Il nostro ospite di questo mese è un astronomo profondamente impegnato nella didattica della fisica, per formare la prossima generazione di insegnanti di scienze nel suo paese, l’Uganda, e che si occupa anche di come applicare le abilità astronomiche ad altri ambiti per far avanzare gli obiettivi di sviluppo. Tom Mutabazi è docente a tempo pieno nel Dipartimento di Fisica presso la Mbarara University of Science and Technology (MUST), nella parte sud-occidentale dell’Uganda, dove è coinvolto nell’insegnamento e nella formazione degli studenti di tutti i livelli e nella supervisione della ricerca di studenti di master e dottorato.
Come al solito in questa rubrica, partiamo dal tuo percorso: cosa ti ha portato alla tua posizione attuale?
Dopo la laurea in ‘Science and Education’ al MUST in Uganda, sono entrato all’Università di Cape Town, in Sud Africa, dove ho completato un dottorato di ricerca in astronomia nel 2015. Il focus della mia ricerca è sull’astronomia extragalattica, al di là della Via Lattea, in particolare sugli ammassi di galassie e come i loro moti deviano dal flusso previsto dall’espansione dell’Universo (Hubble flow). Nel 2016 sono entrato a far parte del MUST come docente a tempo pieno nel Dipartimento di Fisica.
Potresti descrivere brevemente, per i nostri lettori internazionali, come funziona la formazione in astronomia e astrofisica in Uganda?
In Uganda, i corsi di astrofisica sono tenuti principalmente presso la Mbarara University of Science and Technology ma non come programma indipendente. I corsi di astronomia sono parte del programma più ampio sia a livello universitario che post-laurea. A livello universitario, vengono presentate diverse unità didattiche di astrofisica agli studenti del corso di laurea in ‘Science and Education’ (che prevede una combinazione di fisica e matematica) e anche a studenti avanzati di fisica nell’ultimo anno di studio.
Alcuni di questi studenti dell’ultimo anno scelgono dei mini-progetti di ricerca in astrofisica. A livello di Master e PhD, l’astrofisica è ben coperta e molti studenti optano per l’astrofisica quando scelgono argomenti di ricerca. Questo è in parte grazie al finanziamento dell’International Science Program (ISP) che sostiene la ricerca in scienza dello spazio, astronomia e astrofisica presso l’Università di Mbarara.
Parliamo ora di ricerca: quanto è grande la comunità astronomica nel paese? Ci sono osservatori e altre infrastrutture per la ricerca astronomica?
Se il numero di accademici formati in campi legati all’astronomia e all’astrofisica in Uganda è generalmente ancora piccolo, il Dipartimento di fisica dell’Università di Mbarara comprende quattro dipendenti a tempo pieno con un dottorato di ricerca, uno dei quali è un professore associato. Ci sono degli altri ricercatori che hanno un dottorato in astronomia coinvolti nella formazione e nell’insegnamento in diverse università pubbliche del paese.
Al momento non c’è un osservatorio nel paese. Quando occorre, le osservazioni vengono effettuate tramite collaborazioni e partenariati di ricerca.
In che tipo di collaborazioni siete coinvolti?
Ci sono molte collaborazioni di ricerca tra l’Uganda e altri paesi sia in Africa (soprattutto Ruanda, Sud Africa) che fuori dall’Africa (Francia, Germania, India, Svezia) per il tutoraggio e la supervisione di studenti. Queste hanno permesso di ottenere dati e anche di accedere a infrastrutture, ad esempio supercomputer, quando è stato necessario ai nostri ricercatori. La maggior parte dei nostri ricercatori (sia studenti che personale docente) ha beneficiato molto delle visite di ricerca soprattutto in Sud Africa, Francia e Germania.
Tu stesso sei molto impegnato nella didattica scientifica, nella formazione degli insegnanti di scienze delle scuole secondarie e nello sviluppo di nuovi strumenti per il curriculum scolastico. Vuoi parlarci di queste attività?
Una delle mie responsabilità come docente al Dipartimento di Fisica dell’Università di Mbarara è quella di formare gli insegnanti di scienze, che studiano Fisica e Matematica oppure Biologia e Chimica, oltre ai corsi professionali (fondamenti di pedagogia e psicologia). Dopo aver completato con successo il loro programma, questi insegnanti di scienze si qualificano per essere impiegati nelle scuole secondarie (di livello sia ordinario che avanzato) nelle rispettive combinazioni di materie.
Nella didattica scientifica, l’attenzione si concentra su vari metodi e modi per rendere facile l’insegnamento delle scienze e anche su come motivare più ragazze a scegliere materie scientifiche e seguire corsi di scienze.
Nel curriculum che è stato revisionato di recente, abbiamo concentrato l’attenzione su come renderlo più centrato sugli studenti e come includere anche contenuti e metodi che favoriscano l’apprendimento a distanza/online. Questo anche in risposta agli effetti della pandemia da Covid-19, caratterizzata da molte incertezze e lockdown.
Come viene ricevuta l’astronomia dagli insegnanti in formazione?
Negli ultimi due anni la risposta è stata positiva e speriamo che rimanga tale o addirittura migliori. Alla fine del programma, alcuni studenti preferiscono fare ricerca in astrofisica, in particolare su argomenti di astronomia galattica, relativi ai pianeti e alla formazione dei pianeti.
Ci sono altri progetti di didattica di cui vorresti parlare?
Abbiamo svolto varie attività di didattica e divulgazione come il Network for Astronomy School Education (NASE). Sono state condotte varie altre attività di divulgazione, in particolare attività STEM, ma queste non sono ottimizzate per essere condotte in momenti o periodi specifici poiché vengono realizzate solo quando sono disponibili finanziamenti.
Abbiamo anche partecipato alla formazione AstroLab presso l’Università dello Zululand, in Sud Africa, nel 2018. L’enfasi era su come utilizzare il Las Cumbres Observatory (LCO), pianificando ed eseguendo osservazioni in tempo reale e analisi dei dati utilizzando i telescopi robotici di LCO.
Parlando invece di divulgazione, quanto spesso ci sono eventi per coinvolgere il pubblico su tematiche scientifiche, in particolare sull’astronomia, in Uganda?
Al momento, a parte conferenze e pubblicazioni di ricerca, non c’è molta comunicazione scientifica in corso. Ma è una delle cose che stiamo pianificando di iniziare a fare presto.
Quali ritieni che siano le principali sfide per la formazione scientifica nel tuo paese oggi?
Ci sono molte sfide che non sono necessariamente specifiche della scienza e dell’Uganda. La sfida principale sono le risorse limitate. I finanziamenti sono limitati, ma la maggior parte delle infrastrutture necessarie per comunicare e fare scienza è solitamente molto costosa.
C’è un problema di pregiudizi nella comunità, in particolare nel caso delle ragazze, che crescono con la convinzione, con il mito che la scienza non faccia per loro (disuguaglianza di genere). Questa è una delle sfide che le attività di divulgazione (STEM) in Uganda cercano di superare, di risolvere raggiungendo le comunità, in particolare in contesti rurali. Manca anche il tutoraggio, soprattutto per chi che si trova in aree remote rurali e meno sviluppate, dove l’accesso all’informazione è molto scarso.
E quali sono le sfide più grandi per la ricerca e la formazione in astronomia?
La mancanza di strutture e infrastrutture: telescopi, computer veloci, eccetera. La nostra ricerca viene condotta principalmente utilizzando dati d’archivio oppure ottenendo dati (osservazioni) attraverso collaborazioni di ricerca. Questo ci limita nella gestione di Big Data (per via delle strutture limitate) e anche per quanto riguarda altre competenze come l’ingegneria (per esempio, l’ingegneria ottica).
La mancanza di infrastrutture significa anche meno opportunità per coloro che scelgono una carriera in astronomia. Al momento, la maggior parte trovano impiego, dopo aver completato il master o il dottorato di ricerca, come docenti nelle università e in altre istituzioni terziarie in Uganda. Se il divario di conoscenze si è ridotto nel corso degli anni a causa delle collaborazioni, c’è ancora un problema di mancanza di competenze.
In che modo pensi che l’astronomia possa contribuire allo sviluppo – e lo sta già facendo – sia in Uganda che più in generale nel continente africano?
Grazie ai corsi di studio offerti in diverse università, alcuni studenti hanno avuto l’opportunità di formarsi e laurearsi con successo a diversi livelli – master e dottorato. Molti di loro hanno avuto opportunità di lavoro soprattutto insegnando in istituti terziari e università dove trasmettono le loro conoscenze e abilità.
In particolare, c’è il progetto SKA in Sud Africa di cui hanno beneficiato molte persone nel continente africano. In molti si sono formati e altri ancora si stanno formando in varie discipline grazie alle borse di studio messe a disposizione dal progetto SKA. Il progetto ha avuto un grande impatto su aree di ricerca ad ampio spettro, dall’ingegneria all’analisi dei dati.
Si è registrato sviluppo anche intorno ai siti principali del progetto SKA in Sud Africa e otto paesi partner – Namibia, Zambia, Botswana, Kenya, Ghana, Mozambico, Mauritius e Madagascar – hanno beneficiato del progetto SKA attraverso lo sviluppo di infrastrutture e la formazione in radioastronomia e tecnologie relative. Dal 2015, il progetto Developing Africa with Radio Astronomy (DARA) e il progetto DARA Big Data, istituito nel 2017, hanno formato molti ricercatori e scienziati negli otto paesi africani coprendo diversi aspetti, principalmente data science e machine learning.
Oltre alla ricerca e all’insegnamento, al momento sei anche un fellow (a distanza) presso l’Office of Astronomy for Development dell’Unione Astronomica Internazionale, utilizzando le abilità che derivano dall’astronomia in un contesto differente: per studiare l’uso del suolo, la copertura vegetale e la qualità dell’acqua in Uganda. Puoi dirci qualcosa di più su questo progetto?
Come remote fellow, intendo utilizzare le abilità dell’astronomia nell’analisi dei dati di telerilevamento. Queste includono abilità generiche come scripting e programmazione, ma anche abilità più specifiche della disciplina come la conoscenza delle bande passanti, la corrispondenza tra immagini di risoluzioni diverse, eccetera. I dati satellitari che saranno utilizzati includono immagini con risoluzione di 250 metri di MODIS e Enhanced Mapper Plus a bordo del Landsat-7 e l’imager multispettrale a bordo di Sentinel-2. Questi dati saranno usati per studiare trend nell’uso del suolo, nella copertura vegetale e nella qualità dell’acqua, usando l’Uganda come caso di studio.
Grazie per aver condiviso queste prospettive interessanti sul tuo lavoro e sulla ricerca astronomica nel tuo paese. C’è qualcos’altro che vorresti aggiungere?
Grazie per avermi dato questa opportunità e la possibilità di parlare dello stato dell’astronomia in Uganda. Vorrei sottolineare che il ruolo positivo che l’astronomia sta giocando in Uganda è una storia di successo del South African Astronomical Observatory (SAAO) e del National Astrophysics and Space Science Program (NASSP). La Mbarara University of Science and Technology è all’avanguardia nella formazione di ricercatori in scienza dello spazio e in astrofisica in Uganda grazie alla formazione offerta dal SAAO (a partire dal 2003) e al finanziamento fornito dal NASSP che ha permesso ad alcuni dei miei predecessori di intraprendere una carriera in astronomia e fare poi da mentore ad altri, fino ad oggi. Anche io sono un beneficiario di NASSP e SKA South Africa.
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