Acqua - Graduatorie provvisorie classi tempo pieno e 32 ore

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PROGETTO CURRICOLARE VERTICALE DI OSSERVAZIONE E ATTIVITA'
LABORATORIALE SCIENTIFICA
TITOLO: L'ACQUA
Il progetto è stato pensato come elemento conduttore che colleghi in un unico disegno di esperienza
laboratoriale tutte le classi dell'istituto.
Per ogni classe sono stati previsti 2 laboratori da effettuarsi quasi sempre nell'aula dedicata alle
osservazioni scientifiche del plesso Gastaldi (laboratorio di scienze), fa eccezione il primo
laboratorio per le classi prime della Primaria che si può effettuare in una normale aula.
Sono stati previsti due laboratori in più utilizzabili dalle classi quinte primaria prime e seconde
secondaria per permettere una maggiore differenziazione delle programmazioni.
Ogni laboratorio si inserisce all'interno del Curricolo di Istituto cui si fa riferimento passo passo,
indicando:
- traguardi di riferimento per lo sviluppo delle competenze
- Nuclei del sapere
- Obiettivi di apprendimento
Ogni laboratorio è presentato in una scheda dove sono indicati:
- prerequisiti
- Scopo
- Materiale utilizzato
- Descrizione dell'esperienza
- Conclusioni
- Produzione a carico degli alunni
- Riferimenti al curricolo di istituto.
Le schede sono state pensate non solo come materiale informativo per i fruitori dei laboratori ma
anche come semplici guide per realizzare l'esperienza.
A tal fine i docenti di scienze della secondaria potrebbero realizzare un corso di formazione per la
realizzazione delle esperienze proposte, per i docenti della Primaria e fornire il necessario supporto
tecnico, senza necessariamente presenziare a tutte le attività.
Il progetto vorrebbe quindi essere un tentativo di implementazione della pratica laboratoriale
nell'insegnamento delle scienze e deve essere visto come pratica didattica nell'ambito della ricercaazione.
I laboratori sono stati pensati in un'ottica di continuità verticale: gli scopi prefissati in ogni scheda
diventano i prerequisiti richiesti per il laboratorio successivo, tuttavia il progetto può partire
contemporaneamente in ogni classe, una volta accertati i prerequisiti per ogni attività.
CLASSI PRIME PRIMARIA
Laboratorio 1: Che forma ha? Quanto spazio occupa?
Presequisiti: concetti di grande e piccolo, saper ordinare in senso crescente
Scopo:
- Maneggiando oggetti vari, arrivare al concetto di forma
- Maneggiando vari oggetti, arrivare al concetto di volume inteso come spazio occupato dall'oggetto
Materiale utilizzato: modellini in cartone di figure geometriche bidimensionali con stessa forma e
misure diverse, oggetti tridimensionali aventi stessa forma e dimensioni diverse: palle e palline,
cubi di diverse misure, Becker aventi stessa forma ma dimensioni diverse, idem per provette, idem
per beute, posate dello stesso servizio grandi e piccole, magliette dell'istituto delle varie taglie, set
di trolley di tre dimensioni…
Descrizione dell'esperienza: Gli alunni maneggiano e analizzano i vari oggetti distribuiti nell'aula
in modo caotico. Sotto la guida degli insegnanti sono poi invitati a raggruppare gli oggetti che si
assomigliano nell'aspetto, mediante brain storming. Gli alunni guidati definiscono cosa significa
avere la stessa forma ma dimensioni diverse. Gli alunni arrivano ad un concetto intuitivo di volume
come spazio occupato dal corpo. Può essere utile far riferimento alla capacità dei corpi cavi : quale
dei tre trolley contiene più bagaglio? Quali delle tre beute contiene più acqua?
Conclusione: Gli oggetti che ci circondano possono essere confrontati analizzandone la forma e il
volume occupato.
Produzione a carico degli alunni: Disegni sui vari momenti del laboratorio.
Riferimenti al curricolo di scuola:
traguardo di riferimento per lo sviluppo delle competenze (entro la classe 3^ Primaria):
L'allievo esplora i fenomeni e con l'aiuto dell'insegnante e/o in modo autonomo, osserva e descrive
lo svolgersi dei fatti, formula domande, anche sulla base di ipotesi personali, propone e realizza
semplici esperimenti.
Nuclei del sapere (1^ ciclo):
Solidi, liquidi, gas nell'esperienza di ogni giorno
L'acqua
Obiettivi di apprendimento (1^ ciclo)
Attraverso interazioni e manipolazioni individuare qualità e proprietà di oggetti e materiali e
caratterizzarne le trasformazioni, riconoscendovi sia grandezze da misurare, sia relazioni qualitative
tra loro, all'interno di campi di esperienza.
CLASSI PRIME PRIMARIA
Laboratorio 2: Osserviamo il mondo intorno a noi: corpi solidi, liquidi, areiformi
Prerequsitii: concetti di forma e volume (lab. 1)
Scopo:
- distinguere ciò che è solido da ciò che è liquido e da ciò che è areiforme, individuare le proprietà
di ogni stato
Materiale utilizzato: oggetti solidi: palline di varia dimensione, cubi in legno e plastica, altri
oggetti rigidi; oggetti liquidi: acqua, olio alimentare, cioccolato fondente fuso (solo se non sono
presenti bambini allergici); oggetti gassosi: aria mossa con vari strumenti: ventagli, cannucce,
siringe senza ago, profumi, contenitori di varia dimensione e forma: ciotole, ampolle, bicchieri,
bottigliette, alcuni con funzione di strumenti di misura per confronto (tutto pieno o no)
Descrizione dell'esperienza: sul tavolo del laboratorio gli alunni possono maneggiare e provare
tutti i corpi messi a disposizione. Procedono poi con l'aiuto degli insegnanti ad un brain storming su
somiglianze e differenze fra i vari corpi per arrivare a creare tre gruppi o insiemi di oggetti
accomunati dalle stesse proprietà, con l'aiuto degli insegnanti imparano i termini di solido, liquido e
areiforme e ad inserire i vari oggetti nella classificazione
Conclusione: i corpi che ci circondano possono essere classificati in solidi, liquidi ed areiformi, i
primi hanno forma e volume propri, i secondi forma impropria e volume proprio, i terzi né forma né
volume propri.
Produzione a carico degli alunni: Disegni sui vari momenti del laboratorio
traguardo di riferimento per lo sviluppo delle competenze (entro la classe 3^ Primaria):
L'allievo esplora i fenomeni e con l'aiuto dell'insegnante e/o in modo autonomo, osserva e descrive
L'acqua
CLASSI SECONDE PRIMARIA
Laboratorio 3: I passaggi fisici dell'acqua: fusione, evaporazione, condensazione – Aspetti
qualitativi
Prerequisiti: Conoscere gli stati di aggregazione solido, liquido e areiforme e le loro caratteristiche
(lab. 2)
Scopo: Osservare e comprendere i passaggi fisici dell'acqua attraverso dispositivi di laboratorio,
riconoscere la natura ciclica dei fenomeni, acquisire i termini che indicano i vari passaggi
Materiale utilizzato: Ghiaccio d'acqua, contenitore termo-isolante, beckers di varie dimensioni,
piastra riscaldante, asta portaoggetti, pinze per maneggiare oggetti caldi.
Descrizione esperienza: essendo realizzato per una classe seconda primaria, il laboratorio si
effettua senza misurazioni.
Gli alunni si dispongono intorno al tavolo di lavoro e hanno a disposizione diversi beckers con
ghiaccio all'interno.
Una parte dei cubetti di ghiaccio è invece mantenuta nel contenitore termo-isolante.
Gli alunni sono invitati dagli insegnanti a manipolare il ghiaccio e a dire di cosa si tratta. La
manipolazione deve avvenire sempre sopra ai contenitori in modo da raccogliere l'acqua di fusione.
Attraverso domande attive gli alunni descrivono il fenomeno della fusione: cosa sta succedendo al
ghiaccio?
Dopo un congruo tempo dedicato alla manipolazione e prima che si concluda il processo di fusione,
gli insegnanti estraggono alcuni cubetti dal contenitore termo-isolante e chiedono agli alunni di
confrontarli con quelli manipolati.
Brain storming sul passaggio di stato osservato, sistemazione dei concetti con risposte alle seguenti
domande guidate: come si potrebbe chiamare questo fenomeno? Quando avviene? Perché il
ghiaccio del thermos non si è fuso e quello manipolato sì? La prima conclusione cui devono
giungere gli alunni è che le mani calde hanno reso più veloce il fenomeno.
Si dispongono i cubetti rimasti in un becker termoresistente che si pone sulla piastra riscaldante
termostatata a 50°C. Gli alunni osservano il fenomeno della fusione e concludono che per ottenerlo
occorre un riscaldamento.
Terminata la fusione, gli insegnanti predispongono uno stativo con un becker rovesciato e lo
dispongono sopra il becker in riscaldamento per raccogliere il vapore. Non è prevista l'ebollizione
che sarà oggetto del laboratorio successivo.
Domande attive agli alunni: cosa sta succedendo alle pareti del contenitore rovesciato? Che cosa è
questo appannamento? Aiutandosi con delle pinze, i docenti sganciano il becker lo capovolgono e,
una volta raffreddato, lo fanno passare nelle mani degli alunni che verificano trattarsi di acqua
liquida. Brain storming sui fenomeni osservati.
Conclusioni: L'acqua può essere presente nei tre stati della materia: solido, liquido e areiforme e
può passare da una forma all'altra. Il passaggio da solido a liquido si chiama fusione, quello da
liquido ad areiforme evaporazione e richiedono entrambi un riscaldamento. Il passaggio da
areiforme a liquido si chiama condensazione.
Produzione a carico degli alunni: Gli alunni disegnano le fasi significative dell'esperienza e
scrivono i termini dei passaggi di stato osservati
traguardi di riferimento per lo sviluppo delle competenze (entro la classe 3^ Primaria):
L'allievo
- Sviluppa atteggiamenti di curiosità e modi di guardare il mondo che lo stimolano a cercare
spiegazioni di quello che vede succedere.
- Esplora i fenomeni e con l'aiuto dell'insegnante e/o in modo autonomo, osserva e descrive lo
svolgersi dei fatti, formula domande, anche sulla base di ipotesi personali, propone e realizza
L'acqua
CLASSI SECONDE PRIMARIA
Laboratorio 4: L'ebollizione e i moti convettivi: la danza dell'uvetta
Prerequisiti: Conoscere gli stati della materia: solido, liquido e areiforme (lab. 3), conoscere
l'evaporazione (lab. 3)
Scopo: osservare e comprendere l'ebollizione dell'acqua come una forma tumultuosa di
evaporazione, osservare e riconoscere i moti convettivi
Materiale utilizzato: piastra riscaldante, becker, acqua, uvetta
Descrizione esperienza: Si pone un becker con acqua e uvetta al centro del tavolo di lavoro e si fa
osservare agli alunni. Si sposta il becker sulla piastra riscaldante a 200 °C. All'inizio l'uvetta si
troverà sul fondo del contenitore, ad un certo punto comincerà a salire e scendere trascinata dai
moti convettivi del liquido in riscaldamento, evidenziandoli. Brain storming sul fenomeno osservato.
Discussione condotta dagli insegnanti con domande attive guidate: Perchè si muove l'uvetta? Che
tipo di movimento compie? Il movimento è sempre uguale o aumenta al passare del tempo,
mantenendo il becker a contatto con la piastra calda? Cosa succede se si spegne la piastra?
Si riaccende la piastra e si porta il liquido all' ebollizione: osservazione e descrizione del fenomeno
da parte degli alunni, si può raccogliere il vapore d'acqua come per l'esperienza 3, verificando che si
trasforma in acqua liquida.
Conclusione: Il fenomeno dell'ebollizione si sostituisce alla semplice evaporazione quando si
continua a scaldare l'acqua ( l'osservazione è solo qualitativa e non quantitativa quindi non si fa
riferimento alla temperatura), consiste nel passaggio dell'acqua allo stato areiforme in tutta la massa
del liquido, evidenziato dalle bolle. Nel processo si creano dei moti convettivi che spingono l'uvetta
dal basso verso l'alto e viceversa.
Produzione a carico degli alunni: Disegni delle varie fasi dell'esperienza con i termini tecnici
degli strumenti utilizzati e dei fenomeni osservati.
traguardi di riferimento per lo sviluppo delle competenze (entro la classe 3^ Primaria):
L'allievo
- Sviluppa atteggiamenti di curiosità e modi di guardare il mondo che lo stimolano a cercare
spiegazioni di quello che vede succedere.
- Esplora i fenomeni e con l'aiuto dell'insegnante e/o in modo autonomo, osserva e descrive lo
svolgersi dei fatti, formula domande, anche sulla base di ipotesi personali, propone e realizza
L'acqua
CLASSI TERZE PRIMARIA
Laboratorio 5: La vita in una goccia d'acqua
Prerequisiti: conoscere le caratteristiche dei viventi
Scopo: osservare gli organismi presenti in una goccia d'acqua e imparare a distinguere a livello
microscopico organismi unicellulari e pluricellulari. Capire che l'acqua in condizioni naturali è ricca
di vita.
Materiale utilizzato: Acqua del rubinetto, acqua raccolta in fossi, fontane, corsi d'acqua anche
dagli alunni, microscopi meglio se con collegamento a pc, vetrini portaoggetto e coprioggetto,
pipette pasteur, foglio di carta millimetrata
Descrizione dell'esperienza: Essendo il primo incontro con la microscopia, la prima parte del
laboratorio è dedicata all'osservazione e analisi degli strumenti e al loro funzionamento. Gli alunni
sono sollecitati a leggere i numeri che indicano gli ingrandimenti di oculari e obiettivi dei
microscopi, gli insegnanti spiegano come ottenere l'ingrandimento risultante, prima di passare alla
preparazione dei vetrini è bene inserire un foglio di carta millimetrata sotto l'obiettivo a minor
ingrandimento e far vedere agli alunni il quadratino ingrandito possibilmente sullo schermo del pc
in modo che percepiscano anche qualitativamente il tipo di ingrandimento. E' bene poi inserire sotto
all'obiettivo un oggetto opaco ad esempio un vetrino con un pezzo di cartoncino, e far vedere agli
alunni che, se il preparato è illuminato da sotto, si può osservare solo se è trasparente cioè se si
lascia attraversare dalla luce.
Preparazione dei vetrini: gli insegnanti mostrano come montare un vetrino: con il contagocce
prelevano l'acqua dai vari contenitori, ne dispongono una goccia sul portaoggetto e coprono con il
coprioggetto. Si procede con l'osservazione: confrontare l'acqua del rubinetto con quella prelevata
in vari luoghi naturali. A turno gli alunni preparano i vetrini. Discussione guidata dagli insegnanti:
perchè nell'acqua del rubinetto non ci sono forme di vita?
Osservazione: non sempre i vetrini mostrano forme di vita, spesso il laboratorio richiede costanza e
tempo, brain storming su come riconoscere eventuali organismi viventi nel preparato. Gli eventuali
organismi sono osservati e per ognuno gli alunni provano a dare una descrizione eventualmente
aiutati da schemi preparati in precedenza.
Conclusioni: In raccolte d'acqua naturale spesso sono presenti forme di vita, se l'acqua è raccolta in
un ambiente eutrofico come un piccolo laghetto, la goccia d'acqua pullula di vita.
Produzione a carico degli alunni: Relazione scritta sul laboratorio riportante le seguenti
indicazioni: Titolo e scopo, materiale utilizzato, descrizione esperienza, eventuali schemi grafici,
fotografie e disegni, conclusioni
Riferimenti al curricolo di istituto:
Traguardi di riferimento per lo sviluppo delle competenze (entro la classe 3^ Primaria):
- L'alunno sviluppa atteggiamenti di curiosità e modi di guardare il mondo che lo stimolano a
cercare spiegazioni di quello che vede succedere.
- L'alunno esplora i fenomeni e con l'aiuto dell'insegnante e/o in modo autonomo, osserva e descrive
Nuclei del sapere:
- L'acqua
Obiettivi di apprendimento:
-Interpretare i fenomeni osservati
CLASSI TERZE PRIMARIA
Laboratorio 6: Sul pelo dell'acqua: la tensione superficiale
Prerequisiti: Caratteristiche di solidi, liquidi ed areiformi (lab. 1 e 2)
Scopo: Osservare e comprendere il fenomeno della tensione superficiale
Materiale utilizzato: Acqua, becker, piatti fondi, origano secco, filo colorato, sapone per piatti,
monete da 1€, contagocce
Descrizione dell'esperienza: Per questo laboratorio è importante che ogni alunno possa lavorare
autonomamente, ognuno dovrebbe pertanto essere fornito di piatto di plastica, contagocce, becker
con acqua, moneta. Si comincia chiedendo agli alunni di caricare la pipetta pasteur: gli insegnanti
insegnano la tecnica, quindi ogni alunno, con la guida degli insegnanti, osserva la forma della
goccia: discussione guidata: a cosa assomigliano le gocce? Si possono formare gocce di forme
diverse? E di volume diverso?
Gara della moneta: Tutti gli alunni posizionano la loro moneta da 1€ sul tavolo e con il contagocce
incominciano a ricoprire la superficie della moneta con gocce d'acqua, vince chi riesce a
posizionarne di più senza far scendere l'acqua dalla moneta. Prima della gara gli insegnanti
chiedono agli alunni qualche previsione: quante gocce pensate si possano mettere su una moneta?
La sorpresa dei ragazzi è assicurata. I più attenti riusciranno a superare le 50 gocce! Chiedere
spesso agli alunni di osservare di profilo la moneta con sopra l'acqua: cosa si nota? Se si agisce con
attenzione si viene a creare una grossa “goccia” che va ben oltre il bordo della moneta. Brain
Storming sul fenomeno e spiegazione guidata degli insegnanti: le particelle che formano l'acqua si
legano fra loro formando una specie di pellicola che le tiene insieme. Questa pellicola si chiama
tensione superficiale. Essa è in grado di sostenere in superficie anche piccoli oggetti come foglie,
fiori, fili; alcuni insetti sono in grado di sfruttarla per muoversi sull'acqua senza affondare.
La rottura della tensione superficiale: esistono delle sostanze che sono in grado di rompere questi
legami fra le particelle d'acqua, tra queste i più famosi sono i saponi.
La fuga dell'origano: sul piatto di plastica si mette un po' d'acqua, gli insegnanti distribuiscono su
ogni piatto un po' di origano secco, chiedendo agli alunni di osservare il fenomeno senza toccare.
Che cosa si nota? Gli alunni osserveranno che l'origano rimane in superficie “catturato” dalla
tensione superficiale”. Gli alunni sono invitati a toccare il centro del piatto con un dito: questo non
dovrebbe modificare il fenomeno. Gli insegnanti mettono sul dito di ogni alunno una goccia di
sapone per piatti e invitano nuovamente gli alunni a toccare il centro del piatto. Che cosa accade
questa volta? Il sapone rompe la tensione superficiale e “la pellicola” si ritira dal punto in cui è stato
messo il sapone verso la periferia del piatto portando con sé l'origano che si vede “fuggire” verso il
bordo.
Conclusioni: Le particelle che formano l'acqua si attraggono fra loro. Quelle che si trovano in
superficie formano, in virtù di questa attrazione, una pellicola, una rete che le tiene insieme e che si
chiama tensione superficiale. I saponi sono in grado di rompere la tensione superficiale.
Traguardi di riferimento per lo sviluppo delle competenze (entro la classe 3^ Primaria):
- L'alunno sviluppa atteggiamenti di curiosità e modi di guardare il mondo che lo stimolano a
cercare spiegazioni di quello che vede succedere.
- L'alunno esplora i fenomeni e con l'aiuto dell'insegnante e/o in modo autonomo, osserva e descrive
Nuclei del sapere:
- L'acqua
- Capacità/volume, peso, temperatura, forza
- Indagare i comportamenti di materiali comuni in molteplici situazioni sperimentabili per
individuarne proprietà
-Interpretare i fenomeni osservati.
CLASSI QUARTE PRIMARIA
Laboratorio 7: Alcune proprietà fisiche dell'acqua
Prerequisiti: Conoscenza della tensione superficiale (lab. 6)
Scopo: Osservare e comprendere i seguenti fenomeni: principio dei vasi comunicanti, menisco e
forza di adesione, capillarità
Materiale utilizzato: Acqua, dispositivi di vasi comunicanti, dispositivi formati da vasi
comunicanti capillari, carta da filtro, provette, becker, cannule con lumi diversi, capillari, piatti di
plastica, pannispugna da cucina, biscotti, coloranti alimentari, forbici, scatole petri o altri
contenitori bassi.
Descrizione dell'esperienza: Sul tavolo del laboratorio si mostrano agli alunni alcuni dispositivi di
vasi comunicanti: si tratta di contenitori di vetro dalle forme e dimensioni diverse ma tutti collegati
in modo che l'acqua possa passare da uno all'altro. Gli insegnanti fanno passare i dispositivi tra gli
alunni per un'osservazione più attenta. Si procede al riempimento dei dispositivi con acqua: si
osserverà che nonostante forma e dimensioni dei vasi cambino, l'acqua arriva sempre alla stessa
altezza.
Si procede con analoga osservazione del dispositivo di vasi comunicanti capillari. Gli alunni sono
portati con domande guidate a confrontare i dispositivi: anche i secondi si possono definire
comunicanti? Il principio osservato nel primo caso si osserverà anche nel secondo? Dopo il
riempimento con acqua del secondo dispositivo segue discussione guidata sul fenomeno osservato:
l'acqua non arriva ala stessa altezza ma il livello è maggiore mano a mano che i tubicini
diminuiscono il lume. Brain storming sulle cause di questa risalita. Gli insegnanti mostrano allora
altri esempi dello stesso fenomeno: mettono l'acqua all'interno di varie provette che i ragazzi
possono maneggiare e osservare mettendo il confine tra acqua e aria all'altezza degli occhi:
discussione guidata sull'aspetto di tale linea di separazione: ha forma piana o curva? Gli insegnanti
definiscono il menisco. Prendono infine un becker riempito d'acqua fino a una certa altezza e varie
cannule con lumi decrescenti: si inseriscono le cannule nel becker e si fa notare agli alunni che il
livello dell'acqua in ognuna non è quello del becker ma un po' più alto mano a mano che si stringe il
lume. Il fenomeno si ingigantisce se si utilizzano dei capillari di vetro. Gli insegnanti introducono il
fenomeno della capillarità spiegandolo come una tendenza delle particelle che formano l'acqua, ad
arrampicarsi lungo le pareti di vasi sottili.
Se un materiale contiene vasi sottili è facile che messo a contatto con l'acqua la faccia risalire per
capillarità. Discussione guidata su esempi di tali materiali: spugne, biscotti, carta assorbente…
Gli insegnanti dispongono sul tavolo di laboratorio vari piatti con dentro acqua e distribuiscono agli
alunni strisce di vari materiali: pannispugna da cucina, carta da cucina, carta assorbente…vano
bene anche i biscotti ogni alunno mette a contatto la striscia di materiale col l'acqua del piatto e
osserva la risalita lungo i canali capillari presenti, si ottengono risultati più evidenti colorando
l'acqua con coloranti alimentari.
E' possibile anche preparare dei semplici fiori di carta assorbente, ritagliando dei quadrati di circa 3
o 4 cm di lato e ripiegando all'interno i quattro vertici, facendoli coincidere con il centro del
quadrato. Questi “fiori” messi in una scatola petri con dell'acqua sbocceranno grazie alla capillarità.
Conclusioni: Quando più contenitori sono in comunicazione, l'acqua al loro interno arriva alla
stessa altezza (principio dei vasi comunicanti) a meno che il lume di questi vasi non sia molto
piccolo: in questo caso si osserva il fenomeno della capillarità per cui l'acqua grazie ad una forza
detta di adesione si arrampica lungo le pareti del tubicino risalendo tanto più quanto più stretto è il
lume.
indicazioni: Titolo e scopo, materiale utilizzato, descrizione esperienza, eventuale schemi grafici,
Traguardi di riferimento per lo sviluppo delle competenze (al termine della classe 5^
Primaria):
- L'alunno individua nei fenomeni somiglianze e differenze, fa misurazioni, registra dati
significativi, identifica relazioni spazio/temporali.
- L'alunno espone con forma chiara ciò che ha sperimentato, utilizzando un linguaggio appropriato
Nuclei del sapere:
- Interpretare i fenomeni osservati.
CLASSI QUARTE PRIMARIA
Laboratorio 8: L'acqua e le piante. Il fenomeno dell'osmosi
Prerequisiti: Conoscere i passaggi di stato dell'acqua (lab. 3 e 4), conoscere il fenomeno della
capillarità (lab. 7), Conoscere gli organi delle piante superiori
Scopo: Osservare e comprendere l'assorbimento radicale, la conduzione lungo il fusto, la
traspirazione delle piante, acquisire il concetto di osmosi.
Materiale utilizzato: Piante intere e vive: almeno 1 in vaso, cespo di carote intere( compresa la
parte aerea verde), ravanelli interi, sedano intero bianco, fiori recisi, acqua, contenitori graduati
meglio se uguali e stretti, coloranti alimentari, sacco di plastica trasparente, elastico, spago.
Descrizione dell'esperienza: Questo laboratorio richiede tempi lunghi, dopo la prima fase di
preparazione bisogna aspettare che l'acqua salga lungo i tessuti conduttori della pianta o entri nei
tessuti della radice mediante osmosi. I risultati quindi si possono leggere solo molte ore dopo. Gli
insegnanti possono però preparare il giorno prima le stesse attività per saltare la fase di attesa
e osservare con gli alunni i fenomeni in fase già avanzata o finale.
Gli alunni osservano e analizzano, con l'aiuto degli insegnanti, il cormo delle piante superiori: a
ogni alunno viene fornita una pianta intera: si prestano bene le carote e i ravanelli che si comprano a
mazzi in u negozio di frutta e verdura.
Assorbimento radicale: Gli insegnanti chiedono agli alunni di individuare le radici. Brain storming
sulle funzioni delle radici. Si prendono vari contenitori meglio se stretti. Se ne riempie uno con
acqua cui si aggiunge del colorante alimentare rosso o blu. Si immerge una carota dotata di parte
verde cui è stata tagliata l'ultima parte in fondo e la si espone alla luce. Si aspetta. Dopo 24 ore circa
si prende la carota e la si seziona longitudinalmente: gli alunni possono notare che il colorante è
entrato nella carota ad è risalito lungo l'asse centrale della radice. Si ottengono risultati significativi
anche utilizzando ravanelli. Discussione guidata dagli insegnanti: cosa fa entrare l'acqua nella
radice? Il fenomeno fisico alla base dell'entrata dell'acqua è l'osmosi che si può definire come la
tendenza a diluire che ha l'acqua : senza entrare troppo nello specifico, si può evidenziare questo
processo col seguente esperimento: si taglia una carota nel senso della lunghezza, si avvolge uno
spago in fondo a ogni mezza carota, si preparano due contenitori uguali, con la stessa quantità
d'acqua tiepida , in uno si aggiunge sale fino a saturazione, si indica la presenza del sale con una
connotazione sul contenitore. Anche in questo caso occorre controllare i risultati il giorno dopo. Gli
alunni confrontano le due carote: discussione guidata dagli insegnanti: che aspetto ha la carota
immersa nell'acqua del rubinetto? Che aspetto ha la carota immersa nell'acqua e sale? Nel primo
caso l'acqua ha gonfiato la carota perché la carota contiene sostanze più concentrate, nel secondo
caso l'acqua è uscita dalla carota perché la concentrazione è maggiore nell'acqua e sale che nella
carota. Lo spago avvolto apparirà teso nel primo caso e al di sopra di esso la carota si sarà gonfiata,
lasco nel secondo e la carota apparirà ritirata e disidratata.
Conduzione lungo il fusto: Gli insegnanti chiedono agli alunni quale organo della pianta è un
gambo di sedano. Brain storming sulle funzioni del fusto. Si possono utilizzare gambi di sedano
bianco con le foglie o altri fusti analoghi. Si immergono diversi gambi di sedano in un contenitore
riempito con acqua colorata utilizzando un colorante alimentare. Si aspetta.
La risalita del liquido richiede, come detto, un certo tempo. Se c'è la necessità di osservare il
fenomeno in itinere cioè prima che si manifesti con la colorazione delle foglie, si può procedere a
sezionare trasversalmente un gambo di sedano a varie altezze scendendo dalla chioma alle radici, ad
un certo punto si intercetterà l'acqua colorata evidenziabile come una puntinatura colorata della
sezione. Discussione guidata: quale funzione del fusto è stata evidenziata?…
Turgore della pianta: La risalita dell'acqua lungo i canali conduttori è responsabile, nelle piante
erbacee, del portamento. Si prendono una serie di fusti recisi: si prestano bene le margheritine. Si
mettono in un contenitore senz'acqua e si fa osservare dagli alunni: se lo stelo è stato reciso già da
un'ora e non è stato messo nell'acqua il fusto apparirà senza nervo e cadente. So aggiunge acqua nel
contenitore. Si aspetta. Dopo circa 1 ora il fusto ha ripreso turgore e si è raddrizzato.
Discussione guidata: quale proprietà dell'acqua già incontrata nel laboratorio 7 entra in gioco nella
funzione di trasporto?
Traspirazione della pianta: Si utilizza una pianta in vaso viva: si chiude in un sacchetto di plastica
trasparente che si ferma sul vaso con un elastico. In breve tempo si nota l'appannamento del
sacchetto di plastica .Discussione guidata sul fenomeno osservato: in cosa consiste questo
appannamento? Di che fenomeno si tratta?
La pianta ha emesso del vapore acqueo che poi si è condensato sulle pareti del sacchetto.
Conclusioni: L'acqua viene assorbita dalle radici anche mediante osmosi, risale lungo il fusto
sfruttando il principio della capillarità e viene eliminata dalle parti verdi in forma di vapore acqueo.
Primaria):
- L'alunno espone con forma chiara ciò che ha sperimentato, utilizzando un linguaggio appropriato
Nuclei del sapere: l'acqua
CLASSI QUINTE PRIMARIA
Laboratorio 9: Costruzione di un cilindro graduato e taratura in base alle misure
convenzionali. Misure di volume e capacità.
Prerequisiti: concetto di volume (dal lab 2), conoscenza delle misure di capacità
Scopo: costruire un cilindro graduato in ml ed utilizzarlo per effettuare misure dirette di volumi,
capacità
Materiale utilizzato: bottiglietta da 500cc in plastica trasparente non colorata, forbici con punta
arrotondata, pennarello indelebile, siringa da 5cc senza ago o cilindri graduati da laboratorio,
righello, oggetti in materiale non solubile da inserire nel cilindro per la misura diretta del volume e
della capacità, bilancia da laboratorio se si procede alla misura della densità, quaderno e materiale
per costruire una tabella.
Descrizione dell'esperienza: ogni alunno deve avere a disposizione tutto il materiale. Le
bottigliette devono essere private dell'etichetta. Utilizzando il righello e con la supervisione degli
insegnanti gli alunni tracciano una linea sulla bottiglia ad una altezza di 12 cm dal fondo. Gli
insegnanti provvedono per questioni di sicurezza a bucare le bottigliette con il primo taglio, con le
forbici da laboratorio o altro strumento idoneo, lungo la linea segnata. Gli alunni procedono col
taglio. La parte alta della bottiglia viene conservata per produrre un semplice ma utile imbuto che
servirà per il laboratorio successivo.
Utilizzando la siringa senza ago procedono al riempimento con acqua: ogni 4 siringhe si segna il
livello dell'acqua nel contenitore con il pennarello indelebile, indicando il volume corrispondente di
20 ml in 20ml, gli insegnanti fanno notare che la lettura del livello cambia di molto a seconda della
posizione della bottiglia rispetto agli occhi dell'osservatore: per ridurre l'errore di lettura, il
contenitore deve essere posto con il menisco (vedi lab. 7) all'altezza degli occhi.
Lo strumento così ottenuto serve per misurare direttamente volumi e capacità.
Brain storming sulla differenza fra volume e capacità. Gli insegnanti guidano la discussione e
concludono che si tratta sempre di misure di spazio, nel primo caso occupato da un corpo, nel
secondo caso contenuto in una cavità o in un contenitore. Il cm3 che si usa per i volumi corrisponde
alla capacità di 1ml.
Misure dirette di volume: si scelgono oggetti che possono essere introdotti nei contenitori, che non
passano in soluzione e che non galleggiano: le problematiche del passaggio in soluzione e del
galleggiamento verranno trattate in laboratori successivi. Gli alunni sanno che per i corpi solidi e
liquidi il volume è proprio (lab.2), quindi inserendo un corpo in un contenitore graduato contenente
già un volume noto d'acqua, si può risalire al volume del corpo calcolando la differenza dei volume
finale indicato dal contenitore graduato meno quello iniziale dell'acqua.
Gli alunni ricevono vari oggetti, preparano una tabella sul quaderno dove annotano: oggetto
analizzato, volume iniziale dell'acqua, volume finale ottenuto, volume dell'oggetto. Se si utilizzano
oggetti piccoli come le monete, il volume può essere calcolato facendo la misura diretta del volume
di un numero noto di monete dello stesso tipo (es. 10), e poi dividendo il valore ottenuto per quel
numero. Gli insegnanti introducono la differenza tra misura diretta e indiretta.
Se il laboratorio si rifornisce di numerosi oggetti uguali, è possibile far fare a tutta la classe le stesse
misurazioni e poi confrontare i valori ottenuti, introducendo anche la problematica dell'errore di
misura.
Misure dirette di capacità: si procede in modo analogo, riempiendo i contenitori di cui occorre
misurare la capacità e poi svuotando l'acqua contenuta, nel contenitore graduato che può anche
essere vuoto. Si registrano i risultati sul quaderno. Se il laboratorio si rifornisce di contenitori tutti
uguali è possibile far fare a tutta la classe le stesse misurazioni e poi confrontare i valori ottenuti.
Misure di densità: questa terza fase del laboratorio può essere svolta anche come laboratorio a sé
stante.
Conclusioni: E' possibile trasformare un contenitore come una bottiglia in uno strumento di misura
per volumi e capacità. Per questo occorre utilizzare unità di misura convenzionali (ml, cm3) e tarare
il contenitore, indicando in corrispondenza di tacche, i valori delle misure effettuate. Uno strumento
così ottenuto è utile per misurare volumi di oggetti solidi introducibili nel contenitore e capacità.
Produzione a carico degli alunni: contenitore graduato, tabella delle misurazioni di volumi e
capacità, relazione di laboratorio riportante le seguenti indicazioni: Titolo e scopo, materiale
utilizzato, descrizione esperienza, eventuali schemi grafici, fotografie e disegni, conclusioni
Primaria):
- L'alunno individua aspetti quantitativi e qualitativi nei fenomeni, produce rappresentazioni
grafiche di livello adeguato
- L'alunno espone con forma chiara ciò che ha sperimentato, utilizzando un linguaggio appropriato.
Nuclei del sapere:
- Misure arbitrarie e convenzionali
- Passare gradualmente dalla seriazione in base a una proprietà alla costruzione, taratura e utilizzo di
strumenti anche di uso comune, passando dalle prime misure in unità arbitrarie alle unità
convenzionali.
CLASSI QUINTE PRIMARIA
Laboratorio 10: L'acqua e la densità
Prerequisiti: Concetti di volume (lab 2, lab. 9), concetto di massa come quantità di materia, stati
fisici dell'acqua (lab. 3)
Scopo: Acquisire il concetto di densità
Materiale utilizzato: Cella frigorifera (frigorifero con scomparto del ghiaccio), contenitori graduati
(lab. 9) o becker, oggetti di materiali diversi e dimensioni tali da essere contenuti nel contenitore
graduato, acqua demineralizzata, acqua del rubinetto, bilancia da laboratorio, calcolatrice tascabile.
Descrizione dell'esperienza: Gli insegnanti introducono il laboratorio con il famoso indovinello:
“ è più pesante un chilo di fieno o un chilo di ferro”? I ragazzi di quinta non avranno dubbi
rispondendo che, ovviamente hanno lo stesso peso.
E' bene dire subito ai ragazzi che spesso vengono confusi i concetti di massa (quantità di materia
della quale è fatto un corpo) e di peso (forza con la quale un corpo è attirato verso la Terra e che in
effetti dipende dalla massa). Senza allargare troppo il discorso dire che le due grandezze sono
collegate ma mentre le massa di un corpo è costante, il suo peso può cambiare a seconda della forza
di gravità. La differenza tra massa e peso verrà ripresa più volte anche durante il percorso della
Secondaria. In questo laboratorio allora si utilizza il concetto di massa.
A parità di massa due corpi possono occupare volumi diversi, quello che occupa più volume, e
distribuisce la stessa massa in uno spazio più grande, è meno denso (nel caso dell'indovinello, il
fieno) quello che occupa meno spazio è più denso (nel caso dell'indovinello, il ferro).
Matematicamente la densità si ottiene dividendo il valore della massa per il valore del volume.
Ma quali unità di misura utilizzare? Brain Storming dal quale ricavare spunti per impostare le
misure del laboratorio. I docenti guidano la discussione e concludono che, per gli scopi del presente
lavoro, è più semplice esprimere la massa in grammi e il volume in centimetri cubi (o millilitri).
Calcolo della densità dell'acqua: Si utilizza acqua demineralizzata perché quella del rubinetto
contiene sostanze disciolte (sali minerali, ioni…) che ne modificano la densità, anche se di poco.
Gli alunni tarano la bilancia con il contenitore graduato che utilizzeranno. Aggiungono un volume
di acqua assegnato dai docenti ( si assegnano volumi diversi ai diversi alunni) e registrano sul
quaderno volume in cc e massa in grammi.
Dal rapporto massa/volume si ottengono valori nell'intorno di 1. Brain storming sulla variazione
delle misure e discussione guidata dagli insegnanti.
In sintesi si assume che la densità media dell'acqua sia 1g/cm3.
E' possibile raccogliere tutte le misure effettuate dalla classe in un grafico cartesiano in cui in
ascissa si dispongono le masse e in ordinata i volumi. Che grafico si ottiene?
La densità dell'acqua è sempre la stessa o varia? Per rispondere a questa domanda si riempie un
becker graduato da 250cc con 100cc di acqua demineralizzata, si copre per impedire perdite di
massa per evaporazione e si mette in freezer. (i docenti avranno preparato un equivalente il giorno
prima, in modo da poterlo analizzare durante il laboratorio). Una volta avvenuto il passaggio di
stato si valuta il volume. Discussione con gli alunni: il volume è aumentato o diminuito? Allora la
densità è rimasta costante, è aumentata o diminuita? Si calcola matematicamente la nuova densità,
aiutandosi con un calcolatore tascabile.
Calcolo della densità di materiali solidi: se l'oggetto non è solubile in acqua e non galleggia, si
misura la massa con la bilancia, se ne calcola il volume per immersione e se ne fa il rapporto
utilizzando una calcolatrice tascabile.
Se l'oggetto galleggia, per il calcolo del volume lo si può tenere immerso nell'acqua con l'aiuto di un
punteruolo sottile (il volume di questo oggetto immerso deve essere minimo, inferiore alla
sensibilità del cilindro graduato).
Gli alunni calcolano la densità di oggetti e materiali diversi. Si raccolgono i risultati sul quaderno
indicando: oggetto e/o materiale, massa, volume, densità, se galleggia oppure no.
Discussione finale sul laboratorio: C'è qualcosa che accomuna gli oggetti che vanno a fondo? C'è
qualcosa che accomuna gli oggetti che galleggiano?
Conclusioni: La densità è una grandezza derivata che indica quanta massa ha un corpo in rapporto
al volume occupato. Matematicamente si calcola dividendo il valore della massa (espressa in
grammi) per il valore del volume (espresso in cc o ml).
L'acqua demineralizzata ha una densità media di 1g/cm3.
I corpi che hanno una densità minore dell'acqua galleggiano, quelli che hanno una densità maggiore
affondano.
Produzione a carico degli alunni: Tabella delle misurazioni di volumi,capacità, densità, grafico
massa/volume per l'acqua. Relazione di laboratorio riportante le seguenti indicazioni: Titolo e scopo,
materiale utilizzato, descrizione esperienza, eventuali schemi grafici, fotografie e disegni,
conclusioni
Primaria):
- L'alunno individua aspetti quantitativi e qualitativi nei fenomeni, produce rappresentazioni
grafiche di livello adeguato
- L'alunno espone con forma chiara ciò che ha sperimentato, utilizzando un linguaggio appropriato.
Nuclei del sapere:
- I passaggi di stato dell'acqua
- Le proprietà dei materiali comuni: consistenza, durezza, trasparenza, elasticità, densità
CLASSI QUINTE PRIMARIA E/O PRIME SECONDARIA
Laboratorio 11: Passaggi di stato dell'acqua: aspetti quantitativi.
Prerequisiti: Stati di aggregazione dell'acqua e aspetti qualitativi dei passaggi di stato (anche lab. 3
e 4), calore e temperatura.
Scopo: Analizzare, effettuando anche misurazioni, i passaggi di stato dell'acqua mettendoli in
relazione col ciclo dell'acqua e con la temperatura.
Materiale utilizzato: Acqua demineralizzata, ghiaccio d'acqua demineralizzata triturato, becker da
250 cc, termometri da laboratorio, piastra riscaldante, stativo, orologio, quaderno di scienze,
materiale per prendere appunti, carta millimetrata.
Descrizione dell'esperienza: I passaggi di stato dell'acqua sono alla base di moltissimi fenomeni
naturali ( fisici, climatici, metereologici…). E' bene quindi che iniziando il percorso della
secondaria, tutte le informazioni acquisite durante il precedente percorso scolastico in modo
qualitativo e intuitivo su questo argomento, trovino una loro sistemazione più rigorosa.
Gli alunni conoscono già i passaggi di stato dell'acqua. Con questo laboratorio imparano a prendere
misure di temperatura in funzione del tempo e a mettere in relazione la temperatura con i passaggi
di stato.
I docenti predispongono sul tavolo da laboratorio due becker con ghiaccio prodotto con acqua
demineralizzata e triturato. Fanno presente che utilizzando l'acqua del rubinetto, che contiene sali
minerai disciolti, i risultati si discosterebbero anche se di poco da quelli che si otterranno con questo
laboratorio.
Se i tempi lo permettono è possibile condurre una tripla esperienza di laboratorio in parallelo:
acqua demineralizzata, acqua del rubinetto, soluzione al 3,5% Na Cl (con un tenore in sali
analogo all'acqua di mare).
Si riempiono due becker da 250 cc con ghiaccio triturato, uno dei due becker si mette sopra alla
piastra riscaldante. All'interno di ogni becker, immerso nel ghiaccio, si dispone un termometro da
laboratorio (in grado di misurare temperature indicativamente da -10°C a 120°C) tenuto da uno
stativo.
Tutti gli alunni predispongono sul quaderno una tabella in cui riportano il tempo e la temperatura
corrispondente di entrambi i contenitori.
Due alunni controllano il tempo con un orologio e daranno il via alle misurazioni di temperatura che
si effettueranno ogni minuto. Il momento in cui si comincia a prendere il tempo è l'istante 0.
A turno gli alunni leggono la misurazione dei termometri.
Il laboratorio richiede attenzione e buona organizzazione tra alunni per turnarsi alla lettura e non
perdere i tempi. Le temperature si prendono fino all'instaurarsi dell'ebollizione e quando appare
chiaro che la temperatura si stabilizza intorno ai 100°C.
Discussione guidata dagli insegnanti: come varia la temperatura nel primo becker? E nel secondo?
Ci sono dei periodi in cui la temperatura non varia? Quali? Quali fenomeni si hanno durante questi
periodi? Il fenomeno dell'evaporazione avviene a temperatura costante? Che differenza c'e' secondo
voi tra evaporazione ed ebollizione? Qual è il fattore che differenzia i due becker?
Conclusioni: La fusione e l'ebollizione avvengono a temperatura costante rispettivamente di 0°C e
100°C nei limiti degli errori di misura e delle condizioni sperimentali (temperatura e pressione) .
Quando si instaura l'ebollizione tutta la massa d'acqua passa di stato e si creano dei moti convettivi.
Produzione a carico degli alunni: Utilizzando i dati registrati, sotto la guida dei docenti, gli alunni
preparano due grafici cartesiani su carta millimetrata che riportano sull'asse delle ascisse il tempo in
minuti e su quello delle ordinate la temperatura in °C. Tali grafici saranno inseriti in una relazione
di laboratorio riportante le seguenti indicazioni: Titolo e scopo, materiale utilizzato, descrizione
esperienza, eventuali schemi grafici, fotografie e disegni, conclusioni.
Traguardi di riferimento per lo sviluppo delle competenze:
- Esplora e sperimenta lo svolgersi dei più comuni fenomeni, ne immagina e ne verifica le cause
utilizzando conoscenze acquisite.
- Sviluppa semplici schematizzazioni di fatti e fenomeni
Nuclei del sapere:
- Il metodo sperimentale
- Proprietà della materia
- Esplicitare, affrontare e risolvere situazioni problematiche sia in ambito scolastico che
nell'esperienza quotidiana; interpretare lo svolgersi di fenomeni ambientali o sperimentalmente
controllati
- Utilizzare tecniche di sperimentazione, di raccolta e di analisi dati, sia in situazioni di
osservazione e monitoraggio sia in situazioni controllate di laboratorio
CLASSI QUINTE PRIMARIA E/O PRIME SECONDARIA
Laboratorio 12: Diffusione in acqua calda e in acqua fredda, i moti convettivi
Prerequisiti: Calore e temperatura, densità (lab. 10)
Scopi:
- Comprendere il fenomeno della diffusione in acqua per poi esportarlo anche in altri fluidi
- Capire che l'acqua calda sale rispetto a quella fredda e che quindi è meno densa.
Materiale utilizzato: acqua, diversi becker da 250 cc, coloranti alimentari in gel rosso e blu, cella
frigorifera, ghiaccio, piastra riscaldante, termometro, orologio, due contenitori identici di vetro
termoresistente a forma di bicchiere (anche becker) della capacità circa 250 cc, una vaschetta
termoresistente da appoggiare sui due contenitori.
Descrizione dell'esperienza:
- Fenomeno della diffusione: Si preparano 4 becker identici con la stessa quantità d'acqua (200 cc) a
temperature diverse, ad esempio: 4°C; 20°C, 40°C, 60°C. L'importante è che i becker vengano
allineati dal più freddo al più caldo. In ogni becker si aggiunge una goccia di colorante alimentare e
si inizia a prendere il tempo, quindi si osserva. Descrizione del fenomeno da parte degli alunni e
confronto fra i 4 becker. Il colorante si espande nell'acqua e tende ad occupare tutto lo spazio a
disposizione ma il fenomeno è più lento nell'acqua a 4°C e diventa via via più veloce all'aumento
della temperatura.
- Moti convettivi: il laboratorio rende visibili i movimenti che si instaurano nell'acqua quando essa
viene scaldata.
Due identici contenitori sono riempiti uno con ghiaccio fondente e l'altro con acqua quasi in
ebollizione (può essere direttamente scaldato sulla piastra). Su questi due contenitori che
funzionano da supporti si appoggia una vaschetta resistente al calore e trasparente contenente acqua.
Si fanno cadere nel'acqua della vasca,una goccia di colorante alimentare in gel blu in
corrispondenza del bicchiere con il ghiaccio e una goccia di colorante alimentare in gel rosso in
corrispondenza del bicchiere con acqua calda. Discussione guidata dagli insegnanti: cosa succede
alla goccia blu? Cosa succede alla goccia rossa? Che tipo di movimento descrivono?
Il bicchiere di acqua calda funziona da fonte di calore mentre quello con il ghiaccio impedisce il
veloce riscaldamento dell'acqua della vaschetta. Il colorante rosso, diffondendo rende visibile i
movimenti delle particelle verso l'alto. Il colorante blu, deposto in corrispondenza del ghiaccio,
diffonde poco e soprattutto rimane sul fondo e non sale.
Conclusioni:
- Una sostanza solubile tende a distribuirsi in tutto il solvente che ha a disposizione fino a quando la
sua concentrazione è uguale in ogni punto. Con la temperatura aumenta la velocità con la quale si
muovono le particelle e questo facilita il rimescolamento delle sostanze.
- Quando si scalda l'acqua, le sue particelle si muovono di più, l'acqua calda quindi diventa meno
densa (aumenta il volume) e quindi tende a salire. Analogamente quando si raffredda si muove
meno, diventa più densa e scende. Questi moti circolari vengono detti convettivi e possono essere
evidenziati aggiungendo del colorante all'acqua.
Produzione a carico degli alunni: Relazione di laboratorio riportante le seguenti indicazioni:
Titolo e scopo, materiale utilizzato, descrizione esperienza, eventuali schemi grafici, fotografie e
disegni, conclusioni.
Nuclei del sapere:
controllati
CLASSI PRIME O SECONDE SECONDARIA
Laboratorio 13: L'acqua in miscugli e soluzioni
Prerequisiti: Proprietà dell'acqua, densità, calore e temperatura.
Scopo: Riconoscere miscugli omogenei ed eterogenei, saper produrre semplici soluzioni acquose e
distinguerle dall'acqua per aspetto e densità, riconoscere una soluzione satura.
Materiale utilizzato: Acqua demineralizzata, sabbia, limatura di ferro, polvere di marmo, sale da
cucina, zucchero, bicarbonato di sodio, colorante alimentare, olio, aceto, piattini, spatole, agitatori,
bilancia da laboratorio, numerosi becker graduati da 250 cc, piastra riscaldante, termometro da
laboratorio, nastro adesivo di carta, quaderno per appunti.
Descrizione dell'esperienza: Il laboratorio è lungo e si può prevedere di dividerlo in più momenti.
Si parte con la definizione di miscuglio che si da agli alunni: mescolando due o più sostanze diverse
si ottiene un miscuglio: se durante l'azione di mescolamento le sostanze si disperdono una nell'altra
in modo che sia impossibile distinguerle, e il miscuglio appare quindi trasparente, si ha
miscuglio omogeneo detto anche soluzione, altrimenti si ha un miscuglio eterogeneo che assume
nomi diversi a seconda dello stato di aggregazione delle componenti (fasi): si ha una sospensione se
la sostanza aggiunta all'acqua è allo stato solido, si ha un'emulsione se le fasi sono tutte liquide.
Quando il miscuglio è eterogeneo le sostanze si separano naturalmente quando termina l'azione di
rimescolamento e possono essere riottenute con metodi meccanici (pinzette, colini, filtri…).
Quando il miscuglio è omogeneo le sostanze sono intimamente mescolate fra loro e per separarle
occorrono metodi fisici (passaggi di stato).
Produzione dei vari miscugli: i docenti predispongono sul tavolo di laboratorio diverse postazioni
ognuna dotata di bilancia, piattini o contenitori con le sostanze fornite, spatole, agitatori, acqua
demineralizzata, tanti becker quante sono e sostanze, una piastra riscaldante. Gli alunni si dividono
in tanti gruppi quante sono le postazioni, a questo punto preparano miscugli aggiungendo, in ogni
becker, a 100 cc d'acqua demineralizzata, 1g di ogni sotanza fornita. La sostanza è indicata sul
becker utilizzando lo scotch di carta. Gli alunni preparano sul quaderno una tabella su indicazione
degli insegnanti dove indicano: accanto a ogni sostanza il comportamento osservato (si disperde,
non si disperde, si disperde in parte). Primi risultati: alcune sostanze sono passate in soluzione e il
miscuglio alla fine del processo appare trasparente, altre non sono solubili affatto, altre ancora si
sono disciolte in parte.
Si accendono le piastre e si posizionano a turno i becker con le sostanze non disciolte: alcune non
passano comunque in soluzione (sabbia, limatura di ferro, polvere di marmo), altre invece passano
in soluzione completamente: sale da cucina, bicarbonato di sodio).
Discussione guidata con gli alunni: quali sono le sostanze solubili in acqua? Sono tutte solubili alla
stessa maniera? Ci sono sostanze più solubili in acqua di altre? Cosa si può fare per aumentare la
solubilità di una sostanza? Perché? Come facciamo a distinguere due soluzioni acquose formate da
quantità diverse della stessa sostanza?
Si introduce un primo concetto di concentrazione di una soluzione come grammi di soluto disciolti
in 100 cc di soluzione, maggiore è la quantità di soluto più è concentrata la soluzione. Gli alunni
possono cominciare ad aggiungere quantità crescenti di soluto: lo zucchero si presta bene perché ha
una solubilità molto alta e ottenere soluzioni sempre più concentrate. Un solvente non può
sciogliere quantità infinite di una sostanza, per ognuna esiste una quantità massima di grammi oltre
la quale si forma un corpo di fondo: in questo caso la soluzione si dice satura. Gli alunni annotano
cosa succede quando si aggiungono 2, 3, 4...grammi di soluto e quando compare il corpo di fondo.
Focus sul volume finale di una soluzione: si chiede ai ragazzi di fare qualche ipotesi a riguardo: il
volume finale è la somma dei volumi iniziali, oppure il volume finale è maggiore della somma dei
volumi iniziali, oppure il volume finale è minore della somma dei volumi iniziali. Gli alunni
applicano il metodo scientifico per vagliare le ipotesi: misurazione dei volumi prima e dopo la
dissoluzione, conclusione e discussione sui risultati.
Si conclude questo laboratorio con un problema di realtà: i docenti hanno preparato una
soluzione di acqua e zucchero che dall'esterno non può essere distinta dall'acqua demineralizzata.
Come possono fare gli alunni per individuare la soluzione senza assaggiarla? Hanno a disposizione
i due liquidi da distinguere, due becker identici graduati e una bilancia da laboratorio. Gli alunni,
utilizzando il metodo scientifico e le loro conoscenze devono risolvere il problema.
Discussione sui risultati
Conclusioni: Esistono sostanze solubili in acqua e insolubili. Le prime non sono tutte ugualmente
solubili, quando una soluzione non riesce più a sciogliere il soluto che si raccoglie sul fondo del
contenitore (corpo di fondo) si dice satura. I
Il volume di una soluzione è solitamente inferiore ala somma dei volumi delle sostanze singole
perchè durante il processo di solubilizzazione le molecole si mescolano intimamente “incastrandosi”
fra loro.
Anche se l'aspetto esterno di una soluzione acquosa incolore non è distinguibile dall'acqua
demineralizzata, la densità cambia: il calcolo della densità può essere un mezzo che consente di
riconoscere una soluzione dall'acqua demineralizzata.
Nuclei del sapere:
- Miscugli e soluzioni
controllati
CLASSI PRIME E/O SECONDE SECONDARIA
Laboratorio 14: Separazione delle componenti di miscugli e soluzioni acquose
Prerequisiti: Proprietà dell'acqua, densità, calore e temperatura, miscugli e soluzioni (lab 13).
Scopo: Separare le fasi di una sospensione mediante filtrazione, conoscere il funzionamento della
distillazione e utilizzarla per separare l'acqua dai suoi soluti.
Materiale utilizzato: Miscugli eterogenei: acqua-sabbia, acqua-polvere di marmo,
Soluzione acquosa di blu di metilene, becher, imbuti da laboratorio, carta da filtro, apparato per la
distillazione (beuta, tappo forato collegato a tubo piegato o serpentina, provetta di raccolta), piastra
riscaldante.
Descrizione dell'esperienza: I docenti preparano varie postazioni con tutto il materiale utile è
chiedono agli alunni, divisi in gruppi di lavoro, di individuare fra i miscugli, quelli eterogenei.
Discussione fra gli alunni e ripresa dei concetti sviscerati nel laboratorio 13. Per i miscugli
eterogenei i metodi di separazione sono di tipo meccanico. In particolare si utilizza la filtrazione: si
tratta di far passare il miscuglio attraverso un filtro di carta assorbente posto a foderare un imbuto
da laboratorio. Il percolato si raccoglie in un becker posto sotto l'imbuto. Il filtro da laboratorio è a
forma di cerchio, questo viene piegato in quattro e poi aperto tenendo tre lembi insieme da una parte
e uno dall'altra: si ottiene un cono cavo che si fa aderire alle pareti interne dell'imbuto, bagnandolo
leggermente con acqua.
Gli alunni effettuano la filtrazione dei due miscugli separatamente. Perchè il risultato sia ottimale il
fondo del filtro deve rimanere integro, se la filtrazione è stata svolta correttamente si ottiene nel
becker un liquido trasparente. Il materiale in sospensione è bloccato dal filtro.
Se il miscuglio è omogeneo, le particelle di solvente e soluto sono intimamente disperse fra loro,
non ci sono pezzetti di materia che possono essere imbrigliati da un filtro meccanico e la
separazione delle componenti si ottiene sfruttando l'ebollizione. I docenti ricordano agli alunni che
la temperatura di ebollizione cambia di sostanza in sostanza e per l'acqua demineralizzata è 100°C
(lab. 11). I docenti mostrano il dispositivo per la distillazione e ne spiegano il funzionamento: Se
nella beuta è inserita una soluzione e si inizia a scaldare grazie ad una piastra riscaldante, le varie
componenti bolliranno a temperature diverse, nel caso della soluzione acqua-blu di metilene la
prima a bollire sarà l'acqua che lascerà la soluzione passando di stato e potrà essere raccolta, per
successiva condensazione lungo il tubo o la serpentina, nella provetta.
Gli alunni osservano il processo: considerazioni e discussione sulle condizioni che possono
favorirlo o inficiarlo. Cosa succede se il livello della soluzione nella beuta è troppo alto? A cosa
serve il tubo curvo o la serpentina?...
Conclusioni: Il filtro di carta assorbente si lascia attraversare dalle soluzioni ma non dalle particelle
in sospensione che rimangono sopra ad filtro.
Per separare l'acqua da una sua soluzione si procede con la distillazione: la temperatura di
ebollizione è diversa per ogni sostanza, le componente che bolle a 100°C è l'acqua.
Nuclei del sapere:
controllati
CLASSI SECONDE SECONDARIA
Laboratorio 15: Acidità e basicità di una soluzione
Prerequisiti: soluzioni, concetto di acidità e basicità di una soluzione, pH
Scopo: Imparare ad usare un indicatore di pH
Materiale utilizzato: Indicatore universale in cartina, phmetro elettronico, se presente in
laboratorio, becker, provette, portaprovette, contagocce, nastro adesivo di carta, quaderno per
appunti.
Descrizione dell'esperienza: Il laboratorio si pone come momento operativo dopo che in classe è
stato introdotto il concetto di acidità e basicità di una soluzione e di ph.
Sul Tavolo da laboratorio i docenti preparano diverse postazioni con il materiale necessario e le
seguenti sostanze:
- acqua demineralizzata
- acqua del rubinetto
- acqua gasata
- aceto
- sugo di limone
- vino
- birra
- cola
- succo di frutta
-latte
- bicarbonato di sodio (sol satura)
- ammoniaca (i docenti preparano una sol. al 20% da diluire ulteriormente con 3 parti di acqua,
tenere in bottiglia chiusa)
aspirina normale (1 cp in 20ml di acqua distillata)
- shampoo
- saponi
N.B. non utilizzare mai acidi o basi forti perché pericolosi. Non utilizzare candeggina.
I ragazzi si dividono in tanti gruppi quante sono le postazioni, preparano sul quaderno una tabella in
cui registrare nome della sostanza e ph osservato, eventuale colore della cartina di indicatore.
Ogni gruppo prepara tante provette quante sono le sostanze, ne indica il contenuto scrivendolo sullo
scotch di carta e le riempie. Si prende una striscia di indicatore e la si bagna con la sostanza da
analizzare usando una pipetta pasteur. Se s e si ha a disposizione un phmetro elettronico, si può
direttamente immergere la sonda nella provetta. La lettura della cartina deve essere immediata
perchè usa una scala colorimetrica e spesso dopo i primi momenti il colore vira.
Gli alunni confrontano le loro misurazioni e fanno considerazioni sui procedimenti seguiti e i valori
trovati.
Conclusioni: Molte sostanze di uso comune in casa e in cucina sono acidi o basi. Per capire se una
sostanza è acida, basica o neutra se ne misura il pH utilizzando un indicatore a cartina o un pHmetro.
I valori minori di 7 indicano una sostanza acida, il valore 7 corrisponde alla neutralità, i valori
maggiori di 7 indicano una sostanza basica.
Produzione a carico degli alunni: Tabella con le sostanze analizzate e i corrispondenti ph.
Relazione di laboratorio riportante le seguenti indicazioni: Titolo e scopo, materiale utilizzato,
descrizione esperienza, eventuali schemi grafici, fotografie e disegni, conclusioni.
Nuclei del sapere:
controllati
CLASSI SECONDE SECONDARIA
Laboratorio 16: Indicatore di ph fatto in casa
Prerequisiti: soluzioni, concetto di acidità e basicità di una soluzione, pH, uso di un indicatore(lab
15)
Scopo: Produrre facilmente una soluzione utilizzabile come indicatore di pH e capire che molte
sostanze naturali (per esempio i pigmenti vegetali) sono sensibili alle variazioni di pH.
Materiale utilizzato: Cavolo rosso, acqua demineralizzata, becker termoresistente da 500cc, piastra
riscaldante, sistema di filtrazione ( vedi lab. 14) o colino a maglie fitte, provette e portaprovette,
alcune sostanze utilizzate nel laboratorio 15 : aceto, sugo di limone, acqua gasata, ammoniaca
diluita… per le quali gli alunni hanno già un valore di pH misurato., quaderno per prendere appunti.
Descrizione dell'esperienza: I docenti introducono il laboratorio dicendo che molti pigmenti
vegetali sono sensibili al pH e cambiano colore a seconda del suo valore. Essi possono diventare
degli indicatori se possiamo costruire una scala cromometrica per pH noti.
A questo scopo si presta bene il pigmento contenuto nel cavolo rosso.
Estrazione: si taglia una parte del cavolo a fette sottilissime, si mette nel becker da 500cc coperto di
acqua demineralizzata, si porta ad ebollizione sulla piastra riscaldante e si fa bollire per circa 15, 20
minuti. Si spegne la piastra e si procede, quando la temperatura è un po' scesa, alla filtrazione (vedi
lab. 14). La soluzione così ottenuta ha una intensa colorazione blu dovuta ai pigmenti antociani
contenuti. E' possibile conservarla in bottiglia chiusa in frigorifero per qualche giorno.
E' bene che i docenti abbiano preparato preventivamente l'estratto in modo da fornirlo ai
ragazzi già raffreddato, quello appena prodotto potrà essere a sua volta utilizzato con un'altra
classe.
Gli alunni hanno a disposizione alcune sostanze usate nel laboratorio precedente con il loro valore
di pH e possono utilizzarle per testare il nuovo indicatore: con sostanze acide il succo di cavolo
rosso diventa il fuxia, con valori basici diventa verde.
Conclusioni: Esistono pigmenti vegetali come gli antociani che sono sensibili all'acidità o alla
basicità e cambiano colore al variare del pH. Essi possono essere usati per produrre indicatori
Produzione a carico degli alunni: Tabella con le sostanze analizzate , i corrispondenti ph e i colori
assunti dal succo di cavolo rosso. Relazione di laboratorio riportante le seguenti indicazioni: Titolo
e scopo, materiale utilizzato, descrizione esperienza, eventuali schemi grafici, fotografie e disegni,
conclusioni.
Nuclei del sapere:
controllati
CLASSI TERZE SECONDARIA
Laboratorio 17: Galleggia o affonda?
Prerequisiti: massa, volume, densità (lab. 10), soluzioni e loro concentrazione (lab. 13)
Scopo: Capire qual è la condizione per cui un corpo immerso in acqua galleggia o affonda.
Materiale utilizzato: un uovo fresco, bilancia da laboratorio, sale da cucina, acqua, spatola,
bacchetta di vetro, 4 becker da 200cc, 1 becker da 100cc., scotch di carta, quaderno per appunti.
Descrizione dell'esperienza: Il laboratorio comincia con una discussione guidata della classe sul
galleggiamento dei corpi: qual è la condizione perché un corpo galleggi in un liquido? Brain
storming e formulazione di ipotesi. Gli alunni dovrebbero individuare tra i fattori che determinano il
fenomeno, la densità del corpo rispetto a quella del liquido.
I docenti mostrano l'uovo e preparano una serie di esperimenti sul suo galleggiamento
1) Si riempie il primo becker di acqua del rubinetto fino a circa 100cc, si contraddistingue il
contenitore utilizzando scotch di carta con denominazione “acqua del rubinetto” e vi si immerge
l'uovo: osservazione del comportamento: galleggia o va a fondo? Gli alunni registrano il
comportamento sul quaderno. Se l'uovo è fresco, andrà a fondo. Per avere dei buoni risultati è
importante che l'uovo abbia meno di una settimana ma non è necessario che sia freschissimo, anzi,
prediligere uova deposte da almeno 3 giorni.
2) Calcolo della densità dell'uovo: utilizzando il metodo dell'immersione si calcola il volume
dell'uovo, si pesa l'uovo con la bilancia, se ne calcola la densità con il rapporto massa/vilume.
3) Si prendono tre becker da 200 cc, si contrassegnano con i numeri 1,2,3 utilizzando il nastro di
carta, si pesano, se ne annota la massa sul quaderno.
4) Preparazione della prima soluzione di acqua e sale: pesare 75g di cloruro di sodio con la bilancia,
versare in un nuovo becker da 200 cc, aggiungere acqua portando il volume a 200cc, utilizzando un
agitatore, facilitare il passaggio in soluzione. La soluzione così preparata è satura.
5) Determinazione della densità della prima soluzione: si pesa il becker da 100 cc, si fa la tara, si
prelevano 50 cc di soluzione misurandoli nel becker da 100 cc e si pesano. Si calcola il valore della
densità della soluzione facendo il rapporto massa/volume. Questa prima soluzione si versa nel
becker 1 in quantità tale da poter immergere l'uovo.
6) Si immerge l'uovo nella soluzione 1 e se ne annota il comportamento.
7) Preparazione della seconda soluzione di acqua e sale: si preleva una parte della sol 1 (100 cc) e la
si diluisce in proporzione 1:2 con acqua
8) Con lo stesso procedimento del punto 5 se ne determina la densità.
9)Si travasa la soluzione del becker contrassegnato con 2, vi si immerge l'uovo e se ne annota il
comportamento.
10) Preparazione della terza soluzione di acqua e sale: si preleva una parte della sol 2 (100 cc) e la
si diluisce in proporzione 1:2 con acqua.
11) Con lo stesso procedimento del punto 5 se ne determina la densità.
12) Si immerge l'uovo nella soluzione 3 e se ne annota il comportamento.
13) Discussione guidata della classe sui risultati ottenuti: Dove l'uovo galleggia? Dove va a fondo?
Dove l'uovo rimane in equilibrio? Che cosa si può ricavare dal confronto delle densità?
ATTENZIONE: spiegare agli alunni che la densità dell'uovo dipende dalla sua struttura
interna: l'uovo non è un corpo omogeneo, presenta delle camere d'aria che aumentano col
passare dei giorni, e di conseguenza la sua densità diminuisce. Questo fa sì che un uovo non
fresco possa galleggiare anche in soluzioni relativamente poco concentrate e, al contrario, un
uovo di giornata (appena deposto) tenda ad affondare anche in soluzioni molto concentrate.
Ecco perché in cucina, un buon metodo per saggiare la freschezza della uova è proprio quello
di immergerle in acqua del rubinetto: l'uovo fresco deve stare sul fondo.
Conclusioni: Se si immerge un uovo in una soluzione acquosa, il suo comportamento dipende dalla
densità della soluzione: in soluzioni meno dense dell'uovo esso affonda, in soluzioni più dense
galleggia.
Questo risultato può essere generalizzato per tutti i corpi.
Nuclei del sapere:
- Il metodo scientifico
controllati
osservazione e monitoraggio sia in situazioni controllate di laboratorio .
CLASSI TERZE SECONDARIA
Laboratorio 18: L'acqua e la corrente elettrica
Prerequisiti: Soluzioni (lab. 13), elementi di elettricità: corrente elettrica, circuito elementare.
Scopo: Capire quando l'acqua conduce corrente
Materiale utilizzato: Più set formati da:Grosso barattolo di vetro (Tipo conserva o marmellata),
Acqua demineralizzata, cloruro di sodio, pila da 9 Volt, foglio di alluminio da cucina, 2 mollette, 1
piccola lampadina da 12 V con corrispondente portalampade, clip precablata per collegamento a
pila da 9 V.
Descrizione dell'esperienza: I docenti preparano varie postazioni con i materiali previsti. Gli
alunni si dividono in un numero di gruppi corrispondenti.
Preparazione della cella elettrolitica: ri tagliano due pezzi di foglio di alluminio delle dimensioni di
15cmX15cm. Si piegano a fisarmonica ottenendo due elettrodi larghi circa 3 cm. Si fissano alle
pareti del barattolo, piegandoli intorno al bordo e bloccandoli con una molletta, si pongono uno di
fronte all'altro avendo cura che non si tocchino fra loro.
Prendere due pezzi di filo elettrico isolato di circa 15 cm, spelarne le estremità per una lunghezza
di circa 15 mm, stringere un'estremità di ciascun filo tra l'elettrodo di alluminio e la molletta.
Collegare l'estremità libera di un filo ad uno dei cavi della clip della pila, collegare i due
collegamenti elettrici del portalampadina ai due fili rimasti liberi, realizzando in questo modo un
circuito in serie. Collegare la mila mediante la clip.
1) contenitore senza acqua: gli alunni osservano e notano che la lampadina è spenta. Nel circuito
non passa corrente perché è aperto.
2) Si versa nel barattolo acqua demineralizzata fino a coprire gli elettrodi per almeno 5 o 6 cm: gli
alunni osservano e notano che la lampadina è spenta. L'acqua demineralizata non conduce corrente.
N.B. Se sono presenti impurità anche in tracce, si può avere un leggero scorrimento di corrente
insufficiente per accendere la lampadina ma rilevabile da un dispositivo più sensivile della
lampadina.
3) Versare 1 cucchiaino di sale da cucina nella cella: gli alunni osservano e notano che la lampadina
si accende. La luminosità è funzione del livello di saturazione della soluzione.
4) Si prova lo stesso dispositivo con l'acqua del rubinetto: gli alunni osservano e notano che la
lampadina si accende anche se con un'intensità inferiore.
OSSERVAZIONE: DURANTE IL PASSAGGIO DI CORRENTE NELLA CELLA SI OSSERVA
ABBONDANTE SVILUPPO DI GAS IN CORRISPONDENZA DEGLI ELETTRODI, DOVUTO
ALLA DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA DELL'ACQUA.
Conclusioni: L'acqua demineralizzata non conduce corrente, infatti se inserita in un circuito non lo
chiude. Al contrario, una soluzione contenente sostanze saline (anche l'acqua del rubinetto) conduce
corrente.
Nuclei del sapere:
- Il metodo scientifico
controllati
osservazione e monitoraggio sia in situazioni controllate di laboratorio .

Acqua - Graduatorie provvisorie classi tempo pieno e 32 ore

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