Laboratori di didattica delle scienze

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Annibale Di Giovanni
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Laboratori di didattica delle scienze Nella scuola secondaria di primo grado ci ritroviamo ad insegnare scienze Con questa parola ognuno di noi si riferisce alla propria disciplina di interesse e

1 Laboratori di didattica delle scienze Nella scuola secondaria di primo grado ci ritroviamo ad insegnare scienze Con questa parola ognuno di noi si riferisce alla propria disciplina di interesse e formazione, pertanto per un matematico o un fisico insegnare scienze significherà prevalentemente insegnare fisica, per un biologo invece il riferimento sarà alla biologia e così via per i chimici e i geologi. Ognuno di noi, una volta alle prese con la nostra classe di insegnamento, dovrà necessariamente affacciarsi su discipline, ahimè, talvolta inesplorate, cercando di non commettere mai l errore di tralasciarne nessuna. Non dobbiamo smettere mai, nemmeno per un momento, di cercare di suscitare interesse e curiosità nei nostri alunni perché loro possano, un giorno, ricordare l entusiasmo che provavano durante le nostre lezioni, avere il piacere di riscoprirlo nel quotidiano e trasmetterlo a qualcun altro. Non vi é alcuna incompatibilità fra l esatto e il poetico. Il numero è nell arte come nella scienza, l algebra è nell astronomia e l astronomia confina con la poesia. L anima dell uomo ha tre chiavi che aprono tutto: la cifra, la lettera, la nota. Sapere, pensare, sognare. (Victor Hugo)

2 Matematica Fisica Astronomia Chimica SCIENZE Biologia Scienze della Terra

Estrazione del DNA dalla frutta Materiali utilizzati 100 gr di kiwi 3 gr di sale da cucina (un cucchiaino da the) 10 cc di detersivo per piatti 90 cc circa di

3 Estrazione del DNA dalla frutta Materiali utilizzati 100 gr di kiwi 3 gr di sale da cucina (un cucchiaino da the) 10 cc di detersivo per piatti 90 cc circa di acqua distillata Alcool denaturato Cubetti di ghiaccio, acqua fredda e acqua bollente Scottex Contenitori di varie dimensioni Coltello e forchetta Siringa da 10 ml

Come procedere Far preparare ai ragazzi la soluzione di estrazione mescolando, facendo attenzione a non produrre bolle, il sale, 80 cc di acqua distillata e il detersivo per piatti, aggiungendo

4 Come procedere Far preparare ai ragazzi la soluzione di estrazione mescolando, facendo attenzione a non produrre bolle, il sale, 80 cc di acqua distillata e il detersivo per piatti, aggiungendo infine ulteriore acqua distillata al fine di portare la soluzione ad un totale di 100 cc. Far ridurre in poltiglia, schiacciandoli con la forchetta, i kiwi, che verranno sbucciati dal docente, e far versare nella poltiglia la soluzione di estrazione mescolando con cura. Mettere il tutto a bagnomaria in acqua bollente per 15 minuti mescolando di tanto in tanto per uniformare la temperatura. Trascorso questo tempo mettere la poltiglia a bagnomaria per 5 minuti con l acqua molto fredda a cui aggiungere, se possibile, anche dei cubetti di ghiaccio.

Passati 5 minuti dare il compito ai ragazzi di filtrare la poltiglia utilizzando un bicchiere di plastica e carta scottex; con la siringa prelevare una certa quantità di liquido puro e versarlo in un

5 Passati 5 minuti dare il compito ai ragazzi di filtrare la poltiglia utilizzando un bicchiere di plastica e carta scottex; con la siringa prelevare una certa quantità di liquido puro e versarlo in un bicchierino da caffè di plastica trasparente, in mancanza della classica provetta, e unire esattamente la stessa quantità di alcool denaturato facendo attenzione a non mischiare i due liquidi. Poiché il DNA è solubile in acqua ma insolubile in alcool, dopo circa 10 minuti si potrà osservare il DNA precipitare e rendersi visibile a occhio nudo.

7 Se il DNA è in quantità considerevole si può raccogliere con una bacchetta o, molto semplicemente, con l interno di una penna.

8 Tensione superficiale Materiale occorrente 1 bicchiere di plastica 1 graffetta 1 cartina acqua Riempire il bicchiere con l acqua, adagiare la graffetta sulla cartina. Con l aiuto di una matita o di una penna, staccare la cartina che andrà a fondo

10 Lo scatto perfetto

12 Il ph Lo scopo di questa esperienza didattica è mostrare ai ragazzi la differenza tra le varie sostanze acide e basiche attraverso un indicatore naturale di ph che è il cavolo rosso

Teoria Come procedere Si sminuzza finemente qualche foglia di cavolo con

Si filtra il liquido ottenuto e si inserisce o in provetta o in

Si aggiungono poi le varie sostanze, una in ciascuna provetta, e si

13 Teoria Come procedere Si sminuzza finemente qualche foglia di cavolo con le forbici e si aggiunge alcool per favorire l estrazione del succo. Si filtra il liquido ottenuto e si inserisce o in provetta o in bicchierini di plastica trasparente. Si aggiungono poi le varie sostanze, una in ciascuna provetta, e si osserva come cambia il colore del liquido, da arancione/rosso per le sostanze acide a blu/verde per le sostanze basiche Realtà

14 Sostanze basiche 7<pH<14 Sostanze acide ph<7 Sostanze neutre ph=7

15 collegamento PROGETTARE UN CIRCUITO ELETTRICO Circuito elettrico un insieme di componenti collegati da materiale conduttore, in cui circola corrente elettrica Generatori di d.d.p. (la pila) e diversi dispositivi come l interruttore, la lampadina, piccoli motorini, cicalini In serie o in parallelo Stessa intensità di corrente Stessa d.d.p.

16 Strumento Unità di misura Unità di misura cos è cos è cos è Grandezze elettriche presenti in un circuito Differenza di potenziale(d.d.p) Corrente elettrica Resistenza elettrica È il lavoro che la corrente che attraversa il conduttore compie per trasportare un unità di carica Flusso ordinato di elettroni Capacità di un corpo di opporsi al passaggio di corrente elettrica Volt voltmetro Ampere amperometro ohmetro Ohm

17 Voltmetro Amperometro Ohmetro Multimetro

18 Lista della spesa Tavoletta di legno 30 x20 cm Filo elettrico Interruttore Due lampadine da 2,5 V Due portalampade Pila da 4,5 V Meno di 15 euro. Costo di realizzazione

19 Fase di realizzazione Si dividono i ragazzi in due gruppi, un gruppo costruirà il circuito in serie e uno il circuito in parallelo. Alla lavagna metteremo le indicazioni dei materiali necessari

20 Nel collegamento in parallelo ai due elementi del circuito è applicata la stessa d.d.p., ma gli elementi sono attraversati da differenti intensità di corrente elettrica. Brainstorming Posso sostituire le due lampadine con una ad esse equivalenti?

21 Come calcolare la resistenza equivalente Le due lampadine R₁ e R₂ sono attraversate rispettivamente dalle intensità di corrente i₁ e i₂ la cui somma è pari ad i. Dalla prima legge di Ohm si ha V V V i₁= i₂= sapendo che i= =i₁+i₂ si ottiene R₁ R2 R

22 In questo contesto si può inserire una lezione di circa 1 ora sull utilizzo di excel per calcolare la resistenza equivalente

23 Le fasi di realizzazione

24 A circuiti chiusi e funzionanti!

Piccoli chimici Materiali utilizzati Una bottiglia da mezzo litro di acqua vuota Un palloncino Un imbuto Aceto di vino Bicarbonato di sodio Un arancia Versiamo un po di aceto nella bottiglia e con l

25 Piccoli chimici Materiali utilizzati Una bottiglia da mezzo litro di acqua vuota Un palloncino Un imbuto Aceto di vino Bicarbonato di sodio Un arancia Versiamo un po di aceto nella bottiglia e con l aiuto dell imbuto versiamo un po di bicarbonato nel palloncino. Chiudiamo la bottiglia con il palloncino e, sollevandolo, facciamo cadere il bicarbonato nell aceto. La reazione chimica tra i due materiali svilupperà anidride carbonica che andrà a gonfiare il palloncino. Togliamo il palloncino dalla bottiglia, chiudiamolo con un nodo e iniziamo a sbucciare l arancia nelle immediate vicinanze facendo attenzione a che alcuni schizzi finiscano proprio sul palloncino il quale, dopo pochi attimi,esploderà! Questo accade perché l acido citrico corrode il polimero della plastica.

26 Piccoli botanici Piante monocotiledoni Piante dicotiledoni

27 Piccoli matematici... Con il geopiano, che, ricordiamo, è una tavoletta con dei chiodini piantati a una distanza fissa e prestabilita uno dall altro, è possibile costruire insieme i poligoni

28 aggiungere i dettagli per scoprire le relative proprietà

29 vedere i solidi composti

30 La ritabella La ritabella è uno strumento che può essere utile in casi di DSA con riferimento specifico alla discalculia. E una tabella in cui ad un numero primo si associa un colore al fine di far saltare all occhio i divisori di un numero dato. Si parte da una tabella in cui sono scritti i numeri fino a 100 che i ragazzi possono facilmente costruire da soli

31 E consigliabile dare due copie a ciascun alunno

32 Su una cancelliamo i multipli di 2 e invitiamo gli alunni a riflettere sulla regolarità della disposizione Sull altra evidenziamo con un pallino ad esempio rosso gli stessi multipli

33 Proseguiamo allo stesso modo con i multipli di 3 Associamo ai multipli di 3 un pallino di colore diverso

34 Proseguiamo allo stesso modo con i multipli di 5 associando ai multipli di 5 un pallino di colore diverso

35 Proseguiamo con gli altri multipli

36 Work in progress

37 Tabelle finali

38 E poi, se la tavola dei numeri primi viene dimenticata a casa, la soddisfazione arriva inaspettata in una verifica

39 Matematica ricreativa

40 T-puzzle

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