Lezioni frontali
Esercitaizoni

Il lavoro sarà svolto sia presso il museo di fisica dell'Università di Roma Sapienza, sia presso le singole scuole, sotto la guida del direttore del museo e dei tutor che partecipano al progetto. Ragazze e ragazzi saranno divisi in gruppi per lavorare sui diversi aspetti del progetto, relativi alla progettazione e alla realizzazione del percorso museale.

Una prima parte del corso sarà dedicata alla descrizione del funzionamento dei reattori nucleari a fissione. In questa prima parte del corso verranno inoltre descritte le varie modalità di controllo di un reattore e gli effetti della movimentazione delle barre di controllo sulle principali grandezze fisiche che caratterizzano il funzionamento del reattore (pressione, temperatura, potenza). Acquisite tali conoscenze di base, la seconda parte del corso verterà sullo sviluppo di un semplice modello matematico per la simulazione del comportamento dinamico del reattore. Verranno quindi fornite allo studente le conoscenze di base per l’utilizzo di MATLAB/Simulink e per la visualizzazione e l’interpretazione dei risultati. Successivamente lo studente sarà guidato nell’implementazione del modello in una scheda programmabile (Arduino) per la realizzazione di una simulazione in scala del comportamento del nocciolo di un reattore nucleare tramite la movimentazione delle barre di controllo e visualizzazione del profilo di temperatura. Al termine del laboratorio saranno previste delle sessioni di simulazione, tramite simulatori su PC, per verificare il comportamento di un reattore raffreddato ad acqua pressurizzata.

Incontri in ambito scolastico, attività di laboratorio presso il Museo Archeologico dell'Agro Falisco (Civita Castellana, VT), attività di produzione materiali per il percorso espositivo in ambito scolastico con coordinamento da parte dell'équipe Sapienza.

Ogni percorso comprende da 2 a 4 esperienze pratiche e seminariali

1. L’ereditarietà consta di 2 esperienze: in cui gli studenti 1) osserveranno le caratteristiche morfologiche dei moscerini allo stadio di larva e di adulto ed identificheranno le mutazioni allo stereoscopio; 2) riscopriranno le leggi dell’ereditarietà attraverso gli incroci tra ceppi diversi di Drosophila

2. Le Biotecnologie consta di 3 esperienze in cui gli studenti 1) purificheranno il proprio DNA a partire da cellule contenute nella mucosa boccale o nei follicoli piliferi dei capelli; 2) amplificheranno un particolare tratto del cromosoma 16 molto "variabile" nella popolazione umana a partire dal proprio DNA, mediante la reazione di PCR seguita dalla separazione di frammenti di DNA tramite elettroforesi su gel d’agarosio; 3) apprenderanno il concetto di “trasfezione cellulare” attraverso l’osservazione al microscopio di proteine prodotte da geni “reporter”; purificheranno l’RNA dalle cellule trasfettate per valutare l’espressione del gene “reporter”

3. L’evoluzione consta di 2 esperienze in cui gli studenti 1) mediante l’uso di chiavi dicotomiche preorganizzate potranno riconoscere e opportunamente classificare le più comuni specie animali; 2) dopo semplici osservazioni macroscopiche, potrannno individuare le tendenze evolutive che caratterizzano alcune classi di organismi.

4. Neuroscienze: consta di 3 possibili esperienze: Osservazione di colture cellulari neuronali e gliali con valutazione della crescita e sopravvivenza attraverso test semplici; Analisi della distribuzione intracellulare di proteine normali e alterate in modelli cellulari in cui le proteine mutate sono associate a difetti del neurosviluppo; Analisi istologica di tessuti neuronali in cevelli di roditore

5. Il percorso sugli Organismi modello nella Biologia e nelle Biotecnologie consta di 4 possibili esperienze che utilizzano 4 diversi organismi: il lievito, la pianta Arabidopsis thaliana, il moscerino della frutta e il topo con le diverse tecniche e specificità.

6. La vita nella biosfera consta di 2 esperienze in cui gli studenti 1) osserveranno il destino delle foglie appena cadute, in particolare (i) il processo di demolizione della materia organica nelle sue fasi principali e (ii) gli operatori biologici del processo di decomposizione; 2) inoltre, prepareranno microcosmi con produttori primari (microalghe) e con consumatori per la ricerca dei rapporti numerici tra le specie che mantengono un ecosistema in equilibrio tra produzione e consumo.

Il percorso prevede un'introduzione alle tematiche trattate, una serie di esperienze dirette di laboratorio da svolgere in gruppi e una sintesi finale in cui i ragazzi saranno invitati a commentare le competenze acquisite tramite le esperienze di laboratorio svolte. Una lezione da parte di un titolare di una ditta operante nei Beni Culturali completerà l'iter formativo. Gli studenti, accompagnati da personale Sapienza, frequenteranno i laboratori per comprendere alcune possibili applicazioni scientifiche allo studio dei Beni Culturali. Le altre esperienze saranno effettuate in laboratori didattici e di ricerca universitari, sia nella sede principale che in altre sedi, sotto la guida di docenti operanti nel settore. Tutte le esperienze di laboratorio verranno brevemente illustrate nella lezione introduttiva. Nella stessa saranno illustrate eventuali accortezze da seguire, anche se le esperienze non prevedono esposizioni a rischi.
Per l'area Chimica verranno realizzate alcune esperienze didattiche in laboratorio finalizzate a dimostrare come i principi della Chimica abbiano determinato nel corso della storia dell'arte la scelta di determinati materiali per la produzione di manufatti artistici; per esempio, verranno preparati alcuni pigmenti artificiali seguendo ricette tradizionali ed in seguito i prodotti ottenuti verranno impiegati in una prova di pittura con diverse tecniche artistiche (p.e. tempera, olio, affresco) per dimostrarne la compatibilità o incompatibilità chimica.
Per l'area di Scienze della Terra si prevedono un laboratorio con l'uso di microscopi ottici e semplici lenti di ingrandimento. Saranno esaminati minerali, pigmenti di natura inorganica e forniti elementi utili al riconoscimento macroscopico di rocce ornamentali e ceramiche.
Per l'area Fisica, utilizzando una macchina fotografica opportunamente modificata e sorgenti di illuminazione che emettono in diversi intervalli spettrali dall'ultravioletto al vicino infrarosso, verranno osservati alcuni dipinti per studiare la risposta ottica dei materiali che li compongono e scoprire i molti segreti che un'opera d'arte può nascondere. Saranno anche illustrate tecniche termografiche per i Beni Culturali che seguiranno una breve introduzione teorica sulle leggi che governano i trasferimenti di calore in materiali eterogenei. Prove pratiche con strumenti specifici su casi reali saranno effettuate oggetti d'arte. Agli studenti partecipanti saranno mostrati nel loro impiego i principali strumenti utilizzati per la caratterizzazione microclimatica degli ambienti adibiti alla conservazione delle opere d'arte e sarà successivamente loro richiesto di predisporre un protocollo di misure, in parte eseguibili da loro stessi.
Per l'area Biologica si prevedono diverse esperienze di laboratorio in ambito zoologico, botanico e biologico. Per la Zoologia saranno illustrate le modalità di recupero, trattamento e classificazione di organismi animali di interesse per i beni culturali. Saranno in particolare sviluppate attraverso metodologie istologiche. Per la Botanica si prevede un'esercitazione di laboratorio tendente a illustrare le modalità di estrazione e catalogazione di resti vegetali (semi, frutti, legni) provenienti da contesti archeologici. Per la biologia si vedranno applicazione della microbiologia ai beni culturali. A tale scopi saranno utilizzati strumenti professionali previsti dai protocolli di scavo e microscopi utilizzati in analisi routinarie.

Le attività si svolgeranno attraverso la presentazione di casi clinici esplicativi (caso clinico) preparati per illustrare come si interpretano i sintomi e segni delle malattie, come se ne riconosce la gravità e cosa bisogna fare e cosa non fare.
Il materiale didattico sarà composto da slide e video.
Gli studenti a piccoli gruppi prepareranno un caso clinico simulato descritto da un testo o meglio da un video creato da loro stessi o scelto nel web. Dopo la descrizione del caso clinico verrà preparata una sessione dedicata a cosa fare e cosa non fare, mediante slide o video. Agli studenti verrà fornito uno schema da seguire e ogni gruppo avrà un tutor (medico o infermiere) che valuterà la qualità di quanto realizzato.
Una volta che la presentazione sarà completata, gli studenti prepareranno dei quiz a risposta multipla che serviranno da base per il test di apprendimento finale che sarà predisposto dal Responsabile del progetto.
Il Tutor preparerà quindi una ulteriore breve presentazione che servirà a spiegare quale sarà l’iter diagnostico-terapeutico di quel caso clinico, iter ospedaliero o ambulatoriale (descrivendo sommariamente le procedure).
Una volta che i “casi clinici” saranno pronti, questi verranno presentati da ciascun gruppo di studenti a tutti gli altri, mediante incontri in presenza o a distanza della durata di circa 2 ore. Ognuno di questi incontri avrà un tutor coordinatore (medico o infermiere)
I coordinatori si occuperanno di organizzare degli incontri della tipologia di cineforum dove, a seguito della proiezione di film con contenuti attinenti il PCTO, si svolgerà una discussione critica.
Sarà dedicato delle ore per vedere medici ed infermieri durante la loro attività professionale allo scopo di comprendere le attrezzature utilizzate ma anche le difficoltà, le criticità e le soddisfazioni professionali. Sarà inoltre dedicato dello spazio alla discussione di come approcciare situazioni ambientali e sociali difficili che riguardano il paziente, i familiari ma anche i rapporti con i colleghi di lavoro, analizzando possibili strategie e metodologie di approccio.
Il PCTO si concluderà con un test di verifica dell’apprendimento mediante quiz a risposta multipla e un test di valutazione del PCTO stesso.

Durante questa esperienza, lo studente avrà modo di manipolare campioni biologici (colture cellulari, campioni biologici di paziente e donatori sani, isolamento popolazioni cellulari), allestire esperimenti di analisi biochimica (dosaggio proteico, western blot), immunochimica, colture cellulari, citofluorimetria e saggi funzionali per la caratterizzazione della risposta immunitaria. Lo studente avrà modo di familiarizzare con l’utilizzo di risorse elettroniche per l’analisi e l’interpretazione dei dati (software dedicati e banche dati).

Per il primo modulo si utilizzeranno le metodologie della ricerca storica che comportano approcci adatti allo studio delle diverse tipologie di fonti (bibliografiche e archivistiche), al reciproco confronto e alla relativa rielaborazione.
Per il secondo modulo saranno impiegati metodi e strumenti speditivi per la raccolta di dati architettonici e costruttivi dell'edificio.
A supporto di entrambi i moduli si utilizzeranno strumenti elettronici (database, tabelle, fotocamere, powerpoint, photoshop, ecc.) per la schedatura, l'archiviazione e l'analisi dei dati e la loro elaborazione grafica. L’uso di piattaforme online di condivisione e discussione (chat, webinar, clouds, ecc) porterà all’acquisizione di competenze digitali e a cogliere in modo costruttivo le potenzialità della rete.

Analisi dei materiali e dei manufatti; catalogazione dei prodotti della ricerca scientifica; contestualizzazione e valorizzazione di reperti, documenti e monumenti di epoche differenti; strumentazione digitale di fotoriproduzione; sistemi e software di archiviazione.