Il valore della didattica nel planetario
Aprile 2019
Preparato per The International Planetarium Society, un'organizzazione senza scopo di lucro composta da professionisti di planetari di tutto il mondo, dalla Dr.ssa Jeanne Bishop, Presidente del Comitato Educativo IPS.
Che cos'è un planetario?
Un planetario è un teatro al chiuso, appositamente progettato con un soffitto a cupola, su cui viene proiettata un'immagine realistica del cielo notturno. Inizialmente utilizzati per affiancare la didattica su stelle, pianeti e costellazioni, i planetari oggi sono strutture immersive uniche, spesso utilizzate per supportare l'apprendimento di Scienze, Tecnologia, Ingegneria e Matematica (STEM) e per mettere in relazione altre discipline quali arte, cultura e storia.Una breve storia:
il primo planetario ottico-meccanico fu introdotto in Germania nel 1923. Oggi esistono migliaia di planetari di diverso tipo e dimensione, distribuiti in tutto il mondo: in scuole, musei, centri scientifici e altri siti. Sono stati realizzati anche planetari portatili, che permettono di offrire le stesse opportunità educative a un pubblico difficile da raggiungere. Si stima che oltre 1 miliardo di persone siano state servite dai planetari sin dalla loro introduzione (1). Il cosmonauta sovietico che per primo volò nello spazio e gli astronauti dell'Apollo che camminarono sulla Luna 50 anni fa furono addestrati in planetari.Valore dell'astronomia
: l'astronomia è parte integrante della storia umana. Le storie scritte nelle costellazioni riflettono il modo in cui le società passate vedevano il proprio mondo. Cacciatori, agricoltori, marinai e altri esploratori hanno studiato il cielo per imparare i ritmi della natura, per la sopravvivenza e il commercio. Comprendere l'astronomia moderna aiuta le persone a comprendere anche il loro posto nello spazio e nel tempo. Le conoscenze astronomiche, oggi, regolano molte aspetti della nostra vita: l'ora legale, le stagioni, il calendario e anche alcune festività sono determinate dagli eventi del cielo. Inoltre, il metodo scientifico è stato convalidato in modo concreto da quanto apprendiamo dagli oggetti del cielo, come galassie e buchi neri.Ambiente unico e ispiratore:
ogni planetario immerge i visitatori in un ambiente tridimensionale che evoca il realismo. La visione di stelle che appaiono in un cielo scuro, ora persa a causa dell'inquinamento luminoso in molte aree, cattura immediatamente l'attenzione ed evoca un timore reverenziale. Man mano che le città si espandono, la mancanza di contatto personale con la natura sta producendo effetti psicologici negativi (2,3). Il cielo notturno di un planetario è un'immagine potente, memorabile e rilassante che incoraggia l'apprendimento. L'immersione stimola la creatività, l'interesse e la partecipazione dello spettatore, aspetti tipici della sfera affettiva dell'educazione.Standard educativi:
le scienze della Terra e dello spazio e il metodo scientifico sono tra i temi principali negli standard educativi pre-universitari nazionali e statali. Ad esempio, i Paesi richiedono di insegnare il fatto che i modelli del moto del Sole, della Luna e delle stelle nel cielo possono essere osservati, descritti e previsti, e che i modelli stagionali di alba e tramonto possono essere osservati, descritti e previsti. Entrambi gli argomenti sono meglio insegnati in un planetario grazie alla capacità di accelerare lo scorrere del tempo e di mostrare fenomeni altrimenti inosservabili.Un ambiente di apprendimento superiore:
un planetario immersivo mostra agli studenti il nostro universo con una modalità diversa da un film su schermo piatto (4,5). Ad esempio, le fasi lunari sono un concetto spaziale proiettivo, che richiede a una persona di andare mentalmente avanti e indietro tra la visione dalla Terra e quella dallo spazio, e di mettere in relazione le due prospettive per una migliore comprensione. Ricerche recenti hanno evidenziato che la maggior parte degli studenti non è in grado di raggiungere questo livello coordinato di comprensione delle fasi lunari. Tuttavia, si è scoperto che diveniva possibile in un planetario fulldome (6).Luogo per l'apprendimento basato sull'indagine:
l'apprendimento basato sull'indagine è una strategia di insegnamento e un metodo di apprendimento che danno la priorità a domande, idee e analisi degli studenti. L'ambiente di un planetario innesca la curiosità dello studente con modalità non ottenibili nelle classi normali. Gli studenti sono in grado di scoprire i cambiamenti del cielo che fanno parte di importanti cicli a lungo termine: l’alternarsi del dì e della notte, a seguito della rotazione della Terra; le differenze nei percorsi diurni del Soledurante le diverse stagioni; le fasi della Luna e i cambiamenti di posizione di quest’ultima nel corso di un mese e il movimento di un pianeta tra le stelle fisse. L'accelerazione di questi cambiamenti del cielo, in modo che avvengano nel corso di una visita degli studenti, offre eccezionali opportunità di apprendimento dell'astronomia con procedure di indagine.
Rafforzamento dell'apprendimento e della ritenzione in classe:
gli studenti, che frequentano una presentazione in un planetario, insieme all'apprendimento in classe (7), hanno l'opportunità di risolvere idee sbagliate introdotte da illustrazioni di libri di testo 2D e diagrammi di computer. La ricerca sta dimostrando che l'apprendimento in classe coordinato con le lezioni del planetario mostra i maggiori guadagni in termini di conoscenza e ritenzione delle informazioni (8,9,10,11,12,13). Inoltre, poiché molti insegnanti di classe elementare ricevono una formazione limitata in campo scientifico, l'integrazione con un planetario offre loro l'opportunità di migliorare le proprie conoscenze e i metodi di insegnamento.Aiuto per lo studente in difficoltà:
l'esperienza del planetario può essere un’offerta importante per l'apprendimento nei bambini con difficoltà di apprendimento in ambienti formali (14). Inoltre, i programmi dal vivo nei planetari offrono benefici agli studenti con intervalli brevi di attenzione (15).Funzionalità uniche degli attuali planetari:
sempre più planetari utilizzano proiettori digitali in grado di trasportare lo studente dalla Terra alla Luna, verso altri pianeti, stelle e galassie distanti. La capacità di vedere oggetti da diverse prospettive offre l'opportunità di comprendere il nostro vero posto nello spazio. La comprensione spaziale di base, come la rotazione della Terra, le stagioni e le fasi lunari possono essere visualizzate sia dalla Terra che dallo spazio (16). La ricerca scientifica d'avanguardia, i cui dati sono normalmente mostrati solo in fogli di calcolo, ora può essere visualizzata e compresa anche dal grande pubblico. Gli osservatori astronomici possono trasmettere le immagini direttamente al pubblico del planetario, mostrando osservazioni in tempo reale del cosmo. Inoltre, i planetari trasmettono lezioni di astronomia e programmi multidisciplinari in diretta ad altri planetari in piccole scuole, musei e persino in luoghi remoti.Presentazioni multidisciplinari:
i planetari sono strutture multidisciplinari naturali. In tutto il mondo sono proposti nei planetari migliaia di programmi, che vanno da spettacoli artistici dal vivo a show che portano il pubblico sott'acqua, per affrontare temi che vanno oltre l'astronomia. Nei planetari si svolgono persino lezioni di lingua straniera, sessioni di scrittura creativa e rievocazioni di eventi storici. Artisti attuali e futuri, musicisti, scrittori, animatori e molti altri professionisti non STEM si stanno orientando verso i planetari.Possibilità illimitate con il Fulldome digitale:
l'evoluzione della tecnologia estende le possibilità multidisciplinari nell'ambiente di apprendimento del planetario. Strutture e processi all'interno di atomi, cellule, DNA, anatomia umana, morfologia del terreno, sistemi meteorologici e correnti oceaniche possono essere illustrati su scale diverse e da diversi punti di vista. Viaggi simulati possono portare gli studenti in una centrale nucleare, alle piramidi egizie, ai guerrieri di terracotta di Xian, ai templi greci e romani, al Gran Canyon, a Stonehenge e altro ancora. Sono presentate recenti scoperte archeologiche su Maya, Vichinghi, Celti e altri popoli. I visitatori possono anche viaggiare attraverso le ere geologiche, le epoche storiche e persino il futuro previsto per la civiltà umana.Un ambiente sociale positivo:
il planetario è un luogo in cui è possibile promuovere la diversità e l'uguaglianza, in particolare quando i relatori utilizzano tecniche interattive. La programmazione live offre l'opportunità ai partecipanti di connettersi tra loro e con il presentatore. Inoltre, sono stati sviluppati strumenti per persone con disabilità: ipovedenti e non udenti, persone con disturbo dello spettro autistico, persone con disabilità intellettive e altro.Impatto sulla comunità:
iplanetari non sono solo per i giovani studenti, ma sono aperti anche a tutti i membri della comunità per partecipare a eventi pubblici. Molti gruppi della comunità e organizzazioni professionali visitano il planetario per esperienze di apprendimento permanente. Oggi molti problemi, legati alle STEM, colpiscono il nostro pianeta e, quindi, il pubblico deve avere l’opportunità di comprendere queste problematiche per prendere decisioni consapevoli con un forte impatto globale. I planetari informano il pubblico proprio su questi argomenti (17).Ispirazione a seguire percorsi di carriera STEM e non STEM:
astronomi, scienziati dell’ambito spaziale e altri che lavorano nei campi STEM sono stati influenzati nelle loro scelte di carriera dopo la visita alplanetario (18). Attualmente, si stima che entro il 2022 l'occupazione nel settore STEM aumenterà di 1 milione di posti di lavoro (19). Inoltre, lo sviluppo della programmazione per un planetario richiede competenze di programmatori di computer, scrittori, artisti, animatori, musicisti e altri. Questi programmi a loro volta ispirano futuri scrittori, artisti e innumerevoli altri ancora.
Dichiarazioni a sostegno del valore educativo del planetario
"La comprensione da parte degli studenti di concetti complessi è migliorata dalla capacità del planetario di comprimere modelli e cicli a termine in tempi più brevi che si traducono in potenti esperienze di apprendimento." - The Middle Atlantic Planetarium Society (www.mapsplanetarium.org)
"Il planetario può motivare gli studenti con la sua stimolante situazione di apprendimento. I sondaggi hanno dimostrato che agli studenti piace l'astronomia più di altre scienze e l'ambiente stimolante può incidere sull'interesse iniziale e aiutarlo a svilupparsi in un interesse permanente." - The Great Lakes Planetarium Society (www.glpa.org)
"La scienza spaziale offre un importante contributo allo sviluppo sociale, culturale e intellettuale, che sono inseparabili dallo sviluppo economico nel lungo periodo... i planetari possono dare un contributo importante all'universo che ci circonda." - Office for Outer Space Affairs, United Nations (20)
"Il presidente degli Stati Uniti, Barack Obama, sua moglie e le due giovani figlie hanno partecipato a uno spettacolo sotto la cupola di un planetario portatile, allestita sul prato meridionale della Casa Bianca, il 7 ottobre 2009 per una festa della NASA ... Il presidente ha posto una domanda, che era emersa durante la cena di quella sera, sulla causa delle stagioni, e ho tenuto una breve demo su DigitalSky, che mostrava il cambiamento dell'illuminazione solare al Polo Nord nel corso di sei mesi... Più tardi ho scoperto che la famiglia normalmente trascorre molto meno tempo agli eventi sul prato della Casa Bianca rispetto all'ora che hanno passato quella sera - abbiamo avuto un buon impatto". - Martin Ratcliffe (21)
"I planetari immersivi sono in grado di offrire produzioni che combinano arte e scienza... Mentre le finalità specifiche dei musei sono diverse, è stato dimostrato che impartire un senso di responsabilità sociale è una necessità universale.
La capacità di fornire potenti esperienze multimediali dovrebbe tradursi nella capacità di influenzare più profondamente le principali convinzioni e visioni del visitatore. Questa attenzione alla trasformazione è una tendenza emergente nella programmazione fulldome ". - Ed Lanz (22)
"L'esperienza immersiva nella cupola di per sé può essere una straordinaria fonte di ispirazione che incoraggerà gli spettatori a impegnarsi in un processo di apprendimento permanente". - Michael Daut (23)
"Le informazioni fornite dagli istituti di ricerca sono spesso una parte centrale di molte presentazioni dei planetari. In questo senso, i planetari possono fungere da organi di informazione per gli uffici comunicazione delle strutture di ricerca. Questi teatri sono una calamita efficace per il "pubblico motivato e interessato" che gli uffici comunicazione cercano di raggiungere". - Carolyn Collins Petersen (24)
"I planetari hanno la capacità di attirare l'attenzione delle persone e la loro immaginazione, portando gli studenti a una comprensione più profonda dei concetti scientifici." - Dayna Thompson (25)
"L'ambiente di un planetario offre un luogo di ritrovo per famiglie e comunità, in cui bambini e genitori possono condividere esperienze in un processo di apprendimento comune." - Astronomia Literacy, Great Lakes Planetarium Association (26)
"Attualmente viviamo in un'epoca in cui la verità, la realtà e la scienza sono costantemente sotto il fuoco di fonti che cercano di diffondere anti-verità, fantasie non fondate e disinformazione riguardo alle conoscenze scientifiche... Un planetario può essere il luogo, in una scuola, un museo o un centro scientifico, in cui si possano presentare al meglio le informazioni scientifiche sia agli studenti sia al pubblico di tutte le età in modo accurato, coinvolgente e stimolante.
Indipendentemente dal fatto che la struttura sia analogica o digitale, il planetario può fare molto nell'aiutare a insegnare argomenti STE(A)M e instillare lo spirito del metodo scientifico. Una cosa che la gente probabilmente non otterrà in altri posti. "- Tom Callen (27)
Questo documento è stato preparato dalla Dr.ssa Jeanne E. Bishop, presidente della Commissione Didattica dell’IPS (jeanneebishop@wowway.com) con il principale sostegno di Dayna Thompson e Sharon Shanks e l'assistenza aggiuntiva di Susan Button, Tom Callen, Sumito Hirota, Kaoru Kimura, Martin Ratcliffe e Mark SubbaRao nell’aprile 2019.
Ulteriori note bibliografiche
"Il valore educativo del planetario". (1978). Redattore: Jeanne E. Bishop. Approvato dall'adesione GLPA, incontro annuale.
www.glpa.org, pagg. 1-4.
Jackson, F. (2019) "Why Stargaze?" Sky & Telescope 137 (5), pag. 84.
Manning, J. G. (1995) "Il ruolo dei planetari nell'educazione astronomica". Un discorso al simposio sull'educazione della Società astronomica del Pacifico, 24 giugno 1995. Estratto da www.ips-planetarium.org/page/a_manning 1995.
Perhoniemi, T. (2006). "Essence of Planetarium Use of Pedagogy." Planetario 35 (1). pagg. 16-19.
Reed, G. (1994) "Who in the Hell Needs a Planetarium? Planetarian 23 (1). Estratto da https://www.ips- planetarium.org/page/a_reed1994.
Sweitzer, J. (2005). "Nutrire la bestia e altre responsabilità dei proprietari di planetari digitali a cupola intera". Planetarian 34 (3). pp 12-14.
Suggerimenti per il nuovo planetario. Opuscolo sui suggerimenti GLPA n. 1 (edizione 1990). Redattori: DeRemer, D.A. & Sampson, G.E. Estratto da https://glpa.org.
Watt, R. (2005). "Planetarium Paradigm Shift." Planetarian 34 (3). pagg. 15-10.
Yu, K.D. (2005). "I fulldomi digitali: il futuro dell'educazione astronomica virtuale". Planetarian 34 (3). pagg. 6-11.
Note
1 International Planetarium Society Official Statement on the Role of Planetariums in Education, www.ips- planetarium.org/page/edstatement
2 Moore, C.A. and Richman, A.M. and Chamberlain, V.D. (2011) "Finding Inspiration in the Face of Endangered Starry Skies." The Inspiration of Astronomical Phenomena, ASP Conference Series, Vol. 441. San Francisco: Astronomical Society of the Pacific, p. 451 3 The Week, Health and Science News. "Green Spaces and Mental Health." March 15, 2019, p. 22.
4 Yu, Ka Chun and Sahami, Kamran and Sahami, Victoria and Sessions, Larry C. (2015) “Using A Digital Planetarium For Teaching Seasons To Undergraduates.” Journal of Astronomy & Earth Sciences Education (JAESE), 2 (1). pp. 33-50. Retrieved from https://istardb.org/1288/
5 Thornburgh, W.R. (2017) The Role of the Planetarium in Students' Attitudes, Learning, and Thinking About Astronomical Concepts.
Ph.D. dissertation, University of Louisville, Louisville, KY. Retrieved from https://istardb.org/1895/
6 Chastenay, P. (2016) "From Geocentrism to Allocentrism: Teaching the Phases of the Moon in a Digital Fulldome Planetarium."
Research in Science Education, 46(1), pp. 43-77. See also https://link.springer.com/article/10.1007/s11165-015-9460-3
7 Schmoll, Shannon Elizabeth (2013) A Comparison Of The Effectiveness Of Two Instructional Techniques In A Planetarium Setting.
Doctoral dissertation, University of Michigan Ann Arbor. Retrieved from https://istardb.org/168/
8 Larsen, Kristine and Bednarski, Marsha (2011) “Assessing the Effect of a Digital Planetarium Show on the Astronomical
Understanding of Fifth Graders.” In Earth and Space Science: Making Connections in Education and Public Outreach. Astronomical Society of the Pacific Conference Series, pp. 183-186.
9 Plummer, Julia D. and Small, Kim J. (2014) “Integrating Planetarium and Classroom Instruction to Engage Children in the Practices of Science.” In Ensuring STEM Literacy: A National Conference on STEM Education and Public Outreach. Astronomical Society of the Pacific Conference Series, pp. 407-410.
10 Thornburgh, ibid.
11 Brandt, K. (2018) Personal communication of analysis of Robeson County, NC standardized testing report. Results retrieved from www.robeson k12.nc.us/Page/67130.
12 Plummer, J.D. (2009) "Early Elementary Students Development of Astronomy concepts in the Planetarium." Journal of Research in Science Teaching, 46(2), pp. 192-209.
13 Yu, K.C and Sahami, K. and Dem, G. and Sahami, V. and Sessions, L.C. (2016) "Immersive Planetarium Visualizations for Teaching Solar System Moon Concepts to Undergraduates." Journal of Astronomy & Earth Sciences Education," 3(2).
14 Renninger, K.A. (2007) "Interest and Motivation in Informal Science Learning. IEEE Computer Society Press. Retrieved from www.informalscience.com/researches/Renninger_Commissioned_Paper.pdf
15 Plummer, (2009), ibid, pp. 192-209
16 Rubin, Judith. (2015) “Visualizing the Data: Solar Superstorms: How big data feeds a big movie.” Planetarian 44(1), pp. 12-16 17 Gutwill, J.P., & Allen, S. (2012). Deepening students’ scientific inquiry skills during a science museum field trip. Journal of the Learning Sciences, 21(1), 130-181.
18 Dietz, T. and Lund, L. and Rosendhal, J. (1989) On the Origins of Scientists and Engineers. The Space Policy Institute, George Washington University, Washington, DC.
19 Vilorio, D. (2014) “STEM 101: Intro to tomorrow’s jobs” in Occupational Outlook Quarterly, Spring 2014, www.bls.gov/ooq, 3-12.
Accessed from https://www.bls.gov/careeroutlook/2014/spring/art01.pdf.
20 Planetarium: A Challenge for Educators. (1992) Department of Political Affairs, Office for Outer Space Affairs, United Nations, New York. Forward, p. v.
21 Ratcliffe, Martin. (2009) "Star Party at the White House. Planetarian 38(4), pp. and personal communication, March 27, 2019.
22 Lantz, E. (2011) "Planetarium of the Future." Retrieved from
https://www.researchgate.net/publication/230546875_Planetarium_of_the_Future.
23 Daut, Michael. (2019) "Planetariums Need to Build and Engage Audiences to Survive." Planetarian 48(1). pp. 8-10.
24 Petersen, Carolyn Collins. (2005) “The Unique Role of the Planetarium Science Center in Science Communication.” The ESO/ESA/IAU Conference: Communicating Astronomy with the Public.
25 Thompson, Dayna. Charles W. Brown Planetarium, Ball State University, Muncie, Indiana; personal communication, March 11 2019.
26 The Great Lakes Planetarium Association. “Astronomy Literacy: Essential Concepts for a K-12 Curriculum.” First developed 2011.
Most recent version 2019.
27 Personal communication, March 2019.
