Dall’analisi alla comunicazione di un sistema complesso

Unità di apprendimento di Tecnologia per la classe terza
di Luigi D’Elia e Nicola Giordano

Compito unitario. Acquisire conoscenze in merito alle complesse relazioni necessarie alla produzione di corrente elettrica. Pianificare e compiere una visita guidata alla centrale idroelettrica di accumulazione per pompaggio di Presenzano (CE).

Competenza. Ricavare dalla lettura e dall’analisi dei testi o tabelle informazioni e dati sui beni e servizi disponibili sul territorio.

Obiettivi di apprendimento.

  • Accostarsi a nuove applicazioni informatiche esplorandone le funzioni e le potenzialità.
  • Progettare una visita di istruzione usando risorse interne per reperire e selezionare informazioni utili.
  • Utilizzare le capacità logiche acquisite in precedenza per affrontare e risolvere problemi nei vari settori della tecnologia.

Obiettivi formativi. L’alunno:

  • sulla base dell’osservazione, dell’indagine e della progettazione, utilizza adeguati strumenti logico-formativi per approfondire le conoscenze della struttura, dell’impiego e del funzionamento del sistema tecnico-scientifico preso in esame;
  • conosce la struttura del concetto (Co.Co.) e il processo di produzione della corrente elettrica coinvolte nel sistema tecnico-scientifico analizzato.

Attività laboratoriale. Dal punto di vista operativo questo lavoro costituisce una documentazione chiara di come attraverso la struttura della UA svolta si può verificare un percorso di apprendimento che fa leva costantemente sulla costruzione e applicazione di strumenti formativi e modelli logici (studiati e realizzati dalla compianta preside Maria Famiglietti). Grazie ad essi, infatti, si può costruire la conoscenza, che è assimilata non già per via di memorizzazione e riassunti di informazioni, ma in quanto nella mente dei ragazzi va a potenziare gli schemi già preesistenti, fino a modificare ed allargare la visione riguardo al problema affrontato. Il valore formativo di questi contenuti passa negli alunni se sono guidati ad appropriarsi degli schemi che la mente utilizza per ricercare, sistemare, rappresentare, costruire e comunicare conoscenze significative.

Fase 1. Scelta del processo tecnico-scientifico. Osservando gli utilizzatori elettrici presenti nell’aula, nella scuola e a casa, viene concordato di organizzare ed analizzare i dati del sistema tecnico-scientifico “L’impianto idroelettrico di accumulazione per pompaggio di Presenzano (CE)”.

Fase 2 (pre-attiva). Si organizza una visita guidata all’impianto di produzione di corrente elettrica di Presenzano (CE), non lontano dalla nostra scuola. Per raccogliere i dati necessari alla soluzione di due problemi più avanti esposti,  si cercano i testi scritti sul web per avere notizie sulla ubicazione e sulle caratteristiche del suddetto sistema complesso. Successivamente si organizza la visita guidata a Presenzano. Essa avviene con l’ausilio di un ingegnere dell’ENEL del posto, che conduce il gruppo in una tendo-struttura dove, attraverso un plastico, viene simulato il funzionamento della centrale, sia di giorno che di notte. Inoltre, a fine visione, l’intero gruppo viene accompagnato per visitare dal vero i vari reparti (bacini, condotte forzate, gallerie in pressione, turbine, alternatore). I diversi gruppi utilizzano macchine fotografiche digitali, Ipad e telefonini per fotografare, registrare, filmare, al fine di raccogliere il maggior numero di dati. Inoltre, viene consegnato a ciascun alunno del materiale specifico sulla Centrale presa in esame (All.1)

Fase 3. Costruzione della conoscenza con l’uso di modelli logici. Tornati in aula, lo smontaggio dei testi con la lettura selettiva, consente di risolvere due problemi.
♦ Primo problema. Costruzione del concetto (Co.Co.) sulla struttura della centrale idroelettrica di pompaggio di Presenzano.
Il modello logico adoperato per la sistemazione della conoscenza sarà il grafo ad albero, strumento logico-formativo di analisi/sintesi che consente di analizzare e scomporre un insieme complesso nelle parti ed elementi che gli appartengono (classificare-ordinare).

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 COMUNICAZIONE SCRITTA
La centrale di Presenzano (Ce) è un impianto che serve per produrre corrente elettrica e regolare la rete elettrica dell’Italia centro-meridionale. È composto da un serbatoio superiore di Césima e uno inferiore di Presenzano; da delle gallerie in pressione; da dei pozzi piezometrici; da delle condotte forzate; la centrale da una turbina, un‟ asse di rotazione e un alternatore; da una stazione elettrica (trasformatore); dalla derivazione ausiliaria (Rio S. Bartolomeo) e dalla linea di trasmissione. Questo tipo di centrale si trova nel territorio del comune di Presenzano (CE) e Sesto Campano (IS) e questa è una caratteristica ambientale; le caratteristiche tecniche sono che di notte l’acqua viene pompata da Presenzano a Césima mentre di giorno l’acqua scende da Césima a Presenzano.

♦ Secondo problema. Costruzione del modello R.A.Re.Co.,  un altro strumento logico di grande importanza, che comprende e comunica insieme tutte le operazioni mentali che avvengono nella conoscenza e che vi permetterà di “Rappresentare”, “Analizzare”, fare delle “Relazioni” e “Comunicare” il funzionamento di una macchina, di un oggetto, di un procedimento della produzione, di un fenomeno scientifico ecc.

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Soluzione del secondo problema (modello R.A.Re.Co.). Scarica il pdf

 

Immagine3Analisi strutturale. Scarica il pdf

 

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Relazione tra le parti. Scarica il pdf.

 

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Comunicazione. Scarica il pdf.

 

Fase 4. Esercizio di rinforzo. Diamo la seguente consegna: provate ad utilizzare i modelli Co.Co. e R.A.Re.Co. per effettuare la costruzione del concetto e l’analisi, la sintesi e la comunicazione di una centrale termoelettrica.
Gli alunni vanno immediatamente alla ricerca di testi scritti relativi al nuovo sistema tecnico-scientifico. Con la lettura di superficie individuano i dati e con successiva selezione li sistemano sul grafo ad albero (Co.Co.) e sulla tabella R.A.RE.CO. La soluzione dei due problemi è sotto riportata.

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 COMUNICAZIONE SCRITTA

La centrale termoelettrica è un impianto, serve a produrre corrente elettrica. È composta da: pompa, caldaia, combustibile, bruciatore, aria, vapore, turbina, alternatore, trasformatore, linea di trasmissione, desolforatore, camino e condensatore. Le sue caratteristiche sono: il calore è fornito dai combustibili fossili, il vapore raggiunge 50° C e il voltaggio in uscita è di 750.000 volt.

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Rappresentazione delle parti. Scarica il pdf

 

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Analisi strutturale. Scarica il pdf

 

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Comunicazione. Scarica il pdf.

 

Verifica, valutazione e monitoraggio. L’insegnante propone a ciascun componente del gruppo classe di individuare un qualsiasi sistema tecnico-scientifico (centrale elettrica termonucleare, eolica, fotovoltaica, solare, geotermica…) seguendo l’iter didattico applicato precedentemente. L’accettabilità sarà attribuita all’alunno in grado di assumere decisioni coerenti alla problematica affrontata, di organizzare dati e procedure in un sistema complesso e di costruire una comunicazione scritta essenziale ma corretta; l’eccellenza all’alunno che valuta e motiva le proprie scelte, organizza correttamente i dati di un sistema complesso ed utilizza una comunicazione chiara e precisa.

Luigi D’Elia e Nicola Giordano

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