Corso di formazione:


materiale didattico on-line

Il progetto di formazione degli insegnanti delle scuole del Lazio per l'A.S. 2002/2003, prevede lo svolgimento dei seguenti 11 corsi:

N.

Corso

Relatore Sede Destinatari Periodo Eventi - Uscite
1 Acustica: la propagazione e la percezione del suono; ultrasuoni, tecnologie e applicazioni. Cinzia Caliendo (Istituto di Acustica, Tor Vergata)

Area Ricerca Tor Vergata

Docenti delle scuole di ogni ordine e grado

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Attività di laboratorio

2 Alimenti: qualità e salute. Isabella Nicoletti
(Istituto di Metodologie Chimiche, Montelibretti)
Area Ricerca Tor Vergata,
Area Ricerca Montelibretti
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Attività di laboratorio

3 Alla scoperta dello spazio e del tempo.  Andrea Carusi (Istituto di Astrofisica e Fisica Cosmica, Tor Vergata) Area Ricerca Tor Vergata Docenti delle scuole di ogni ordine e grado Visualizza Calendario  
4 La fisica dell'eliosfera. Roberto Bruno e Raffaella D'Amicis (Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario, Tor Vergata) Area Ricerca Tor Vergata Docenti delle scuole di ogni ordine e grado Visualizza Calendario  
5 Scienza dei materiali e applicazioni.  Paolo Ascarelli (Istituto di Metodologie Inorganiche e dei Plasmi, Montelibretti) Area Ricerca Tor Vergata,
Area Ricerca Montelibretti
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Attività di laboratorio

6 Aspetti chimico-fisici e biologici dell'ambiente "suolo". Daniela Lippi (Istituto di Biologia Agroambientale e Forestale, Montelibretti) Area Ricerca Tor Vergata,
Area Ricerca Montelibretti
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Attività di laboratorio

7 Prospezioni geofisiche applicate all'archeologia.  Dario Monna (Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali, Montelibretti) Area Ricerca Tor Vergata,
Area Ricerca Montelibretti
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Prove su siti archeologici

8 Inquinanti ed inquinamento: La valutazione dell'impatto ambientale.  Maurizio Palmisano
(Istituto di Neurobiologia e Medicina Molecolare, Tor Vergata)
Area Ricerca Tor Vergata Docenti delle scuole di ogni ordine e grado Visualizza Calendario

Visita impianti di raccolta differenziata

9 La fisica delle magnetosfere.  Ermanno Amata
(Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario, Tor Vergata)
Area Ricerca Tor Vergata Docenti delle scuole di ogni ordine e grado Visualizza Calendario  
10 Raggi X e loro applicazioni.  Augusto Pifferi
(Istituto di Cristallografia, Montelibretti) 
Area Ricerca Tor Vergata,
Area Ricerca Montelibretti
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Attività di laboratorio

11 Misteri da Marte.  Livia Giacomini
(Istituto di Astrofisica e Fisica Cosmica, Tor Vergata)
Area Ricerca Tor Vergata Docenti delle scuole di ogni ordine e grado Visualizza Calendario

Laboratori multimediali

Le sedi dei corsi

Calendario dei corsi ed elenco dei partecipanti

La durata complessiva di ogni corso è fissata in 20 ore così articolate:

Descrizione attività  Ore previste
Apertura del corso presso la sala conferenze della Direzione Regionale Scolastica (Via Ostiense 131/L) 1
Lezioni in aula o laboratorio  15
Produzione unità didattiche secondo schemi predefiniti  4
TOTALE 20

 

1. Acustica: la propagazione e la percezione del suono; ultrasuoni, tecnologie e applicazioni.

Relatore: Cinzia Caliendo, CNR Istituto di Acustica "O.M. Corbino" - Area della Ricerca di Roma2 "Tor Vergata"

· Suono
· Rumore
· Generazione, propagazione e rivelazione del suono
· Onde elastiche: generazione e rivelazione
· Applicazioni delle onde elastiche
· Tecnologia dei dispositivi elettroacustici
· Caratterizzazione elettrica dei dispositivi acustici

I modulo (medie inferiori e superiori): Sensori di grandezze fisiche e chimiche basati sulla propagazione di onde acustiche.

II modulo (medie inferiori e superiori): Processi tecnologici di fabbricazione di dispositivi acustici per la microelettronica.

III modulo (medie inferiori e superiori): Suoni ed ultrasuoni: dalla scala musicale ai microdispositivi ad ultrasuoni.

IV modulo (elementari): Suoni ed ultrasuoni: percepiamo l'impercettibile.

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2. Alimenti: qualità e salute

Relatore: Isabella Nicoletti, CNR Istituto di Metodologie Chimiche, Area della Ricerca di Roma1 "Montelibretti"

Nuovi stili di vita e la tendenza ad una globalizzazione della rete produttiva in campo alimentare hanno portato a nuove abitudini non sempre corrette dal punto di vista nutrizionale e salutista. Negli ultimi anni si è riscontrato un crescente interesse verso una concezione alimentare ove trova sempre maggiore spazio l'esigenza di approfondire le conoscenze relative alla qualità, tipicità, salubrità e tracciabilità degli alimenti. Conseguentemente si riscontra una evoluzione del concetto di qualità, accanto ai parametri di qualità cosiddetti oggettivi (calibratura, forma, pezzatura, colore, ecc.), sta prendendo corpo l'esigenza di qualificare il prodotto anche in base ad altre caratteristiche, quali: la sanità, il gusto, la consistenza, l'aroma, i requisiti nutrizionali e così via. Con il termine "qualità" degli alimenti ci si riferisce alla "qualità globale" ovvero all'insieme di tutte le caratteristiche che rendono un prodotto alimentare sicuro dal punto di vista igienico-sanitario, organoletticamente gradevole, comodo nell'uso, costante nella qualità, resistente alla conservazione, nutrizionalmente adeguato. Tutti questi parametri, fondamentali nella definizione della qualità di un prodotto alimentare, possono essere modificati, positivamente o negativamente, durante il trattamento tecnologico a livello industriale e durante le consuete procedure casalinghe di preparazione dei pasti per il consumo.
Da quanto esposto è quindi evidente come esista l'esigenza di maggiori conoscenze in campo alimentare relativamente alla costituzione, preparazione degli alimenti e dei loro costituenti

Il progetto può essere articolato nei seguenti argomenti:
· Alimenti e principi alimentari- Fabbisogni alimentari - Contenuto energetico, LARN - Principi dell'equilibrio alimentare
· Conoscenze sulle proprietà nutrizionali con particolare riferimento alle loro possibili modificazioni in relazione a processi di conservazione, alterazione e contaminazione dell'alimento stesso
· La dieta mediterranea: peculiarità del modello alimentare di tipo mediterraneo
· Valutazione del concetto di qualità degli alimenti
· Marker molecolari di prodotto e di processo
· Corretta informazione sulla qualità degli alimenti, importanza dell'etichettatura, tracciabilità 
· Prodotti tipici e certificazione di qualità. ( DOC, DOP, IGP, STG, etc)
· Tecniche di conservazione, decontaminazione e preservazione della qualità degli alimenti
· Modificazioni durante i processi tecnologici e fattori che ne regolano la biodisponibilità
· Tendenze evolutive delle tecnologia alimentare: nuovi prodotti alimentari, nuovi ingredienti (alimenti funzionali)
· Influenza degli alimento sul benessere e sulla prevenzione delle malattie
· Sicurezza alimentare in relazione a contaminanti biologici e chimici negli alimenti
· Sicurezza alimentare e conservazione della biodiversità: utilizzo di organismi geneticamente modificati negli alimenti
· Tecniche analitiche tradizionali ed innovative utilizzate per la valutazione della qualità e sanità degli alimenti

Obiettivo:
Incrementare le conoscenze in campo alimentare e nutrizionale al fine di trasmettere ai docenti una serie essenziali di conoscenze teoriche sui diversi aspetti dell'educazione alimentare e di aiutarli nell'elaborazione di percorsi didattici da destinare agli alunni. Sensibilizzare sui problemi della sicurezza alimentare e sulla qualità e certificazione dei prodotti alimentari. 

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3. Alla scoperta dello spazio e del tempo

Spunti per lavori multidisciplinari ad uso delle scuole - Seconda Parte: Da Copernico a Newton

Relatore: Andrea Carusi, CNR Istituto di Astrofisica e Fisica Cosmica, Area della Ricerca di Roma2 "Tor Vergata"

L'Unità Didattica Da Copernico a Newton è la seconda di una serie di tre UD che costituiscono un Modulo dal titolo generale Alla scoperta dello spazio e del tempo. L'obiettivo principale di questo Modulo è di condurre lo studente, attraverso un percorso complesso e fortemente multidisciplinare, all'acquisizione di un modo di pensare e di lavorare che ricalca sostanzialmente il metodo scientifico; si tratta di un obiettivo formativo che va ben al di là dell'utilizzazione del metodo di lavoro tipico dell'attività scientifica nel particolare ambito prescelto. Abbiamo infatti l'ambizione di fornire uno strumento che, utilizzando un percorso storico-scientifico centrato sullo sviluppo della moderna astrofisica, possa fornire spunti per "incursioni ragionate" in campi e in saperi che normalmente vengono tenuti separati dallo studio delle scienze. Una delle motivazioni principali che ci hanno spinto a tentare questa impresa è infatti da ricercare nella perdurante e dannosa separazione che continua a tenere disgiunte, nella scuola, le discipline umanistiche da quelle scientifiche. Riteniamo che sia utile, per mostrare la sostanziale unità della cultura umana, utilizzare l'astronomia partendo dalle vicende storiche che hanno caratterizzato il suo sviluppo nei secoli. Un tale approccio, che ben si situa nell'attuale tendenza a "storicizzare" i processi di acquisizione culturale, anche scientifici, ha un duplice vantaggio: da un canto permette di ripercorrere in maniera molto istruttiva le tappe del pensiero umano, che vedono l'astronomia inscindibilmente legata a molte altre discipline ampiamente trattate in ambito scolastico; d'altro canto consente di approfondire gradualmente una materia che, avulsa dal suo contesto storico (come in genere avviene nei manuali), presenta non poche difficoltà di comprensione per la gran quantità di nozioni fisico-matematiche che richiede.
L'Unità Didattica Da Copernico a Newton è dunque la seconda della serie Alla scoperta dello spazio e del tempo. Nonostante essa si inserisca nella serie, e quindi presupponga in qualche misura la prima (Da Tolomeo a Copernico ), nondimeno l'UD può essere utilizzata autonomamente, sempre che le condizioni della classe a cui ci si rivolgerà lo permettano.
Se la prima Unità Didattica affrontava il travaglio che ha accompagnato il cambiamento di paradigma astronomico (e non solo) nello spostamento di sistema di riferimento dalla Terra al Sole, questa UD vuole entrare decisamente nel merito della cosiddetta rivoluzione copernicana. Il termine è ormai di uso così comune che viene utilizzato per indicare l'importanza di ogni cambiamento culturale decisivo; noi vorremmo cercare di capire perché si trattò di una rivoluzione e quali conseguenze a breve e lungo termine essa ha comportato per la visione del mondo, sia fisico sia intellettuale.
Dal punto di vista scientifico l'UD Da Copernico a Newton rappresenta un ponte tra la visione astronomico-cosmologica dell'antichità classica, riscoperta nel Medioevo e compiutamente compresa solo nel Rinascimento, e quella moderna nata dalla rivoluzione innescata da Copernico. Sarà quindi compito della terza parte di questa serie, l'UD Da Newton ad Einstein, mostrare come in poco più di 200 anni di duro lavoro si sia giunti a rivedere nel profondo il significato e la portata di concetti basilari per l'esperienza umana come lo spazio, il tempo, la massa, la forza.
Sarà opportuno ripetere ancora che l'acquisizione di competenze tecniche e l'apprendimento dei formalismi matematici non è lo scopo principale di questo percorso. Naturalmente ci si aspetta che gli studenti apprendano qualcosa, ma questo qualcosa riguarda più la capacità di critica che la capacità tecnica o, peggio, la memorizzazione acritica di nozioni. Il rivolgimento innescato nella cultura occidentale dalla rivoluzione copernicana è stato di portata immensa; esso ha permesso la nascita della scienza moderna e ha favorito in gran parte - con torti democraticamente distribuiti - quella separazione tra "due culture" di cui così pesantemente ancora sopportiamo le conseguenze.
L'Unità Didattica Da Copernico a Newton rappresenta in certo qual modo una sfida. Essa cerca di mettere in mano agli insegnanti uno strumento per affrontare in maniera critica tutto ciò che ha a che fare con il moto dei corpi celesti (e non solo). Non è certamente pensabile, né forse necessario, che tutti gli aspetti di questa intricata matassa vengano dipanati: lo schema di UD allegato è certamente molto più ampio di quanto sia possibile affrontare in un singolo anno. In dipendenza dalle condizioni locali e personali, gli insegnanti saranno in grado di identificare quegli aspetti che sono loro più congeniali, o che riterranno più utili allo svolgimento in classe. E' opportuno ribadire però che il percorso che viene qui proposto è soprattutto un percorso di comprensione profonda, più che un'occasione di allargamento delle conoscenze.
L'UD può, in linea di principio, essere utilizzata sia dagli insegnanti di Fisica che da quelli di Scienze, a tutti i livelli di scuola. Questi ultimi, tuttavia, potrebbero incontrare qualche difficoltà in più. Riteniamo che questo potrebbe rappresentare un vantaggio, piuttosto che un handicap; da un punto di vista psicologico un lavoro comune di chiarificazione dei concetti base, che coinvolga anche gli insegnanti, può tradursi per gli studenti in uno stimolo in più. Inoltre, l'UD permette di effettuare un lavoro multidisciplinare, dove aspetti di materie usualmente separate (come la filosofia, la storia, l'italiano e perché no anche la religione) possono concorrere all'identificazione dei "percorsi storici" che hanno accompagnato la rivoluzione copernicana. 

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4. La fisica dell'eliosfera

Relatori: Roberto Bruno e Raffaella D'Amicis , CNR Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario, Area della Ricerca di Roma2 "Tor Vergata"

Lo studio dell'eliosfera, cioè della regione di spazio in cui è sentita l'influenza del Sole, si propone di fornire una base scientifica per la comprensione dell'ambiente in cui sono immersi la Terra e gli altri pianeti del sistema solare. Eventi che hanno luogo alla superficie del Sole e nello spazio interplanetario hanno profonde ripercussioni sul clima e sulle attività umane. Ciò è particolarmente importante in un periodo in cui queste stesse attività provocano a loro volta modifiche dell'ambiente terrestre e circumterrestre. Ne consegue un interesse sempre maggiore per lo sviluppo delle conoscenze dei complessi meccanismi che regolano il sistema Sole-Terra. Lo scopo del corso è quindi quello di fornire una panoramica sulle attuali conoscenze sulla fisica del Sole, del Vento Solare e dell'interazione di quest'ultimo con la magnetosfera terrestre. Inoltre, una parte del corso riguarderà i principali strumenti di misura attualmente utilizzati dalle sonde spaziali e la descrizione delle fasi principali che costituiscono la nascita e la realizzazione di un progetto spaziale.

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5. Scienza dei materiali e applicazioni

Relatore: Paolo Ascarelli, CNR Istituto di Metodologie Inorganiche e dei Plasmi (IMIP), Area della Ricerca di Roma 1 "Montelibretti"

Il corso verterà su tre aspetti:

I° : Introduzione storica

In questa introduzione storica si vuole descrivere l'evoluzione dei materiali utilizzati e preparati dall'uomo e come tale evoluzione coincida con l'evoluzione della tecnologia e della società. 
I temi da affrontare saranno:
· I materiali strutturali : dalla pietra ai metalli.
· I materiali compositi e i materiali "su misura" per usi specifici come i materiali polimerici e le materie plastiche.
· I materiali "funzionali" costituiti per svolgere una funzione precisa: di tipo elettronica, ottica, meccanica.
· I materiali nanostrutturati: materiali costituiti quasi su scala atomica per svolgere funzioni molto specifiche. 
Verrà descritto e verrà discusso il concetto che tutti i materiali moderni consistono in solidi fuori dall'equilibrio. 
Da sottolineare come la scienza dei materiali si distingua dalla scienza della materia ( i.e. Fisica e chimica dello stato solido).

II°: Aspetti moderni della scienza dei materiali 

La scienza della superficie dei materiali.
Verrà descritto come uno degli aspetti più importanti della scienza dei materiali affronti le problematiche associate all'interazione dei materiali con l'ambiente esterno. Come con il recente progresso e avvento delle tecniche di studio dei primi strati atomici presenti alla superficie dei solidi sia stato possibile affrontare e analizzare le problematiche di grande interesse applicativo e quindi industriale, quali ad esempio:
- la bagnabilità delle plastiche;
- la corrosione e la contaminazione delle superfici;
- l'adesione fra materiali diversi;
- la segregazione di impurezze;
- la reattività di agenti chimici alle superfici come la catalisi, ecc.
Saranno anche descritte brevemente alcune tecniche di analisi delle superfici: come la spettroscopia elettronica.

III°: Il diamante come "nuovo" materiale.

In questa sezione si spiegherà perché il diamante è di grande interesse come "nuovo" materiale funzionale.
a) Le eccezionali proprietà fisiche e chimiche del diamante
Il diamante è il materiale:
- più duro che ci sia;
- più trasparente (dal lontano UV al lontano IR);
- è inattaccabile chimicamente;
- è il maggiore conduttore del calore (quattro volte più del rame);
- è uno dei maggiori isolanti elettronici;
- è assai persistente alle radiazioni;
- la velocità del suono (nel diamante) è la più elevata;
- ha proprietà elettroniche che ne fanno un materiale ottimale per rivelatori e dosimetri di radiazioni.

b) Nucleazione e crescita del diamante da fasi gassose (i.e. metano, idrogeno).
c) Caratterizzazione di film di diamante mediante microscopia elettronica e diffrazione dei raggi X.
d) Applicazione dei che il numero di organismi contenuto in circa 10 grammi di terra fertile può superare i 9 miliardi di individui - le cui condizioni "di salute" sono vitali per l'equilibrio globale, le molteplici funzioni degli ecosistemi e la produzione alimentare; in sostanza, per la sostenibilità della vita sulla terra. In generale la salute del suolo può essere definita come la capacità del suolo stesso di "funzionare" secondo le proprie potenzialità e di sapersi adattare, nel tempo, sia agli interventi antropici che ad eventi naturali eccezionali. 
La necessità di mantenere lo stato di salute dei nostri suoli è, quindi, inderogabile per sostenere la produttività, l'equilibrio e la funzionalità globale. Di conseguenza, controllare la qualità del suolo e valorizzarne le risorse è oggi un'esigenza irrinunciabile in vista della sostenibilità a lungo termine. Questo problema è sorto da quando, - circa 100 anni fa - per soddisfare il continuo incremento nella richiesta di cibo e di fibre, l'agricoltura cominciò a muoversi verso sistemi produttivi basati su inputs esterni, come fertilizzanti e pesticidi, e cominciò quindi a dipendere dai combustibili fossili non rinnovabili. Tuttavia tali pratiche colturali hanno anche determinato in molti casi perdita di sostanza organica, erosione del suolo, contaminazione delle acque, sia di superficie che di falda, nonché grave impoverimento della biodiversità, sulla quale si basa l'equilibrio di un ecosistema. 
La qualità del suolo è strettamente correlata con le sue condizioni strutturali: la struttura del terreno, cioè la risultante della combinazione di diverse porosità con le particelle solide (aggregati) è una caratteristica fondamentale dalla quale dipendono le proprietà del terreno nei confronti dell'acqua e dell'aria, cioè l'abitabilità del terreno stesso e, quindi, la sua funzionalità. Molti dissesti ambientali in aree coltivate (erosione, desertificazione, ecc.) traggono origine proprio da fenomeni di degradazione della struttura del terreno.
Altro aspetto fondamentale della qualità del suolo è costituito dal ripristino e mantenimento della sostanza organica, principale fattore di fertilità. La formazione della sostanza organica è un processo reversibile e la maggior parte delle pratiche agronomiche correnti è responsabile della sua riduzione negli agroecosistemi, con una conseguente diminuzione della fertilità del suolo e della sua resilienza attraverso un continuo impoverimento delle proprietà fisiche, chimiche, biologiche e di biodiversità del suolo. 
Il concetto di biodiversità è, insieme a quello di qualità del suolo, un concetto basilare per la sostenibilità dell'ecosistema. Infatti il suolo è una comunità di organismi, ricca di relazioni, nella quale la vitalità e la funzionalità delle diverse popolazioni sono essenziali per il mantenimento dell'efficienza. Sarebbe auspicabile un incremento dell'attività e della quantità di batteri, funghi ed attinomiceti, che sono responsabili di alcune delle più specifiche trasformazioni biologiche nei cicli globali di C, N, P, S ed acqua che avvengono nel suolo. L'importanza della biodiversità per i cicli biogeochimici può essere valutata più direttamente attraverso le trasformazioni specifiche attuate dai vari microrganismi, 
Lo studio delle proprietà fisico-chimiche e biologiche del suolo si connette strettamente con la capacità di affrontare il problema avendo presenti le molteplici componenti della funzione del suolo stesso e l'ampia gamma di fattori che controllano i processi biogeochimici e le loro variazioni temporali e spaziali.

Descrizione del progetto

In particolare, per un progetto di divulgazione scientifica, gli argomenti teorici, accompagnati da esperienze di laboratorio e di campo, possono essere articolati nei seguenti blocchi tematici:

· Pedologia: definizione di suolo; processi pedogenetici (alterazioni chimiche, fisiche e biologiche); orizzonti. 
Fasi del suolo: - fase solida: componente inorganica (definizione, scheletro, tessitura, struttura, porosità), componente organica (definizione). 
- fase liquida (definizione e caratteristiche principali). 
- fase gassosa (definizione e caratteristiche principali).
Sostanza organica nel terreno: definizione, mineralizzazione ed umificazione; sostanze umiche e non umiche, funzioni dell'humus. 

· Microbiologia: ambiente terrestre e componenti microbiologiche del suolo; aspetti di fisiologia microbica. 
Organismi viventi e cicli degli elementi nutritivi: anabolismo e catabolismo; produttori primari, consumatori e decompositori; ruolo dei microrganismi.
Ciclo dell'azoto: processi di immobilizzazione e mineralizzazione dell'azoto nel suolo, denitrificazione ed azotofissazione. 
Ciclo del carbonio: ciclo del carbonio nella biosfera; assimilazione della CO2 nei carboidrati, struttura e degradazione della cellulosa. 

· Campionamento ed analisi: tecniche di campionamento di suolo e di microrganismi; Impostazione statistica, conservazione e preparazione dei campioni per le analisi. 
Analisi chimico-fisiche del suolo: umidità, pH, C organico totale, calcare attivo. 
Analisi microbiologic1e del suolo: tecniche colturali e microscopiche, conte su piastra e Most Probable Number. 
Analisi della crescita e di attività batteriche: contenuto proteico e biomassa totale, attività di biodegradazione.

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6. Aspetti chimico-fisici e biologici dell'ambiente "suolo"

Relatore: Daniela Lippi, CNR Istituto di Biologia Agroambientale e Forestale 
Area della Ricerca di Roma 1 "Montelibretti"
Introduzione
Il suolo è una risorsa dinamica, vivente - basti pensare che il numero di organismi contenuto in circa 10 grammi di terra fertile può superare i 9 miliardi di individui - le cui condizioni "di salute" sono vitali per l'equilibrio globale, le molteplici funzioni degli ecosistemi e la produzione alimentare; in sostanza, per la sostenibilità della vita sulla terra. In generale la salute del suolo può essere definita come la capacità del suolo stesso di "funzionare" secondo le proprie potenzialità e di sapersi adattare, nel tempo, sia agli interventi antropici che ad eventi naturali eccezionali. 
La necessità di mantenere lo stato di salute dei nostri suoli è, quindi, inderogabile per sostenere la produttività, l'equilibrio e la funzionalità globale. Di conseguenza, controllare la qualità del suolo e valorizzarne le risorse è oggi un'esigenza irrinunciabile in vista della sostenibilità a lungo termine. Questo problema è sorto da quando, - circa 100 anni fa - per soddisfare il continuo incremento nella richiesta di cibo e di fibre, l'agricoltura cominciò a muoversi verso sistemi produttivi basati su inputs esterni, come fertilizzanti e pesticidi, e cominciò quindi a dipendere dai combustibili fossili non rinnovabili. Tuttavia tali pratiche colturali hanno anche determinato in molti casi perdita di sostanza organica, erosione del suolo, contaminazione delle acque, sia di superficie che di falda, nonché grave impoverimento della biodiversità, sulla quale si basa l'equilibrio di un ecosistema. 
La qualità del suolo è strettamente correlata con le sue condizioni strutturali: la struttura del terreno, cioè la risultante della combinazione di diverse porosità con le particelle solide (aggregati) è una caratteristica fondamentale dalla quale dipendono le proprietà del terreno nei confronti dell'acqua e dell'aria, cioè l'abitabilità del terreno stesso e, quindi, la sua funzionalità. Molti dissesti ambientali in aree coltivate (erosione, desertificazione, ecc.) traggono origine proprio da fenomeni di degradazione della struttura del terreno.
Altro aspetto fondamentale della qualità del suolo è costituito dal ripristino e mantenimento della sostanza organica, principale fattore di fertilità. La formazione della sostanza organica è un processo reversibile e la maggior parte delle pratiche agronomiche correnti è responsabile della sua riduzione negli agroecosistemi, con una conseguente diminuzione della fertilità del suolo e della sua resilienza attraverso un continuo impoverimento delle proprietà fisiche, chimiche, biologiche e di biodiversità del suolo. 
Il concetto di biodiversità è, insieme a quello di qualità del suolo, un concetto basilare per la sostenibilità dell'ecosistema. Infatti il suolo è una comunità di organismi, ricca di relazioni, nella quale la vitalità e la funzionalità delle diverse popolazioni sono essenziali per il mantenimento dell'efficienza. Sarebbe auspicabile un incremento dell'attività e della quantità di batteri, funghi ed attinomiceti, che sono responsabili di alcune delle più specifiche trasformazioni biologiche nei cicli globali di C, N, P, S ed acqua che avvengono nel suolo. L'importanza della biodiversità per i cicli biogeochimici può essere valutata più direttamente attraverso le trasformazioni specifiche attuate dai vari microrganismi, 
Lo studio delle proprietà fisico-chimiche e biologiche del suolo si connette strettamente con la capacità di affrontare il problema avendo presenti le molteplici componenti della funzione del suolo stesso e l'ampia gamma di fattori che controllano i processi biogeochimici e le loro variazioni temporali e spaziali.

Descrizione del corso
Il contenuto del corso può essere articolato in 6 lezioni durante le quali ad una prima parte di presentazione teorica dell'argomento (lezione frontale) seguiranno la realizzazione di esperienze di laboratorio, o di campo, ed una discussione collettiva con l'elaborazione della relativa scheda didattica. La scuola di provenienza degli insegnanti sarà fondamentale per la scelta delle esperienze di laboratorio da proporre, sia di chimica che di biologia.
I contenuti delle lezioni possono essere riassunti come segue:
1. Ecosistema suolo
Introduzione - Concetti di ecologia - Organismi viventi e cicli degli elementi nutritivi - Produttori primari, consumatori e decompositori - Ruolo dei microrganismi
2. Pedogenesi
Definizione di suolo - Processi pedogenetici - Orizzonti - Fasi del suolo
3. Turnover della sostanza organica nel suolo
Definizione - Processi di mineralizzazione ed umificazione - Funzioni dell'humus 
4. Ecologia delle popolazioni microbiche del suolo
Comunità microbiche del suolo - Metodi di rilevamento delle componenti microbiche 
- Aspetti di fisiologia microbica 
5. Ciclo dell'azoto 
Processi di immobilizzazione e mineralizzazione dell'azoto - Denitrificazione - Azotofissazione libera e simbiontica
6. Ciclo del carbonio 
Cenni sulle emissioni di CO2 - Ciclo del carbonio nella biosfera - Assimilazione della 
CO2 - Struttura e degradazione della cellulosa come modello di biodegradazione
Le esperienze di laboratorio verranno opportunamente scelte per ogni lezione, in funzione della provenienza 
degli iscritti al corso, nell'ambito delle seguenti metodologie di campionamento ed analisi: 
- Tecniche di campionamento di suolo. 
- Impostazione statistica, conservazione e preparazione dei campioni per le analisi. 
- Analisi chimico-fisiche del suolo: umidità; pH; C organico totale. 
- Analisi microbiologiche del suolo: tecniche colturali e microscopiche; conte su piastra e Most Probable Number. 
- Analisi della crescita e di alcune attività batteriche: contenuto proteico; biomassa totale; azotofissazione; 
attività di biodegradazione.
- Elaborazione statistica dei dati.
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7. Prospezioni geofisiche applicate all'archeologia

Relatore: Dario Monna, CNR Istituto per le Tecnologie Applicate ai Beni Culturali, Area della Ricerca di Roma 1 "Montelibretti"

INTRODUZIONE

Qualunque tipo di costruzione antropica mostra caratteristiche fisiche, chimiche e mineralogiche diverse da quelle dell'ambiente che le contiene. Il rilevamento delle proprietà elettriche, magnetiche ed elettromagnetiche di un contesto permette, ad esempio, di ipotizzare la presenza di strutture archeologiche sepolte fornendo utili informazioni per lo scavo programmato.

PROGETTO

Nel corso saranno trattati, con lezioni teoriche e sul campo, i tre metodi geofisici maggiormente utilizzati per investigare il sottosuolo a piccola profondità: metodo geoelettrico, metodo magnetometrico e metodo elettromagnetico (georadar). Non verrà preso in considerazione il metodo sismico che risulta di difficile applicazione per investigare strati di terreno vicini alla superficie del suolo che normalmente contengono strutture archeologiche.

1. Prospezioni geoelettriche
Immettendo una corrente elettrica nel mezzo da investigare viene creato un campo elettrico. Misurando la distribuzione del potenziale sulla superficie del terreno e visualizzando le anomalie presenti rispetto ad un campo elettrico supposto omogeneo, si possono identificare le eventuali strutture sepolte.
Grande sviluppo del metodo si ha alla fine degli anni 40 con applicazioni in ricerche idrogeologiche e minerarie fino a profondità di alcune migliaia di metri. Alla fine degli anni 50 furono eseguite le prime prospezioni geoelettriche applicate all'archeologia.

2. Prospezioni magnetiche 
I magnetometri vengono impiegati laddove le proprietà magnetiche delle strutture sepolte risultano essere meglio rilevabili rispetto ad altre caratteristiche fisiche. Il metodo d'indagine e di elaborazione é molto simile a quello geoelettrico. Anche questo metodo è stato utilizzato per la prima volta nelle prospezioni archeologiche negli anni 50.

3. Prospezioni elettromagnetiche
Il principio del georadar è basato sulla misura dell'intervallo di tempo che intercorre tra l'emissione e la ricezione di un onda elettromagnetica riflessa da una struttura sepolta e della sua eventuale profondità. Questo metodo è dagli anni 80 uno dei metodi più utilizzati.

Gli strumenti di misura e di elaborazione, in ogni tipo di prospezione, devono rispondere tecnicamente e metodologicamente a proprietà quali: affidabilità, velocità di acquisizione, costi contenuti di realizzazione e manutenzione, formato dei dati adatto alla loro rapida elaborazione. 

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8. Inquinanti ed inquinamento: La valutazione dell'impatto ambientale

…il benessere di una civiltà è proporzionale alla quantità di rifiuti che essa produce…

Relatore: Maurizio Palmisano, CNR Istituto di Neurobiologia e Medicina Molecolare, Area della Ricerca di Roma2 "Tor Vergata"


L'interesse per gli inquinanti ed il loro effetto sull'ecosistema terrestre, inteso nella sua globalità, è un argomento che da qualche tempo ci accompagna quotidianamente, forse perché ognuno di noi si sente colpevole.
La situazione è grave ma non è seria a dispetto di tutti i dati che giornalmente i mass media ci forniscono sullo stato di salute del nostro pianeta.
L'uomo ha iniziato ad inquinare, seppure con le dovute proporzioni, già dal momento della sua apparizione; ma cos'è l'inquinamento? come lo si produce? e soprattutto come lo si elimina?
Questi ed altri argomenti saranno trattati nel corso dell'insegnamento volto a fornire le basi per la determinazione dei tipi di inquinamento, anche quelli più subdoli, banali e nascosti ai quali nessuno di noi pensa, ed alle tecniche per produrne di meno, sino alla più o meno completa eliminazione.
Questi alcuni degli argomenti trattati durante il Corso:


· Archeologia dell'inquinamento
· L'inquinamento duemila anni fa
· L'inquinamento nel medioevo
· L'inquinamento attuale
· Evoluzione dell'inquinamento
· Tecniche di produzione dell'inquinamento
· Gli inquinanti: fisici, chimici, biologici
· Lo smaltimento dei rifiuti
· Le discariche
· Il trattamento degli inquinanti pericolosi
· Gli inquinanti: materie seconde
· Lo spreco delle materie prime
· La normativa vigente: italiana. ed europea
· L'ecomafia
· Il futuro prossimo
· I rifiuti nel cosmo

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9. La fisica delle magnetosfere.

Relatore: Ermanno Amata, CNR Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario, Area della Ricerca di Roma2 "Tor Vergata"


1. La magnetosfera come regione dominata dal campo magnetico di un corpo celeste caratteristiche comuni e specifiche di vari esempi di magnetosfera.
2. Le magnetosfere stellari.
3. Le magnetosfere planetarie.
4. L'interazione con il vento solare di oggetti celesti non dotati di campo magnetico proprio. Il caso della cometa di Halley.
5. La magnetosfera terrestre. La magnetopausa. La coda geomagnetica. Le regioni della magnetosfera vicina. Il sistema di correnti elettriche magnetosferiche. Le fasce di radiazione di Van Allen. Interazione fra magnetosfera e ionosfera. Le aurore boreali ed australi. Gli effetti a terra dei fenomeni magnetosferici. La magnetosfera e le relazioni Terra-Sole. La meteorologia spaziale gli effetti sull'ambiente umano dell'attività del Sole.

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10. Raggi X e loro applicazioni.

Relatore: Augusto Pifferi, CNR Istituto di Cristallografia. Area della Ricerca di Roma1 "Montelibretti"

Obiettivo

Il corso si propone di portare all'attenzione l'importanza delle onde elettromagnetiche, in particolare quelle nell'intervallo di energia che comprende i raggi X, come strumento di indagine versatile ed a volte insostituibile nei più diversi campi scientifici soprattutto in relazione ad aspetti di estrema attualità (vedi biotecnologie, gnomica) in campo tecnologico (ad es. microelettronica, conservazione dei beni culturali) o medico sia come strumento di diagnostica che terapeutico.

Introduzione

Nel 1895 Wilhelm Conrad Röntgen, direttore dell'Istituto di Fisica dell'Università di Würzburg, scoprì "un nuovo tipo di radiazione", che chiamò Raggi X. 
Le straordinarie potenzialità dei raggi X furono subito evidenti, in particolare in campo medico. Ancora oggi per molte persone il termine "raggi X" è legato essenzialmente alle applicazioni mediche, radiodiagnostica e radioterapia. Meno noto, ma non meno importante, è il ruolo che i raggi X hanno svolto e tuttora svolgono nel campo della ricerca scientifica. Nei primi decenni di questo secolo la spettroscopia a raggi X ha contribuito in modo determinante alla comprensione della struttura degli atomi, mentre la diffrazione dei raggi X ha consentito di esplorare la struttura microscopica delle sostanze allo stato cristallino. Negli ultimi anni la disponibilità di sorgenti di Radiazione di Sincrotrone ha portato allo sviluppo di nuove potenti tecniche di indagine della struttura della materia. Contemporaneamente, la tecnologia spaziale ha permesso di sviluppare una nuova branca dell'astronomia, l'astronomia a raggi X. Numerose sono pure le applicazioni dei raggi X in diversi settori tecnologici, dai controlli non distruttivi della qualità dei prodotti o del contenuto dei bagagli aeroportuali, alle indagini sullo stato di conservazione del patrimonio artistico.

Programma:

INTRODUZIONE
CENNI STORICI
QUADRO SCIENTIFICO STORICO
W. C. RONGTEN - LA SCOPERTA DEI RAGGI X
PRIMA DI RONTGEN
GLI ESPERIMENTI DI RONTGEN
DAL 1825 AL 1925
LA DIFFUSIONE DELLA SCOPERTA
DAI RAGGI X ALLA RADIOATTIVITA'
PREMI NOBEL PER RICERCHE CON RAGGI X
GALLERIA DI STRUMENTI STORICI
COSA SONO
ONDE ELETTROMAGNETICHE
CORPUSCOLI I (quanti di energia)
COME SI PRODUCONO
MECCANISMI FISICI DI PRODUZIONE
NEI TUBI DI LABORATORIO
NEGLI ACCELERATORI
COME SI RIVELANO
A COSA SERVONO
NELLA RICERCA
TECNICHE FONDAMENTALI
ASTRONOMIA
CRISTALLOGRAFIA 
SPETTROSCOPIA
BIOLOGIA
LA LUCE DI SINCROTRONE
NELLA MEDICINA
DIAGNOSTICA
TERAPIA
NELL INDUSTRIA
DIAGNOSTICA CON RAGGI X
RAGGI X E MICROMECCANICA
NELL'ARTE

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11. Misteri da Marte


Relatore: Livia Giacomini, CNR Istituto di Astrofisica e Fisica Cosmica. Area della Ricerca di Roma2 "Tor Vergata"


- Introduzione:

Questo modulo rappresenta un primo capitolo, dedicato a Marte, di un viaggio nel sistema solare.
Lo scopo principale di questo corso è presentare in modo interessante, divertente ed istruttivo la planetologia ed i concetti di fisica, chimica, biologia e più in generale i concetti scientifici collegati allo studio dei pianeti.

Per realizzare questo obiettivo si è scelto di seguire un percorso simile ad un racconto giornalistico, prendendo spunto dai misteri e dagli errori scientifici che da sempre circondano lo studio dei pianeti, senza dimenticare il fascino tecnologico che le missioni spaziali rappresentano per l'immaginario collettivo. 

Sulla scia del racconto, l'atto di svelare i piccoli "misteri" scientifici raccontati, permette di introdurre una serie di importanti concetti scientifici e organizzare delle vere e proprie sequenze di esperimenti (dal vivo o multimediali) per riportare in classe il processo cognitivo di analisi e soluzione tipico del ragionamento scientifico. 

- A chi è rivolto il corso e perché:

"Misteri da Marte" è rivolto preferibilmente ad un gruppo omogeneo di insegnanti che possono essere sia di ciclo primario, sia secondario. La scuola di provenienza degli insegnanti è infatti fondamentale per decidere il livello delle esperienze proposte.

Inoltre, il corso presentato è rivolto ad un gruppo di insegnanti possibilmente con formazione diversa.
Infatti, un ulteriore aspetto positivo dell'approccio presentato è quello di permettere un'analisi multidisciplinare degli argomenti, fornendo spunti per ampliare il discorso in campi diversi. Questo aspetto potrà essere sfruttato nel caso in cui il gruppo di lavoro sia formato da insegnanti di materie e di provenienza diverse.

Infine, è da segnalare l'importanza predominante dell'aspetto tecnologico del corso. Per questo motivo si presume una conoscenza di base ed un forte interesse didattico per gli strumenti informatici.
In particolare si prevede l'uso in classe (e possibilmente nelle esperienze da realizzare) di internet, di ipertesti, esperimenti in realtà virtuale, modellini in 3d di navicelle spaziali… 

- Organizzazione delle lezioni:

Il corso è composto da 5 lezioni di 4 ore. 
Ogni lezione è composta di una prima parte in cui si presenta l'argomento e si forniscono agli insegnanti gli strumenti scientifici per comprenderlo (lezione frontale: 2 ore). Nella seconda parte della lezione (1ora), si prevede la progettazione e l'organizzazione delle esperienze da realizzare in un secondo momento in classe con gli alunni.
Nell'ultima parte della lezione, si prevede una discussione collettiva (un forum) per tracciare a grandi linee ed organizzare i contenuti delle lezioni che verranno svolte sull'argomento. 

Il risultato finale della lezione, sarà dunque la stesura di una scheda didattica completa di una serie di esperienze da realizzare in classe.

- Contenuti del corso:

I contenuti del corso dovranno essere stabiliti in dettaglio insieme agli insegnanti, in funzione del loro grado di preparazione, la loro provenienza e il loro know-how per quanto riguarda l'aspetto tecnologico.

I contenuti del corso possono comunque essere riassunti come segue:


1. Introduzione al computer 

introduzione al computer (software per ipertesti, elaborazione immagini, filmati etc)
introduzione tecnologica - gli strumenti da usare 

2. "Marte: così vicino così lontano"

Contenuti:
Cosa sappiamo oggi di Marte: le missioni a Marte e i dati scientifici
Lavoro da svolgere in classe:
Uso di realtà virtuale (modellino di Marte in 3d) e di altri strumenti per comprendere e visualizzare i dati scientifici relativi ad un pianeta
Progettazione e realizzazione di lezioni ed esperienze di fisica per la comprensione di concetti di base di volo spaziale

3. "C'è acqua su Marte?" 

Contenuti:
Il mistero dei canali e della presenza di acqua 
Gli strumenti scientifici usati per le osservazioni e gli ultimi dati 
Lavoro da svolgere in classe:
Progettazione e realizzazione di lezioni ed esperienze di fisica per la comprensione del passaggio dallo stato liquido allo stato solido, per comprendere come funzionano le misure scientifiche per rivelare la presenza di acqua…etc

4. "La faccia su Marte: menzogna o errore?"

Contenuti:
La storia della faccia su Marte
Il concetto di immagine come dato scientifico
Lavoro da svolgere in classe:
Progettazione e realizzazione di lezioni ed esperienze (reali o al computer) per capire in cosa consiste l'elaborazione delle immagini e l'errore del dato scientifico

5. "Rocce da Marte: c'e' vita lassù?"

Contenuti:
Meteoriti da Marte: come ci arrivano cosa ci dicono
La storia di come i media hanno dato la notizia della vita su Marte
Lavoro da svolgere in classe:
Esperienze di craterizzazione etc.
Progettazione di lezioni multidisciplinari sullo studio della diffusione dell'informazione scientifica. 


- Tecnologie e materiale:

Ripetiamo che l'aspetto tecnologico del corso è fondamentale e per questo si presume una conoscenza di base ed un forte interesse didattico per gli strumenti informatici. 
In particolare si prevede l'uso in classe (e possibilmente nelle esperienze da realizzare) di internet, di ipertesti, esperimenti in realtà virtuale, modellini in 3d di navicelle spaziali.
I modellini ed i software usati sono autoprodotti, usando come dati scientifici il materiale della fototeca NASA ospitata nell'Istituto IASF.

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