Documentazione dell'Unità di competenza U216

PRIMO APPROCCIO ALL’USO SOSTENIBILE DELLE RISORSE: L’ACQUA E L’ENERGIA

CHE ACQUA BEVI?ISTITUTO COMPRENSIVO BARBERINO

MUGELLO

CLASSI QUARTE SCUOLA PRIMARIAOre dedicate al percorso:

2h settimanali per 4 mesi – Tot.32h

Descrizione della genesi del percorso didatticoL’unità di competenza «Che acqua bevi?» è stata

sperimentata dalle insegnanti delle classi quarte della scuola Primaria G. Mazzini di Barberino M.llo nell’anno scolastico 2014\2015 e conclusa, dalle stesse, in classe quinta nei primi 3 mesi dell’anno scolastico 2015\2016.

La sua costruzione è stata realizzata all’interno del Laboratorio di Ricerca sul Curricolo Verticale di Scienze

attivo nell’Istituto dal 2000\2001. Il dott. Carlo FIORENTINI fornisce al laboratorio il supporto

pedagogico, epistemologico e disciplinare.

Trattasi di una unità di competenza pienamente inserita nel curricolo disciplinare di Scienze all’interno di un percorso più

ampio: «L’acqua», i cui contenuti portanti contribuiscono alla costruzione di concetti fondamentali quali:……

MASSIMO 10 SLIDES

EBOLLIZIONEVAPORE ACQUEO

DISTILLAZIONEACQUE MINERALI

TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE

BOLLEEVAPORAZIONE

CRISTALLIZZAZIONE

CICLO DELL’ACQUA

Questi concetti vengono costruiti operativamente facendo riferimento ad una

didattica laboratoriale che pone l’esperienza e la riflessione su di essa al centro dell’azione

didattica. I ragazzi, da veri protagonisti della costruzione del sapere, osservano esperienze, riflettono su di esse, le traducono in linguaggio, discutono

con i pari e affinano la loro concettualizzazione per arrivare ad una produzione condivisa

Il segmento di lavoro «Che acqua bevi?» si configura, quindi, come un possibile approfondimento significativo di un

percorso curricolare e mira ad offrire ai bambini

l’opportunità di comprendere il valore e l’utilità dei concetti costruiti a scuola nel vissuto quotidiano e nell’ambiente che li

circonda…

Partendo da un’indagine sul tipo di acqua bevuta quotidianamente in famiglia ( minerale, del

fontanello, del rubinetto) si conducono i ragazzi a scoprire il percorso delle diverse acque, dalla sorgente alla tavola. Tale scoperta consentirà

loro di riflettere criticamente su quei diversi percorsi, mettendone in evidenza le somiglianze,

ma anche le profonde differenze nell’impatto ambientale. Ogni alunno potrà comprendere

quanto il comportamento dei singoli e le scelte delle istituzioni territoriali possano determinare la

tutela del territorio che ci circonda.

Il percorso curricolare sull’acqua e l’unità di competenza «Che acqua bevi?» si integrano perfettamente in un

unico progetto didattico rappresentando un esempio significativo di integrazione di proposte di educazione

ambientale nel curricolo disciplinare di scienze. In questo progetto l’educazione ambientale, non è solo

informazione sui problemi ambientali o induzione a buoni comportamenti. Non è un’aggiunta saltuaria,

presto dimenticata, al tradizionale programma scolastico è un tutt’uno con la proposta curricolare: da essa prende corpo e valore , ad essa offre la possibilità

di nuovi orizzonti e nuovi legami con l’ambiente .

L’INDAGINEAi bambini è stato chiesto: “ Che tipo di acqua bevete, generalmente, in famiglia?”

I dati risultanti sono stati elaborati attraverso la costruzione di un istogramma

LEGENDAM acqua mineraleF acqua del fontanelloR acqua di rubinetto

IL FONTANELLO

SIAMO ANDATI AD

OSSERVARE IL FONTANELLO

PUBBLICO

LO ABBIAMO DISEGNATO

ABBIAMO DECISO DI ANDARE AD

INTERVISTARE IL SINDACO PER AVERE

MAGGIORI INFORMAZIONI

Queste sono le domande scelte: Perché è stato costruito il fontanello? Perché è stato messo alla Pesa? Perché solo un fontanello? Da dove arriva l’acqua del fontanello? (dal fiume, da una

sorgente……….?) Perché l’acqua naturizzata si paga mentre le altre no? Quando è stato costruito il fontanello? L’acqua del fontanello è veramente così pulita? Viene controllata? Il fontanello è stato apprezzato dai cittadini? Il fontanello viene utilizzato da molte persone? Quante? Come vengono utilizzati i soldi che il comune ricava dal

fontanello? Cosa vuol dire “naturizzata”? Perché si possono prelevare al massimo sei litri per volta?

Giovedì 19 marzo tutti i bambini delle classi quarte andranno a Palazzo Pretorio ad intervistare il sindaco sul fontanello.Ogni classe ha preparato un elenco di domande che le maestre Antonella e Rossana hanno confrontato, raggruppato e ne hanno scelte dodici.

DOPO L’INTERVISTA OGNUNO HA

RIELABORATO LE INFORMAZIONI

• INSERIRE UN RESOCONTO INDIVIDUALE

Dal confronto è scaturita una sintesi collettiva

IL SINDACO

UNA MAPPA CONCETTUALE

L’ACQUA DEL RUBINETTO

GLI INTEROGATIVI

SCATURITI DALL’OSSERVAZIONE DELLO

SCHEMA

L’INCONTRO CON UN RESPONSABILE DI

PUBLIACQUA

DAI RESOCONTI INDIVIDUALI NE E’ STATO COSTRUITO UNO COLLETTIVO CHE, DISTRIBUITO A TUTTI GLI ALUNNI E’ DIVENTATO MATERIALE DI

STUDIO

APPROFONDIAMO LE CONOSCENZE SUGLI ACQUEDOTTI ATTRAVERSO INTERNET

Abbiamo proposto alla classe la visione di video, reperiti in rete, riguardanti

l’installazione, la gestione, la riparazione di impianti di acquedotti pubblici.

Abbiamo visitato il sito di Publiacqua in particolare la sezione riguardante

Barberino di Mugello

QUANTO “PESA” L’ACQUA

QUANTE BOTTIGLIE?

DA DOVE ARRIVA L’ACQUA MINERALE?ABBIAMO

OSSERVATO ALCUNE

ETICHETTE DI ACQUA

MINERALE PER VEDERE LE

INFORMAZIONI RIPORTATE

ABBIAMO RACCOLTO

TANTE ETICHETTE E COSTRUITO

UN CARTELLONE

DA DOVE ARRIVA L’ACQUA MINERALE?SULL’ETICHETTE ABBIAMO TROVATO L’INFORMAZIONE SUL LUOGO DELLE SORGENTI DELLE ACQUE MINERALI: LI RIPORTIAMO IN TABELLA

riflettiamo

QUANTO GASOLIO?

Risultati ottenuti(analisi critica in relazione agli apprendimenti degli alunni)L’unità di competenza descritta oltre ad aver

interessato e coinvolto emotivamente gli alunni, ha consentito loro di vivere e cogliere il valore legato

all’incontro con rappresentanze di istituzioni e associazioni territoriali. Tale incontro ha offerto ai

bambini l’opportunità di sperimentare concretamente il senso della partecipazione attiva

alla tutela dell’ambiente. Partecipazione, resa consapevole, grazie al percorso di studio svolto in

classe sull’acqua, le sue trasformazioni, la sua importanza per la vita. Costruzione della

conoscenza e partecipazione attiva, quindi, come elementi fondanti per una cittadinanza

consapevole.

Documentazione dell'Unità di competenza U217:

“Dai combustibili alle energie rinnovabili”

Istituto scolastico: I.C. Barberino di Mugello

Destinatari: classi 3A-3B-3C-3D scuola primaria

Ore dedicate al percorso: 16

Descrizione della genesi del percorso didattico

Dopo la partecipazione al corso sui cambiamenti climatici tenuto dalla regione Toscana, le insegnanti di scienze hanno preparato una u.d.c. sulle energie rinnovabili, collegata al percorso del CIDI sulla combustione che fa parte dei percorsi didattici programmati per la classe terza della scuola primaria.Questo percorso prevede un approccio di tipo fenomenologico alla combustione e si attua attraverso delle esperienze concrete che attivano la costruzione delle conoscenze.

Sintesi del percorso sulla combustioneIniziamo il percorso con una conversazione: parliamo con i bambini del fuoco, lasciandoli liberi di riferire le loro esperienze e le loro conoscenze

PRIMA ESPERIENZA: LA COMBUSTIONE DELLA CARTAL’esperienza è stata eseguita dall’insegnante, ai ragazzi è stata data la consegna di osservare attentamente.È stato messo un foglio di carta sul piatto ed è stato innescato con un fiammifero; l’esperimento è stato ripetuto al buio per far osservare meglio la produzione di luce. Al termine i bambini sono stati invitati a toccare il piatto di coccio per permettere loro di sentire il calore prodotto dalla combustione.

Le riflessioni dei bambini

• Ai bambini viene chiesto di rispondere individualmente per scritto alla seguente domanda: “Quali sono gli aspetti più importanti della trasformazione che avete osservato, la combustione della carta?”

- Si chiede ai bambini di leggere ad alta voce le loro verbalizzazioni più o meno complete e si stimola una discussione con proposte di correzioni, modifiche e ampliamenti.A partire dalle riflessioni dei bambini è stata preparata una scheda che definisse il fenomeno della combustione, indicando gli aspetti significativi.

“La combustione della carta è quel fenomeno che si verifica quando la carta viene innescata con un

fiammifero, si ha produzione di luce, calore, fumo; dopo poco il fenomeno ha termine e si ha un residuo di carta-

cenere” .

•Con le stesse modalità di lavoro abbiamo effettuato le esperienze di combustione anche con alcool, legnetti e carbonella realizzando una

tabella riassuntiva.

CARTA ALCOOL LEGNETTI CARBONELLA

INNESCO SI SI SI SI

CALORE SI SI SI SI

FUMO SI NO SI SI

LUCE SI SI SI SI

CONSUMO SI SI SI SI

• A questo punto si chiede ai bambini di provare a dare una definizione generale di combustione e di completare la tabella iniziata precedentemente.

• Si giunge alla seguente definizione:• “La combustione è quel fenomeno che si verifica quando

un materiale innescato produce luce, calore e si consuma”.

• I materiali che si comportano in questo modo si chiamano COMBUSTIBILI.

Dai combustibili alle energie rinnovabili•A partire dalle riflessioni degli alunni si evidenzia che la combustione costituisce una delle modalità più importanti per utilizzare l’energia racchiusa nei combustibili, sia nel senso di impiego immediato per riscaldarsi, sia per il funzionamento di mezzi di locomozione, sia per ottenere altre forme di energia (energia elettrica).L’energia che si utilizza per l’illuminazione, per il riscaldamento, per il funzionamento degli elettrodomestici, per le industrie, per le automobili, per i treni, ecc. viene ricavata in prevalenza dalla combustione dei combustibili fossili(carbone, petrolio, gas naturale). Ma i combustibili fossili emettono durante la combustione diversi tipi di sostanze inquinanti, determinando un sempre più preoccupante aumento dell’inquinamento atmosferico.

• Fonti energetiche alternative ai combustibili sono sempre esistite (energia idroelettrica e geotermica); ma negli ultimi decenni si è cercato di aumentare l’energia ricavata da altre fonti, meno inquinanti, quali il vento (energia eolica), il sole (pannelli solari e fotovoltaico), ecc.

• Queste fonti si chiamano rinnovabili perché, a differenza dei combustibili, non si esauriscono.

• Si pongono ai bambini le seguenti domande:

• - a cosa servono i combustibili?

• - quali combustibili conosci?

- quali sono i combustibili più usati?

A questo punto del nostro percorso didattico sulla combustione abbiamo iniziato l’unità didattica progettata

per la sensibilizzazione dei bambini nei confronti dei cambiamenti climatici.

Si raccolgono tutte le risposte dei bambini e si preparano due documenti:

-uno con tutte le risposte.

-l'altro con le risposte suddivise in gruppi simili.

• Si discute con la classe se i gruppi fatti dall'insegnante sono corretti oppure se si devono apportare cambiamenti.

• Se dalle risposte non emergesse che i combustibili servono per far funzionare le macchine, si procede alla formulazione della seguente domanda stimolo:

• - A cosa serve la benzina?

•Socializzazione delle domande significative e discussione collettiva.

•Gli alunni devono giungere alla conclusione che nel motore della macchina avviene una trasformazione della benzina che è in grado di trasmettere energia per il movimento.

•Si procede proponendo un'altra domanda stimolo:•“Secondo voi, l'energia elettrica da dove viene fuori?”•Si raccolgono le varie risposte e si socializzano le più significative.

Produciamo energia• Si fa un'esperienza di produzione di energia

con la lampadina a manovella (dinamo).• Dopo l'esperienza si chiede ai bambini:• - Che cosa posso capire da questa esperienza?• - Che relazione c'è tra la nostra esperienza e le

centrali elettriche? • Dalle risposte e dalla discussione collettiva si

arriva alla conclusione che esistono delle centrali che producono energia.

• Si procede alla visione di un filmato su internet (www.noielambiente.altervista.org) e alla lettura di semplici documenti per spiegare ai bambini l'inquinamento dato dall'uso dei combustibili fossili e per introdurre le energie rinnovabili.

DALLA LETTURA DI TESTI INFORMATIVI ALLA COSTRUZIONE DI MAPPE CONCETTUALI SUI VARI TIPI

DI CENTRALI

• Inerenti a questo argomento si erano proposte due visite guidate:

• - Ai pannelli solari presenti sul tetto della scuola media

• - Alla centrale idroelettrica del lago di Bilancino.

• È stato possibile effettuare solo la seconda visita in quanto i pannelli solari sono risultati inaccessibili per motivi di sicurezza.

VISITA ALL’INVASO DI BILANCINO E ALLA CENTRALE IDROELETTRICA

Notizie relative alla diga e alla centrale

Verifica con vero o falsoRisultati ottenutiPer una maggiore

riflessione sul percorso effettuato sono state predisposte due tipologie di verifiche:

- enunciati su argomenti trattati con scelta tra vero o falso;

- racconto dell’esperienza vissuta durante la visita all’invaso di Bilancino.

Racconto individuale della visita

Riflessioni conclusive

• Il percorso ha portato i bambini a riflettere sull’uso delle energie rinnovabili.

• L’uso di questo tipo di energie non produce nessun residuo perché non c’è combustione.

• Per questo motivo il loro utilizzo è importante per l’ambiente in cui viviamo.

Documentazione dell'Unità di competenza:

ENERGIE RINNOVABILI A TUTELA DELL'AMBIENTEU388

Istituto scolastico:Istituto Comprensivo “Lorenzo de' Medici”, Barberino di Mugello (FI)

Destinatari:Scuola secondaria di I grado, classe terza

Ore dedicate al percorso:18

Descrizione della genesi del percorso didattico

Il percorso nasce come integrazione di più percorsi, afferenti sia al curricolo di scienze che a quello di tecnologia.

Il percorso si avvale del fondamentale contributo del Prof. Carlo Fiorentini, dei Laboratori del Sapere Scientifico e del LDA di Villa Demidoff.

Struttura del percorso didattico

1. Come produrre energia sostenibile: il Diamante

2. Uno sguardo sulla sostenibilità globale

Lo scopo del percorso è partire dal percorso storico delle scoperte che riguardano la produzione di energia elettrica e osservarne gli impatti sull'ambiente, chiedendosi se ci siano alternative.

La metodologia utilizzata è laboratoriale e segue i percorsi del Cidi, presenti stabilmente nel curricolo verticale di scienze del nostro istituto comprensivo.

Aspetto assolutamente non marginale è l'inclusività dei percorsi laboratoriali, in cui si dà spazio e voce al singolo, nel momento in cui si chiede di osservare la realtà e di descriverla, mediante disegni, schemi, immagini, e aprirsi poi ai compagni, per la costruzione di un nuovo apprendimento.

Il metodo osservativo porta l'alunno a formulare ipotesi e a condividerle con i compagni, aspetto questo con una profonda valenza scientifica ed educativa.

È presente inoltre il legame con l'educazione ambientale, in quanto si analizzano gli effetti delle attività antropiche per la produzione di energia, valutando le possibili alternative a ridotto impatto ambientale.

Tale aspetto è garantito dai Laboratori di Didattica Ambientale di Villa Demidoff, anche mediante l'osservazione di un prototipo sperimentale per la produzione di energia da fonti rinnovabili e a emissioni zero (il Diamante), facendo legami con la ricerca e con l'innovazione.

Nel curricolo di scienze gli alunni hanno già sperimentato l'esistenza della forza gravitazionale (forza peso) ma in questo percorso non faremo riferimento alla forza di attrazione elettrostatica.Analizzeremo soltanto alcuni semplici fenomeni elettrici.Nel curricolo di scienze si è osservata l'esistenza di cariche positive e negative.

Nel percorso di tecnologia, gli alunni hanno scoperto che esistono materiali che possono condurre elettricità (cioè consentire il movimento di cariche elettriche negative, dette elettroni, al loro interno). Tale movimento è garantito dall'esistenza di una differenza di potenziale tra gli estremi del conduttore.

Entrano in gioco a questo punto gli Esperti del Laboratorio di Didattica Ambientale di Villa Demidoff, con un intervento in classe di 2 ore, in cui partendo da questi semplici fenomeni elettrici, ripercorrono la storia delle scoperte scientifiche che hanno portato all'odierno generatore di energia elettrica.

Mediante un modello costituito da due contenitori comunicanti tramite un rubinetto, contenenti inizialmente due differenti volumi di acqua...

...viene mostrato che, con l'apertura del rubinetto, il liquido scorre dal contenitore con il volume maggiore a quello con il volume minore, portando a avere lo stesso volume di liquido in entrambi i contenitori e a non avere più alcuna tendenza al flusso in alcuni dei due sensi.

Schematizziamo il funzionamento di una batteria elettrica: gli elettroni si spostano da una parte all'altra della batteria, fino all'equilibrio (finché cioè la batteria non si... esaurisce)!

Andiamo avanti nella narrazione storica, e arriviamo a …

Sperimentiamo ora, con semplici modellini costruiti unendo un conduttore (filo di rame avvolto a spire) e una batteria, l'accensione di una lampadina (piccolo... utilizzatore):

Dirigiamoci a grandi passi verso il generatore, passando per... la dinamo (e l'induzione elettromagnetica):

Ecco un modello* in cui si osserva come la caduta di acqua dall'alto può generare una forza, capace di azionare un generatore di energia elettrica.

*(costruito da un'alunna, per supportare il proprio colloquio orale, nell'esame conclusivo del I ciclo d'istruzione)

A questo punto, il percorso prevede un'uscita al Parco Mediceo di Pratolino, al cui interno di trova il Diamante, prototipo per la produzione di energia da fonti rinnovabili e ad emissioni zero.

Gli alunni analizzano il funzionamento del dispositivo, in merito a fonti energetiche utilizzate (luce solare, acqua) ed emissioni prodotte (acqua). Insieme alla guida dell'Esperto,effettuano un confronto con fonti ed emissioni di un normale generatore termoelettrico.

Il percorso prosegue con uno sguardo globale al problema della sostenibilità e dello sfruttamento delle risorse, mediante la visione del docu-film “We

feed the world” del regista E. Wagenhofer.

Ancora, si volge uno sguardo globale al problema dell'inquinamento e dello sfruttamento delle risorse:– visione del documentario “Salviamo il mare: le

isole di plastica”;– raccolta di dati sul consumo mensile procapite di imballaggi in plastica, realizzazione di un'istogramma e calcolo della media aritmetica; successiva condivisione e discussione.

Collegamento al percorso di scienze: il ciclo dell'acqua (realizzazione di un cartellone che ne riproduce le fasi, con spiegazione alla classe, da parte di C., alunno diversamente abile con particolari abilità “artistiche”)

Risultati ottenuti

Il percorso svolto, nato dall'interazione tra attività extra-didattiche e approfondimenti di percorsi curricolari (pur non portando all'acquisizione di un segmento significativo del curricolo di scienze), ha permesso agli alunni di collegare più discipline e nel contempo osservare, in una realtà relativamente vicina al proprio luogo di residenza, l'esistenza di un prototipo (frutto di ricerca) in cui si presta attenzione all'utilizzo delle fonti e alle emissioni che la produzione energetica comporta.