“Il cantiere delle Scienze per l’innovazione metodologica”

ITAS “ G. DELEDDA” LECCE

TEMA: Le trasformazioni fisiche

Classi 4^ A-B-C-E Inss. AMATRUDA Laura

DE GIORGI Luciana

Il tema da cui siamo partiti per elaborare il progetto è stato suggerito dal percorso dell’U.A.

multidisciplinare ,in corso d’opera nelle classi interessate, intitolata “L’ACQUA: una risorsa da

salvaguardare”.

Le discipline ed educazioni coinvolte erano: italiano, storia, geografia, scienze, tecnologia,

convivenza civile, musica, arte e immagine, corpo-movimento-sport, come si evince dalla

seguente mappa.

GIOCHI D’ACQUA

L’ACQUA NELL’ARTE: PAROLE,

IMMAGINI, SUONI, DANZE.

FONTANE MONUMENTALI

GIOCHI E SPORT D’ACQUA:

ESPERIENZE, RICORDI,EMOZIONI

L’ACQUA:UNA RISORSA

DA SALVAGUARDARE

L’ACQUA E’ VITA

CHE COS’E’?

STATI DI AGGREGAZIONE

FENOMENI ATMOSFERICI

VITA NELL’ACQUA

TIPI DI ACQUA

(potabile,minerale,distillata…)

VIVERE SENZ’ACQUA: IL DESERTO

S.O,S, AMBIENTE: PIOGGE ACIDE

L’ACQUA E IL TERRITORIO

DOVE? (luoghi vicini e lontani)

UNO SGUARDO ALLA PENISOLA ITALIANA

AMBIENTE MARE

AMBIENTE LAGO

SVILUPPO DELLE ATTIVITA’UMANE

(agricoltura, industria,commercio,turismo)

INTERVENTI UMANI NELL’AMBIENTE

ENERGIA IDRICA E IDROELETTRICA

S.O.S.AMBIENTE:INQUINAMENTO/

DISCARICHE

L’ACQUA E LA STORIA

ACQUA, SIMBOLO DI PUREZZA E DI VITA

FIUMI E MARI: LUOGHI DI CIVILTA’

UTILIZZO DELLA RISORSA ACQUA NEL TEMPO

DALLA SORGENTE… ALLE NOSTRE CASE (percorso

di un corso d’acqua)

PERCORSO ACQUEDOTTO CITTADINO

S.O.S. AMBIENTE: CONSUMI D’ACQUA E SPRECHI

Dal punto di vista prettamente scientifico il lavoro ècominciato con l’ indagine sulle proprietà dell’acqua, che hanno costituito i pre-requisiti delle attività successive previste dalla programmazione della sperimentazione:

-l’ acqua nei suoi tre stati di aggregazione

- i passaggi di stato dell’acqua

PESOIPOTESI

-il peso dell’acqua cambia a seconda della grandezza del contenitore

-l’acqua non pesa perché ècomposta da gas (idrogeno/ossigeno) MATTIA

…Abbiamo pesato il cubo vuoto e il cubo contenente un litro di acqua. Togliendo il peso del cubo vuoto (tara) da quello del cubo pieno d’acqua, abbiamo scoperto che un litro d’acqua potabile presa dal rubinetto pesa un chiligrammo. Abbiamo osservato anche che contenitori con forma e altezza diverse possono contenere la stessa quantità di acqua, anche se guardandoli non sembra così.

(dal Diario di bordo di un alunna)

COLORE

CONCLUSIONE

L’acqua con il latte manda indietro le onde luminose del blu e trattiene gli altri colori.

L’acqua da sola prende il colore della bottiglia, perchè ètrasparente.

(Dal diario di bordo

di un’alunna)

RUMORE

Ho preso un bicchiere pieno d’acqua ed una cannuccia.

Ho soffiato con la cannuccia nell’acqua. L’aria che ho soffiato creava bolle di diverse misure e ho sentito dei rumori di gorgoglìo (dal diario di bordo di un’alunna).

SAPORE

ODORE

COMPRIMIBILITA’

IL CICLO DELL’ACQUA

…anche con la musica: cantiamo!Basta un po’ di sole tra le nuvole

Basta e la neve bianca si trasformerà

In trasparente acqua pura

Vapore e pioggia poi dal ciel cadrà (dal ciel cadrà)

Basta(aspetta) aspettar la primavera (aspetta)

Basta (aspetta) e un nuovo fiore sboccerà

Poi diventerà un buon frutto (aspetta)

Il tempo ogni cosa sa trasformar (sa trasformar)

Basta un po’ di fuoco con la legna in sé

Basta e la legna si tra sforma in cenere

Basta solo un poco d’acqua

Per sciogliere,sciogliere lo zucchero (lo zucchero)

Basta (aspetta) aspettare solo un po’ (aspetta)

Basta (aspetta) e ogni cosa cambierà (aspetta)

Il tempo è quasi come un mago (aspetta)

Tutto ,prima o poi, trasformerà (trasformerà)

Basta aspettare solo un po’

Basta e ogni cosa cambierà

Il tempo è quasi come un mago

Tutto, prima o poi, trasformerà (trasformerà)

Commento: la trasformazione è collegata al tempo e ciò è sottolineato dalla parola del coro (aspetta)

� L’acqua�

� In cima ai monti è neve ,� nel prato è rugiada,� nel lago è dolce e fresca,� nel mare è un po’ salata.� Ruscello timido,� cascata fragorosa,� immenso oceano!�

� La nuvola nel cielo � La pioggia porterà,� nel fiume l’acqua scorre� al mare arriverà� e solo con l’acqua la vita

nascerà!� Con l’acqua sboccia il

fiore,� nell’acqua vive il pesce,� e solo con l’acqua la vita

durerà.�

� Il contadino bagna � E i frutti coglierà,� un pescatore il pesce� in barca tirerà.� L’acqua spegne il fuoco,� la diga dà energia,� e lo sporco lava via!�

La nuvola nel cielo…

Con l’acqua si fa il tèLa pastasciutta e il caffé,anche il buon gelatocon l’acqua è preparato.Con l’acqua puoi giocare,bagnarti e rinfrescarti,pulirti e dissetarti!

La nuvola nel cielo…

PROGRAMMAZIONE DEL

PERCORSO

Dopo l’indagine sulle proprietà dell’acqua, il segmento successivo doveva condurre gli alunni a sperimentare in classe ciò che “naturalmente” accade sotto i nostri occhi durante il ciclo dell’acqua.

Altro aspetto importante del percorso era quello di riflettere su come l’acqua, comunemente considerata “acqua liquida”, può presentarsi sotto vari stati e su come può “trasformarsi” in maniera reversibile, passando da uno stato all’altro.

Un’esperienza “apparentemente” casuale ha fatto sorgere il problema: l’insegnante acquista dal distributore automatico una bottigliettad’acqua fredda, che all’ingresso in aula fortemente riscaldata si “appanna”. Le ipotesi degli alunni sono state molteplici, così come i riferimenti a contesti di vita quotidiana (vedi riflessioni collettive ed esplicitazioni del percorso del Diario di bordo). Le varie esperienze condotte hanno evidenziato come condizione imprescindibile di ogni trasformazione il calore, così come naturalmente hanno constatato che il suo aumento accelera alcuni passaggi (evaporazione-fusione). Con enorme meraviglia hanno osservato l’acqua che riscaldata aumentava di livello (dilatazione molecolare), mentre al contrario diminuiva raffreddandosi. Il collegamento agli stati di aggregazione della materia è stato fulmineo. Molto motivante anche l’esperienza condotta con i tovaglioli bagnati, messi ad asciugare in situazioni diversificate, attraverso la quale gli alunni hanno stabilito le condizioni ideali per un’evaporazione più veloce, motivando anche l’azione dello stendere il bucato compiuta abitualmente in casa. Fondamentale è stato l’uso di strumenti scientifici idonei, dei quali, come nel caso del termometro, si è provveduto ad analisi strutturale e funzionale (vedi diario di bordo alunni).

Per quanto concerne i passaggi di stato fusione-solidificazione è stata anche effettuata una ricerca sugli igloo, che ha spiegato come mai, nonostante il fuoco acceso al loro interno, essi non si sciogliessero.

A conclusione del percorso la visita programmata alla “Cittadella Mediterranea della Scienza”, soprattutto relativamente all’exibit sull’acqua, ha costituito un’ulteriore momento di verifica di quanto gli alunni avessero appreso sull’argomento (per ulteriori esplicitazioni vedere diario di bordo alunni).

Le modalità di lavoro previste sono state

•individuazione del problema;

• formulazione di ipotesi;

•verifica delle ipotesi attraverso esperienze da concordare collettivamente;

•rappresentazione grafica e verbalizzazionedelle esperienze;

•sintesi conclusiva.

Le attività dell’a.s. 2008-09 sono partite nella classe 4^ E sempre in collegamento interdisciplinare con l’unità di apprendimento prevista dalla programmazione di interclasse già citata. Oltretutto, occorreva trovare spunto da un argomento di una delle discipline a me affidate, non essendoci tra esse quella prettamente scientifica. L’occasione per introdurre il lavoro è stata data durante una lezione di geografia, riguardante il paesaggio marino e, più precisamente, le saline. Gli alunni già dallo scorso anno avevano avuto modo di studiare tali contenuti, limitandosi, però a desumere alcuni concetti dai testi, non certo attraverso una didattica laboratoriale . Ovviamente, alcuni mostravano di aver compreso, almeno apparentemente, il fenomeno; altri lo ricordavano in maniera approssimativa. Il mio intento era quello di partire da un contenuto noto e stimolare ad approfondirlo attraverso una metodologia diversa per ritornare all’apprendimento dello stesso effettuato in maniera molto più consapevole, in modo da far acquisire una competenza spendibile in altri ambiti o comunque in situazioni di vita vissuta.

La prima osservazione da cui si è partiti è stata quella di notare

che nelle saline avviene una trasformazione. Quindi, è stato

stimolato un brainstorming su questo termine:

BRAINSTORMING

ADATTAMENTO CAMBIAMENTO CONOSCENZA EVOLUZIONE PIANTE

COMPORTAMENTO NOVITA’ CERVELLO IDEA

METAMORFOSI CRESCITA FUSIONE RAGIONAMENTO

NATURA OSSIGENO PENSIERO

TRASFORMAZIONE

IL GIOCO DEL PRIMA E DEL POI

A partire dal brainstorming l’intenzione era quella di esercitare la mente a considerare il concetto di trasformazione in senso lato, applicandolo a situazioni di vita di tutti i giorni, e successivamente arrivare all’idea di trasformazione in senso scientifico,distinguendo le trasformazioni reversibili ed irreversibili. A tale scopo è stato proposto il “Gioco del prima e del poi” per far illustrare situazioni vissute quotidianamente che evidenziano trasformazioni e situazioni che gradatamente si avvicinano a vere e proprie trasformazioni osservabili con un approccio più scientifico.

Da ciò dovevano scaturire i veri e propri problemi riguardanti i concetti di miscuglio, soluzione, sostanza solubile e solubilità, reversibilità di un fenomeno.

Le modalità di lavoro previste erano:

� individuazione del problema;

� formulazione di ipotesi;

� verifica delle ipotesi attraverso esperienze da concordare collettivamente;

� rappresentazione grafica e verbalizzazione delle esperienze;

� sintesi conclusiva.

Il gioco del “prima e del poi”

Alla fine del gioco, sono state poste delle domande agli alunni, i quali hanno risposto, talvolta in maniera diversa.

A cosa serve il gioco del prima e del poi?

Perché con questo gioco hai dovuto fare due disegni per rappresentare ognuna delle tre situazioni?

Se mescolare acqua e tempera è una trasformazione che si esamina col gioco del prima e del poi, si può fare lo stesso anche mescolando altri materiali?

Rispondo…

Il gioco del prima e del poi serve a capire le trasformazioni che possono succedere nella nostra vita.

…serve a far notare il cambiamento che fa un materiale oppure un ambiente.

Con questo gioco ho dovuto fare due disegni per rappresentare le tre situazioni perché, un disegno rappresentava la situazione che succedeva prima, invece, il secondo disegno rappresentava le situazioni che succedevano dopo.

…perché si deve mettere in evidenza una cosa che è cambiata.

…perché se ce ne fosse una, non si potrebbe vedere il dopo o il prima.

…perché quando avviene una trasformazione le cose non restano uguali.

Secondo me oltre all’ acqua e la tempera si può fare mescolando altri materiali.

…come il vino e l’acqua o il ferro e il legno per formare una sedia.

…come acqua e terra,cacao e acqua , acqua e zucchero.

1° PROBLEMA.Mescolando altri materiali possiamo ottenere delle trasformazioni? IPOTESI

Sì, perché mescolando si forma un qualcosa. (Francesco)Dipende dai materiali, perché alcune volte devi fare prima alcuni passaggi ( Mario ) VERIFICA ED OSSERVAZIONI

-Scelta ed osservazione di alcune sostanze note;-Mescolamenti liberi delle sostanze con l’acqua.

ACQUA E SALE ACQUA E ZUCCHERO

ACQUA E CAFFE’ IN POLVERE

ACQUA E CACAO

TUTTI I MISCUGLI COME DA TABELLA

TABELLA DI SINTESI

CONCLUSIONE

Abbiamo verificato che entrambe le ipotesi sono in parte accettabili, in particolare la prima.

Otterremo infatti, delle trasformazioni di diverso tipo, secondo le sostanze:

MISCUGLI ETEROGENEI

acqua + olio→ emulsione

acqua + caffè→ sospensione

acqua + sabbia → sospensione

MISCUGLI OMOGENEI O SOLUZIONI

acqua + zucchero

acqua + sale

acqua e solfato di rame

acqua e cacao

A questo punto due alunni hanno mostrato alcune perplessità per ciò che riguarda le soluzioni, in quanto

sostenevano che dalla loro esperienza personale durante lo scioglimento di zucchero nell’acqua o nel latte, non

tutto lo zucchero si scioglieva e questa discrepanza avveniva perché in classe non avevamo usato il cucchiaino

per sciogliere le sostanze. Mi sono riservata di riprendere questa osservazione successivamente.

Oltre alle sostanze mescolate con l’acqua, gli alunni hanno proposto di provare a mescolare anche le varie

polveri a disposizione (zucchero e sale, sale e solfato di rame, sale e caffè, ecc…) per verificare il tipo di miscugli

ottenuti .

Da queste ulteriori esperienze qualcuno ha messo in evidenza la difficoltà di ritornare ad avere i materiali originali. Da qui è scaturito il

2° PROBLEMALe sostanze mescolate si possono

separare? Le sostanze che non si vedono più dove sono andate?

IPOTESI1- Stanno dentro la provetta e tutte si possono separare tranne il solfato di rame ( Andrea J.)

2- Si possono separare togliendo l’acqua (Michel, Alessia C.).

3- Si possono separare solo i miscugli eterogenei (Gloria )

Molti bambini hanno riferito di avere avuto già esperienza di separazione, ad es. di sabbia dall’acqua di mare, con setacci o di aver visto la sabbia nel secchiello andare a fondo nell’acqua di mare, per cui si èdeciso di verificare la terza ipotesi trovare il modo di fare lo stesso sia con la sabbia nell’acqua, facendo scivolare piano piano l’acqua dalla provetta, sia con l’acqua e il caffè, usando un cono di carta (era statoproposto anche un fazzolettino di stoffa). La prova è stata effettuata con della carta da filtro, avendoneun po’ a disposizione.

CONCLUSIONE

Come possiamo separare un miscuglio eterogeneo nelle sue parti?1)Decantazione (es. acqua e sabbia) 2) Filtrazione (es. acqua e caffè)

Avendo verificato la terza ipotesi, abbiamo provato a farlo anche con le altre due.Si possono separare anche le parti dei miscugli omogenei, facendo evaporare l’acqua.VERIFICA CON ESPERIMENTO

In un becher abbiamo messo un po’ d’ acqua e un cucchiaino di sale. Abbiamo girato bene per far sciogliere il sale e abbiamo messo il becher sul fornellino acceso. Abbiamo aspettato che tutta l’acqua evaporasse.

Che cosa è successo?Il calore ha fatto evaporare tutta l’

acqua ed è rimasto solo il sale.

CONCLUSIONE

Per le soluzioni possiamo tornare indietro solo se usiamo un passaggio di stato ( evaporazione ).

Tutte queste trasformazioni sono di natura fisica cioè è possibile

“ ritornare” indietro e ottenere le sostanze iniziali ( fenomeno reversibile).

Bisognava ,quindi, riprendere in considerazione l’osservazione sollevata dai due bambini e affrontare il3° PROBLEMASe cambiamo modo di mescolare cambia qualcosa? ( Riccardo, Luigi ).

IPOTESI

No, cambia qualcosa solo se cambia la quantitàdi zucchero e di acqua.

VERIFICA

In un contenitore abbiamo gradatamente aumentato la quantità di zucchero nella stessa quantità di acqua abbiamo mescolato a lungo. All’inizio lo zucchero si è sciolto, poi si èdepositato sul fondo. Infine,abbiamo aggiunto altra acqua e così si è sciolto anche lo zucchero depositato.

CONCLUSIONE

Abbiamo concluso che la sostanza si scioglie indipendentemente dalla modalità di mescolamento; inoltre la quantità di sostanza che si scioglie raggiunge un limite massimo ed in questo caso la soluzione si chiama satura.

4°PROBLEMA

Possiamo riprodurre le condizioni di una salina?

IPOTESI

Sì, è possibile.

VERIFICAE’ stato naturale, a questo punto,

provarea separare il sale dall’acqua conl’evaporazione attraverso il calore delsole, e riprodurre, così, la realtà delle saline.In una vaschetta colorata (perevidenziare meglio il sale) abbiamomesso una soluzione satura di acqua esale e l’abbiamo posta sotto il sole per

duegiorni. Abbiamo ripetuto l’esperienzaanche con acqua minerale e con unasoluzione di acqua e solfato di rame.In tutte e tre le vaschette l’acqua èevaporata, lasciando il deposito: nellaprima vaschetta la quantità di sale eraevidentemente maggiore rispetto a

quella sciolta.

CONCLUSIONI

Le saline funzionano allo stesso

modo delle nostre vaschette, con la differenza che viene usata l’acqua di mare. Inoltre,anche nella soluzione di acqua e solfato di rame si può utilizzare l’evaporazione per separare le due fasi e ciò rigetta una delle ipotesi fatte precedentemente: infine,nell’acqua che utilizziamo, sia dell’acquedotto, che minerale si è evidenziata la presenza di sali.

BILANCIO CONCLUSIVO

•POSSIBILITA’ DI UTILIZZARE CONTESTI DI SENSO RELATIVI ALLA VITA QUOTIDIANA

•AGGANCI MULTIDISCIPLINARI

• USO DELLA DIDATTICA LABORATORIALE

•CONSOLIDAMENTO DI UN METODO DI STUDIO (SPERIMENTALE) CHE SVILUPPA UN HABITUS MENTALE SPENDIBILE IN ALTRI CONTESTI

•PARTECIPAZIONE PIU’ ATTIVA E ACCRESCIUTA MOTIVAZIONE ALLO STUDIO, IN PARTICOLARE DI ALUNNI CON DIFFICOLTA’ DI VARIO GENERE (relazionali, comunicative, cognitive…)

•DIFFICOLTA’ DI LAVORO CON L’INTERO GRUPPO-CLASSE

•TEMPI E SPAZI LIMITATI E/O NON IDONEI

•RISCHIO DI APPESANTIMENTO NELLA DOCUMENTAZIONE PRODOTTA DAGLI ALUNNI

•DIFFICOLTA’ NELLA DOCUMENTAZIONE DEI PERCORSI DA PARTE DEI DOCENTI

•MANCANZA DI ASSISTENZA TECNICA DURANTE LE ATTIVITA’ DI LABORATORIO

PUNTI DI FORZA PUNTI DI DEBOLEZZA