormire e fuori piove; entrate se avete voglia di staccare i piedi da terra per qualche minuto e di dar voce alla vostra solitudine: qui troverete un riparo e una tazza di tè. È un luogo bianco dove ciascuno porta sé stesso, un luogo che assume i vostri colori e alla fine risulta com’è. C’è un’arteria tra il cuore e la testa; una strada piena di vita in cui risiede la fantasia. Di lì sono passati i più grandi matematici di tutti i tempi, lì hanno lasciato l’impronta dei loro passi e l’eco del loro sentire. C’è un battello che parte ogni ora e organizza visite guidate. Non c’è alcuna spiegazione: solo il silenzio per avvertire quei passi e le voci soffiate delle loro emozioni.» (Letizia Vaioli)


I libri di Letizia Vaioli, ora in possesso della nostra biblioteca, sono descritti qui


Della stessa autrice segnaliamo anche il libro di testo SuperAbile, utile sia per il Dipartimento Inclusione sia per i docenti che devono supportare gli alunni nel recupero della disciplina, e due romanzi gialli, che contengono molti riferimenti al mondo dei numeri.

SuperAbile.

La matematica senza ostacoli

Letizia Vaioli - Franco Vettori

SuperAbile è indicato per tutti gli studenti che hanno difficoltà in matematica o che devono recuperare. In particolare, studenti con il debito estivo, studenti con l’insufficienza nel primo periodo (recupero in itinere), studenti con disturbi specifici dell’apprendimento (DSA e BES), studenti stranieri che non parlano l’italiano, studenti che hanno fatto numerose assenze e sono rimasti indietro.

In piattaforma, su una sorta di lavagna virtuale, lo studente può osservare lo svolgimento animato degli esercizi più significativi proposti sul quaderno, lo svolgimento non animato di altri esercizi (sempre proposti sul quaderno), la trattazione teorica, animata, a cui si può accedere da un indice per titoli o per parole chiave. Una voce narrante accompagna le spiegazioni e descrive le mosse richiamando le regole e le proprietà utilizzate. Le stesse regole sono direttamente accessibili mediante appositi link posti sotto lo schermo delle animazioni. In questo modo, lo studente vede i passaggi, sente le spiegazioni, ha a disposizione i link di tutti i riferimenti utilizzati

La trattazione non è lineare (come quella dei libri di testo) ma reticolare: il ragazzo ritrova la struttura di navigazione del web. Gli esercizi e gli esempi sono presentati con animazioni. Non è il classico e-book in cui lo studente trova la stessa pagina del libro di testo visualizzata sullo schermo del computer. Si tratta di un ambiente dinamico in cui si vede e si sente raccontare lo svolgimento degli esercizi mediante l’ausilio della grafica animata. È possibile fermarsi e rivedere i passaggi più critici.

Matematicamente.it 

Matematicamente.it è una community di studenti, docenti e appassionati che non si occupa solo di matematica ma di formazione nel senso più ampio, centrata sull’interazione tra autori e utenti, tra docenti e studenti, tra esperti e appassionati, che tende da un lato verso contenuti liberi (Creative Commons) e dall’altro verso l’educational entertainment.

Oltre a contenuti prettamente didattici e scolastici, si coltivano tanti ambiti culturali che a scuola non si riescono ad esplorare e sui quali i materiali a stampa si trovano con difficoltà. Si raccolgono e condividono materiali didattici che ogni insegnante/studente produce per proprio conto e che di solito restano confinati ad amici e studenti. L’obiettivo fondamentale è ancora oggi quello di esplorare le potenzialità didattiche di Internet nell’insegnamento della matematica, dell’informatica e delle discipline scientifiche con strumenti sempre più avanzati, multimediali, interattivi e su base social: appunti, approfondimenti, test, esercizi svolti, manuali, simulazioni, animazioni, videolezioni, giochi didattici e tanti altri materiali che possono essere usati a scuola, in classe, in laboratorio.

A questi scopi prettamente didattici si sono aggiunte con il tempo iniziative di natura ludica: gare di intelligenza matematica, trofeo annuale di scacchi, sudoku, crucinumero e giochi affini.

Manuali e testi per la scuola

In particolare, segnaliamo la sezione "Manuali" del sito: qui i docenti STEM possono trovare numerosi materiali didattici relativi alle discipline di Biologia, Chimica, Fisica, Geometria, Algebra e Informatica (manuali in formato PDF scaricabili gratuitamente).

XlaTangente.it 

Rivista online gestita da MateMatita

Il sito XlaTangente è gestito da matematita, Centro Interuniversitario di Ricerca per la Comunicazione e l'Apprendimento Informale della Matematica, con sede principale presso il Dipartimento di Matematica dell'Università di Milano.

La rivista nasce nel 2006 grazie alla passione di un gruppo di docenti universitari e all'impulso del centro matematita come edizione italiana della rivista francese Tangente. L’aventure mathématique, di cui propone qualche articolo tradotto, accanto ad articoli originali.

Grazie a numerosi contributi di varie persone ed enti, la rivista acquista sempre più una propria personalità, cercando un equilibrio per essere interessante ma seria, coinvolgente ma rigorosa. Il sito della rivista, che propone approfondimenti e notizie, è attivo dal 2008.

L'obiettivo del sito è di continuare a proporre "matematica masticabile", grazie soprattutto a contributi di giovani matematici, sempre più coscienti della necessità di mantenere un dialogo con la società.

A ciò si aggiunge il gemellaggio con Maddmaths - MAtematica Divulgazione e Didattica e con altre iniziative europee di comunicazione della matematica.

macchinematematiche.org

Home Page

Il gruppo di lavoro che dà vita all’associazione ha svolto, a partire dagli anni ’80, attività di sperimentazione didattica collaborando con il Nucleo di Ricerca in Storia e Didattica della Matematica dell’Università di Modena e Reggio Emilia.

Mediante i contributi finanziari del Comune di Modena, del CNR, del Dipartimento di Matematica dell'Università di Modena e del Liceo scientifico “A. Tassoni” di Modena sono stati allestiti (nei locali del Liceo) un’aula attrezzata e un laboratorio. Qui nel 1983 ha avuto inizio la costruzione di modelli fisici per l’insegnamento della Geometria e, negli anni immediatamente successivi, la produzione di materiali audiovisivi con l’assistenza del Centro di Calcolo dell’Università.

La sperimentazione è stata finalizzata all’introduzione nell’insegnamento, anche attraverso l’impiego dei materiali costruiti (molti dei quali realizzano progetti o idee di matematici, dalla Grecia classica fino all’epoca moderna), di una dimensione storica e di una dimensione manipolativa e visuale, agevolando così l’apprendimento delle nozioni fondamentali e la contestualizzazione dei problemi, delle teorie, dei metodi.

macchinematematiche.org

Macchine e Simulazioni

Le "macchine matematiche"  (strumenti per tracciare curve e risolvere problemi, meccanismi per realizzare trasformazioni, modelli per illustrare teoremi o configurazioni geometriche, ecc.) sono state costruite tenendo conto (in modo molto libero) di descrizioni contenute nella letteratura scientifico-tecnica (durante un arco temporale che va dalla Grecia classica fino ai primi del '900) e dopo una serie di esperienze rivolte ad esplorare la possibilità di un loro impiego didattico .

Tra i numerosi vantaggi offerti dall'uso di queste "macchine" nel processo di apprendimento (suscitano interesse, rafforzano intuizione e immaginazione, consentono di approfondire il rapporto tra modelli matematici e realtà, aiutano a cercare, trovare e scrivere dimostrazioni, mettono in contatto diretto con fatti geometrici di tipo nuovo o inconsueto legati al movimento, ecc.) uno soprattutto si è rivelato importante: la loro presenza conduce in modo spontaneo e "naturale" insegnanti e studenti (ma anche chiunque sia curioso di comprenderne significato e funzioni) ad immergersi in una dimensione storica, a interrogarsi sui rapporti tra matematica, società, cultura.