Classi 2.A, B,C, scuola secondaria di primo grado Gallicano. Anno scol.2014/2015

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1 Classi 2.A, B,C, scuola secondaria di primo grado Gallicano Anno scol.2014/2015

2 Collocazione Il percorso affrontato con le classi seconde si inserisce all interno del Curricolo verticale dell Istituto. Sviluppa e approfondisce le tematiche e le metodologie riguardanti la chimica, uno degli argomenti presenti nella progettazione di scienze delle classi coinvolte elaborata dai docenti curricolari.

3 Obiettivi di apprendimento essenziali Lo scopo principale del lavoro è quello di far acquisire agli alunni una metodologia di ricerca spendibile non solo in ambito scientifico, ma anche in altre discipline. (Insegnare le scienze per creare la cittadinanza di domani) Il raggiungimento di questa finalità si esplica attraverso : Il sapere osservare i fenomeni, cogliere uguaglianze e differenze; Il saper formulare ipotesi e predisporre semplici esperienze per verificarle; Il sapere descrivere ciò che si osserva utilizzando un linguaggio scientifico adeguato; Il saper recuperare le competenze acquisite in altre discipline Lo sviluppare il pensiero razionale e lo spirito critico.

4 Elementi salienti dell'approccio metodologico Didattica laboratoriale basata sull investigazione : 1.essere coinvolti attivamente attraverso la formulazione di domande significative dal punto di vista scientifico; 2. dare grande importanza alle evidenze attraverso cui sviluppare e valutare le spiegazioni che affrontano le domande scientifiche; 3. sviluppare e formulare spiegazioni a partire dalle evidenze; 4. valutare tali spiegazioni alla luce di spiegazioni alternative; 5. comunicare e giustificare le spiegazioni da loro proposte

5 Elementi salienti dell'approccio metodologico Didattica metacognitiva: riflessione sulle procedure e i processi che hanno portato all apprendimento. Questo approccio metodologico mira a mettere al centro lo studente nel processo di insegnamento-apprendimento tenendo conto dei fattori che riguardano la persona (il bambino/il ragazzo) che apprende: Competenze emozionali Competenze cognitive Competenze linguistiche

6 Materiali, apparecchi e strumenti Materiali: vari tipi di carta, vari tipi di farine, idrossido di Sodio, acqua, colorante alimentare, stuzzicadenti da spiedino Apparecchi: Lim, ipad Strumenti: vetreria del laboratorio, bilance, fornelli elettrici, cronometro

7 Ambienti in cui è stato sviluppato il percorso Aula Laboratorio di scienze

8 Tempo impiegato A: incontri LSS e incontri con formatori B: progettazione specifica per le classi seconde C: attività di laboratorio: 9 ore, attività di rielaborazione digitale dell'esperienze = 15 ore, attività di presentazione delle esperienze effettuate dai vari gruppi mediante lezioni interattive= 9 ore. Per un totale di 33 ore. Periodo: gennaio/aprile E: 3 ore

9 Altre informazioni La nostra scuola aderisce ad un progetto che si sviluppa in più anni e che riguarda le cartiere. L industria della carta rappresenta una parte consistente delle attività economiche della valle del Serchio, molti genitori lavorano nelle cartiere e quindi è una realtà che i ragazzi in parte già vivono e che merita di essere conosciuta in tutti i suoi aspetti. Per questo motivo quest anno sarà sviluppato l aspetto storico e socio-economico con gli insegnanti di lettere, mentre il prossimo anno l attenzione sarà rivolta ai processi produttivi e al loro impatto ambientale

10 Descrizione Il nostro percorso si inserisce all interno di un attività a cui alcuni alunni delle classi seconde hanno partecipato durante i laboratori pomeridiani. I ragazzi, coordinati dalla docente di tecnologia e supportati da un esperto, hanno creato un oggetto di cartapesta per il carro per l annuale fiaccolata di solidarietà organizzata dal comune di Gallicano.

11 Descrizione Partendo dunque da un attività creativa e motivante abbiamo cercato di approfondire l argomento CARTAPESTA alternando attività di ricerca con momenti di esperienze in laboratorio scientifico Oggetto realizzato per la fiaccolata

12 Immagine relative al laboratorio di cartapesta per la realizzazione del carro

13 Descrizione Il gruppo coinvolto nel laboratorio LSS era costituito da alunni provenienti dalle tre classi seconde, in particolare vi erano quelli che avevano partecipato al laboratorio di cartapesta e altri. Gli alunni sono stati divisi in tre gruppi di 6 studenti, in ciascuno erano presenti due studenti che avevano partecipato al laboratorio di cartapesta. Prima fase In questa primo momento ogni gruppo aveva due compiti: 1)descrivere nel modo più completo possibile come si era svolto il laboratorio di cartapesta,come erano stati creati la cartapesta e gli oggetti del carro. Questo compito è stato svolto dagli alunni che avevano realizzato il carro. 2) Riportare le domande che emergevano durante la discussione in piccolo piccolo gruppo e a cui non sapevano dare una risposta. Le domande venivano poste dagli alunni che non avevano partecipato al laboratorio di cartapesta.

14 I gruppi sono al lavoro per descrivere come si crea la cartapesta

15 c è chi usa le nuove tecnologie

16 e chi invece preferisce le i vecchi metodi

17 Descrizione Seconda fase Ogni gruppo ha esposto il proprio lavoro ed e emerso che nessuno aveva descritto in modo esauriente e chiaro il processo di creazione della cartapesta. Di conseguenza gli alunni sono stati coinvolti nel correggere e integrare il lavoro degli altri. Alla fine si è arrivati ad un documento condiviso. Ogni gruppo inoltre ha esposto le domande formulate, alcune hanno trovato la risposta nella discussione collettiva, altre sono rimaste senza risposta.

18 Pronti ad esporre il proprio lavoro e ad accettare critiche o suggerimenti.

19 Descrizione I ragazzi infatti hanno notato che per la realizzazione dell oggetto in cartapesta era stata usata solo carta di giornale e allora si sono chiesti il perché. Qualcuno ha ipotizzato che era un modo per riciclare la carta e quindi abbattere la spesa. Quasi tutti erano d accordo, altri però hanno ribattuto che allora si potevano prendere anche le fotocopie sbagliate o rovinate che ci sono in abbondanza a scuola. La domanda è stata formulata in modo diverso: Quali sono le caratteristiche fisiche e chimiche che rendono la carta di giornale la migliore per fare la cartapesta?

20 Descrizione Le altre domande emerse riguardavano la colla utilizzata, cioè la colla fatta con la farina e acqua: 1. Come è stata fatta la colla? ( la colla era stata portata a scuola dall esperto dei carri) 2. Perchè la farina permette di realizzare una colla? 3. Si possono usare tutti i tipi di farine? 4. Si ottengono colle migliori o peggiori cambiando farina e cosa rende migliore una farina rispetto ad un altra?

21 Descrizione Terza fase Gli alunni si sono nuovamente suddivisi in gruppi e hanno cercato di rispondere alla prima domanda. Questa fase si è svolta essenzialmente con una ricerca in internet.

22 Descrizione Gli alunni hanno scoperto che esistono vari tipi di carta e che ognuna differisce per caratteristiche fisiche e chimiche. Le caratteristiche che devono essere considerate per avere una buona cartapesta sono essenzialmente 1) la capacità di assorbire l acqua 1) la permeabilità, cioè la capacità di lascarsi attraversare dall acqua

23 Descrizione Durante questa ricerca sono emersi concetti e termini specifici. Si è reso dunque Necessario l aiuto delle insegnanti che hanno affiancato gli alunni con le spiegazioni più tecniche. Si sono rivelate estremamente importanti in questa fase gli incontri di Formazione sulla carta. Si è ritenuto opportuno partire da un brainstormig per recuperare le conoscenze pregresse degli alunni sulla struttura dei vegetali (argomento di botanica affrontato il prima) e sulla carta (argomento affrontato in tecnologia). La pasta (in inglese pulp) o pastalegno (wood pulp) o pasta meccanica (mechanical pulp) è il materiale di base per la produzione della carta. Tutte le forme di vita vegetale sono costituite da innumerevoli fibre lunghe e strette, ed è di queste fibre che è fatta la carta. Il legno è la fonte più comune di fibra per la fabbricazione della carta. Si possono comunque usare altre fibre vegetali, come lino, canapa, iuta, paglia, bambù, cotone. Circa la metà delle pareti delle fibre vegetali è costituita di cellulosa (che chimicamente è un composto organico).

24 Descrizione La lunghezza delle fibre differisce a seconda del tipo usato e del metodo di estrazione impiegato, e può andare da 1 a 4 mm. Differenza tra pasta meccanica e chimica: il legno può essere trattato in modi diversi per produrre paste meccaniche o chimiche. La pasta chimica è prodotta eliminando la lignina che lega le fibre utilizzando prodotti chimici. La pasta meccanica è ottenuta da trucioli di legno riscaldati a vapore e raffinati con un macchinario a dischi rotanti. Caolino: è un minerale utilizzato durante la fase di patinatura per produrre carta di durata maggiore e con superficie di stampa maggiore. E detto anche argilla cinese.

25 TIPO DI CARTA PROCEDIMENTO PROPRIETA Carta per stampa:esempio quotidiani e giornali Si produce con pasta meccanica al 80%. Non contiene collanti Scarsa resistenza allo strappo e alla trazione Permeabile e assorbente Qualita scadente Carta igenica. Carta da scrivere per uffici e scuole pc Carta per riviste Carta da forno Si ottiene con pasta chimica ad alto contenuto di cellulosa non collata Si ottiene con pasta di cellulosa molto collata. Si ottiene con pasta di cellulosa e una percentuale di pasta meccanica. Si ottiene spalmando il foglio di carta con uno strato di caolino,questa è la fase di patinatura. Si ottiene con la pasta chimica con agiunta di sostanze minerali e termoresistenti Molto assorbente, soffice, grammatura bassa. Poco assorbente, poco trasparente, abbastanza resistente allo strappo Buona resistenza allo strappe alla trazione. Molto levigata e idrorepellente. Molto resistente al calore, alla trazione e alla piegatura. E impermeabile ai liquidi I termini in rosso sono quelli di cui si sono fornite spiegazioni.

26 Descrizione Quarta fase A questo punto agli alunni è stato chiesto di progettare delle esperienze da eseguire in laboratorio per verificare queste proprietà. In questa fase sono stati guidati dalle insegnanti e sono state sperimentate due attività: 1)CAPACITA DI ASSORBIMENTO IN DIVERSI TIPI DI CARTA 2) PERMEABILITA attitudine a lasciarsi attraversare da un liquidi

27 Descrizione 1)CAPACITA DI ASSORBIMENTO IN DIVERSI TIPI DI CARTA Materiali: carta di giornale, carta da stampante, carta patinata, carta forno, bacinella di vetro, acqua, colorante alimentare, stecchini daspiedino, cronometro Procedimento: gli alunni inizialmente hanno discusso se era importante utilizzare pezzi di carta della stessa dimensione e, quasi tutti, hanno concordato di sì. Quindi hanno preparato delle striscioline uguali con i diversi tipi di carta, le hanno attaccate allo spiedino e le hanno immerse nell acqua colorata tutte allo stesso livello. Hanno fatto partire il tempo e dopo 5 minuti hanno tolto le striscioline e hanno misurato i livelli dell acqua raggiunti.

28 Preparazione delle striscioline di carta Immersione delle striscioline nell acqua colorata Estrazione delle striscioline di carta dopo i 5minuti

29 Risultati: l acqua era stata assorbita in modo diverso.

30 Descrizione Conclusioni: attraverso una discussione collettiva si è cercato di spiegare i fenomeni osservati, la carta di giornale ha una buona capacità di assorbire e, a differenza della carta assorbente, ha una maggiore resistenza. Per fare la cartapesta infatti bisogna utilizzare carta che assorba ma che non si disfi nell acqua, come accade per la carta assorbente. L assorbimento deriva dal fatto che sono carte porose e i loro pori possono essere paragonati a vasi capillari. L acqua dunque sale per capillarita, argomento affrontato l anno scorso inscienze.

31 Descrizione 2) PERMEABILITA attitudine a lasciarsi attraversare da un liquido Materiali: carta di giornale, carta per fotocopie, carta assorbente, carta da forno, carta patinata (riviste), cronometro, imbuto, acqua, contagocce. Procedimento: Come nell esperienza precedente gli alunni hanno ritagliato pezzi di carta della stessa dimensione (quadrati 10x10cm), poi hanno piegato in quattro ogni campione secondo le diagonali e hanno messo il campione così preparato in un imbuto. Hanno fatto cadere alcune gocce di acqua e hanno osservato se l acqua veniva assorbita e con quale velocità.

32 Si preparano i campioni di carta e si piegano lungo le diagonali Si versa l acqua e si fa partire il cronometro

33 Descrizione Risultati : Tipo di carta Tempo di attraversamento Osservazioni Carta di giornale 6 min Filtra velocemente, a 4,33 già quasi tutta passata Carta assorbente 34,18 sec L acqua passa velocemente Carta patinata 15 min ( stop al cronometro) Scende molto lentamente a gocce Carta di quaderno 8,24 min Passa prima velocemente poi rallenta Carta per stampante 5 min Non assorbe ma filtra poco Carta da forno 18 min ( stop al cronometro) Non si è lasciata attraversare Conclusioni : anche per la permeabilità è emerso che la carta di giornale presenta valori intermedi che la rendono più idonea per la realizzazione della carta pesta.

34 Descrizione Concluse le due esperienze relative all assorbimento e alla permeabilità siamo di nuovo tornati in laboratorio per trovare le risposte alle domande relative alla realizzazione della colla di acqua e farina: 1. Come è stata fatta la colla? ( la colla era stata portata a scuola dall esperto dei carri) 2. Perchè la farina permette di realizzare una colla? 3. Si possono usare tutti i tipi di farine? 4. Si ottengono colle migliori o peggiori cambiando farina e cosa rende migliore una farina rispetto ad un altra?

35 Descrizione Gli alunni hanno cercato la ricetta per fare la colla con la farina. La ricetta prevedeva 1,5l di acqua per ogni 100gr di farina 00, queste dosi erano eccessive, quindi si sono chiesti come potevano avere quantità più basse. Qualcuno ha ipotizzato di dimezzare ma non era sufficiente, allora degli alunni hanno proposto di usare le proporzioni per trovare le giuste quantità. Con 100ml di acqua, di quanta farina ho bisogno? Hanno quindi impostato la proporzione 1500 : 100=150 : x x = 100x150:1500=10 grammi di farina.

36 Descrizione Materiali: vari tipi di farine (farina 00, amido di mais, farina di riso, fecola di patate, farina per celiaci), fornello elettrico, pentolino, bicchieri di vetro, cucchiaio, cilindro graduato Procedimento: dopo aver pesato levarie farine e misurato l acqua con il cilindro graduato, gli alunni hanno versato l acqua nei pentolini e poi piano hanno aggiunto le farine, mescolando con cura per evitare la formazione di grumi. Successivamente i pentolini sono stati messi sulle piastre e si è portato ad ebollizione il composto per alcuni minuti.

37 Fasi della preparazione delle colle

38 Descrizione Riprendendo le domande degli alunni sul perchè fosse possibile fare la colla con la farina le insegnanti hanno spiegato che la proprietà collante è dovuta alla presenza di amido (sostanza già incontrata durante il laboratorio di microscopia svolto lo scorso anno). La cottura in acqua dell amido lo trasforma in salda, cioè un gel, infatti il calore fa rigonfiare i granuli che diventano trasparenti come gelatina. Se il riscaldamento continua, i granuli si rigonfiano in maniera eccessiva, rompendosi, con fuoriuscita e parziale solubilizzazione del materiale amilaceo e perdita di viscosità. Questo fenomeno, successivo alla gelatinizzazione, è chiamato "pasting" e porta alla formazione di quella che è comunemente definita salda d'amido.

39 Descrizione Entrando più nello specifico le insegnanti hanno anche cercato di rispondere alle ultime domande proiettando questa tabella che mostra che l amido è formato da due molecole: amilosio e amilopectina. Esse sono presenti in proporzioni variabili all interno delle varie farine. E proprio l amilopectina che dà il potere collante, gelificante e addensante. Amido % Amilosio % Amilopectina mais waxy <1 >99 tapioca riso patata frumento mais 30 70

40 Descrizione Risultati: Con tutte le farine abbiamo ottenuto le colle.

41 Descrizione Una settimana dopo in laboratorio Le colle erano seccate e ricoperte di muffa

42 Descrizione I ragazzi di fronte alle colle ammuffite hanno chiesto alle insegnanti se esisteva un modo per ottenere delle colle che si mantenessero nel tempo. Le insegnanti non sapendo rispondere, hanno preferito chiedere alla formatrice la quale ha suggerito di aggiungere la soda caustica. Questo additivo crea un ambiente inadatto alla proliferazione di muffe e batteri.

43 Descrizione In laboratorio gli alunni hanno provato a realizzare la colla con l aggiunta di soda caustica secondo le indicazioni ricevute dalla formatrice. Materiali: vari tipi di farine(farina 00, amido di mais, farina di riso,fecola di patate), soda caustica, bicchieri di vetro, cucchiaio, cilindro graduato, bilancia Procedimento: dopo aver pesato le varie farine e misurato l acqua con il cilindro graduato e la soda con la bilancia gli alunni hanno versato l acqua nei contenitori di vetro. Hanno poi mescolato la soda con ciascuna delle farine. A questo punto, ricordando le nostre avvertenze per la sicurezza, gli alunni hanno versato le miscele di soda e farina nei contenitori con l acqua. Hanno provveduto a mescolare bene per eliminare eventuali grumi.

44 Descrizione Materiali utilizzati Gli alunni indossano le protezioni necessarie per l uso della soda caustica

45 Descrizione Varie fasi di preparazione Prodotto finito

46 Prove di verifica Per la valutazione sono state prese in considerazione: 1. Relazioni cartacee e digitali delle esperienze di laboratorio 2. Esposizione alla classe del lavoro svolto 3. Tema Il tema è stato valutato anche dai colleghi di lettere utilizzando i seguenti criteri: correttezza grammaticale, coesione e coerenza, proprietà lessicale, adesione alla traccia.

47 Prove di verifica Relazione redatta da un alunno durante i lavori di gruppo Tema svolto da una delle alunne al termine del progetto

48 Prove di verifica Relazione relativa ad una delle esperienze di laboratorio realizzata con lo strumento IPad.

49 Valutazione Livello base Livello medio Livello avanzato Capacità di osservazione Osserva fatti e fenomeni individuandone gli aspetti fondamentali Osserva fatti e fenomeni individuando gli elementi significativi e comprendendo relazioni e modificazioni Osserva fatti e fenomeni individuando autonomamente analogie e differenze, rapporti causali e logici Uso del linguaggio Utilizza un linguaggio specifico essenziale Utilizza in modo appropriato il linguaggio specifico Utilizza con padronanza il linguaggio specifico Capacità operative Capacità di analisi Si pone domande elementari sui fenomeni Si pone domande significative sui fenomeni Si pone domande cruciali sui fenomeni Consapevolezza degli aspetti metodologici della ricerca Formula semplici ipotesi che verifica solo sommariamente Formula ipotesi e progetta azioni per verificarne la pertinenza Ha padronanza degli aspetti metodologici (osservazione, ipotesi, progettazione, azione, interpretazione, verifica) Tabella specifica per le esperienze di laboratorio

50 Valutazione La tabella seguente è quella che è stata utilizzata per la valutazione sommativa finale di tutto il lavoro. Questi criteri sono quelli condivisi da tutti i docenti di scienze dell istituto. Avendo proposto 3 tipologie di verifica è stato possibile far emergere le capacità e le peculiarità di ciascun alunno, consentendo a ciascuno di poter ottenere risultati positivi.

51 Valutazione 1=Non sufficiente 2=Sufficiente 3=Buono 4=Distinto 5=Ottimo

52 Analisi dei risultati Essere partiti da attività pratiche e legate al territorio ha favorito la motivazione nei ragazzi. Un contesto di questo tipo, basato su lavori di gruppo, discussione collettiva e condivisione delle opinioni, ha reso più spontanea e ricca la formulazione di domande e la riflessione sui processi messi in atto dagli alunni stessi.

53 Valutazione dell efficacia del percorso Il percorso si è rivelato positivo e motivante sia per gli alunni che per i docenti. Le attività di laboratorio per i ragazzi sono sicuramente interessanti e utili perché sono complete, e permettono di far emergere molti aspetti, non solo puramente cognitivi, ma anche comportamentali (attitudine alla manualità, conoscenza della strumentazione, capacità di organizzazione, se i lavori sono in piccoli gruppi, capacità di interagire con gli altri, precisione nel seguire una procedura, e nel trascrivere i risultati/ dati).

54 Valutazione dell efficacia del percorso Per i docenti il percorso si è rivelato positivo per diverse ragioni: Ha permesso di far emergere in un contesto diverso abilità che altrimenti sarebbero rimaste nascoste Ha consentito di lavorare sulla verticalità del curricolo di scienze Ha spinto verso una maggiore collaborazione e confronto fra colleghi anche dei diversi ordini di scuola