Modelli Matematici e Metodi Numerici per Simulare l'Interazione tra Popolazioni

Anno
2023
Struttura
DIPARTIMENTO DI SCIENZE DI BASE ED APPLICATE PER L'INGEGNERIA
Descrizione
Lo studio delle interazioni tra popolazioni ha applicazioni in molti campi, dalla chimica all'ecologia, dalla fisica nucleare alla epidemiologia. Un modello classico utilizzato per descrivere due specie interagenti è il modello preda-predatore di Lotka-Volterra. Nel corso delle attività del progetto verranno illustrate le caratteristiche principali dei modelli di crescita di popolazioni e verrà mostrato come rappresentare vari tipi di crescita e di interazione. Verranno utilizzati degli strumenti di calcolo per simulare la crescita delle popolazioni al variare del tempo in scenari differenti. Le studentesse e gli studenti verranno guidati per compiere loro stessi le simulazioni e verrà prodotto del materiale contenente la descrizione del modello e delle simulazioni fatte.
Con questo progetto le studentesse e gli studenti impareranno come la matematica sia uno strumento fondamentale per studiare la realtà che ci circonda e come la simulazione permetta di ricavare informazioni difficili da ottenere tramite osservazioni dirette.
Struttura organizzativa
Tipologia posti
Coprogettazione totale
Erogato
in presenza
Open badge
Competenza matematica e competenza in scienze, tecnologie e ingegneria
Attivo
1
Sede
Sede esterna in Roma
Mesi
  • Dicembre,
  • Gennaio,
  • Febbraio,
  • Marzo,
  • Aprile
Giorni
  • Martedì,
  • Mercoledì
Orari
PM
Posti
20
Ore di attività previste per studente
24
Ambito
Scientifico (matematica, informatica, fisica, chimica, biologia, scienze della terra, geologia)
Competenze trasversali
Attitudini al lavoro di gruppo
Capacità di comunicazione
Capacità di problem solving
Spirito di iniziativa
Tipo scuole
Liceo Classico
Liceo Scientifico
Classi ammesse
Quarta
Il progetto verrà sviluppato fornendo inizialmente alcune informazioni storiche sullo sviluppo dei modelli di crescita di popolazione e sul contributo fondamentale fornito in questo settore dal matematico Vito Volterra. Successivamente si introdurranno gli strumenti matematici necessari a descrivere vari modelli di crescita tra cui il modello preda-predatore. Quindi si analizzeranno i vari scenari che i modelli permettono di descrivere ricorrendo a strumenti di calcolo per la simulazione. Infine, le studentesse e gli studenti realizzeranno del materiale didattico per illustrare il lavoro svolto.

Organizzazione delle attività didattiche
Il progetto si articolerà in 6 incontri, in cui verranno illustrati in dettaglio i modelli di crescita e verranno forniti gli elementi base della programmazione con Scratch, e un incontro finale in cui le studentesse e gli studenti presenteranno i loro elaborati.
I 6 incontri si svolgeranno in 6 pomeriggi con orario 15:30-18:30 nel periodo novembre-febbraio, con cadenza bisettimanale. L'incontro finale si svolgerà a fine marzo/inizio aprile.
Tutte le attività si svolgeranno in presenza nel Centro di Calcolo Didattico del Dipartimento di Scienze di Base e Applicate della Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale dell'Università di Roma "La Sapienza" (Via Antonio Scarpa, Roma).
Le studentesse e gli studenti acquisiranno competenze matematiche e informatiche di base. In particolare, impareranno a formulare un modello matematico a partire dall'analisi di un fenomeno del mondo reale. Acquisiranno gli strumenti matematici di base per descrivere il fenomeno in esame e per simularne il comportamento. Impareranno poi a visualizzare i risultati delle simulazioni e a interpretarli. Le studentesse e gli studenti acquisiranno anche capacità di comunicazione attraverso la realizzazione di materiale didattico che descriva il lavoro svolto.