materia_materiali _e_ loro_ proprietà by annarita

MODULI DIDATTICI E CURRICOLO DI SCIENZE IN TERZA MEDIA

1° MACROSEZIONE LA MATERIA, I MATERIALI E LE LORO PROPRIETA’

MODULO A TRASFORMAZIONI FISICHE E CHIMICHE DELLA MATERIA

AUTRICE: ANNARITA RUBERTO

MODULI DIDATTICI E CURRICOLO DI SCIENZE IN 3° MEDIA

PIANO DEL PERCORSO DIDATTICO

MAPPA TEMATICA DEL CURRICOLO ANNUALE 1°Macrosezione 2°Macrosezione LA MATERIA I MATERIALI E LE LORO PROPRIETA’

MODULO A

SISTEMI VIVENTI: STRUTTURA FUNZIONE ED EVOLUZIONE

MODULO B

3°Macrosezione TERRA SPAZIO E AMBIENTE

MODULO C

Trasformazioni fisiche e chimiche della materia

Cellule, tessuti, organi e sistemi

Il ciclo dell’acqua e i fenomeni atmosferici

SOTTOMODULI

4°Macrosezione ENERGIA E SOCIETA’

MODULO D Temperatura e calore

SOTTOMODULI

1° Osservazione 1° Riesame dei 1° Il calore come approfondita di alcune passaggi forma significa cellule animali e di stato dell’acqua di energia la parola vegetali 2° Riesame del ciclo 2° Diversa natura trasformazione al microscopio dell’acqua delle 2° Esame di alcune elettronico 3° Le precipitazioni grandezze fisiche: trasformazioni 2° Osservazione e atmosferiche e la loro calore e temperatura note nel quotidiano studio importanza per il ciclo 3° Esperienze sulla 3° Proposta di di alcuni principali idrologico dilatazione termica alcune tessuti animali e 4° La pressione dei corpi solidi trasformazioni-tipo vegetali atmosferica in alcuni liquidi e aeriformi 4° Formazione di 3° Studio, ad un primo importanti fenomeni 4° Esperienze sulla una livello di complessità, atmosferici propagazione del miscela eterogenea dell’apparato digerente calore nei vari mezzi e separazione dei fisici componenti 5° Formazione di una miscela omogenea e separazione dei componenti 6°Caratterizzazio ne di una miscela, omogenea o eterogenea. perché le quattro macrosezioni nel curricolo annuale di PREMESSA:

1° Che cosa

Scienze? 2

Un criterio generale, valido per l'insegnamento di tutte le scienze, è quello che privilegia la qualità piuttosto che la quantità dei contenuti, coerentemente con il principio che si tratta, soprattutto nel livello scolare interessato, di una scuola di metodo e non di una università del sapere. Pertanto alcuni contenuti basilari non possono mancare nella formazione scientifica dell'alunno e la distillazione del curricolo annuale di Scienze, nelle quattro macrosezioni indicate nella mappa tematica del curricolo annuale (in prima pagina), ha la sua giustificazione in quanto appena precisato. Naturalmente i quattro moduli, con i relativi sottomoduli, scelti per ciascuna macrosezione, indicano uno dei possibili percorsi didattici, che l'insegnante può adottare flessibilmente, ponendo molta attenzione alla loro significatività didattica, in quanto si deve necessariamente rinunciare alla pretesa di esaustività. NATURA, SIGNIFICATIVITA' E FUNZIONALITA' DIDATTICA DEI SEGMENTI DISCIPLINARI INDIVIDUATI ALL'INTERNO DELLA 1° MACROSEZIONE LA 1° MACROSEZIONE: "La materia, i materiali e le loro proprietà" I SEGMENTI DISCIPLINARI INERENTI  Modulo A: Trasformazioni fisiche e chimiche della materia  Sottomoduli 1°: Che cosa significa il termine "trasformazione"? 2°: Esame di alcune trasformazioni note nel quotidiano. 3°: Proposta di alcune trasformazioni - tipo. 4°: Formazione di una miscela eterogenea e separazione dei componenti. 5°: Formazione di una miscela omogenea e separazione dei componenti. 6°: Caratterizzazione di una miscela, omogenea ed eterogenea. NATURA I segmenti disciplinari individuati si configurano, all'interno dei comportamenti della materia e dei materiali, come concetti cardine che si intende far acquisire ai ragazzi operativamente, partendo dal noto e dal frequentato per giungere alla loro comprensione e alla successiva concettualizzazione, attraverso verifiche sperimentali, modelli, classificazioni, problematizzazione delle situazioni, attività di progettazione, ragionamenti -tipo, discussioni in gruppo ristretto e allargato. SIGNIFICATIVITA' I contenuti, in oggetto, si ritengono particolarmente significativi in quanto conducono gli alunni a comprendere i confini tra l'area dei fenomeni fisici e quella dei fenomeni chimici e per tale ragione si è convinti che siano irrinunciabili nel loro bagaglio formativo, in uscita dalla scuola media. FUNZIONALITA' DIDATTICA

La strutturazione del modulo A, nei sei sottomoduli individuati, intende realizzare un segmento omogeneo ed unitario di contenuti, organizzato secondo una logica evidente di gerarchizzazione di questi rispetto al grado di difficoltà nella loro comprensione, al fine di essere di "servizio" rispetto alle competenze che il modulo intende sollecitare. Si propone, inoltre, di essere didatticamente funzionale all'acquisizione, da parte degli alunnni, di un codice linguistico specifico di base, al riconoscimento e alla selezione dei fenomeni oggetto d'indagine, al ragionamento reticolare semplificato. Il modulo A, quindi, vuole essere un modulo di base, che, selezionando i contenuti essenziali, privilegia una forte solidità dei nessi concettuali fra questi, privandoli di quanto risulta ridondante e sterilmente ripetitivo, oltre che meccanicamente applicativo, contribuendo a sviluppare negli alunni una rete concettuale di significati, indispensabile tanto per l'approfondimento nel livello scolare successivo quanto per l'orientamento e l'inserimento nel mondo del lavoro alla fine dell'obbligo scolastico. TEMPI DI SVOLGIMENTO: sette settimane complessive (dal 12/10 all'1/12) delle sei - otto previste in fase di progettazione, per due ore settimanali. 1° sottomodulo una settimana 2° sottomodulo una settimana 3° sottomodulo tre settimane 4° sottomodulo una settimana 5° e 6° sottomodulo una settimana I tempi fissati sono stati osservati con una certa rigorosità, nel rispetto di una ragionevole flessibilità dovuta alle variabili intervenute durante la sperimentazione del modulo. PREREQUISITI( o competenze di base necessarie ad affrontare il modulo A) 1. Saper utilizzare correttamente i sensi per cogliere aspetti e caratteristiche dei materiali. 2. Saper utilizzare oggetti e strumenti in maniera funzionale al loro uso. 3. Conoscere il significato dei termini: materia, materiali, corpo, sistema. 4. Riconoscere caratteristiche di corpi solidi, liquidi, aeriformi, come la forma e lo spazio occupato. 5. Conoscere i passaggi di stato fisico della materia. 6. Conoscere le seguenti grandezze: lunghezza, superficie, volume, capacità, peso. 7. Saperne effettuare le misure utilizzando le rispettive unità di misura. COMPETENZE SPECIFICHE DA PERSEGUIRE A FINE MODULO ( definite in termini di saper fare dai seguenti macrodescrittori) L'Allievo, alla fine del modulo, dovrà essere in grado di : - dimostrare di aver compreso il significato di "trasformazione" e di saper cogliere le differenze tra quelle di tipo fisico e quelle di tipo chimico; individuare macroscopicamente l'omogeneità o disomogeneità dei materiali oggetto di indagine.

Affinchè tali competenze possano essere verificate e valutate, è necessario esplicitarle in termini di comportamenti osservabili, espressi analiticamente da microdescrittori di conoscenze e di abilità certificabili, come di seguito indicato. L'allievo alla fine del modulo dovrà essere in grado di: 1. Riconoscere se un fenomeno osservato è una trasformazione della materia; 2. distinguere una trasformazione fisica da una trasformazione chimica della materia; 3. riconoscere macroscopicamente materiali omogenei ed eterogenei; 4. utilizzare semplici tecniche di separazione di tipo fisico di miscele omogenee ed eterogenee; 5. preparare miscele omogenee ed eterogenee; 6. individuare gli elementi caratterizzanti le miscele omogenee ed eterogenee. Sulla base delle diverse capacità evidenziate dagli allievi, si rende opportuno fissare specifici livelli di apprendimento con l'indicazione analitica dei relativi microdescrittori di competenza, come indicato nella tabella che segue. LIVELLI DI APPRENDIMENTO

1. FONDAMENTALE

2. DI CONSOLIDAMENTO

3. DI ECCELLENZA

MICRODESCRITTORI DI COMPETENZA L'allievo è in grado di :  Riconoscere se un fenomeno osservato è una trasformazione della materia.  Riconoscere macroscopicamente materiali omogenei ed eterogenei.  Utilizzare semplici tecniche di separazione di tipo fisico. L'allievo è in grado di :  Riconoscere se un fenomeno osservato è una trasformazione della materia.  Distinguere una trasformazione fisica da una trasformazione chimica della materia.  Riconoscere macroscopicamente materiali omogenei ed eterogenei.  Utilizzare semplici tecniche di separazione di tipo fisico. L'allievo è in grado di :  Riconoscere se un fenomeno osservato è una trasformazione della materia. 5

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Distinguere una trasformazione fisica da una trasformazione chimica della materia. Riconoscere macroscopicamente materiali omogenei ed eterogenei. Utilizzare semplici tecniche di separazione di tipo fisico. Preparare miscele omogenee ed eterogenee. Individuare gli elementi caratterizzanti le miscele omogenee ed eterogenee.

FASI DEL PERCORSO SPERIMENTALE CON L'INDICAZIONE DELLA METODOLOGIA SEGUITA, DEGLI STRUMENTI E TECNOLOGIE UTILIZZATI Sono riportate di seguito le varie fasi del percorso sperimentale, relativo ai sei sottomoduli, di cui consta il Modulo A, attraverso i contributi più significativi prodotti dai sei gruppi di alunni . Le fasi sono corredate di note esplicative e di riflessioni a carattere didattico. Alla fine della trattazione dei sottomoduli, è riportata un'appendice con gli strumenti di verifica dell'apprendimento e dei relativi criteri di valutazione e autovalutazione utilizzati.

1° SOTTOMODULO: Che cosa significa il termine "trasformazione"?

12-10-01 Il percorso didattico ha avuto inizio con la domanda (evidenziata sopra) rivolta agli alunni, alla quale è seguito un brainstorming di risposte, riportate fedelmente per documentarne la spontaneità. RISPOSTA N.1: secondo me la parola trasformazione vuol dire cambiare da una cosa all'altra. RISPOSTA N.2: cambiare una sostanza liquida o solida in un'altra liquida o solida. RISPOSTA N.3: la parola trasformazione significa cambiamento di un corpo in qualsiasi altro corpo. RISPOSTA N.4: cambiamento totale di qualcosa in un'altra. RISPOSTA N.5: significa cambiare qualcosa, ad esempio un oggetto qualsiasi dandogli un'altra forma RISPOSTA N.6: trasformazione significa cambiamento di qualcosa in un'altra. RISPOSTA N.7: significa cambiamento di una materia. RISPOSTA N.8: è il cambiamento dei vari stati fisici. RISPOSTA N.9: cambiamento di un corpo, che avviene se accade qualcosa. RISPOSTA N.10: vuole dire cambiare da un cosa all'altra. RISPOSTA N.11: qualcosa che cambia da uno stato liquido, solido, gassoso all'altro. RISPOSTA N.12: significa un cambiamento anche radicale di un oggetto. RISPOSTA N.13: significa cambiamento totale o non totale di qualche cosa in un'altra. RISPOSTA N.14: significa cambiamento, come nel caso dei passaggi di stato di una determinata sostanza. RISPOSTA N.15: significa il mutare e cambiare, attraverso procedimenti chimici e fisici, di un corpo o di uno oggetto. RISPOSTA N.16: cambiare l'aspetto proprio. RISPOSTA N.17: significa cambiamento cioè un'evoluzione che avviene in qualche cosa. RISPOSTA N.18: significa cambiare qualcosa in un'altra. RISPOSTA N.19 la trasformazione è il cambiamento di un materiale. di una sostanza; può avvenire in natura oppure essere provocata.

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2° SOTTOMODULO: Esame di alcune trasformazioni note nel quotidiano

19/10/01 E' stato chiesto agli alunni di indicare ciascuno una trasformazione nota dalla loro quotidianità. Le risposte fornite sono riportate di seguito. 1. L'acqua che ghiaccia nel freezer 2. Il vapore che si ottiene dall'ebollizione dell'acqua 3. La combustione della legna 4. L'appannarsi dei vetri quando fa freddo 5. Lo schiarimento dei tessuti per azione della candeggina 6. La formazione del vino dal mosto dell'uva 7. Il cambiamento dei colori delle foglie in autunno 8. L'uovo che diventa sodo per azione del calore 9. Lo schiarimento del tè con il limone 10. Il cambiamento di colore della superficie di taglio della mela 11. L'indurimento del cemento a contatto con l'acqua 12. La solidificazione della lava 13. La formazione della ruggine dal ferro 14. La disidratazione dell'erba fresca tagliata 15. L'irrancidimento del formaggio 16. L'abbronzatura della pelle 17. Il succo ottenuto dalla frutta 18. I derivati del petrolio 19. L'azione del cloro sui capelli. 20. Il riciclaggio della carta 21. Lo scolorimento, per azione della luce solare, dei panni stesi ad asciugare

E' seguita una lunga discussione per individuare in quali delle trasformazioni indicate avveniva soltanto un cambiamento dello stato fisico e in quali, invece, la materia subiva un cambiamento a livello microscopico, che ne modificava la natura stessa. Alla fine si è giunti ad una condivisione di significati, rappresentata dallo schema:

TRASFORMAZIONI

FISICHE

CHIMICHE

Cambia l'aspetto macroscopico (quello che si osserva) ma non cambia la costituzione della materia

Cambia generalmente l'aspetto macroscopico e cambia anche la costituzione della materia

Le trasformazioni sono state raccolte dai ragazzi in una tabella e classificate secondo la loro diversa tipologia. TABELLA Trasformazioni fisiche Lâ&#x20AC;&#x2122;acqua che ghiaccia nel freezer

Il vapore che si ottiene dall'ebollizione dell'acqua L'appannarsi dei vetri quando fa freddo

Trasformazioni chimiche La combustione della legna Lo schiarimento dei tessuti per azione della candeggina La formazione del vino dal succo dell'uva Il cambiamento del colore delle foglie in autunno L'uovo che diventa sodo per azione del calore Lo schiarimento del tĂ¨ con il limone Il cambiamento di colore della superficie di taglio della mela L'indurimento del cemento a contatto con l'acqua La formazione della ruggine dal ferro 9

L'irrancidimento del formaggio L'abbronzatura della pelle I derivati del petrolio L'azione del cloro sui capelli Lo scolorimento, per azione della luce solare, dei panni stesi ad asciugare NOTA  La disidratazione dell'erba fresca tagliata  Il succo ottenuto dalla frutta  Il riciclaggio della carta  La solidificazione della lava Le quattro trasformazioni evidenziate non sono state inserite in tabella perché i ragazzi le hanno ritenute dubbie non sapendo riconoscerle come tipicamente fisiche o chimiche.

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3° SOTTOMODULO: Proposta di alcune trasformazioni tipo

26/10/01: Sono stati consegnati diversi materiali ai ragazzi con la richiesta di realizzare delle trasformazioni associandoli a loro scelta ma in modo diverso per ciascun gruppo. I gruppi hanno, successivamente, socializzato i risultati ottenuti, discutendoli e confrontandoli costruttivamente. Sono riportate due delle sei esperienze realizzate. CONSEGNA DI LAVORO AI GRUPPI A partire da materiali noti, ottenere delle trasformazioni associandoli liberamente. Descrivere l'aspetto macroscopico di quanto ottenuto. Indicare il tipo di trasformazione avvenuta.

ESPERIENZA N.1: la dissoluzione del solfato di rame in acqua MATERIALE  Cristalli di solfato di rame;  bacchettina di vetro;  piccolo becker contenente acqua calda.

PROCEDIMENTO  Versare dell'acqua calda in un becker e inserirvi alcuni cristalli di solfato di rame;  successivamente, agitare la soluzione con una bacchetta di vetro.

OSSERVAZIONE  Si nota che i cristalli di solfato si dissolvono lentamente, colorando l'acqua di azzurro.  I cristalli si fratturano in più parti , agitando la soluzione con la bacchetta.  Si formano delle bollicine che aderiscono alle pareti del becker.  Il colore tende ad intensificarsi progressivamente con la dissoluzione del solfato di rame nell'acqua.  Nella fase finale, si osserva una soluzione acquosa colorata uniformemente in azzurro CONCLUSIONE Si è ottenuta una trasformazione di tipo fisico, in quanto non è cambiata la "natura" dei due componenti ( che si possono riottenere, separandoli con metodi opportuni). _____________________________

ESPERIENZA N.2: diffusione del blu di metilene in acqua e rilevazione del viraggio di colorazione. MATERIALE  Becker  Acqua  Blu di metilene  Bacchettina di vetro PROCEDIMENTO  Versare 50 ml d'acqua nel becker.  Aggiungere, all’acqua, 5 ml (alla volta) di blu di metilene, per cinque volte. OSSERVAZIONE All’inizio, il viraggio del colore è intenso, in seguito il processo appare rallentato. Blu di metilene Colore

5 ml

10 ml

15 ml

20 ml

25 ml

Blu elettrico

Blu intenso Blu scuro, Viola con scuro riflessi violacei

Viola molto scuro, quasi nero

Osservazioni In principio, l'acqua appare colorata di azzurro in superficie. Sul fondo del becker si osservano depositi blu. Rimescolando con la bacchettina di vetro, il colore diventa omogeneo; il suo viraggio è intenso.

Il viraggio del colore non è intenso come prima.

Il viraggio Il viraggio del colore del colore è ancora è debole. meno intenso.

Il viraggio del colore è impercet tibile.

CONCLUSIONE C’è stata una trasformazione di tipo fisico: infatti distillando la soluzione si potrebbero riottenere l'acqua e il blu di metilene NOTA DIDATTICA: la quantità di blu di metilene, scelta liberamente dai ragazzi, e il suo successivo incremento risultano, in effetti, eccessivi in rapporto ai 50 ml di acqua: di conseguenza, il viraggio del colore risulta difficile da distinguere nelle fasi terminali, quando il blu di metilene è concentrato. Impiegando, invece, il colorante "a gocce" si potrebbe osservare un viraggio del colore proporzionale alla quantità di gocce instillate. Naturalmente, tale aspetto del fenomeno può essere approfondito, se lo si ritiene significativo ai fini dell'indagine sperimentale. Nello specifico, non é lo scopo principale dell'attività, che mira a condurre i ragazzi ad ottenere "euristicamente" alcune trasformazioni dalla 13

combinazione di materiali noti, per osservarne l'aspetto macroscopico e riflettere sul significato di trasformazione della materia, fisica o chimica che sia. A questo punto della sperimentazione, per poter lavorare in modo più omogeneo e condividere meglio i risultati dei diversi sottogruppi, abbiamo messo a punto (insieme ai ragazzi) un modello standard per le relazioni delle esperienze. A partire dalla prossima esperienza, tale modello sarà utilizzato, di norma, da tutti i sottogruppi, che lo hanno informatizzato in un file, su cui trasferiscono, perfezionandole, le relazioni che hanno già compilato velocemente in formato cartaceo durante le esperienze di laboratorio. ______________________________ ………….ancora sul terzo sottomodulo - 9/11/01

ISTITUTO LABORATORIO Classe: 3b COMPRENSIVO SCIENTIFICO Data: 9\11\’01 STATALE "C.Bassi" A.S. 2001/02 Gruppo: Le H2o PROBLEMA - DOMANDA : come si può determinare lo stato di acidità, di basicità o di neutralità di una determinata sostanza o di un materiale? TITOLO DELL'ESPERIMENTO: Analisi del grado di basicità, neutralità o acidità di una determinata sostanza o di un materiale. SCOPO : determinare se una sostanza è basica, acida o neutra utilizzando prima un indicatore naturale (analisi qualitativa) e successivamente la cartina universale indicatrice di ph (analisi quantitativa). PRINCIPI E RIFERIMENTI TEORICI: concetti di acidità, neutralità, basicità e di ph. STRUMENTI ATTREZZATURE E MATERIALI E APPARECCHI SOSTANZE 1) Cartina indicatrice di ph 1) 2 becker da 100 ml 1) Detersivo per le mani (scala 0 - 14) 2) Pestello e mortaio 2) Detersivo per pavimenti 3) 8 provette 3) Aceto diluito 4) Cutter 4) Succo d’arancia 5) Carta da filtro 5) Bicarbonato 6) Imbuto 6) Acido cloridrico 7) Portaprovette 7) Acqua demineralizzata 8) Candeggina 9) Foglie radicchio rosso 10) Alcool puro al 95% PROCEDIMENTO  Per la preparazione dell'indicatore naturale al radicchio rosso: prendere 2-3 14

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foglie di radicchio; privarle con il cutter della costa bianca; spezzettarle e pestarle nel mortaio; trasferire la poltiglia in uno dei due becker e versarvi dell’alcool puro per estrarre il colorante naturale dal radicchio pestato; preparare il filtro con la carta da filtro e filtrare nel secondo becker. L'indicatore al radicchio rosso è pronto. Intanto, preparare 8 provette con le seguenti sostanze ed etichettarle: detersivo per le mani diluito con acqua, detersivo neutro per pavimenti diluito con acqua, aceto diluito con acqua, succo d’arancia diluito con acqua, bicarbonato di sodio diluito, acido cloridrico diluito con acqua, acqua demineralizzata, soluzione di ipoclorito di sodio non superiore al 5% di cloro attivo (candeggina). Aggiungere, con la pipetta contagocce, 5 gocce dell’indicatore al radicchio in ciascuna provetta e osservare il viraggio di colore delle sostanze, annotandolo in una tabella. Successivamente immergere, in ciascuna delle 8 provette, una striscia di cartina universale e rilevarne il viraggio di colore. Infine, confrontare i risultati ottenuti mediante l’indicatore naturale con quelli ottenuti mediante la cartina indicatrice di ph.

SEGUE

SCHEMA DI MONTAGGIO APPARECCHIATURE:

Porta provette

DATI SPERIMENTALI: Guida alla lettura dei disegni ( indicati sopra nello schema di montaggio apparecchiature)

TABELLA Sostanze

L'indicatore al radicchio

Valore del pH

Detersivo per mani Detersivo per pavimenti Aceto diluito Succo d'arancia Bicarbonato(sol uzione) Acido cloridrico(soluzi one) Acqua demineralizzata Candeggina

Bianco - verde chiaro Giallo - verde chiaro Rosa chiaro Rosa salmone Verdino bluastro Rosso carminio

pH 6 (circa)

pH 7 Colori originari delle sostanze ( contenute nelle provette secondo la pH 3,5 numerazione) pH 4 pH 9,5 N° 1= detersivo per mani diluito (giallo) N° 2= aceto diluito (rosato) pH 0,5 N° 3= candeggina diluita (quasi incolore) N° 4= acqua demineralizzata (incolore) Trasparente pH 6 N° 5= sodio bicarbonato soluzione Giallo pH 11 (incolore) N° 6= acido cloridrico diluito( incolore) N° 7= succo d’arancia N° 8= detersivo neutro per pavimenti (giallo paglierino) RISULTATI OTTENUTI: nella seconda colonna della tabella, è indicato il viraggio di colore delle sostanze, con l'aggiunta dell'indicatore al radicchio; nella terza colonna è indicato il valore del ph rilevato con la cartina indicatrice mediante il viraggio del suo colore. OSSERVAZIONI: non si è rilevato viraggio di colore, né con l'indicatore al radicchio né con la cartina indicatrice, soltanto nel caso di una sostanza neutra come l'acqua demineralizzata, che è rimasta trasparente com’era. Negli altri casi si sono osservate delle trasformazioni di tipo chimico, evidenziate dal viraggio del colore. CONCLUSIONI: i risultati confermano che si può rilevare l'acidità, la basicità o la neutralità di una determinata sostanza o di un materiale, qualitativamente (con un indicatore naturale) e quantitativamente (con la cartina indicatrice di Ph) per azione delle trasformazioni chimiche indotte sulle sostanze.

Approfondimento sul significato del pH e degli indicatori

16/11/01 L'acidità o la basicità di una determinata sostanza, ad esempio di una soluzione, è data dal Ph, termine traducibile con "potere di idrogeno". La valutazione del Ph si basa sul numero di ioni idrogeno (atomi elettrizzati positivamente) presenti in una soluzione: Una soluzione molto acida contiene moltissimi ioni idrogeno (H ); Una soluzione fortemente basica contiene invece pochissimi ioni idrogeno (H ) e moltissimi ioni ossidrile (OH ). Le soluzioni neutre, come l'acqua pura, hanno Ph uguale a 7 NOTA: Gli indicatori sono particolari sostanze che indicano, cambiando il loro colore, se una soluzione è acida o basica. Gli indicatori naturali, come il colorante estratto dalle foglie del radicchio rosso private della parte bianca, dal geranio rosso, dalle rose bianche e rosse, dalla margherita bianca, dall'ibiscus, dalla barbabietola rossa, danno soltanto un'indicazione qualitativa dell'acidità e della basicità di una sostanza o di un materiale. L'indicatore universale o cartina indicatrice di Ph, fornisce un valore quantitativo (0-14) dell'acidità o della basicità.

NOTA L'approfondimento sul significato del pH e degli indicatori, qui riportato sinteticamente, è stato svolto con consultazione guidata, in classe, di testi scientifici e con ricerche mirate su Internet, nel laboratorio informatico della scuola.

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4° SOTTOMODULO: formazione di una miscela eterogenea e separazione dei componenti

23/11/01 SCHEDA DI LAVORO Dopo aver fatto preparare agli alunni una miscela eterogenea con acqua, sabbia e solfato di rame, si chiede loro come poterne separare i componenti. OGGETTO DELL’ESPERIENZA: Separazione dei componenti di una miscela eterogenea mediante filtrazione ed evaporazione MATERIALE: becker resistente al calore; beuta; bacchetta di vetro; carta da filtro; imbuto; spruzzetta; sabbia; solfato di rame; acqua distillata; treppiede; piastra elettrica. PROCEDIMENTO 1° fase- Mescolare nel becker acqua distillata, solfato di rame e sabbia; riscaldare il tutto rimescolando con la bacchetta di vetro. 2° fase- Porre l'imbuto sulla beuta, preparare un filtro normale, inserirlo nell'imbuto e farlo aderire bene alle pareti bagnandolo con la spruzzetta . 3° fase- Versare la miscela nel sistema filtro – imbuto e attendete il tempo necessario….. 4° fase- Fare evaporare per riscaldamento l'acqua distillata per separarla dal solfato di rame. DESCRIZIONE: descrivere ciò che accade e trarre conclusioni motivate. NOTE PER L’INSEGNANTE Risultato delle osservazioni nelle varie fasi 1° osservazione relativa alla 1°fase: Il liquido si colora in azzurro per la dissoluzione dei cristalli di solfato di rame, mentre la sabbia rimane in sospensione. 2° osservazione relativa alle fasi 2° e 3°: Il liquido, passato nella beuta, attraverso il sistema filtro - imbuto, è di colore azzurro limpido, senza tracce di sabbia, che rimane depositata sulla carta da filtro. Conclusioni : Si fa rilevare ai ragazzi che si possono separare i due componenti solidi di un miscuglio eterogeneo per filtrazione della parte liquida; il componente insolubile rimane sulla carta da filtro mentre il componente disciolto si ottiene per evaporazione del solvente. 18

5° SOTTOMODULO: formazione di una miscela omogenea e Tempi :1 ora separazione dei componenti

30/11/01 SCHEDA DI LAVORO Dopo aver fatto preparare ai ragazzi una miscela omogenea con acqua e cloruro di sodio, si chiede loro come poterne separare i componenti. OGGETTO DELL’ESPERIENZA: separazione fisica dei componenti di una miscela omogenea mediante evaporazione. MATERIALE: due becker resistenti al calore, di forma bassa; acqua distillata; soluzione di acqua di rubinetto e sale da cucina (cloruro di sodio); due piastre elettriche; due bacchette di vetro. PROCEDIMENTO  Osservare i due becker, uno contenente solo acqua distillata, l'altro una soluzione di acqua e NaCl (già preparati e indistinguibili). 

Formulare delle ipotesi, quindi fare evaporare i contenuti dei due becker ponendoli sulle piastre elettriche.

DESCRIZIONE: Descrivere dettagliatamente ciò che accade e trarre conclusioni motivate NOTE PER L’INSEGNANTE Risultato dell’osservazione: Nel primo becker non rimane nulla, nel secondo si osserva un residuo secco. Conclusioni: Si può far rilevare ai ragazzi che nel secondo becker c'era almeno una sostanza in più rispetto al primo. Non si pone per ora il problema di verificare se il liquido evaporato, nel secondo becker era formato da una o più sostanze, la stessa cosa per il residuo secco. Siamo, comunque, riusciti a separare sostanze mediante evaporazione. Tempi 1 ora

6° SOTTOMODULO: caratterizzazione di una miscela eterogenea e di una miscela omogenea

1/12/01 Il sesto e ultimo sottomodulo è stato svolto facendo, in apertura, una riflessione generale sulla differenza tra le miscele eterogenee e quelle omogenee e sui metodi più indicati, a seconda dei casi, a separarne i componenti Successivamente, si è discusso a lungo per individuare gli elementi caratterizzanti le une e le altre, giungendo alle seguenti conclusioni condivise: MISCELA Eterogenea Omogenea

CARATTERISTICHE MACROSCOPICHE Distinguibilità dei diversi componenti Indistinguibilità dei diversi componenti.

I ragazzi hanno cercato di dare una interpretazione di tale diverso comportamento macroscopico e sono giunti alla conclusione che questo deve dipendere dalle proprietà chimiche e fisiche dei materiali utilizzati nelle miscele eterogenee ed in quelle omogenee. Naturalmente, ho confermato che la loro ipotesi è molto sensata, precisando che il nostro percorso di indagine si ferma qui, mentre avranno modo di approfondire lo studio di tali questioni nel livello scolare successivo. _______________________________________________

NOTA Nelle pagine successive, è stata inserita un'appendice con le prove di verifica formative e sommative, con mappe concettuali riassuntive del percorso di apprendimento, maturato dagli allievi in relazione ai diversi livelli, con prove pratiche di verifica, attività di recupero e di potenziamento, criteri di valutazione delle prove, strumenti di autovalutazione condotta dagli alunni.

APPENDICE RELATIVA AL MODULO A : strumenti di verifica per la valutazione e l'autovalutazione dell'apprendimento; attività di recupero e di potenziamento

Sono state effettuate prove di verifica formativa ( test oggettivi veloci alla fine dei sottomoduli) e sommativa ( su blocchi di più sottomoduli). Con le prime si sono raccolte informazioni analitiche e continue sulle modalità di apprendimento degli allievi, utili per poter apportare dei correttivi al percorso didattico programmato e per organizzare interventi di recupero per gli alunni in difficoltà. Con le seconde, si sono rilevate le competenze acquisite dagli alunni, alla fine di due distinti blocchi di sottomoduli, in merito agli obiettivi fissati per i tre diversi livelli di apprendimento individuati. Alla fine dell'intero modulo, è stata svolta dagli alunni, organizzati in gruppi omogenei di tre ( per quanto possibile, sulla base delle loro capacità), una prova pratica di verifica, diversificata per i distinti livelli di apprendimento, corredata di una relazione scritta, attraverso la quale si sono raccolte informazioni utili circa la capacità di analisi, di applicazione, di sintesi e anche circa l'organizzazione delle idee. Per rendere più oggettiva la valutazione di tale prova, sono state utilizzate delle griglie di correzione per le relazioni scritte ( vedi pag.). Sempre alla fine del modulo è stato richiesto il completamento di una mappa concettuale semistrutturata per il livello fondamentale e la produzione autonoma di una mappa concettuale per i livelli di consolidamento e di eccellenza. E' necessario somministrare, nel maggior numero possibile, un pacchetto di prove diversificate nella loro forma in quanto i risultati saranno più attendibili. Importanti sono risultate anche le discussioni collettive, i brainstorming e le interviste ai ragazzi, allo scopo di rilevare i differenti aspetti del percorso di apprendimento. Infine, sono stati documentati gli strumenti di autovalutazione utilizzati dagli allievi e le attività di recupero e di potenziamento svolte per i diversi livelli individuati nella classe ____________________________________

VERIFICHE FORMATIVE IN ITINERE A. Quali tra i seguenti fenomeni sono provocati da trasformazioni chimiche? Indicali con una crocetta. La caduta dell'acqua in una cascata L'incendio di una foresta La cottura di un uovo Lo scoppio di un palloncino L'ingiallimento delle foglie di un albero La preparazione di un caffĂ¨ La fermentazione del mosto dell'uva L'ammuffimento di un limone B. Indica quali fra i seguenti materiali sono miscele eterogenee e quali invece sono omogenee: acqua e vino; ghiaia; farina; panettone; acqua e zucchero; acqua di rubinetto; insalata; aria. C. Collega mediante una freccia le miscele con la tecnica di separazione che ritieni piĂš adatta: 1. 2. 3. 4.

Acqua e sale Sabbia, argilla e acqua Acqua e vino Limatura di ferro e farina

a) Filtrazione e setacciatura b) Evaporazione c) Distillazione d) Utilizzando una calamita

CRITERI PER LA VALUTAZIONE LIVELLI DI APPRENDIMENTO Fondamentale

Consolidamento

MICRODESCRITTORI DI COMPETENZA 1. Individuare i fenomeni chimici tra quelli proposti. 2. Riconoscere le miscele eterogenee, tra i materiali proposti. 1. - 2.(includendo il riconoscimento delle miscele

QUESITI A. - B.

A. - B.

Eccellenza

omogenee) 1.- 2. - 3.

A. - B. - C.

QUESITI VELOCI IN FORMA ORALE E DISCUSSIONI COLLETTIVE PER IL CONTROLLO IN ITINERE DELL'APPRENDIMENTO A. La fusione e l'ebollizione sono fenomeni fisici o chimici? B. Se si riscalda un po' di zucchero in un pentolino metallico, prima si scioglie e poi brucia annerendo: avviene un fenomeno chimico o fisico? Giustifica la risposta. C. Se si aggiunge zucchero al caffè, si ottiene una soluzione o una miscela eterogenea? D. Che tipo di materiale sono la ghiaia e la farina? E. Da che cosa dipende l'acidità e la basicità di una sostanza? F. Descrivi il comportamento della cartina al tornasole in presenza di sostanze acide, basiche , neutre. G. Spiega che cos'è e che cosa indica il pH. H. Il pH di tre diverse sostanze è in ordine:12; 3; 7. Indica in ciascun caso se la sostanza è acida, neutra o basica. I. Indica quale fra le due sostanze è più acida: uva pH 4; banana pH 5. L. Indica quale fra le due sostanze è più basica: acqua marina pH 8,5; candeggina pH 12. NOTA DIDATTICA I quesiti su indicati non sono stati posti in un'unica soluzione ma quando la situazione didattica lo ha reso più opportuno. Alle volte, ho stimolato discussioni collettive lasciando che i ragazzi intervenissero spontaneamente; altre volte ho moderato brainstorming con l'intervento, a turno, di tutti; altre, ancora, ho condotto vere e proprie interviste ai ragazzi con giustificazione della risposta da essi fornita. Le informazioni raccolte con tali modalità, insieme a quelle ottenute con i test scritti, hanno fornito, in itinere, una valutazione attendibile sul percorso di apprendimento. Hanno, inoltre, permesso di intervenire, in maniera mirata, con attività di recupero rivolte ai ragazzi, che via via evidenziavano incertezze e dubbi, e con attività di potenziamento per il livello di eccellenza.

VERIFICA SOMMATIVA PER I SOTTOMODULI 1°- 2°- 3° 1° SOTTOMODULO: che cosa significa il termine "trasformazione"? 2° SOTTOMODULO: esame di alcune trasformazioni note nel quotidiano 3° SOTTOMODULO: proposta di alcune trasformazioni tipo ________________________ A. Indica tra le seguenti trasformazioni, note nel quotidiano, quali sono di tipo chimico, quali di tipo fisico e quali né l'una né l'altra: 1) Acqua che ghiaccia nel freezer. 2) Vapore che si ottiene quando l'acqua bolle sul gas. 3) La combustione di qualche cosa. 4) L'appannarsi dei vetri quando fa freddo. 5) La candeggina che schiarisce i tessuti. 6) La formazione del vino dall'uva. 7) Il cambiamento del colore delle foglie in autunno. 8) L'uovo sodo. 9) Lo schiarimento del tè col limone. 10) Lo scurimento della superficie di taglio della mela. 11) L'indurimento del cemento. 12) La solidificazione della lava 13) La formazione della ruggine. 14) La disidratazione dell'erba tagliata. 15) L'irrancidimento del formaggio. 16) L'abbronzatura della pelle. 17) Il succo di frutta. 18) Derivati del petrolio. 19) Riciclaggio dei materiali. 20) Azione del cloro sui capelli. B. Proponi alcune trasformazioni di tipo fisico e alcune di tipo chimico. C. Indica in cosa consiste la differenza fra una trasformazione fisica ed una trasformazione chimica.

D. Compila, secondo le richieste, la seguente tabella, relativa al mescolamento di materiali noti : Materiale1 noto( o sostanza)

Materiale 2 Materiale noto (o omogeneo sostanza)

TĂ¨

Limone

Solfato di rame in cristalli Limatura di ferro Bicarbonato di sodio Tintura di iodio Sabbia

Acqua

Olio

Acqua

Materiale eterogeneo

Aspetto Trasform. Trasform. macroscopico Fisica Chimica

Acqua Acqua Acqua Acqua

E. Compila, secondo le richieste, la seguente tabella: Sostanza o materiale

La carta indicatrice di Ph diventa di coloreâ&#x20AC;Śâ&#x20AC;Ś..

Valore presunto del Ph

Sostanza neutra

Sostanza acida

Sostanza basica

Aceto Succo d'arancia Ammoniaca per pulizia Acido muriatico Acqua distillata Bicarbonato di sodio Candeggina Acqua piovana

F. Illustra il procedimento, mediante il quale abbiamo estratto il colorante dalle foglie di radicchio rosso. G. Spiega che cosa sono gli "indicatori" e a cosa servono. H. Spiega il significato del pH. I. Quale differenza passa tra il colorante estratto dalle foglie del radicchio rosso, la cartina al tornasole e la carta indicatrice di pH?

CRITERI PER LA VALUTAZIONE DELLA VERIFICA LIVELLI DI APPRENDIMENTO

1. Fondamentale

2. Consolidamento

3. Eccellenza

MICRODESCRITTORI DI COMPETENZA

ITEM

1. Riconoscere se un fenomeno osservato Ă¨ una trasformazione della materia. 2. Distinguere, tra quelle proposte, una trasformazione fisica da una trasformazione chimica della materia. 3. Saper descrivere l'aspetto macroscopico dei materiali ottenuti dalla trasformazione. 4. Saper descrivere sinteticamente il procedimento di estrazione dell'indicatore al radicchio rosso. 1. - 2. - 3. - 4. 5. Indicare, in modo autonomo, trasformazioni fisiche e chimiche. 6. Riconoscere macroscopicamente materiali eterogenei ed omogenei. 7. Individuare sostanze acide, basiche, neutre sia qualitativamente che quantitativamente. 1.- 2. - 3. - 4. - 5. - 6.- 7. 8. Saper indicare la differenza tra una trasformazione fisica e una di tipo chimico. 9. Individuare le differenze fra gli indicatori naturali e quelli artificiali. 10.Comprendere il significato del ph

A. D. F.

A. B. D. E. F.

Tutti

___________________________________

VERIFICA SOMMATIVA PER I SOTTOMODULI 4°- 5°- 6° 4° SOTTOMODULO: formazione di una miscela eterogenea e separazione dei componenti 5° SOTTOMODULO: formazione di una miscela omogenea e separazione dei componenti 6°SOTTOMODULO:caratterizzazione di una miscela omogenea ed eterogenea _________________________

A. Indica quali fra i seguenti materiali sono omogenei e quali eterogenei: zucchero, sale, latte, detersivo, caffè, coca - cola, stoffa mista, sabbia, alcool, glicerina, quarzo, gesso, ferro, sciroppo, zolfo, vetro, vino, tè. B. Fai almeno tre esempi di materiali macroscopicamente omogenei ed eterogenei e spiega il significato dei due termini C. Compila, secondo le richieste, la seguente tabella: MISCELA Granito polverizzato Salgemma Sabbia e acqua marina Acqua marina Latte Acqua e alcool

ETEROGENEA

OMOGENEA

D. Ti vengono date le seguenti miscele, indica per ciascuna il più opportuno metodo di separazione: sabbia e acqua marina, sabbia e sale, acqua ed alcool , limatura metallica e segatura. E. Con quali criteri potrebbero essere raggruppati i materiali seguenti? Acqua distillata, acqua marina, gesso, alcool, cemento, ferro, oro, carbone, acciaio, benzina, granito, legna, farina di grano, sabbia, succo di frutta, latte, sale da cucina, vino. F. Sulla base delle esperienze effettuate, indica sinteticamente gli elementi che caratterizzano una miscela omogenea ed eterogenea.

CRITERI PER LA VALUTAZIONE DELLA VERIFICA LIVELLI DI APPRENDIMENTO

1. Fondamentale

MICRODESCRITTORI DI COMPETENZA

1. Riconoscere e distinguere, tra quelli A. proposti, i materiali eterogenei da quelli C. omogenei. D. 2. Distinguere, tra quelle proposte, le miscele eterogenee da quelle omogenee. 3. Saper utilizzare semplici metodi di separazione di miscele omogenee ed eterogenee. 1. - 2. - 3.

2. Consolidamento

ITEM

4. Indicare, in modo autonomo, materiali omogenei ed eterogenei.

A. B. C. D.

1.- 2. - 3. - 4. 3. Eccellenza

5. Saper individuare criteri di classificazione di miscele. Tutti 6. Saper individuare gli elementi caratteristici delle miscele omogenee ed eterogenee.

____________________________

PROVA PRATICA DI VERIFICA CONSEGNA DI LAVORO PER I GRUPPI: Con i materiali forniti, formare una miscela e separarne i componenti con il metodo ritenuto più adeguato. La prova è diversificata per i tre livelli di apprendimento, fornendo materiali differenti: LIVELLI DI APPRENDIMENTO 1. Fondamentale 2. Consolidamento 3. Eccellenza

MATERIALI FORNITI Acqua, sabbia, ghiaietto Acqua, limatura di ferro, zolfo in polvere Acqua, tintura di iodio, bicarbonato di sodio

Ai gruppi dei tre diversi livelli é, inoltre, richiesta una sintetica relazione scritta sull'esperimento (valutata in base alla sua significatività e chiarezza espositiva). __________________________________ VERIFICA MEDIANTE MAPPA CONCETTUALE ( come completamento o come produzione autonoma) Si ritiene opportuno, alla fine della trattazione del modulo, allo scopo di verificare ulteriori aspetti dell'apprendimento maturato dai ragazzi durante il percorso didattico - sperimentale, richiedere il completamento di una mappa concettuale, per il livello fondamentale, e la produzione autonoma della stessa mappa per i livelli di consolidamento e di eccellenza.

CONSEGNA PER I LIVELLI DI CONSOLIDAMENTO E DI ECCELLENZA: Riassumi con una mappa concettuale i contenuti che hai appreso nella trattazione del modulo sulle trasformazioni chimiche e fisiche della materia. NOTA Ogni alunno ha lavorato da solo alla realizzazione della propria mappa e i risultati sono stati mediamente soddisfacenti. Viene riportata, come documentazione, una delle mappe realizzate dagli alunni.

LE TRASFORMAZIONI DELLA MATERIA Possono formare Possono formare Possono essere

MATERIALI ETEROGENEI

CHIMICHE

MATERIALI OMOGENEI

FISICHE

come formano MISCELE ETEROGENE Ad esempio

non formano

come

NUOVE SOSTANZE

non appaiono

ACQUA E SABBIA

MACROSCO PICAMENTE UNIFORMI

MISCELE OMOGENEE O SOLUZIONI appaiono Ad esempio

ACQUA E CLORURO DI SODIO

Possono riottenersi MEDIANTE SEPARAZIONE FISICA

Possono riottenersi

In questo caso per

MEDIANTE SEPARAZIONE FISICA

In questo caso per

FILTRAZIONE DELL'ACQUA

EVAPORAZIONE DELL'ACQUA

Possono avere un contenuto di

ACIDITA'

qualitativamente mediante

Indicatore naturale

NEUTRALITA'

rilevabile

BASICITA'

quantitativamente mediante

Cartina indicatrice di ph 30

PER IL LIVELLO FONDAMENTALE Ă¨ stato richiesto il completamento di una mappa semistrutturata analoga alla precedente.

LE TRASFORMAZIONI DELLA MATERIA Possono formare Possono formare Possono essere

MATERIALI OMOGENEI

come formano

non formano

come

MISCELE ETEROGENE E ad esempio

non appaiono

MACROSCO PICAMENTE UNIFORMI

appaiono ad esempio

ACQUA E CLORURO DI SODIO

possono riottenersi MEDIANTE SEPARAZIONE FISICA

possono riottenersi

in questo caso per

possono avere un contenuto di

ACIDITA'

qualitativamente con

rilevabile

quantitativamente con

NOTA DIDATTICA: E' importante utilizzare le mappe concettuali, sia come strumenti di verifica che come strumenti metodologici per facilitare l'apprendimento, accanto a tutti quelli che l'insegnante reputa più opportuni nella pratica didattica. Infatti, le mappe concettuali sono rappresentazioni della rete di informazioni riguardanti gli aspetti significativi della conoscenza scientifica dell'alunno. Esse evidenziano un aspetto della conoscenza dichiarativa, che va oltre la comune conoscenza che gli studenti acquisiscono perché sono una rappresentazione di come gli studenti strutturano tale conoscenza. Esistono ampi studi a sostegno delle mappe concettuali come mezzi efficaci per imparare; le recenti ricerche indicano, inoltre, che le mappe concettuali possono essere impiegate in modo attendibile come strumento di valutazione dell'apprendimento degli studenti, accanto agli altri strumenti di valutazione più tradizionali _________________________________

STRUMENTI PER L'AUTOVALUTAZIONE DELL'ALUNNO

Per riuscire ad organizzare efficacemente il proprio lavoro, attraverso l'utilizzo di una giusta strategia di studio, è necessario che l'allievo sia in grado di valutare le varie fasi della propria attività individuandone i punti deboli. La capacità di autovalutazione rappresenta un processo metacognitivo di controllo tra i più significativi ed è stata oggetto di ampio studio, negli ultimi 15/20 anni, da parte di molti psicologi come ad esempio i gruppi della Brown, di Nelson e di Flavell e, per stare in Italia, il gruppo MT di Padova e altri studiosi. L'insegnante, pertanto, deve in ogni modo incrementare tale capacità nell'alunno adottando comportamenti quali:  rendere esplicito ciò che richiede sia nelle verifiche scritte che in quelle orali;  indicare con chiarezza i criteri di valutazione applicati. Deve, inoltre, promuovere il confronto con i compagni e la comune ricerca di soluzioni ai vari problemi. Il confronto continuo con i criteri adottati dal docente, può aiutare l'alunno a fare delle previsioni valutative su verifiche già svolte o ad autovalutarsi in una verifica già corretta, imparando a comprendere gli errori compiuti e il livello di prestazione richiesto. Sono qui indicate alcune proposte per l'alunno.

TABELLA PREVISIONALE E COMPARATIVA DI AUTOVALUTAZIONE. Tipo di Data verifica

Stima della preparazione personale(pri ma della verifica)

Previsione Valutazione Compara (immediatamen dell'insegnan zione. te dopo lo te svolgimento)

Nell'ultima colonna l'alunno segnalerà se le proprie valutazioni coincidono o no con quelle dell'insegnante. Analizzando e confrontando i dati sistematicamente, potrà imparare a dare una valutazione del proprio livello di preparazione e a rendersi conto di come ha svolto una verifica. SCHEDA DELL'ALUNNO PER L'AUTO- VALUTAZIONE A FINE MODULO. Nella scheda sono elencate le abilità conseguibili attraverso lo svolgimento del modulo e permettono di verificare quelle in cui gli alunni manifestano maggiori difficoltà, permettendo all'insegnante di intervenire con attività di recupero mirato. FAI IL PUNTO DEL TUO PERCORSO DI LAVORO Riflettendo con sincerità su quanto appreso, segna le abilità in cui ti senti sicuro, parzialmente sicuro, totalmente insicuro: S PS TI Nel riconoscere se un fenomeno osservato è una trasformazione della materia, mi sento S PS TI Nel distinguere una trasformazione fisica da una trasformazione chimica della materia, mi sento

Nel riconoscere macroscopicamente materiali omogenei ed eterogenei, mi sento

Nell'utilizzare tecniche di separazione di miscele omogenee ed eterogenee, mi sento

Nel preparare miscele omogenee ed eterogenee, mi sento

ATTIVITA' DI RECUPERO

Rifletti attentamente sui seguenti fenomeni già studiati e cerca di individuare per ciascuno di essi che cosa è cambiato e che cosa ne ha provocato il cambiamento. FENOMENO

CHE COSA E' CAMBIATO

Un chiodo di ferro viene attirato da una calamita Il quantitativo di un cucchiaino di zucchero viene riscaldato alla fiamma Un cucchiaino di sale viene mescolato con un bicchiere di acqua Un rametto secco viene bruciato in un camino

La posizione del chiodo

CHE COSA HA PROVOCATO IL CAMBIAMENTO La forza magnetica della calamita

…………………………………

……………………………………

………………………………………

…………………………………….

………………………………………

……………………………………..

Rifletti sui fenomeni proposti e cerca di completare la tabella FENOMENO Uragano

Fisico (atmosferico) Gas

CHE COSA AVVIENE Masse d'aria in movimento provocano violente raffiche di vento e cicloni

Il ciclo dell'acqua

…………………………

………………………….

…………………………

……………………………

……………………………. ……………………………

Il termometro clinico misura l'innalzamento di temperatura corporea Un chiodo di ferro arrugginisce in presenza di umidità

TIPO DI FENOMENO

MATERIALE

……………………………. ……………………………. …………………………….

ATTIVITA' IN LABORATORIO : mescolamento di due sostanze solide prima a freddo e poi a caldo MATERIALE: limatura di ferro, zolfo in polvere, piastra elettrica, 2 crogioli, cucchiaino. 1° fase PROCEDIMENTO:  mescolare con un cucchiaino una piccola quantità di limatura di ferro con una altrettanto piccola di zolfo in polvere in un crogiolo;  osservare che cosa succede;  descrivere le caratteristiche delle sostanze dopo che sono state mescolate; RISULTATI: Le caratteristiche delle sostanze sono cambiate? Perché sì, perché no? 2° fase PROCEDIMENTO:  mescolare in un secondo crogiolo le stesse quantità di limatura di ferro e di polvere di zolfo;  scaldare per 5 minuti il crogiolo con le sostanze contenute su una piastra elettrica;  osserva attentamente che cosa succede e descrivi le caratteristiche delle sostanze dopo che sono state riscaldate. RISULTATI: Le caratteristiche del ferro e dello zolfo sono rimaste le stesse oppure sono cambiate? Perché sì, perché no? 3° fase Provare a separare le due sostanze mescolate prima a freddo e poi a caldo:  

è possibile in entrambi i casi? Descrivi il/i procedimento/i usato/i

____________________________________________________

ATTIVITA' DI POTENZIAMENTO (Livello di eccellenza)

PROBLEMA - DOMANDA : cosa succede se scaldiamo lo stagno e il magnesio? MATERIALE : filo di stagno, nastro di magnesio, becco bunsen, pinze di legno PROCEDIMENTO:  Descrivere le caratteristiche, a freddo, del filo di rame e del nastro di magnesio e annotarle nella tabella. Sostanze Stagno Magnesio     

Stato fisico

Colore

Forma

Ipotizzare cosa succede se si espongono le due sostanze alla fiamma. Accendere il becco bunsen. Prendere con le pinze di legno i due materiali; Esporli alla fiamma. Successivamente, allontanarli dalla fiamma e lasciare raffreddare il tutto.

OSSERVAZIONE:  Osservare cosa succede al materiale durante e dopo il riscaldamento e annotarlo nella tabella. Sostanze Stagno Magnesio

Durante il riscaldamento

Dopo il riscaldamento

RISULTATI:  Dopo il riscaldamento le caratteristiche delle sostanze sono cambiate?  Sono avvenute delle trasformazioni fisiche o chimiche? NOTA DIDATTICA: Nel caso dello stagno, cessato l'effetto del calore, la sostanza raffreddando torna allo stato solido conservando le caratteristiche originarie, a parte la forma: si tratta di una trasformazione fisica. Nel caso del nastro di magnesio, si osserva che questo brucia a contatto della fiamma. Cessata, quindi, l'azione del calore non riprende più l'aspetto primitivo e rimane invece una polvere bianca: è avvenuta una trasformazione chimica.

ESPERIMENTO: una trasformazione reversibile con il solfato di rame

MATERIALE: solfato di rame, provetta, becco bunsen ( o in alternativa vapori dell'acqua calda o fiamma di una candela) PROCEDIMENTO:  Introdurre un po’ di solfato di rame nella provetta a secco, per un'altezza di circa 2 cm;  Scaldare blandamente la provetta dal fondo, reggendola con la mano ad una estremità;  Osservare e descrivere, annotandolo, cosa succede;  Allontanare la provetta dalla fiamma e attendere che si raffreddi;  Aggiungere molto lentamente un po' d'acqua;  Descrivere cosa avviene. RISULTATI:  Dopo il riscaldamento il solfato di rame si è trasformato oppure no?  E' avvenuta una trasformazione fisica o chimica?

NOTA DIDATTICA Si può osservare che, durante il riscaldamento, il solfato di rame diventa bianco e facendo attenzione si potrà notare un po' di vapore uscire dalla provetta oppure condensare sulle pareti, in alto. Il cambiamento di colore del sale e l'emissione di vapore dalla provetta sono dovuti alla perdita dell'acqua di cristallizzazione, per effetto del riscaldamento. In conclusione, il solfato di rame è diventato anidro, ovvero privo della sua acqua di cristallizzazione. L'aggiunta dell'acqua al sale anidro, dopo che la provetta si è raffreddata, gli fa riacquistare il colore azzurro primitivo, reidratandolo. Durante questa operazione si può osservare che l'acqua sparisce e contemporaneamente la provetta si riscalda man mano che avviene la reidratazione del sale bianco. E' questa una classica trasformazione reversibile, poiché può avvenire in un verso o nell'altro a seconda di come si interviene dall'esterno. E' importante far notare ai ragazzi come non sempre le trasformazioni chimiche siano irreversibili affinchè non identifichino un fenomeno chimico come tipicamente e assolutamente irreversibile. _____________________________

MODELLO DI GRIGLIA utilizzato per la correzione delle relazioni scritte nelle ordinarie attività di laboratorio.

ALUNNI

RELAZIONE N.

ESPERIENZA

CONOSCENZA DEGLI ELEMENTI PROPRI DELLA DISCIPLINA

OSSERVAZIO NE DI FATTI E FENOMENI (anche con l'uso degli strumenti)

FORMULAZIO NE DI IPOTESI E LORO VERIFICA ANCHE SPERIMENTA LE

COMPRENSIO NE E USO DEI LINGUAGGI SPECIFICI

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.

Annarita Ruberto – I C Bassi – Castel Bolognese – Ra

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