Laboratori del Sapere Scientifico - Prodotto realizzato con il contributo della Regione Toscana nell'ambito dell'azione regionale di sistema
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Prodotto realizzato con il contributo della Regione Toscana
nell'ambito dell'azione regionale di sistema
Laboratori del
Sapere Scientifico
Acidi, Basi ed Indicatori Naturali
Collocazione del percorso effettuato nel
curricolo verticale d’Istituto
Il percorso è stato svolto in una classe seconda della scuola
secondaria di I grado e si inserisce nel seguente curricolo verticale di
chimica:
• Miscugli e soluzioni.
• Calore e temperatura
• Passaggi di stato.
• Definire il concetto: forza, equilibrio, movimento e velocità.
• Distinguere fra atomo e molecola, fra elementi e composti organici
e inorganici.
• Comprendere la differenza fra fenomeni fisici e chimici
• La materia e le sue trasformazioni.
•Il galleggiamento dei corpi e la spinta di Archimede
• Le reazioni chimiche (non pericolose) anche con prodotti chimici di
uso domestico.
• Acidi e basi.
• Atomi e molecole. Fenomeni fisici e fenomeni chimici.
• Composti organici ed inorganici
Obiettivi essenziali di apprendimento TRASVERSALI: Imparare a lavorare in gruppo e a collaborare con i compagni Imparare ad ascoltare le opinioni degli altri Imparare a porre domande pertinenti Saper esporre con un linguaggio appropriato al laboratorio scientifico DISCIPLINARI: Progettare semplici esperimenti di chimica utilizzando prodotti di uso domestico Osservare qualche trasformazione Confrontare i tipi di trasformazioni osservate Attraverso le esperienze giungere al significato di acido, base e sale Saper riconoscere le sostanze acide o basiche Attuare congetture, controllare, verificare i risultati e fare confronti.
Elementi salienti dell’approccio
metodologico
Tutti gli insegnanti concordano sulla necessità di rivoluzionare l’insegnamento delle scienze
introducendo nuove metodologie basate sulla centralità dell’alunno all’interno di laboratori, in cui
ognuno possa acquisire i saperi fondamentali in modo consapevole e permanente. E soprattutto
“negoziare “ contenuti e significati sulla base dei nuovi bisogni degli alunni.
Attraverso la didattica laboratoriale è possibile anche realizzare una didattica di inclusione e
coinvolgere in modo attivo sia alunni che presentano difficoltà linguistica, perché provenienti da altri
paesi, sia alunni diversamente abili.
E’ stato utile scrivere tutte le fasi delle attività e tenere due registri, uno verbale e uno grafico. Lo
scopo è stato sempre quello di educare al dinamismo mentale, e proprio l’insegnante, diventando il
regista della lezione, ha posto opportunamente domande-stimolo ai ragazzi perché poi da soli
potessero arrivare alle conclusioni. Attraverso questi passaggi speriamo che essi potranno sviluppare
un discreto senso critico e una certa autonomia di pensiero
IN SINTESI:
I. Osservazione del fenomeno
II. Verbalizzazione scritta individuale
III. Discussione collettiva
IV. Affinamento della concettualizzazione
V. Produzione condivisa
Materiali, apparecchi e strumenti impiegati
I docenti hanno utilizzato testi e materiali multimediali
suggeriti e forniti dall’insegnante formatore.
Per lo svolgimento del percorso è stato usato il seguente
materiale didattico:
Contenitori in vetro
Provette
Acqua distillata, aceto, acido cloridrico, soda caustica,
marmo in polvere, pezzo di marmo, rame in fili,
alluminio, limone, bicarbonato, candeggina,
ammoniaca, detersivo da bucato in polvere, primule
viola, alcol etilico
Contagocce
Mortaio
Siringa senza ago
Fornellino a gas
L.I.M., macchina fotografica e telecamera per la
documentazione delle esperienze
Ambiente in cui è stato sviluppato il
percorso
Le attività sono state svolte essenzialmente nei seguenti spazi:
L’aula che diventa “laboratorio” grazie alla collaborazione tra insegnanti, alunni
e personale non docente, creando appositi spazi per permettere lo svolgimento
delle attività.
Tempo impiegato Per la messa a punto preliminare nel gruppo LSS: 5 ore Per la progettazione specifica nella classe: circa 5 ore Tempo-scuola di sviluppo del percorso: circa 12 ore di lavoro con i ragazzi Per la documentazione: circa 10 ore
Altre informazioni…….. I diversi percorsi svolti nelle classi sono visibili nel sito della scuola www.icbucine.eu Open day per gli alunni delle diverse scuole primarie della zona prima delle iscrizioni Open day a fine anno scolastico per tutti gli alunni della scuola secondaria
Descrizione del percorso didattico Le attività documentate sono state quelle relative al percorso acidi- basi e sali. Partendo dall’esperienza si è cercato di coinvolgere attivamente gli studenti nella costruzione dei concetti di base della chimica relativi al percorso effettuato. Nella costruzione del percorso laboratoriale si è fatto riferimento a quanto appreso durante il corso di formazione tenuto dalla Prof.ssa Aquilini, docente di Chimica dell’Università di Pisa. Gli alunni sono stati guidati dall’insegnante ad affrontare le varie situazioni, a osservare le scoperte, a comprendere la conclusione degli esperimenti. Siamo partiti dai vari esperimenti per arrivare alla scoperta della definizione. L’insegnante ha fatto da regista ponendo domande-stimolo ai ragazzi in modo che, da soli, potessero arrivare alle conclusioni e sviluppare un certo senso critico. Tutto questo è stato fatto per dare concretezza alle parole, per associare all’idea un fatto, in modo da ridurre la “vaghezza” dei concetti o delle idee. Dewey (filosofo e pedagogista statunitense) ha scritto: “Le parole possono isolare e conservare un significato solo allorché esso è stato in precedenza implicato nei nostri contatti diretti con le cose. Tentare di dare un significato tramite la parola soltanto, senza una qualsiasi relazione con la cosa, significa privare la parola di ogni significazione intellegibile…….Inoltre vi è la tendenza ad ammettere che ovunque vi sia una definita parola o forma linguistica, vi sia anche un’idea definita; mentre in realtà sia gli adulti che i fanciulli possono adoperare formule verbalmente precise, avendo solo la più vaga e confusa idea di ciò che esse significano. E’ più proficua la genuina ignoranza perché è facilmente accompagnata da umiltà, curiosità ed apertura mentale; mentre l’abilità a ripetere frasi fatte, termini convenzionali, proposizoni familiari crea la presunzione del sapere e spalma la mente di una vernice impenetrabile alle nuove idee”.
Descrizione del percorso didattico Nella prima fase di questo percorso didattico sono state di fondamentale importanza le DOMANDE-STIMOLO scaturite all’inizio e durante le attività che hanno guidato tutte le esperienze fatte: Cosa è, secondo te, un acido? E una base? Perché una stessa sostanza viene attaccata dall’acido acetico e non dall’acqua? Perché il marmo viene sciolto dall’acido cloridrico e non dalla soda caustica? Da cosa si riconosce che è avvenuta una trasformazione? Tutte le sostanze vengono trasformate nello stesso modo e nello stesso tempo? Nella seconda fase attraverso semplici esperienze di laboratorio con l’uso di indicatori naturali, siamo arrivati a riconoscere se una sostanza è acida e a confrontarla con l’acidità di altre sostanze.
Descrizione del percorso didattico E’ stata seguita una metodologia di tipo induttivo: • Conversazione iniziale per scoprire le conoscenze pregresse; • Manipolazione e osservazione del materiale predisposto dall’insegnante; • Formulazione di ipotesi attraverso domande -stimolo • Realizzazione dell’esperienza • Riflessioni sia orali che scritte • Verifica delle conoscenze
Contenuti affrontati
1. Gli acidi
I. Solubilità di polvere di marmo, limatura di ferro e fili di rame in
acqua.
II. Solubilità di polvere di marmo, limatura di ferro e fili di rame con
aceto.
III. Solubilità di polvere di marmo, pezzo di marmo, limatura di ferro e
fili di rame con acido cloridrico diluito.
IV. Scoperta di una reazione chimica.
2. Le basi
I. Solubilità di polvere di marmo, limatura di ferro e fili di rame in
soda caustica.
II. Solubilità di alluminio in soda caustica.
3. Indicatori naturali
I. Riconoscere l’acidità di alcune sostanze grazie agli indicatori
naturali (esperimento fatto anche in lingua inglese)INSEGNANTE:
Pone una domanda-stimolo.
Cosa è secondo voi un acido?
GIULIA:
“Un acido è una
sostanza che ha un
sapore aspro”.
SOFIA:
“Un acido è una sostanza con odore e
sapore acre e pungente”GIOVANNI:
“un acido è una
sostanza che riesce
a corrodere altri
elementi”.
Ogni alunno condivide la propria
idea di acido con il resto della
classe. Dopo una discussione
collettiva si fa alla LIM un
riepilogo delle risposte date.INSEGNANTE:
Prendiamo un becher e
aggiungiamo polvere di
marmo e acqua distillata. Cosa
succede?
ALUNNI:
Non succede niente.
INSEGNANTE:
E se proviamo con la
limatura di ferro o con
dei fili di rame?MATTIA:
Non succederà
niente!!!!
INSEGNANTE:
Sistemiamo quanto
osservato:
Il marmo, così come
la limatura di ferro e
i fili di rame, non si
sciolgono in acqua.INSEGNANTE:
Proviamo a sostituire RICCARDO:
Con la limatura di ferro e il
l’acqua distillata con l’aceto.
rame non succede niente
ma con la polvere di marmo
si formano delle
bollicine!!!!MARTINA:
“Anche qui si
formano le bolle ma
sono meno visibili”
FILIPPO:
INSEGNANTE: “Perché il pezzo di marmo è più grande”
Perché le bolle sono meno
visibili nel pezzo di marmo
rispetto alla polvere?INSEGNANTE:
Sistemiamo quanto appreso.
Il marmo non si scioglie in acqua
ma si scioglie con l’aceto. In modo
particolare la polvere si scioglie
meglio e prima del pezzo di
marmo.
Proviamo ora ad aggiungere alla
limatura di ferro, ai fili di rame e
al marmo (sia al pezzo che a
quello in polvere), qualche goccia
di acido cloridrico diluito (acido
muriatico).
ALESSANDRO:
“Alla limatura di ferro non
succede niente. Ai fili di rame si,
hanno cambiato colore!!! Sono
diventati verdi.”ROBERTO:
“Anche se si aggiunge l’acido
muriatico si formano le
bollicine….. ma si sente
anche frizzare!!!”
SABRINA:
” Non solo, in poco tempo
scompare tutta la polvere,
questa è una magia!!”INSEGNANTE:
Proviamo a fare la stessa MATTEO:
cosa con il pezzo di marmo. “Si ma vedi che qui fa più
piano e il marmo non
scompare del tutto?”
TAOUFIQ:
“Anche qui si formano
tante bollicine e si
sente frizzare”
SOFIA:
”Per forza non scompare,
guarda quanto è grande
il pezzo di marmo!!”INSEGNANTE: GIULIA: INSEGNANTE:
Secondo voi si potrebbe Certo che il pezzo di Sistemiamo quanto appreso.
far scomparire tutto il marmo potrebbe Il marmo in polvere non si
pezzo di marmo? Come? scomparire ma con più scioglie in acqua ma si scioglie
acido, più sostanza deve completamente (se la
essere sciolta e più
quantità di acido è
acido ci vuole per
ENEA: scioglierla. sufficiente) con acido
Ci vuole molto cloridrico diluito. Tutto questo
più tempo avviene in poco tempo perché
perché l’acido e il tra polvere e acido c’è
pezzo di marmo un’ampia superficie di
hanno pochi
contatto. Il pezzo di marmo
punti di contatto.
Con la polvere ci MARTINA: viene sciolto dall’acido
vuole poco Il pezzo di marmo potrebbe cloridrico diluito, ma per
tempo perché i scomparire se ci si mettesse avere la trasformazione
punti di contatto tanto acido cloridrico e ci completa serve molto più
sono tanti e vorrebbe tanto tempo in più. acido e molto più tempo
quindi fa prima. perché la superficie di
contatto tra acido e pezzo di
marmo è minima.INSEGNANTE: TOMMASO:
Ripensando al marmo ” Secondo me è dentro
in polvere che viene all’acqua. Basta far
sciolto dall’acido evaporare l’acqua che
cloridrico, che fine ha ritorna la polvere di
fatto la polvere che è marmo”
scomparsa?
SAMUELE:
Anch’io la penso
come Tommaso.
ENEA:
Secondo me invece
facendo evaporare
l’acqua otteniamo una
sostanza diversa!!!!SARA:
INSEGNANTE: ”Si scioglie quindi
Proviamo a far non è più polvere di
evaporare l’acqua e marmo, ma abbiamo
dopo vediamo se la ottenuto una
sostanza diversa!!”
sostanza ottenuta si
scioglie o no nell’acqua.
GIADA:
“Allora l’acido cloridrico
non scioglie il marmo per
magia, ma è avvenuta
una vera
trasformazione!!”INSEGNANTE: Sistemiamo quanto appreso. L’acido cloridrico reagisce con il marmo (carbonato di calcio) formando una sostanza che ha un comportamento diverso in acqua, infatti è solubile. E’ avvenuta una reazione cioè una trasformazione con la quale si ottengono dei prodotti diversi dalle sostanze di partenza. I segni della reazione sono effervescenza e cambiamento di colore (nel caso del rame). Tabella che indica il grado di effervescenza delle varie sostanze in acqua, aceto e acido cloridrico.
INSEGNANTE:
Pone una domanda-
stimolo.
Cosa è secondo voi una
base?
CHRISTINA:
“Una base è una
sostanza amara”
TAOUFIQ:
“La base è una
sostanza come
l’acido, ma molto più
debole”Ogni alunno condivide la propria idea di base con il resto della classe. Dopo una discussione collettiva si fa alla LIM un riepilogo delle risposte date.
INSEGNANTE:
Prendiamo un becher e aggiungiamo polvere di
marmo e soda caustica diluita. Cosa succede?
TUTTI GLI ALUNNI:
“Non succede
niente. La polvere di
marmo non si
scioglie nella soda
caustica come invece
si scioglieva con
l’acido cloridrico”.INSEGNANTE:
Proviamo a ripetere lo stesso esperimento
usando limatura di ferro e fili di rame. Cosa
succederà?
ENEA:
“Secondo me non
succederà niente”
GIORGIA:
“Secondo me la
limatura di ferro
viene sciolta”
INSEGNANTE:
Sistemiamo quanto
osservato:
Il marmo, così come
la limatura di ferro e
i fili di rame, non si
sciolgono nella soda
caustica.INSEGNANTE:
Prendiamo un becher,
aggiungiamo un pezzetto di
foglio di alluminio e qualche
goccia di soda caustica diluita.
ALESSANDRO:
“Si formano le
bollicine….”
ROBERTO:
”Non solo si formano,
ma si sente anche un
po’ frizzare!!”
SABRINA:
”Esce anche il fumo!”INSEGNANTE:
Proviamo a sostituire il pezzetto di NATALIA:
foglio di alluminio con una pallina “L’alluminio si
sempre di alluminio. Cosa succederà? scioglierà
sempre!!”
INSEGNANTE:
Sistemiamo quanto osservato:
La soda caustica scioglie l’alluminio
ma in modo particolare la pallina di
alluminio viene sciolta in meno
tempo rispetto al foglio. Come nel
caso del marmo, la pallina si scioglie
prima dei foglietti perché la soda
riesce ad entrare all’interno della
pallina e quindi la superficie di
contatto tra alluminio e soda è
maggiore rispetto al caso dei
foglietti.INSEGNANTE: Sistemiamo quanto appreso: La polvere di marmo si scioglie completamente in acido cloridrico ma non nell’acqua e nella soda caustica. L’alluminio non si scioglie in acqua ma si scioglie completamente con la soda caustica diluita producendo calore. In modo particolare Il calore è un segno della trasformazione che sta avvenendo. Acido cloridrico e soda caustica sono due sostanze in grado di sciogliere altre sostanze, ma non hanno perfettamente le stesse caratteristiche. L’acido cloridrico ha maggior affinità con la polvere di marmo, mentre la soda caustica ha maggior affinità con l’alluminio.
INSEGNANTE:
Per tutte le attività questa è stata la
nostra modalità di lavoro. Una scheda
da
completare in due momenti:
osservazione e sistemazione di quanto
scoperto.
GIULIA scrive:
Secondo me la soda ha
fatto evaporare solo
l’alluminio perché è un
materiale più fragile.SOFIA scrive: Una base è una sostanza capace di dissolvere alcune sostanze ma in un tempo più lungo rispetto a un acido. La base ha una potenza minore di un acido ed è più debole quindi riesce a dissolvere una piccolissima parte delle sostanze che un acido riesce a sciogliere senza problema.
INSEGNANTE: Gli acidi e le basi possono essere distinti con indicatori naturali che possiamo “fabbricarci” da soli o trovare già pronti come la cartina INGLESE tornasole. Esperimento sul grado di acidità di alcune sostanze in lingua inglese
INSEGNANTE:
Fabbrichiamo da soli un indicatore naturale
usando i fiori della primula.INSEGNANTE:
Prepara vari contenitori con delle sostanze (acido
muriatico, aceto, acqua, bicarbonato, sapone di
Marsiglia, ammoniaca, detersivo per bucato in polvere)
e chiede agli alunni di ipotizzare quali saranno acide e
quali basiche.
Sapone di Marsiglia
Bicarbonato Aceto AmmoniacaFILIPPO:
Sicuramente il più acido è
l’acido muriatico e poi ci
sarà l’aceto, mentre
l’acqua è neutra. Le altre
sostanze saranno poco
acide.
MARTINA:
Il sapone di Marsiglia e il detersivo da bucato in
polvere non dovrebbero essere acidi altrimenti
dovrebbero bucare i vestiti quando si lavano.INSEGNANTE:
Sistemiamo quanto
osservato.
Dopo avere aggiunto il
nostro indicatore in
ogni contenitore con le
varie sostanze
possiamo dire che
l’acido muriatico è la
sostanza più acida )è
diventato rosa acceso)
tra le nostre, poi viene
l’aceto (è diventato
rosa pallido), poi
l’acqua che non ha
subito nessun
cambiamento di colore
quindi è neutra, poi il
bicarbonato (giallo
chiaro), poi il sapone di
marsiglia (giallo
appena più intenso),
poi l’ammoniaca
(giallo- verde) e infine
il sapone da bucato in
polvere (giallo- verde
più intenso).Verifica degli apprendimenti Gli apprendimenti sono stati monitorati: durante lo svolgimento dell’attività laboratoriale osservando la partecipazione, l’impegno, la motivazione e la collaborazione all’interno del gruppo di lavoro; sono state effettuate inoltre riprese, foto, registrazioni. E’ stata nostra cura verbalizzare tutte le scoperte, le congetture e le conclusioni dei ragazzi; al termine dell’attività mediante una verifica scritta appositamente predisposta e un colloquio orale guidato dall’insegnante con lo scopo di relazionare le fasi del percorso. Queste verifiche non sono rivolte a valutare la memorizzazione delle definizioni ma lo sviluppo di un corretto pensiero scientifico che porti attraverso le esperienze di laboratorio a verificare le ipotesi fatte.
Tipologie di verifiche impiegate
Questionari a risposta aperta
e chiusa
Scheda sul lavoro svolto sia
sugli acidi che sulle basi
Osservazione e spiegazione
delle immagini
Esercizi di collegamenti tra
Scienze e MatematicaAlcuni esempi di verifica
1) Sintetizza con una breve 2) Evidenzia il termine corretto tra 3) Riscrivi le seguenti sostanze ordinandole
descrizione il contenuto i due in corsivo per valori decrescenti di acidità: aceto,
fondamentale di ognuno dei Un fenomeno fisico è una acqua distillata, detersivo da bucato in
concetti o degli argomenti trasformazione che cambia / polvere, acido muriatico, ammoniaca,
elencati: non cambia la natura delle sapone di Marsiglia, bicarbonato.
• Le reazioni chimiche sostanze.
• Acidi e basi Gli indicatori cambiano il loro peso
atomico / colore a seconda
dell’acidità della soluzione.
5) Questa immagine rappresenta la 6) Osserva la figura e rispondi: 1) Se due sostanze, A e B, si
combustione del legno. Si tratta di una Che cosa succede ai pezzetti di combinano nel rapporto 4:2, quanti
trasformazione fisica o chimica? Motiva guscio d’uovo? grammi di A e quanti di B occorrono
la risposta. Come spieghi quello che osservi? perché possa avvenire una reazione
completa? Segna la risposta esatta.
8 g di A e 2 g di B.
12 g di A e 6 g di B
16 g di A e 10 g di B.
2) Quando si gira la manopola del gas
bisogna affrettarsi ad accendere la
fiamma per non sentire il tipico
odore di gas. Perché, dopo
l’accensione, l’odore non si sente
più? Sta avvenendo un fenomeno
chimico o fisico?
MATEMATICA
E SCIENZERisultati ottenuti (grafici)
7
VERIFICA OTTOBRE/NOVEMBRE
6
2015
5
N. ALUNNI
4
3
2
VERIFICA DICEMBRE 2015
6
1
5
0
4 5 6 7 8 4
N°ALUNNI
VOTO
3
2
1
0
VERIFICA FEBBRAIO/MARZO 2016 4 5 6 7 8 9 10
VOTO
10
8
N°ALUNNI
6
4
2
0
4 5 6 7 8 9
VOTOAnalisi critica in relazione agli
apprendimenti degli alunni
Il lavoro svolto ha portato dei risultati soddisfacenti con la maggior parte degli alunni, soprattutto
con quelli più deboli.
INOLTRE:
Gli alunni hanno imparato a fare le ipotesi su quello che poteva accadere nell’esperimento.
Hanno imparato ad osservare cosa accadeva, a confrontare i risultati con le ipotesi fatte e a
ricavare delle regole.
In modo particolare gli alunni che di solito si impegnano meno, sono stati coinvolti e incuriositi
ottenendo risultati positivi.
Hanno imparato a collaborare, ad osservare il lavoro di tutti e a creare spunti per la discussione
collettiva.Valutazione dell’efficacia del percorso didattico sperimentato in ordine alle aspettative e alle motivazioni del gruppo di ricerca LSS Il percorso intrapreso ha portato benefici sia agli alunni coinvolti che agli insegnanti. In questi tre anni i docenti sono stati accompagnati da una formazione costante con esperti che ha consentito: una riflessione epistemologica sulla disciplina, chiarendo il percorso a partire dall’infanzia avendo un occhio attento all’evoluzione successiva. In qualche modo gli insegnanti sono stati «costretti» a studiare individualmente, a farsi domande, a porle all’esperto o al tutor del gruppo di lavoro, a trovare soluzioni condivise; una riflessione sulle metodologie da utilizzare. Tutti gli insegnanti si sono messi in discussione e si sono aperti alla sperimentazione di nuovi metodi costruendo gli ambienti di apprendimento adatti e ricercando materiali idonei; una riflessione prima individuale, poi in gruppi di lavoro (generalmente per ordine di scuola) sulle attività proposte per prevedere i tempi necessari e mantenere costante l’interesse dei ragazzi; la condivisione delle esperienze: il lavoro di ciascuno poteva diventare la base da cui partire per il lavoro delle altre, migliorando notevolmente le proposte e i tempi mano a mano che venivano utilizzate.
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