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Le soluzioniLe soluzioni
Verso il modello delle particelleVerso il modello delle particelle
ISTITUTO COMPRENSIVO DI BARBERINO DI MUGELLO
Scuola Secondaria di primo gradoclassi IA e ICa.s.2003-04
Insegnante: Enrico Masi
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PREFAZIONEAlcune note sul metodo usato
Non si deve dare definizioni e ricette preconfezionate ma fare arrivare i ragazzi aformulare definizioni e a capire concetti attraverso alcuni strumenti:
Losservazione di fenomeni semplici che i ragazzi possono osservare, descrivere ecapire, raramente dare come consegna losservazione libera, ma indirizzarli da subitosu alcuni aspetti del fenomeno osservato
Formulazioni di domande precise e circostanziate sui fenomeni osservati, a cui iragazzi devono dare risposta per iscritto sui loro quaderni (risposta individuale), inmodo da guidare gli alunni nella direzione in cui linsegnante vuole arrivare
Lettura di tutte, o quasi, le risposte individuali, che poi vengono trascritte sul quadernodai ragazzi e sulla lavagna dallinsegnante, in modo che tutti partecipino attivamentealla costruzione generale del sapere della classe e che alcuni ragazzi non si adeguinoalle risposte di altri.
Discussione sulle diverse risposte ed eventuale formulazione di una risposta collettiva(somma di tutte le risposte individuali, anche in contrasto fra loro) Discussione in classe su come poter verificare lesattezza delle risposte date Verifica diretta in laboratorio Costruzione di definizioni che solo a questo punto linsegnante pu dettare con il
linguaggio appropriato
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INDICE
Sale, zucchero e polvere di marmo
Altre sostanze in acqua
Verso il concetto di soluzione
Verso il modello delle particelle
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Sale, zucchero e
polvere di marmo
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OSSERVIAMO LE POLVERI
per iniziare, vengono presentate
le tre polveri, e la consegna :
osservazione libera, mettendo in
evidenza differenze e somiglianze
( i ragazzi possano lavorareindividualmente, a coppie o a
piccoli gruppi, ma tutti devono
sperimentare tutte le sostanze)
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METTIAMO LE POLVERI IN
ACQUA
I ragazzi ora mettono le polveri, una per
volta, in acqua, osservano e descrivono cosa
succede appena la polvere messa in acqua
e dopo avere girato la soluzione
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METTIAMO I RISULTATI IN TABELLA
La consegna : mettere i risultati delle osservazioni fatte,
cio come le polveri si comportano in acqua dopo avere
girato la soluzione, in una tabella a doppia entrata, senza
dire altro.
Qui ci sono 3 esempi, ma potevo metterne molti altri
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TABELLA CONCLUSIVA
Dopo lettura delle varie tabelle e
discussione, viene prodotta una tabellafinale, qui linsegnante ovviamente da
delle linee guida su come realizzarla
mettendo i comportamenti che saranno
utili per arrivare al concetto di
soluzione
Ancora viene usato un linguaggio
comune che per rende lidea di
quello che si vede
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Altre sostanze
in acqua
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FARINA E SOLFATO DI RAME
A questo punto si sperimentano altresostanze, polveri che si sciolgono e polveri
che non si sciolgono in acqua (alcune
precipitano altre galleggiano), sostanze che
danno soluzioni colorate e altre che danno
soluzioni incolori, liquidi che si sciolgono e
altri che non si sciolgono
Consegna ( i ragazzi possano lavorareindividualmente, a coppie o a piccoli
gruppi, ma tutti devono sperimentare tutte le
sostanze)
Descrizione delle osservazioni individuali
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BICARBONATO DI SODIO,
ZOLFO E SEGATURA
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SABBIA, MIELE, SCIROPPO DI
MENTA, ALCOL E OLIO
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TABELLA INDIVIDUALE 1
Consegna individuale: creare una tabella con
tutte le sostanze sperimentate.
La tabella pu essere considerata anche una
verifica su le osservazioni fatte e su comelalunno sa trattare i risultati ottenuti
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TABELLA INDIVIDUALE 2
correzioni
Le tabelle vengono poi corrette collettivamente in classe
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TABELLA CONCLUSIVA
Viene elaborata la tabella finale con il
contributo di tutti
La tabella pu poi essere fatta alcomputer da alcuni ragazzi e
consegnata a tutti
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Verso il concetto di
soluzione
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RAGGRUPPAMENTI 1
Consegna individuale: raggruppare le sostanze che
mostrano comportamenti simili quando sono messe
in acqua e dopo avere mescolato la soluzione, una
sostanza pu stare solo in un solo raggruppamento
Anche questa attivit pu essere utilizzata come
verifica
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RAGGRUPPAMENTI 2
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RAGGRUPPAMENTI 3
Molti ragazzi separano le sostanze solubili da
quelle non solubili
I 2 colori individuano soluzioni incolori da
soluzioni colorate
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QUALI SONO LE SOSTANZE CHE
SI SCIOLGONO?
A questo punto si chiede quale gruppo rappresenta le
sostanze solubili in acqua, la maggior parte dei
ragazzi costruisce da s la definizione operativa di
soluzione: liquido trasparente (colorato o no) e la
sostanza non si vede pi (sparisce)
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LA SOSTANZA SPARISCE
DAVVERO?
Consegna individuale
Risposta individuale
Ipotesi collettive
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VERIFICA SE LA SOSTANZA
SPARITA
Ipotesi collettive
Ne abbiamo verificate sperimentalmente 3, anche
se lunica importante quella per evaporazione
Per la filtrazione opportuno utilizzare la
soluzione di solfato di rame perch, essendo
colorata, si vede bene che non possibile separare
le 2 sostanze
Se c la strumentazione adatta si pu fare ladistillazione frazionata con acqua e alcol (se i
ragazzi conoscono il significato di punto di
ebollizione)
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SEPARAZIONE PER
EVAPORAZIONE
Per evaporazione si ottiene sale e solfato di rame, mentre lo zucchero si trasforma in caramello, se occorre si mostra che
anche lo zucchero in polvere riscaldato si trasforma in caramello, ma molti lo sanno di gi
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DEFINIZIONI
A questo punto linsegnante pu dettare le
definizioni con il linguaggio specifico
Il percorso pu essere ampliato con
osservazioni su saturazione e temperatura,
la cristallizzazione da soluzioni sature,
osservazioni su altri solventi quali benzina,
alcol ecc.
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Verso il modello
delle particelle
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Una piccola introduzione
A questo punto il percorso sulle soluzione si pu considerare concluso, ma se vogliamo iniziare (e sottolineo iniziare) a
capire cosa in realt succede quando una sostanza si scioglie in acqua, occorre introdurre il modello delle particelle e, per
ovvie ragioni, il metodo costruttivista non pu accompagnarci su questa strada. Trovo lo stesso importante per introdurre
questi temi in prima media per alcuni motivi
molti ragazzi ne hanno gi sentito parlare e hanno dalle idee sbagliate al riguardo
I libri di testo di scienze trattano tutti gli argomenti alla luce del modello molecolare
un modo per potere parlare di modelli scientifici non possibile affrontare molti argomenti scientifici ad esempio di biologia, senza sapere pensare in termini di
particelle.
Certo non pretendo che i ragazzi comprendano cosa sia una particella e che capiscano il modello molecolare (obiettivi
della scuola superiore, o meglio delluniversit), ma spero che inizino a pensare al fatto che la materia costituita da
particelle, e che molti fenomeni macroscopici osservabili possono essere spiegati facilmente pensando alle particelle.
Per quanto riguarda il metodo, si parte sempre dalle osservazioni sperimentali, ma qui prende maggior campo la
discussione collettiva in classe unita a piccoli interventi frontali da parte dellinsegnante. Gli argomenti diventano pi
confusi e concatenati e pretendono un certo livello di capacit di astrazione, non tutti gli alunni riescono quindi a seguire
completamente il filo logico dei discorsi, ma molti ragazzi hanno risposto positivamente, intervenendo con domande,
pensieri, ragionamenti, ipotesi ed osservazioni pertinenti a dimostrare linteresse e la capacit di potere affrontare questi
temi
Questo capitolo va considerato come una sperimentazione didattica che pu e deve essere molto migliorata
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UN CRISTALLO DI SALE
IN ACQUA
Si parte dallosservazione di un cristallo di
sale grosso in acqua, in molte descrizioni,
senza averle mai nominate prima, viene fuori
la parola o il concetto di particella in maniera
abbastanza appropriata
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EFFETTO DEL CALORE 1
Molti ragazzi sanno gi che in acqua calda si
scioglie pi velocemente sale o zucchero, ma lo
verifichiamo in laboratorio
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EFFETTO DEL CALORE 2
Con il colorante liquido si vede che il calore
produce dei movimenti allinterno del liquido, i
ragazzi vanno un p guidati in questa
osservazione
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Calore e movimento
Un ulteriore prova che esiste una relazione fra calore e
movimento
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conclusioni
Conclusione derivata da discussione in classe
Le altre conclusioni o ipotesi derivano da riflessioni
individuali (alcune in fatti sono sbagliate)
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Verso il modello delle particelle
Definizioni dettate dallinsegnante
Losservazione al microscopio da dissezione della
copertina di un libro serve a far vedere come una
cosa che appare continua pu in realt essere
costituita da unit discrete, si pu fare riferimento
anche ai pixel dello schermo del computer, o al
funzionamento della stampante
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Ripensando la materia alla luce del
modello delle particelle
Dopo avere introdotto, con una lezione frontale
cosa si intende per modello scientifico, ho posto
la domanda (indicata dalla freccia) alla quale
andava risposto individualmente
Sono stati individuati 2 fenomeni da alcuni
ragazzi:
la solubilizzazione del solfato di rame, che
ricorda losservazione al microscopio della
copertina del libro
La comprimibilit dei gas (notere che il numerodi particelle rimane costante al variare del
volume)
A questo punto usando il modello delle particelle
ho spiegato le caratteristiche di solidi, liquidi e
gas.
Solo ora possibile leggere e studiare il libro ditesto. E quasi nessuno ha avuto difficolt nella
comprensione degli argomenti studiati.