Matematica e Agenda 2030: una proposta di attività sulla transizione ecologica

Matematica e Agenda 2030: una proposta di attività sulla transizione ecologica

L’anno scolastico precedente, scandito dall’avvicendarsi di didattica a distanza e didattica in presenza, ha segnato anche il debutto dell’insegnamento trasversale dell’educazione civica nel primo e nel secondo ciclo d’istruzione, introdotto dalla legge $20$ agosto $2019$, n. $92$ allo scopo di contribuire a “formare cittadini responsabili e attivi e a promuovere la partecipazione piena e consapevole alla vita civica, culturale e sociale delle comunità, nel rispetto delle regole, dei diritti e dei doveri”.

Curiosamente, questa nuova disciplina ha visto l’avvio in un momento storico in cui l’emergenza sanitaria vissuta a livello planetario ha reso inevitabile la riflessione sugli effetti della globalizzazione e sulla responsabilità individuale nel contesto collettivo; simultaneamente, la pandemia ha reso quotidiano e pervasivo un linguaggio nuovo, talora impropriamente utilizzato o erroneamente interpretato, fatto non di meri numeri, ma di “indici”, “indicatori”, “curve”, “andamenti”, “grafici“, “modelli”, mutuato dall’epidemiologia e di tipo eminentemente matematico. Questo costituisce solo uno dei numerosi contesti in cui la corretta decodifica delle informazioni passa imprescindibilmente attraverso un bagaglio di competenze specifiche matematiche irrinunciabili. 

Come conciliare, nel concreto, l’obiettivo di sviluppare le competenze matematiche e il senso di appartenenza alla comunità auspicato dal legislatore? Una proposta adatta al primo biennio di qualunque istituto di istruzione superiore, che ho sperimentato io stessa con successo nella mia prima liceo scientifico, può essere quella di sviluppare le competenze della statistica descrittiva applicandole a contesti di interesse “sociale”. Ciascuna tematica, scelta nelle aree indicate dal legislatore (sviluppo sostenibile, costituzione ed educazione alla legalità, salute e benessere, transizione consapevole al mondo del lavoro, educazione stradale, obiettivi dell’Agenda $2030$) può essere sviluppata a partire dall’analisi di dati ufficiali, scelti da fonti verificate e attendibili. In tale ambito, circoscrivendo l’analisi del problema al territorio nazionale, i dati forniti dal sito dell’Istat sono un interessante banco di prova per insegnare ai ragazzi a costruire grafici, tabelle, a calcolare indici di posizione e di variabilità e a utilizzare il foglio di calcolo, oltre che per far acquisire un corretto approccio alla lettura di articoli specifici.

Per esempio, potreste chiedere ai vostri studenti di analizzare i dati Istat relativi alla produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili nel periodo $2000$-$2017$1.

AnnoIdroelettricaEolicaFotovoltaicaGeotermicaBiomasse e rifiutiTotale
$2000$$44205$$563.1$$6.3$$4705.2$$1906.2$$51386$
$2001$$46810$$1178.6$$4.8$$4506.6$$2587.3$$55088$
$2002$$39519$$1404.2$$4.1$$4662.3$$3422.6$$49013$
$2003$$36674$$1458.4$$5$$5340.5$$4493$$47971$
$2004$$42744$$1846.5$$4$$5437.3$$5637.2$$55669$
$2005$$36067$$2343.4$$4$$5324.5$$6154.8$$49893$
$2006$$36994$$2970.7$$2.3$$5527.4$$6744.7$$52240$
$2007$$32815$$4034.4$$39$$5569.1$$6953.6$$49411$
$2008$$41623$$4861.3$$193$$5520.3$$5966.3$$58164$
$2009$$49138$$6542.9$$676.5$$5341.8$$7556.7$$69255.4$
$2010$$51116.8$$9125.9$$1905.7$$5375.9$$9440.1$$76964.4$
$2011$$45822.7$$9856.4$$10795.7$$5654.3$$10832.4$$82961.5$
$2012$$41874.9$$13407.1$$18861.7$$5591.7$$12486.9$$92222.4$
$2013$$52773.4$$14897$$21588.6$$5659.2$$17090.1$$112008.3$
$2014$$58545.4$$15178.3$$22306.4$$5916.3$$18732.4$$120678.9$
$2015$$45537.3$$14843.9$$22942.2$$6185$$19395.7$$108904.1$
$2016$$42431.8$$17688.7$$22104.3$$6288.6$$19508.6$$108021.8$
$2017$$36198.7$$17741.9$$24377.7$$6201.2$$19378.2$$103897.7$

Tabella 1 – Produzione lorda di energia da fonte rinnovabile in milioni di kWh (fonte dei dati: Istat)

Ho sperimentato questa attività con i miei studenti, articolandola in due fasi: lavoro sui dati e contestualizzazione dei dati.

A) Lavoro sui dati

  1. Determina di quanto è aumentata, in percentuale, la produzione totale di energia da fonti rinnovabili nell’intero periodo in esame.
  2. Stabilisci quale fonte ha segnalato il più significativo aumento in percentuale.
  3. Costruisci un grafico per illustrare l’andamento della produzione di energia dalle diverse fonti in funzione del tempo.
  4. In relazione all’ultimo anno disponibile, il $2017$, rappresenta graficamente il contributo delle varie fonti alla quantità di energia rinnovabile totale.

B) Contestualizzazione dei dati

  1. Prendi in esame i dati relativi alla percentuale di energia prodotta da fonti rinnovabili a livello mondiale secondo il rapporto IEA2 (Agenzia Internazionale dell’Energia) del $2016$.
FontePercentuale
Petrolio$31$
Gas naturale$21$
Carbone$29$
Nucleare$5$
Idroelettrico$2$
Biomasse$10$
Nuove rinnovabili$1$
Tabella 2 – Consumo mondiale di energia dalle diverse fonti (Fonte dei dati: IEA, $2016$)

Come si collocano i dati italiani in un quadro più ampio? Cosa accade negli altri Paesi? 

2. Cerca informazioni relative alla produzione annuale media di energia in Italia, per valutare il peso relativo delle fonti rinnovabili e di quelle legate ai combustibili fossili.

In questo lavoro, per far comprendere ai ragazzi l’ordine di grandezza dei numeri coinvolti (i milioni di kWh sono un’unità lontana dalla loro vita quotidiana) e per tradurre in un linguaggio a loro più “familiare” i numeri delle tabelle, si può utilizzare una “conversione” in “anni-PC” o in “anni-smartphone”: nell’ipotesi che un PC consumi mediamente $200$ W3 per ogni ora di utilizzo, in un anno si consumerebbero circa $1750$ kWh, mentre nel caso di uno smartphone (supponendo un consumo giornaliero di $15$ Wh) circa $5.5$ kWh. Aggiungere alle tabelle proposte un’ulteriore colonna con i dati in queste unità può costituire di per sé un esercizio di “esplorazione” di altre funzionalità del foglio di calcolo elettronico.



1 I dati sono disponibili sul sito dell’Istat a questo link: il periodo di riferimento visualizzato è 2013-2017 ma è possibile estenderlo.

2 Il report IEA è disponibile a questo link e nella tabella a pagina $550$ sono date le percentuali di TPED (Total Primary Energy Demand) per ciascuna fonte.

3 I valori qui indicati sono meramente orientativi, in quanto il consumo effettivo dipende dal tipo di dispositivo e dalle condizioni di utilizzo.

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