Prodotto realizzato con il contributo della Regione Toscana nell'ambito dell'azione regionale di sistema. Laboratori del Sapere Scientifico

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1 Prodotto realizzato con il contributo della Regione Toscana nell'ambito dell'azione regionale di sistema Laboratori del Sapere Scientifico

2 L INSEGNAMENTO DELLE SCIENZE VERSO UN CURRICOLO VERTICALE FENOMENI FISICO-CHIMICI

3 I.C. Don Aldo Mei - San Leonardo in Treponzio- Capannori Scuola Primaria F.Matteucci - Massa Macinaia UN PERCORSO DI SCIENZE E MATEMATICA IN CLASSE QUINTA IL VOLUME Documentazione a cura dell insegnante Paola Guidorzi

4 PREMESSA Il percorso che si realizza nella classe quinta è la prosecuzione di quello avviato in terza e quarta relativamente all acquisizione rispettivamente dei concetti relativi alle misure di lunghezza, superficie e di massa. Si rende quindi necessario che gli alunni posseggano i seguenti prerequisiti Concetto di massa e applicazione delle relative unità di misura Concetto di superficie e utilizzo delle unità di misura in contesti concreti

5 LAVORARE CONTEMPORANEAMENTE SUI CONCETTI DI CAPACITA E VOLUME HA L OBIETTIVO DI FAR ACQUISIRE AGLI ALUNNI LA CONSAPEVOLEZZA CHE NON SI TRATTA DI DUE GRANDEZZE DIFFERENTI

6 OBIETTIVI ESSENZIALI DI APPRENDIMENTO Gli obiettivi sono desunti dalle Nuove Indicazioni per il curricolo anno 2012 Analizzare dati e fatti della realtà Osservare, utilizzare e, quando è possibile, costruire semplici strumenti di misura: recipienti per misure di volumi/capacità, bilance a molla, ecc.) imparando a servirsi di unità convenzionali Favorire l esplorazione e la scoperta: individuare problemi, sollevare domande, mettere in discussione le conoscenze già elaborate, trovare appropriate piste d indagine, cercare soluzioni originali. Realizzare attività didattiche in forma di laboratorio, per favorire l operatività e allo stesso tempo il dialogo e la riflessione su quello che si fa. Potenziare la capacità di argomentare, utilizzando in modo sempre più consapevole il linguaggio specifico della disciplina Riconoscere le difficoltà incontrate e le strategie adottate per superarle, prendere atto degli errori commessi, ma anche comprendere le ragioni di un insuccesso, conoscere i propri punti di forza.

7 Dalle Indicazioni Nazionali. Alla pratica «Le scienze naturali e sperimentali sono fra loro diverse per quanto riguarda i contenuti ma, almeno a livello elementare, sono accomunate da metodologie di indagine simili. È opportuno, quindi, potenziare nel percorso di studio, l impostazione metodologica, mettendo in evidenza i modi di ragionare, le strutture di pensiero e le informazioni trasversali, evitando così la frammentarietà nozionistica dei differenti contenuti. Gli allievi potranno così riconoscere in quello che vanno studiando un unitarietà della conoscenza.»

8 TAPPE FONDAMENTALI DEL PERCORSO Osservazione spontanea Descrizione individuale scritta e/o rappresentazione grafica Lettura di alcuni elaborati e discussione collettiva Eventuale correzione, modifica o ampliamento del lavoro svolto individualmente Organizzazione dei dati sui fatti esperiti che conduce alla comprensione dei concetti Sintesi e documentazione dell insegnante come corredo all elaborazione individuale e collettiva degli alunni

9 MATERIALI, STRUMENTI Materiali utilizzati: cilindri graduati, metro cubo, cubetti di un cm di lato, decimetro cubo, piccoli oggetti ( viti, biglie, bulloni) Strumenti : bilancia, LIM, macchina fotografica

10 AMBIENTE L ambiente in cui si è svolto il percorso è l aula

11 TEMPO IMPIEGATO A) Per la messa a punto preliminare sono state utilizzate in parte le ore destinate agli incontri con i formatori esterni (4) B) Per la progettazione specifica e la documentazione (schede di sintesi, foto del percorso da allegare al quaderno degli alunni)sono state utilizzate una decina di ore C) Il percorso si è sviluppato durante l intero anno scolastico: 2 ore a cadenza settimanale. D) La documentazione del percorso è stata effettuata in formato digitale. Tempo impiegato: 10 ore.

12 OSSERVAZIONE Si inizia a lavorare sulla conservazione della quantità e sul confronto di quantità dei liquidi AD OGNI OSSERVAZIONE SEGUE UNA VERBALIZZAZIONE SCRITTA INDIVIDUALE SUL QUADERNO

13 VOL. 1 S C H E D A Il travaso di un liquido Travasando una quantità di acqua da un contenitore ad un altro, se non si aggiunge o si toglie liquido, essa non cambia. L acqua assume soltanto la forma del contenitore che la contiene. Confronto fra quantità. Quale contenitore di ogni coppia contiene più acqua? Coppia 1 Coppia 2 Coppia 3 Recipienti uguali Recipienti diversi Recipienti diversi Diverso livello di acqua Uguale livello di acqua Diverso livello di acqua D I S I N T E S I

14 S C H E D A E difficile stabilire con certezza quale dei due recipienti della coppia 3 contenga più acqua. E stato necessario utilizzare un altro contenitore simile ad uno dei due della coppia. Abbiamo versato l acqua del contenitore F, nel nuovo recipiente. D I S I N T E S I Così, siamo ritornati ad avere la situazione della coppia 1 : recipienti uguali, diverso livello di acqua. CONFRONTARE quantità non ci porta a conoscere QUANTA acqua è contenuta in un recipiente, né ci permette di stabilire di QUANTO è la differenza fra le due quantità.

15 Si può misurare l acqua? Un modo per misurare la quantità di acqua è quella di PESARLA con la BILANCIA, Sono state sfruttate le conoscenze sul peso. PESO LORDO ( contenitore e contenuto) PESO TARA ( solo contenitore) Peso lordo peso tara = peso netto ( peso dell acqua blu) g -. g =. g

16 PESO LORDO ( contenitore e contenuto) PESO TARA ( solo contenitore) Peso lordo peso tara = peso netto ( peso dell acqua rossa) g -. g =. g

17 COME FARESTI A CONTENUTA MISURARE LA QUANTITÀ DI ACQUA NEI DUE RECIPIENTI SENZA PESARLA? Per misurare la quantità di acqua contenuta in ognuno dei due recipienti, senza ricorrere alla bilancia, è stato necessario usare una unità di misura diversa da quelle utilizzate per le misure di massa. È stato scelto il tappo della colla.

18 Abbiamo riempito il tappo con tutta l acqua che può contenere ( fino all orlo) e abbiamo contato il numero delle volte che è stato possibile riempire il tappo fino all orlo con l acqua di ogni contenitore. A B Nel recipiente A la quantità di acqua presente è pari a 7 tappi, mentre nel recipiente B, la quantità di acqua è pari a 15 tappi e un po.

19 FASE DI OSSERVAZIONE E RIFLESSIONE SCRITTA INDIVIDUALE

20 S C H E D A In questo modo abbiamo misurato la quantità di acqua dei due recipienti, abbiamo misurato LO SPAZIO OCCUPATO DALL ACQUA ALL INTERNO DEL RECIPIENTE. D I S I N T E S I IL VOLUME DELL ACQUA CONTENUTA NEL RECIPIENTE A È UGUALE A 7 TAPPI. IL VOLUME DELL ACQUA CONTENUTA NEL RECIPIENTE B È UGUALE A 15 TAPPI E UN PO.

21 IL VOLUME dell acqua contenuta in un recipiente è anche il VOLUME INTERNO FIN DOVE ARRIVA L ACQUA L acqua NON occupa tutto lo spazio interno del recipiente IL VOLUME CONSIDERATO NON È IL VOLUME INTERNO DI TUTTO IL RECIPIENTE. COME POSSIAMO FARE PER CALCOLARE IL VOLUME DI TUTTO IL RECIPIENTE?

22 Abbiamo riempito fino all orlo il contenitore A e abbiamo contato quanti tappi sono serviti per esaurire tutta l acqua. Per riempire tutto il recipiente sono serviti 9 tappi. Si può anche dire che per svuotare tutta l acqua che può contenere il recipiente sono serviti 9 tappi. Il numero dei tappi pieni d acqua che sono stati necessari a svuotare il recipiente indicano il VOLUME dell acqua in esso contenuta, cioè il VOLUME INTERNO DEL RECIPIENTE. Il VOLUME DELL ACQUA CONTENUTA NEL RECIPIENTE corrisponde al VOLUME INTERNO DEL RECIPIENTE. L acqua infatti occupa TUTTO lo SPAZIO INTERNO DEL RECIPIENTE.

23 LE MISURE ARBITRARIE La concettualizzazione sull idea di volume continua attraverso: Costruzione di multipli: decatappo, ettotappo, chilotappo Misurazioni di liquidi con le unità di misura arbitrarie. Estratti dell attività da un quaderno

24 ESEMPI DI VERBALIZZAZIONI SCRITTE INDIVIDUALMENTE

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26 Costruzione di una tabella e lavoro di approfondimento

27 LE MISURE CONVENZIONALI Dalle misure arbitrarie alle misure convenzionali di capacità. Lettura di etichette su vari recipienti per capirne la simbologia e cogliere ancora di più il legame che c è fra la capacità di un recipiente e il volume interno del contenitore stesso.

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30 MISURE DI VOLUME CHE SI RIFERISCONO AL SISTEMA DECIMALE

31 DOMANDA A SORPRESA

32 HO RITENUTO OPPORTUNO CONSEGNARE UN CUBETTO- CENTIMETRO CUBO PER MANIPOLARLO E OSSERVARLO, PERCHÈ DIVERSI ALUNNI HANNO DISEGNATO UN CUBO SENZA FARE RIFERIMENTO ALLE DIMENSIONI REALI.

33 Come si può leggere dalle riflessioni individuali di questa alunna, non è ancora chiara la differenza tra superficie e volume. Questa non chiarezza è presente anche in altri alunni, perciò ho ritenuto opportuno fermare il percorso e ritornare operativamente a lavorare sul concetto di superficie.

34 Una volta chiarito questo punto nodale il percorso è proceduto. Gli alunni hanno costruito diversi decimetri cubi. Il nostro decimetro cubo campione è stato riempito con 1000 centimetri cubi. Ciò è stato importantissimo, perché dà veramente la percezione reale della misura. Abbiamo assemblato il metro cubo e fatto previsioni su quanti decimetri cubi poteva contenere. Abbiamo tappezzato una parete con il metro quadrato ed è stato facile procedere a calcolare il volume del metro cubo in decimetri cubi. E scattata a questo punto la voglia di misurare il volume di diversi arredi presenti in aula.

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36 PASSAGGIO DALLE MISURE DI VOLUME ESPRESSE CON IL SISTEMA METRICO A QUELLE CONNESSE AL LITRO

37 Si indaga sulla relazione tra due contenitori: il decimetro cubo e una bottiglia da un litro

38 Non è naturalmente immediata la relazione. Occorre provare!

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40 C E RELAZIONE FRA PESO E VOLUME? Su un tavolo vengono predisposti oggetti dello stesso materiale ma di peso differente

41 Sono stati ordinati «a occhio», in base al peso e successivamente in base al loro volume

42 Dai modi rudimentali a. quelli più precisi! Siamo poi passati a pesarli con la bilancia. Altro nodo: ordinarli in base al volume. COME FARE? E POSSIBILE CALCOLARE IL VOLUME DI OGGETTI come biglie, bulloni? E stato necessario presentare un cilindro graduato.. E la lampadina si è accesa! I bambini hanno proposto di mettere dell acqua nel cilindro, di immergere un oggetto e vedere dove arriverà il livello dell acqua. La differenza fra il prima e il dopo è il volume della biglia!

43 E stata poi costruita una tabella comparativa OGGETTO VOLUME LIQUIDO Prima Dopo VOLUME OGGETTO VOLUME MISURE CUBICHE 20 ml 23ml +3ML 3 CM cubi 2O ml 24 ml + 4 ML 4CM cubi 20 ml 21 ml + 1 ML 1CM cubi 20 ml 20,5ml + 0,5 ML 0,5 CM cubi 20 ml 21ml + 1 ML 1 CM cubi 20 ml 21 ml + 1 ML 1 CM cubi Abbiamo confrontato la tabella comparativa relativa al peso. CONCLUSIONE: STESSO PESO, STESSO VOLUME.

44 ATTIVITA DI AMPLIAMENTO L ACQUA. UN BENE PREZIOSO!

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46 VERIFICA DEL PERCORSO. L attività di verifica si è svolta in itinere attraverso l osservazione sistematica degli elaborati degli alunni sul loro quaderno e sulle loro verbalizzazioni orali.

47 VALUTAZIONE DEL PERCORSO Gli alunni si sono sentiti coinvolti nel processo di apprendimento sia per il contenuto proposto sia per la metodologia attuata. È un percorso complesso ma efficace volto a evitare la frammentarietà dei contenuti. L insegnante non ha più la funzione di trasmettere informazioni, ma diventa regista quando predispone l aula come laboratorio, fornisce materiali, pone quesiti. Sono così gli alunni che diventano veri protagonisti del loro apprendimento poiché trovano nel «fare» la soluzione di problemi concreti.

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