Metodo scientifico in classe terza: esperimenti sull’aria (2).

Dopo aver immaginato di diventare futuri scienziati e scienziate, studiato il metodo scientifico e carpito i segreti della materia…  in queste settimane ci siamo concentrati sulla materia inorganica e in modo particolare su acqua e aria. Abbiamo ripreso gli esperimenti sull’acqua avviati già dalla prima (stati dell’acqua, trasformazioni in base alla temperatura, galleggiamento di oggetti e sostanze, reazioni), focalizzato l’attenzione sulla sua importanza ripreso in mano il ciclo dell’acqua visto in seconda con un lapbook esemplificativo e raccolto tutte le informazioni utili da sapere.  Quest’anno abbiamo approfondito questi temi in maniera più dettagliata e ci siamo concentrati anche su alcuni aspetti trascurati in precedenza come, ad esempio, si è formata l’acqua sul nostro Pianeta. Per quanto riguarda il suolo abbiamo iniziato a ragionarci su lo scorso anno… quando abbiamo trafficato in classe con terriccio e piantine per creare il nostro meraviglioso giardino verticale. Quest’anno invece vedremo la composizione del suolo nei suoi multistrati, realizzeremo un semplice lapbook e osserveremo le caratteristiche del suolo in riferimento agli esseri viventi. Ma se ne riparlerà con il rientro dalla vacanze natalizie. Per quanto riguarda l’aria invece ci siamo concentrati sulla sua composizione e sulle caratteristiche fondamentali concentrandoci anche sui fenomeni atmosferici ma per addentrarci meglio sulle sue caratteristiche ho deciso di proporre un laboratorio intensivo. La classe è stata divisa in quattro gruppi di lavoro operanti come dei veri e propri scienziati.

Abbiamo lavorato prendendo in riferimento il metodo scientifico quindi avanzando delle ipotesi e procedendo a verificarle. Ad ogni gruppo è stata assegnata una missione in modo da dimostrare che l’aria: occupa uno spazio; ha un suo peso; si muove; “produce” combustione. Ogni dimostrazione è stata portata avanti con un piccolo esperimento guidato da me… ma effettuato da loro. A nostra disposizione una serie di strumenti di lavoro: palloncini, nastro adesivo, barattolo in vetro, candela, acqua, accendino,  filo di lana, una terrina in vetro, carta velina,  bastoncini in legno (tipo spiedino), uno spillo, forbici. Ogni gruppo è stato dotato degli strumenti necessari per il proprio esperimento e di una SCHEDA prestampata  dove annotare le fasi dell’esperimento e le conclusioni. 

Gruppo1. Missione: dimostrare che l’aria occupa uno spazio. Laboratorio “C’è un buco nel palloncino!

  • Strumenti a disposizione: palloncini, nastro adesivo, spillo, una terrina in vetro piena d’acqua, fiato in gola 😉 o pompetta per gonfiare i palloncini.
  • Fasi dell’esperimento: 1. Gonfiare bene un palloncino e con uno spillo farlo scoppiare; 2. Gonfiare un altro palloncino (lasciandolo un po’ meno teso del precedente) e applicare su una parte della superficie un pezzettino di nastro adesivo: infilare lo spillo nella parte con il nastro adesivo e verificare cosa accade (l’aria uscirà lentamente e via via il palloncino si sgonfierà); 3. Ripetere la procedura 2 ma immergendo il palloncino forato all’interno di una terrina piena d’acqua facendo attenzione che l’acqua sommerga la parte forata.
  • Osservazioni: l’aria immessa nel palloncino ha occupato lo spazio all’interno del palloncino e infatti lo ha gonfiato. In questo caso emerge che è come se riuscissimo a vedere che forma ha occupato l’aria immessa nel palloncino.  La nostra esperienza ci dice che forando con uno spillo il palloncino… questo esploderebbe creando rumore e facendo uscire tutta l’aria con una forza incredibile. Affinché ciò non accada dobbiamo trovare delle strategie per rendere più resistente la superficie del palloncino e fare in modo che l’aria esca lentamente. Praticando un foro, con l’apposito accorgimento del nastro adesivo (che rende la superficie del palloncino più resistente) risolviamo il problema e osserviamo che man mano che l’aria esce fuori dal palloncino questa libera lo spazio all’interno sgonfiandolo. Immergendo il palloncino in acqua abbiamo la possibilità di osservare la spinta che genera la pressione dell’aria mentre fuoriesce dal palloncino andando ad occupare un altro spazio e muovendo l’acqua spessa (creando delle bollicine dovute allo spostamento).
  • Domande mirate durante e dopo l’esperimento: Come possiamo imprigionare l’aria nel palloncino e non farla più uscire?C’è qualche altro modo in cui l’aria può uscire… magari da qualche altro oggetto che conoscete? (pensiamo alla ruota di una bicicletta ad esempio…) – Perché se foriamo il palloncino con uno spillo senza nastro isolante questo provoca tutto quel rumore?Quando esplode un palloncino… cosa accade? – Come questo esperimento ci ha dimostrato che l’aria occupa uno spazio?

Gruppo2. Missione: dimostrare che l’aria ha un suo peso. Laboratorio “Una bilancia speciale

  • Strumenti a disposizione: bastoncini di legno per spiedini; filo di lana; palloncini; fiato in gola 🙂 o pompetta; nastro adesivo.
  • Fasi dell’esperimento: 1. costruire una semplice bilancia utilizzando dei bastoncini di legno, nastro adesivo e un filo di lana; 2. appendere alle estremità della bilancia due palloncini sgonfi con un filo di lana e verificare il peso di entrambi vuoti tenendo in equilibrio con il filo di lana; 3. sempre tenendo in equilibrio il filo e il bastoncino sospeso, gonfiare uno dei due palloncini e vedere cosa accade alla bilancia.
  • Osservazioni: quando sistemiamo i due palloncini vuoti la bilancia è in equilibrio perché hanno lo stesso peso (della plastica del palloncino stesso) ma immettendo l’aria all’interno di un palloncino questo si gonfia e riempiendolo fa sbilanciare la lunga bacchetta che penderà verso  quella parte dimostrando che l’aria all’interno del palloncino ha un peso. Teniamo presente che pesare l’aria non è semplice perché servirebbero strumenti di altissima precisione. Per farlo elaboriamo il nostro modello di bilancia unendo tre bastoncini di legno, trovando il punto centrale e legandoci un filo di lana alla cui estremità fissiamo un’altra bacchetta come sostegno. Alle estremità opposte della “bilancia” leghiamo altri due fili di lana che serviranno da supporto per appendere i palloncini.
  • Domande mirate durante e dopo l’esperimento: Cosa accade se provassimo a forare il palloncino gonfio come nell’esperimento 1?Se prendo una bottiglietta vuota e poi la chiudo con un tappo… questa avrà al suo interno dell’aria?Occuperà uno spazio? Eserciterà una forza e una pressione?
  • In seguito a questo semplice esperimento abbiamo provato effettuare lo stesso proposto in questo video. E’ stato davvero interessante!

Gruppo3. Missione: dimostrare che l’aria si muove. Laboratorio “La fabbrica del vento”

  • Strumenti a disposizione: un termosifone (o una fonte di calore come ad esempio una lampada da tavolo); un bastoncino in legno (tipo spiedino); striscioline di carta velina o carta igienica.
  • Fasi dell’esperimento: 1. Preparare alcune striscioline di carta e incollarle orizzontalmente sul bastoncino di legno; 2. tenere sospeso in bastoncino orizzontalmente, stando immobili e osservare quanto accade; 3. avvicinare il bastoncino sopra la fonte di calore e osservare cosa accade prestando attenzione alla temperatura dell’aria.
  • Osservazioni: Quando le striscioline di carta vengono sistemate sopra la fonte di calore queste si muovono perché l’aria calda, essendo più leggera di quella fredda, sale verso l’alto prendendo il suo posto e generando uno spostamento che fa muovere la carta.
  • Domande mirate durante e dopo l’esperimento: Se sposto la fonte di calore in alto… le striscioline si muoveranno ugualmente?Avete mai percepito tanta aria muoversi? Come ve ne accorgete?Il fenomeno che genera un movimento veloce dell’aria come si chiama? Come si genera il vento?

Gruppo4. Missione: dimostrare che l’aria “produce” combustione. Laboratorio “Fuoco mangia aria“.

  • Strumenti a disposizione: una terrina in vetro; una candela; un accendino o fiammifero; acqua; un contenitore in vetro alto e stretto.
  • Fasi dell’esperimento: 1. Fissare la candela sul fondo di una terrina riempita con un po’ d’acqua; 2. Accendere la candela e infilare il barattolo sulla candela facendo attenzione a non spegnere la fiamma; 3. osservare cosa accade.
  • Osservazioni: La candela, dopo un po’ si è spenta e l’acqua ha riempito parte del bicchiere. La fiamma ha bruciato sino a quando dentro il bicchiere c’era l’aria (e in modo particolare l’ossigeno che permette la combustione) ma una volta che l’ossigeno è stato consumato dal fuoco per bruciare… questo ha fatto spegnere la candela. L’acqua invece ha riempito solo lo spazio liberato dall’ossigeno consumato.
  • Domande mirate durante e dopo l’esperimento: Cosa significa combustione? Come possiamo verificare che ci sia ossigeno? (faccio esempio sulle miniere…) Perché la fiamma si è spenta? Per quale motivo, una volta consumato l’ossigeno, l’aria è salita di livello all’interno del barattolo? Cosa abbiamo dimostrato?

Al termine dell’esperienza ci siamo goduta una bella ricreazione e poi ci siamo dedicati alla raccolta dei dati compilando la scheda prestampata. Ogni gruppo ha avuto modo di ricordare l’esperienza e confrontarsi con i propri compagni, gestendo il lavoro da veri scienziati e focalizzando l’attenzione sulle fasi del metodo scientifico. Durante tutte le fasi del nostro lavoro, sia per quanto riguarda la preparazione degli strumenti (alcuni costruiti e messi a punto da loro) ma anche durante la sperimentazione stessa, hanno guidato le mie domande e le osservazioni dei bambini. Di volta in volta hanno partecipato gli scienziati in questione ma anche “la comunità scientifica” deputata al controllo e alla verifica. Il lavoro è stato molto stimolante sia per quanto riguarda gli esperimenti ma anche per la parte relativa alla raccolta dei dati. I continui richiami a quanto appreso e studiato in queste settimane mi è anche servito a capire quanto i bambini stiano facendo propri i concetti e gli argomenti affrontati.

Nella raccolta dei dati i bambini hanno dato grande risalto all’esperimento. Ho deciso di non intervenire e farli lavorare in grande autonomia. Nella parte dell’osservazione avrebbero dovuto inserire ciò che già hanno appreso con lo studio (traendo conclusioni su quanto studiato ma non ancora sperimentato) mentre nella parte delle domande avrebbero dovuto riprendere le questioni poste in corso d’opera (ossia nella fase che ha preceduto l’esperimento e portato alla formulazione delle ipotesi).Hanno ben focalizzato l’attenzione sulle ipotesi pensando a quanto poi hanno effettivamente dimostrato. Infine hanno illustrato le varie fasi dell’esperimento inserendo delle semplici didascalie.

 

A proposito di Michela Secchi

Guarda tutti i post di Michela Secchi →

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *