Laboratorio del sapere scientifico
L'acqua
Miscugli omogenei ed eterogenei
Scuola secondaria di primo grado
Classi 2ªA e 2ªB
Collocazione del percorso effettuato nel curricolo
verticale:
•
Fase conclusiva del ciclo di istruzione relativo ad un
Istituto Comprensivo
Obiettivi essenziali di apprendimento:
•
Sapere osservare,
differenze;
cogliere
uguaglianze
e
•
Saper formulare ipotesi e predisporre semplici
esperimenti per verificarle;
•
Sapere descrivere ciò che si osserva utilizzando un
linguaggio scientifico;
•
Saper utilizzare le proprie conoscenze matematiche
in contesti diversi.
Elementi salienti dell'approccio metodologico:
•
Didattica laboratoriale: sono state proposte
situazioni
di
apprendimento
stimolanti
e
problematiche, nelle quali gli alunni sono stati
chiamati a fare osservazioni, porsi domande e
formulare ipotesi, per arrivare, infine a condividere,
attraverso la mediazione dell'insegnante, modelli e
spiegazioni dei fenomeni naturali.
•
Lezione frontale interattiva, all'interno della quale il
docente agisce da facilitatore del confronto e delle
discussioni con e tra gli alunni.
•
Materiali: acqua, sabbia, terriccio, olio, coloranti,
sale, zucchero.
•
Apparecchi: LIM, ipad (apparecchi forniti dalla
scuola ad ogni singolo alunno, grazie al progetto
"senza libri nello zaino").
•
Strumenti: vetreria presente nel laboratorio di
scienze della scuola, bilance, fornellini ad alcool,
fornelli elettrici, termometri.
Ambienti in cui è stato sviluppato il percorso:
A. Aula;
B. Laboratorio scientifico.
Tempo impiegato:
A1. Formazione degli insegnanti per la preparazione di esperienze pratiche
costruttive (prof. Franco Rapetti, 18 giugno e prof.sa Silvia Nannizzi, 25
giugno);
A2. Incontri di raccordo per concordare le tematiche da affrontare nei diversi
ordini di scuola secondo un curricolo verticale a spirale (settembre/ottobre);
B. Novembre/dicembre= 10 ore;
C. Attività di laboratorio= 9 ore;
Attività di rielaborazione digitale dell'esperienze= 15ore;
Attività
di presentazione delle esperienze effettuate dai vari gruppi mediante lezioni
interattive= 9 ore. Per un totale di 33 ore.Periodo: gennaio/aprile
E. 4 ore
Miscugli eterogenei
Esperimento n.1
Mescoliamo l'acqua con del terriccio all'interno di un
becher e di una provetta e agitiamo:
Osservazioni:
•
Il colore dell'acqua cambia, molto torbida sul fondo, più chiara in
superficie.
•
Via via che passa il tempo le particelle di terriccio più grandi si
depositano sul fondo e l'acqua diventa più chiara.
•
Le particelle più leggere galleggiano.
Come possiamo separare l'acqua dal terriccio?
Abbiamo fatto diverse proposte:
1) Filtrare l'acqua con una spugna
2) Far evaporare l'acqua
3) Travasare lentamente l'acqua
4) Filtrare l'acqua con le carte da filtro presente nel laboratorio
Dopo diverse discussioni abbiamo deciso di procedere in 2 modi:
filtrazione e travaso.
Con molta pazienza abbiamo filtrato l'acqua presente nel becher.
Osservazioni:
Il filtro è molto sporco di terra.
L'acqua filtrata è color paglierino, un po' torbida.
Perché l'acqua non è limpida?
Ipotizziamo che affinché l'acqua ritorni limpida ci sia
necessità di filtrare più volte il miscuglio.
•
Procediamo ora con l'altro
metodo proposto, la
professoressa ci dice che tale
metodo si chiama
decantazione.
Osservazioni:
Esperimento n.2
Mescoliamo in acqua un po' di sabbia
Osservazioni
•
L'acqua è meno torbida
•
La sabbia non si scioglie nell'acqua
Come possiamo separare la
sabbia dall'acqua?
Tutti d'accordo! Abbiamo deciso di procedere
con le stesse tecniche del primo esperimento:
filtrazione e decantazione.
Osservazioni
L'acqua filtrata è molto più chiara di quella dell'esperimento 1
Perché?
Forse la sabbia non contiene sostanze che si sciolgono in
acqua. I granuli di sabbia sono tutti uguali a differenza di quelli
del terriccio.
Esperimento n.3
Mescoliamo in acqua un po' di olio
Abbiamo messo acqua e olio sia in una provetta sia
in un vasetto chiuso con coperchio e li abbiamo
agitati forte e poi li abbiamo fatti riposare.
Osservazioni
•
L'olio si mescola con l'acqua
formando tante bollicine
•
Sulle pareti della provetta ci
sono gocce di olio
•
L'acqua non è chiara
•
Passato un po' di tempo,
osserviamo che l'olio si
separa dall'acqua e vi
galleggia sopra. Questo
accade perché il peso
specifico (P/V) dell'olio è
minore di quello dell'acqua
Come possiamo separare l'acqua
dall'olio?
Abbiamo fatto diverse proposte
•
Con una pipetta
"succhiamo" l'olio
•
Con il metodo della
decantazione
•
Con un cucchiaio
raccogliamo l'olio
Miscugli omogenei
Esperimento n.4
Acqua e zucchero
•
Abbiamo messo
dell'acqua in una
provetta e un
cucchiaino di
zucchero, abbiamo
mescolato e osservato
il nuovo miscuglio
Osservazioni:
•
Lo zucchero si è sciolto
(non si vede più)
•
Anche se lasciamo a
riposo il miscuglio lo
zucchero non si deposita
sul fondo come faceva il
terriccio.
•
Il miscuglio è limpido
La professoressa ci dice che una miscela omogenea
di due o più componenti si chiama soluzione.Il
componente più abbondante si chiama solvente e il
componente meno abbondante si chiama soluto.
Osservazioni:
•
•
Dopo aver aggiunto di
nuovo un cucchiaino
di zucchero, abbiamo
notato che anche
mescolando, un po'
non si scioglie, ma si
deposita sul fondo
La soluzione è satura cioè contiene la massima quantità
possibile di soluto.
Esperimento n.5
Come possiamo aumentare la solubilità di un
soluto in soluzione?
Acqua e sale
Abbiamo preso due
provette con la stessa
quantità d'acqua e
abbiamo sciolto nella
prima 2 gr. di sale fino e
nella seconda 2 gr. di
sale grosso.
Osservazioni:
•
Il sale fino si è sciolto facilmente dopo averlo
mescolato
•
Il sale grosso richiede molto più tempo, e anche
dopo un energico mescolamento, una parte si
deposita ancora sul fondo
Perché?
•
Abbiamo fatto diverse ipotesi, pensando che anche
lo zucchero in polvere si scioglie più velocemente di
una zolletta di zucchero
•
L'acqua riesce ad attaccare più facilmente il solido
quando esso è finemente suddiviso
•
Tantissime piccole particelle hanno un'estensione di
superficie maggiore di quella di poche particelle
grandi
Come possiamo sciogliere il sale
rimasto sul fondo?
Tutti d'accordo: riscaldandolo!
Mettiamo la soluzione a
riscaldare
Osservazioni:
Appena la temperatura della
soluzione aumenta il sale comincia
a sciogliersi completamente
Perché?
Se aumentiamo la temperatura le particelle di acqua hanno
più energia per attaccare le particelle del sale
Conclusioni
La velocità con cui il sale si è sciolto nell'acqua
aumenta con:
1. L'estensione della superficie di contatto
2. Con il mescolamento
3. Con la temperatura
Esperimento n.6
Come separare il soluto dal solvente
Abbiamo preparato due soluzioni di acqua e sale,
abbiamo deciso di separarli attraverso l'evaporazione
del solvente. Per vedere l'evaporazione a velocità diverse
decidiamo di usare un fornellino elettrico e un fornellino ad alcool.
Mentre aspettiamo facciamo delle ipotesi: secondo noi
la soluzione bollirà ad una temperatura maggiore di
100ºC (temperatura di ebollizione dell'acqua) perché
con il sale sciolto, la soluzione è "più pesante" quindi le
molecole per passare allo stato di vapore hanno
bisogno di energia maggiore (circa 110ºC)
Nella soluzione riscaldata con il fornellino elettrico
l'acqua evapora velocemente e possiamo così
rivedere il sale con un aspetto un po' diverso
(sembra neve!)
Nella soluzione riscaldata sul
fornellino ad alcool l'evaporazione
avviene lentamente. Cerchiamo di
raccogliere l'acqua che evapora con
un
contenitore
freddo
(condensazione) e assaggiandola
notiamo che non è più salata.
L'aspetto del sale raccolto è diverso da quello
precedente, i cristalli sono leggermente più grandi.
Abbiamo poi lasciato ad evaporare per una settimana una
soluzione acqua + sale inserendo nel recipiente anche dei
cartoncini per facilitare il processo.
Questo è il risultato:
OSSERVAZIONI:
- I cristalli di sale sono ancora diversi da quelli ottenuti con
l'ebollizione dell'acqua.
-I cristalli sono più grandi, a forma di parallelepipedo,
concentrati sulle pareti e lungo i cartoncini.
-Il Cloruro di sodio può cristallizzare in molte forme
diverse.
PERCHÉ IL SALE SI SCIOGLIE
NELL'ACQUA?
Oggi abbiamo studiato!
Siamo andati a ricercare sui libri com'è la struttura
delle molecole dell'acqua e del sale.
Con la plastilina abbiamo poi provato a riprodurre ciò
che accade quando si forma una soluzione. Ogni
granellino di sale è costituito da molte molecole di
cloruro di sodio legate fra loro da forti legami.
Le molecole di acqua (H2O) hanno il compito
di indebolire, fino a spezzare questi legami
APPROFONDIMENTO:
L'Acqua, formata da 2 atomi di idrogeno e uno di ossigeno, è
una molecola polare cioè possiede una parziale carica
negativa nella zona dell'ossigeno, e una parziale carica
positiva nella zona dell'idrogeno.
Anche ogni cristallo di sale è costituito
da una struttura regolare di atomi dotati
di carica: ioni di
e ioni di
Quando il sale viene a contatto con
l'acqua gli ioni
attraggono
la parte positiva delle molecole
dell'acqua
La stessa cosa accade per gli
ioni
e la parte negativa
dell'acqua.
Gli ioni posti sulla superficie del cristallo si staccano,
esponendo all'azione dell'acqua altri ioni che subiscono
la stessa sorte; il sale piano piano si scioglie.
L'acqua è un ottimo solvente, ma non è in grado di
sciogliere tutte le sostanze.
Simile scioglie simile!
Cioè le sostanze polari si sciolgono nei solventi polari.
Esperimento n. 7
Prendiamo 2 provette con lo
stesso volume di H2O e
aggiungiamo quantità diverse
di soluto (colorante blu solubile
in acqua)
Osserviamo:
•
Le soluzioni hanno un'intensità di
colore diverso
Perché?
•
La colorazione dipende dalla
quantità del soluto.
•
Le soluzioni hanno una diversa
concentrazione.
•
Poiché i volumi delle soluzioni
sono uguali, l'aumento della
concentrazione dipende
dall'aumento della massa del
soluto.
•
Se dimezziamo il volume del
solvente come possiamo
avere sempre la stessa
concentrazione (cioè lo
stesso colore)?
•
Subito abbiamo ipotizzato che
anche la quantità di soluto
dovrà essere dimezzata.
Alcuni modi per esprimere la concentrazione di una
soluzione
Massa
del
soluto
(g)
C=
x100 % Massa-volume
Volume della soluzione (ml)
Oppure
Massa del soluto (g)
C=
Volume della soluzione (l)
Grammi per litro
Esperimento n.8
La concentrazione
Riflessioni:
Dall'esperimento n.7 abbiamo capito che la
concentrazione della soluzione è indipendente dal
volume che si considera, poiché è funzione solo del
rapporto quantitativo fra soluto e solvente.È diversa
invece la quantità di soluto presente nella soluzione, la
quale dipende ovviamente dal volume che si
considera.
Le soluzioni che abbiamo preparato risultano ugualmente
concentrate pur contenendo quantità differenti di soluto.
Preparazione di 50 ml di una soluzione acquosa di
sale ad una determinata concentrazione (20 gr./l)
•
Sfruttiamo le nostre conoscenze matematiche: le
proporzioni!
•
20 g : 1000 ml=X:50 ml.
•
Quindi dopo aver pesato con precisione1 g di sale lo
abbiamo sciolto in acqua fino a raggiungere 50 ml.
Ecco preparata una soluzione con C= 20 g./l
X=1 g
Esperimento n. 10
Ci siamo impegnati per cercare di capire quanto soluto
dovevamo pesare:
20 : 100 = x : 250
X=50g
•
Dopo aver pesato 50g di zucchero lo abbiamo sciolto in acqua
fino a raggiungere il volume totale di 250 ml.
•
Importante: Abbiamo capito che ogni volta che si effettua una
misura è possibile compiere degli errori che possono dipendere
dalle condizioni in cui viene fatta la misurazione oppure da
un'imperfezione dello strumento usato.In ogni caso,qualunque sia
la causa dell'errore, si può affermare che ogni misurazione ha
una sua incertezza, e che pertanto è impossibile eliminare del
tutto gli errori. Per trovare la misura più esatta possibile, durante
le nostre esperienze abbiamo ripetuto più volte la misurazione e
poi calcolato la media delle misure effettuate.
Ciao!
Verifica degli apprendimenti
-
Osservazione sistematica durante l'esecuzione delle attività
Valutazione della verbalizzazione delle esperienze
Griglie di verifica
Lezione frontale interattiva da parte di ciascun gruppo di alunni
agli altri
Lezione frontale interattiva.
Ogni gruppo ha esposto alla
classe
l'esperienza
effettuata. La valutazione ha
tenuto conto della capacità
di
comunicare
quanto
compreso con un linguaggio
appropriato.
Griglia di valutazione riassuntiva
Area Scientifica
Osserva e descrive oggetti, materiali e procedure, attraverso
l’uso di opportuni strumenti.
1
2
3
4
5
Esegue esperienze di laboratorio
1
2
3
4
5
Documenta le proprie esperienze anche con tabelle e grafici
1
2
3
4
5
Verbalizza sulle esperienze condotte
1
2
3
4
5
Produce testi scritti sulle esperienze condotte
1
2
3
4
5
Riconosce e descrive le relazioni causa-effetto nelle
esperienze concrete
1
2
3
4
5
Riconosce, individua e descrive le relazioni causa-effetto nei
fenomeni naturali
1
2
3
4
5
Conosce le principali problematiche scientifiche trattate
1
2
3
4
5
Prevede la conseguenza logica di semplici azioni di vita
quotidiana
1
2
3
4
5
Fa supposizioni in situazioni concrete
1
2
3
4
5
Fa deduzioni in situazioni di vita quotidiana
1
2
3
4
5
Trova possibili soluzioni o sviluppi di eventi
1
2
3
4
5
Individua l’elemento mancante per poter risolvere un’azione
1
2
3
4
5
Risolve un problema quotidiano ricercando una successione
di azioni che conducono allo scopo finale
1
2
3
4
5
Giustifica le scelte effettuate
1
2
3
4
5
Legenda:
1=Non sufficiente
2=Sufficiente
3=Buono
4=Distinto
5=Ottimo
Risultati ottenuti
Grazie alla pratica laboratoriale è migliorato
l'aspetto relazionale di ogni singolo alunno. Tutti
gli alunni hanno interagito, cooperato, riflettuto,
progettato e rispettato accordi comuni e impegni
presi.
Ogni alunno ha dato il proprio contributo come
protagonista in un processo in cui si sono
acquisite competenze.
Il contesto realizzato è stato favorevole
all'apprendimento, gli alunni hanno appreso
divertendosi.
Lo studente in prima persona ha costruito le
sue conoscenze, appropriandosi dei concetti e
imparando ad applicarli in situazioni nuove
Apprendimenti specifici:
•
Sa distinguere un miscuglio omogeneo da uno
eterogeneo
•
Sa riconoscere ed effettuare i principali metodi di
separazione
•
Ha compreso quali sono i fattori che influenzano la
solubilità di un soluto in un solvente
•
Ha compreso il processo chimico di solubilità di soluti
polari in acqua
•
Ha compreso il concetto di concentrazione e sa applicare
le conoscenze matematiche in contesti diversi
Valutazione dell'efficacia del
percorso didattico sperimentato
Sicuramente è stato positivo progettare,
sperimentare e valutare piccoli interventi
didattici con la collaborazione di insegnanti di
ordine diverso (verticalizzazione del curricolo)
La partecipazione dei vari ordini di
scuola al lavoro ha creato progressiva
coerenza, omogeneità, confronto e
condivisione di buone pratiche da parte
di tutti i docenti coinvolti.
Le esperienze verranno disseminate
attraverso la realizzazione di relazioni in
formato ptt, che verranno pubblicate e
integrate nel tempo sul sito della scuola