liic81300x_la luce nella scatola scura

Prodotto realizzato con il contributo della
Regione Toscana nell'ambito dell'azione
regionale di sistema
Laboratori del
Sapere Scientifico
Scuola primaria Capraia Isola
Pluriclasse (classi terza e quinta): Simone,
Francesco, Camilla, Manuel e Lavinia.
Collocazione del
percorso nel curricolo
verticale
L’UOMO, I VIVENTI E L’AMBIENTE
Scoprire la struttura e il funzionamento del corpo
umano: organi e apparati.
Descrivere e interpretare il funzionamento del
corpo come sistema complesso situato in un
ambiente; costruire modelli plausibili sul
funzionamento dei diversi apparati.
Obiettivi di
apprendimento
 Indagare sul processo della visione
 Comprendere che la luce si propaga
e si riflette in linea retta
 Comprendere che la visione si attiva
per effetto dell’ interazione della luce
con i corpi materiali presenti nell‘
ambiente
 Distinguere tra “sorgenti primarie” e
“sorgenti secondarie”
Approccio metodologico
L’esperienza che andremo a descrivere si inserisce all’interno
di un percorso sul corpo umano che vuole fornire un’idea
generale della complessità del suo funzionamento.
Abbiamo creato una situazione esperienziale capace di
stimolare la curiosità e l’interesse degli alunni, ma anche di
fornire degli strumenti per l’esplorazione e la ricerca di
risposte ai dubbi e alle questioni aperte.
Il nostro approccio alle scienze, infatti, ritiene l’esperienza
importante solo se è in grado di stimolare negli alunni
domande e richieste di approfondimento.
Materiali utilizzati
Scatola di cartone con coperchio;
Cartoncino nero;
Torcia;
Tre contenitori cilindrici per rullini fotografici;
Spillo e accendino;
Carta alluminio;
Bomboletta spray nera;
Bastoncino di legno
Ambiente
Aula
scolastica
Tempi
10 ore
Descrizione del percorso
didattico
 La luce e la visione sono fenomeni naturali con cui i
bambini sono a diretto contatto fin dalla più tenera età.
 I bambini razionalizzano ciò che vedono e costruiscono
schemi mentali, “modelli ingenui” con cui spiegare e
rendere prevedibili i fenomeni stessi. Tali schemi
contrastano con gli schemi scientifici con cui
l’insegnamento scolastico vorrebbe sostituirli, per
questo è importante che l’insegnante li conosca per
poterli contrastare.
 Procedere in modo sperimentale offre ai bambini stessi
l’occasione di mettere in crisi tali modelli, presupposto
indispensabile perché avvenga un cambiamento reale
degli schemi mentali e quindi un apprendimento forte.
Fase I - Idee sulla luce
 Durante il primo incontro, abbiamo cercato di
stimolare la conversazione sul fenomeno della
luce per indagare quali fenomeni ottici erano
noti ai bambini e per capire il campo di
esperienze personali spontaneamente associate
alla parola luce: “Cos’è la luce? E il buio?
Descrivetemeli! Cosa fa la luce? Dov’è la luce?
Perché vediamo?”.
 Abbiamo cercato di destare l’attenzione e
l’interesse dei bambini riprendendo l’esperienza
che avevano recentemente vissuto durante una
visita guidata all’interno del Museo del cinema di
Torino.
Fase I - Idee sulla luce
Che cos’è la luce?
“La luce è una fonte luminosa che ti permette
di vedere, senza la luce non potresti vedere
niente”.
“La luce è quando è giorno e tutto è
illuminato”.
Che cos’è il buio?
“Il buio è praticamente il contrario della luce”.
“Il buio viene causato quando la luce si spenge.
Se una stanza è buia è perche non c’ è luce!!!”
Fase I - Idee sulla luce
Dove si trova la luce?
“La luce si trova nelle lampadine, nel sole,
intorno al fuoco o ad una candela accesa”.
Fase I - Idee sulla luce
Perché vediamo?
“Vediamo perché tutto lo spazio in cui ci
troviamo è pieno di luce”.
Fase I - Idee sulla luce
Perché vediamo?
“Vediamo perché la luce illumina gli
oggetti”.
Riflessioni
 Quello che emerge dall’intervista e dai loro
elaborati grafici è che gli alunni considerano
la luce e il buio come due realtà concrete,
indipendenti tra loro: o ci sono o non ci sono.
 La luce è stata identificata con uno stato del
sistema (“è giorno”) oppure con la sorgente
luminosa (inizialmente solo naturale, però
poi parlano di lampadine e candele).
 La luce è quindi anche qualcosa che si
accende: mostrano quindi di confondere la
luce con l’illuminazione.
Riflessioni
 La luce, inoltre, esiste solo
nella porzione di spazio in
cui gli oggetti sono visibili.
La luce non si propaga: se
si accende una candela in
una stanza buia, la luce ci
sarà solo in una piccola
zona che circonda la
fiammella; ad una certa
distanza dalla sorgente
scompare, perde la sua
capacità di illuminare i
corpi; oltre quella zona
quindi c’è il buio.
Riflessioni
 Per quanto riguarda il meccanismo della
visione, sono emerse due idee:
 vediamo perché i nostri occhi sono
come immersi in un “bagno di luce”
che permea l’intero spazio;
 vediamo perché la sorgente luminosa
illumina gli oggetti che vediamo, invia
loro luce (l’occhio in questo caso non
viene considerato nel processo);
 In entrambi i casi, non emerge l’idea che
la luce colpisce l'occhio.
Obiettivo

Vogliamo che gli alunni arrivino a riconoscere che il “far chiaro” in un
ambiente (illuminarlo, cioè, in tutto il suo volume, come sono illuminate
le nostre stanze) è un effetto dell’interazione della luce con gli oggetti
presenti nell‘ambiente, che investiti dalla luce, la diffondono in tutte le
direzioni e quindi anche nel nostro occhio.

Di conseguenza, anche in un ambiente buio, potrebbe esserci anche
fisicamente luce, ma l’ambiente potrebbe non risultare illuminato perché
potrebbe non esserci niente all’interno che lo rifletta verso il nostro
occhio, oppure sono presenti corpi materiali che assorbono
completamente la luce e non la riflettono (ad esempio, oggetti
completamente colorati di nero).

Gli alunni saranno portati a comprendere che in un luogo può esserci luce
anche se non la vediamo e che la luce è qualcosa di dinamico che si
propaga nello spazio e interagisce con i corpi materiali.

In particolare, gli alunni dovranno riconoscere come sorgenti di luce non
solo le lampade, il sole, la fiammella, ma anche tutti gli oggetti che
vediamo. A questo scopo dovremo distinguere tra sorgenti primarie (che
emettono luce bruciando o consumando qualcosa) e sorgenti secondarie
(che ridistribuiscono nello spazio la luce che ricevono dalle sorgenti
primarie).
Esperienza
 Per indagare sperimentalmente questi fenomeni,




abbiamo proposto l’esperimento della scatola
buia, riproducibile in classe senza difficoltà perché
necessita di materiali reperibili facilmente.
Con una bomboletta spray abbiamo annerito,
anche internamente, una scatola di cartone con il
coperchio.
Su tre lati della scatola abbiamo poi praticato un
foro, in modo tale che due fossero allineati ed il
terzo laterale.
In ognuno di essi abbiamo inserito un contenitore
cilindrico per rullini fotografici, con l’apertura
dalla parte esterna della scatola.
Sulla parte chiusa dei contenitori (quella orientata
verso l’interno della scatola) abbiamo praticato
un forellino con uno spillo caldo. Li abbiamo
trasformati così in tre rudimentali cannocchiali.
Esperienza
 Dall’ alto la scatola si presentava
così:
Esperienza
 Abbiamo chiesto ai bambini: “all’interno di
questa scatola secondo voi c’è luce?”
 Tutti hanno risposto di no, perché la scatola
è chiusa da un coperchio e all’interno è
tutta nera, quindi è buio.
 Abbiamo invitato i bambini ad osservare
attraverso i cilindri l’interno della scatola
per avere conferma della loro ipotesi.
 “Se ci fosse luce all’interno, la vedremmo?”
La risposta di tutti è stata affermativa, un
bambino ha sostenuto però che bisognava
essere certi che il forellino praticato fosse
abbastanza grande.
Esperienza
 A turno, su nostro invito, i bambini si sono
posti davanti a ciascun cilindro.
 Il primo bambino, ponendo una piccola torcia
in corrispondenza di uno dei due cilindri
opposti, ha fatto arrivare all’interno della
scatola un fascio di luce (il buco è piccolo e
quindi produce un cono di luce stretto).
 Abbiamo invitato gli altri due bambini a
guardare contemporaneamente dentro la
scatola, il primo attraverso il tubo A, l’altro
attraverso il tubo B.
 Abbiamo chiesto al bambino A: “Adesso c’è luce
dentro la scatola?”. La risposta è stata affermativa.
Abbiamo posto la stessa domanda al bambino B, il
quale però sosteneva di non riuscire a vedere niente,
solo buio.
 Ma allora, la luce c’è o non c’è dentro la scatola?
 Se ne è discusso con i bambini, che a turno si sono
scambiati di posto e hanno avuto modo di guardare
dentro la scatola da entrambe le aperture. Abbiamo
chiesto loro di spiegare perché secondo loro la luce
c’era oppure non c’era. Siamo giunti alla conclusione
che chi sedeva alla postazione A, di fronte alla torcia,
riusciva a vedere la luce, quelli seduti alla postazione
B non la vedevano.
 Abbiamo chiesto ai bambini di spiegare il perché.
 Camilla è intervenuta dicendo che questo
avviene perché la luce “va dritta” negli
occhi. Gli altri erano concordi . Abbiamo
confermato: la luce si propaga in linea retta.
 Un bambino sosteneva invece che
comunque dalla postazione B si sarebbe
dovuta vedere la “scia” di luce che passava
davanti . Perché non la vediamo?
 Perché, spieghiamo, posso vedere soltanto
se il raggio colpisce il mio occhio.
 Per far comprendere meglio ai bambini
che il fascio di luce diventa visibile solo
dopo l’introduzione di corpi materiali che
possano riflettere la luce verso gli occhi
di B, permettendogli di vederla, abbiamo
provato ad introdurre una variante :
abbiamo inserito all’interno della scatola
un bastoncino (anch’esso annerito con lo
spray) a cui è stato incollato ad una
estremità un cartoncino da un lato nero e
dall’altro coperto con la carta argentata.
Foto attività
Facciamo ruotare il bastoncino finché la parte
riflettente non si trova in una posizione
precisa (circa 45°, con il lato riflettente verso
l’interno) che permetta anche al bambino in
posizione B di vedere la luce.
Finalmente anche il bambino B riesce a
vedere il punto luminoso, ma adesso è il
bambino in posizione A a non vedere più!
Chiediamo: “cos’è successo?”
Francesco risponde che il cartoncino che
abbiamo inserito nella scatola ha bloccato
il raggio di luce facendo da barriera, per
questo A non lo vede più.
Allora perché B lo vede?
-”Perché ha rimbalzato” (Manuel).
-”Perché la luce si ferma vicino agli occhi
di B” (Lavinia)
Togliamo il coperchio e mostriamo ai
bambini in quale posizione si trova il
cartoncino e chiediamo loro di disegnare la
scatola dall’alto così come si presenta e il
percorso che secondo loro ha fatto la luce in
questa seconda situazione
 Abbiamo fatto una seconda prova, mettendo il cartoncino




nella stessa posizione, ma con il lato nero verso l’interno.
“Adesso non vede più nessuno!”
Apriamo di nuovo la scatola e mostriamo la posizione del
cartoncino. Cos’è cambiato? Tutti rispondono che
probabilmente il cartoncino è stato messo male. Notano
che al posto della faccia argentata c’è quella nera, ma
non lo ritengono determinante. Per loro dovrebbe bastare
il fatto che esiste una sorta di “muro” (il cartoncino) per
far sì che il raggio “rimbalzi” verso la posizione che
vogliamo noi.
Raccogliamo il primo suggerimento e proviamo a
sistemare il cartoncino cercando la giusta angolazione,
ma il risultato non cambia.
Chiediamo loro: “Perché non arriva a nessuno il raggio?” I
bambini hanno un momento di perplessità. Qualcuno
propone di rimetterlo com’era prima, con la faccia
riflettente verso l’interno.
Con l’ausilio del libro di testo, abbiamo spiegato loro in che modo
si determina il colore degli oggetti: quando la luce colpisce un
oggetto, alcuni raggi colorati vengono assorbiti, altri rimbalzano
indietro, raggiungendo il nostro occhio: per questo motivo noi
vediamo l’oggetto di un determinato colore. I CORPI ROSSI, AD
ESEMPIO, ASSORBONO TUTTI I RAGGI tranne QUELLO ROSSO. I
corpi neri, invece, assorbono tutti i raggi luminosi, mentre i corpi
bianchi rimandano indietro tutti i raggi.
I bambini hanno conseguentemente dedotto che il cartoncino nero
poteva essersi comportato allo stesso modo: aveva assorbito il raggio
luminoso, per questo motivo non si vedeva più la luce.
Dopo aver riflettuto
su queste
esperienze,
abbiamo proposto
questa scheda di
verifica collettiva,
ponendo ai bambini
la seguente
domanda: “Quando
vediamo, quale
relazione si
stabilisce tra questi
tre elementi?”.
Gli alunni hanno
completato
correttamente la
scheda disegnando
i raggi del sole che
colpiscono la matita
e diffondono
raggiungendo
l‘occhi0. Hanno poi
fornito una
spiegazione del
perché vediamo.
Risultati ottenuti
Valutazione dell’efficacia del
percorso
 Per indagare la luce ed il suo funzionamento, siamo
partiti dall’osservazione concreta del fenomeno
attraverso un semplice esperimento. Abbiamo stimolato
la loro curiosità coinvolgendoli nella costruzione della
scatola buia, ma è stato il momento dell’osservazione
che ha interessato maggiormente gli alunni, che
spontaneamente hanno posto domande, espresso
dubbi, formulato ipotesi su ciò che osservavano.
 I bambini hanno scelto di esprimere le proprie idee
anche attraverso dei disegni, che ci hanno permesso di
comprendere meglio le loro convinzioni sul fenomeno
osservato e poter così partire da esse per porre loro
domande-stimolo.
Risultati ottenuti
Valutazione dell’efficacia del
percorso
 Alla fine del percorso è stata svolta una verifica di
gruppo, dove i bambini, prima di rispondere al quesito
da noi posto, sono stati lasciati liberi di confrontarsi.
Dalle loro considerazioni durante la discussione e dalla
risposta fornita successivamente al quesito è emerso
che l’esperienza è stata significativa poiché sono stati
capaci di applicare correttamente i concetti appresi.
 Si è avuto cioè un reale cambiamento nella mappa
mentale degli alunni, che traendo conclusioni corrette,
hanno dimostrato che la situazione di apprendimento
sperimentale vissuta è stata efficace.