Esperienze di Scienze Classe 4

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PER IL DOCENTE

L’AREA LINGUISTICA lingua italiana, anche per stranieri e alunni con difficoltà

L’AREA MATEMATICO SCIENTIFICA matema ca, scienze, tecnologia, informa ca

L’AREA LINGUISTICO ARTISTICO ESPRESSIVA religione ca olica, secondo le ul me disposizioni della Cei

L’AREA STORICO GEOGRAFICO SOCIALE storia, geografia, ci adinanza e cos tuzione

L’AREA ESPRESSIVA musica e movimento, arte e immagine, teatro

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10,50 euro

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ISBN 978-88-468-3035-7

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Questo volume sprovvisto del talloncino a fianco è da considerarsi campione gratuito fuori commercio.

RISORSE E STRUMENTI PER L’INSEGNANTE A R E A M AT E M AT I C O S C I E N T I F I C A

Esperienze di scienze Classe

Proposte opera ve graduali e diversificate, ineren :

ES P

Classe 4

• strumen per la programmazione • approfondimen e spun di lavoro supplementari per arricchire e diversificare il lavoro con gli alunni • schede opera ve fotocopiabili per sviluppare le competenze dell’alunno a raverso un percorso graduale e diversificato

Esperienze di scienze

C o l l a n a d i tes a ca ra ere m o n o g rafi co, p e r l a co st r u z i o n e d i u n p e rco rs o fo r m a vo o rga n i co, a p p ro fo n d i to e a l co nte m p o e s s e n z i a l e , c h e co n s e nta a l l ’ i n s e g n a nte l a ver i fi ca d e l l e co n o s c e n ze e d e l l e co m p ete n ze a c q u i s i te d a g l i a l u n n i .

U n s u s s i d i o co m p l eto p e r l a S c u o l a P r i m a r i a , c h e s i s n o d a a l l ’ i nter n o d i d i ffe re n a m b i d i s c i p l i n a r i, i nteg ra b i l i f ra l o ro, e c h e ved e c i a s c u n co nte n u to m o n o g rafi co svi l u p p a rs i s u più live lli.

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AREA MATEMATICOͳSCIENTIFICA

Esperienze di scienze Classe

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INDICE

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● Pagine destinate all’insegnante ■ Schede destinate all’alunno

INTRODUZIONE “Fare” scienze nella Scuola Primaria ………… 3 Le Indicazioni del Ministero della Pubblica Istruzione …………………………………… 3 Attrezzare un laboratorio ……………………… 3 Rispettare le idee altrui………………………… 3 “Fare” o “insegnare” scienze ………………… 4 Come “fare” scienze …………………………… 4 Come si impara ………………………………… 4 L’apprendimento ……………………………… 4 Una teoria di apprendimento: l’apprendimento significativo di David Ausubel ……………… 5 La mappa delle scienze ………………………… 6 Come utilizzare questa Monografia …………… 7 Programmazione annuale ……………………… 8

● IO SPERIMENTO… CON IL CALORE …… 10 ● Fonti di calore e materiali isolanti ………… 12 ■ Fonti di calore e materiali isolanti …………13 ● L’attrito e il calore …………………………… 14 ■ L’attrito e il calore …………………………… 15 ■ Come si produce il calore ………………… 16 ■ Le fonti di calore …………………………… 17 ● La combustione …………………………… 18 ■ La combustione …………………………… 19 ● Le sostanze, i colori e il calore …………… 20 ■ Le sostanze, i colori e il calore …………… 21 ● Anche noi possiamo produrre calore? …… 22 ■ Anche noi possiamo produrre calore? …… 23 ● La trasmissione del calore ………………… 24 ■ La trasmissione del calore ………………… 25 ● Il calore e la temperatura ………………… 26 ■ Il calore e la temperatura ………………… 27 ● IO SPERIMENTO… CON L’ARIA ………… 28 ■ Dov’è l’aria? ………………………………… 29 ● Costruisci un sommergibile ……………… 30 ■ Costruisci un sommergibile ……………… 31 ● Che cosa c’è nell’aria? ……………………… 32 ■ Che cosa c’è nell’aria? ……………………… 33 ● L’aria calda e l’aria fredda ………………… 34 ■ L’aria calda e l’aria fredda ………………… 35 ● Lo spostamento dell’aria…………………… 36 ■ Lo spostamento dell’aria…………………… 37 ●La formazione dei venti………………………38 ■ La formazione dei venti ……………………39 ● Il palloncino che non si vuole gonfiare ……40 ■ Il palloncino che non si vuole gonfiare ……41 ● Cade o non cade? ………………………… 42 ■ Cade o non cade? ………………………… 43 ● Un contagocce ………………………………44 ■ Un contagocce ………………………………45 ● Gli effetti della pressione atmosferica …… 46

■ Gli effetti della pressione atmosferica …… 47 ● L’effetto serra ……………………………… 48 ■ L’effetto serra ……………………………… 49 ● IO SPERIMENTO… CON L’ACQUA …… 50 ■ La forma dell’acqua ………………………… 51 ■ Gli stati dell’acqua ………………………… 52 ■ Che cosa c’è nell’acqua …………………… 53 ● Il galleggiamento …………………………… 54 ■ Il galleggiamento …………………………… 55 ● Il principio di Archimede …………………… 56 ■ Il principio di Archimede …………………… 57 ● La tensione superficiale …………………… 58 ■ La tensione superficiale …………………… 59 ● La tensione superficiale …………………… 60 ■ La tensione superficiale …………………… 61 ● Non sempre i buchi fanno passare l’acqua … 62 ■ Non sempre i buchi fanno passare l’acqua … 63 ● L’acqua che non cade ……………………… 64 ■ L’acqua che non cade ……………………… 65 ● I fiori che si aprono nell’acqua …………… 66 ■ I fiori che si aprono nell’acqua …………… 67 ● La capillarità ………………………………… 68 ■ La capillarità ………………………………… 69 ● IO SPERIMENTO… CON LA TERRA …… 70 ■ I differenti tipi di terreno …………………… 71 ● La terra contiene acqua …………………… 72 ■ La terra contiene acqua …………………… 73 ● Terreni permeabili e impermeabili………… 74 ■ Terreni permeabili e impermeabili………… 75 ● Costruisci una sorgente …………………… 76 ■ Costruisci una sorgente …………………… 77 ● La terra viene erosa ………………………… 78 ■ La terra viene erosa ………………………… 79 ● IO CONOSCO…

GLI ELEMENTI DEGLI ECOSISTEMI …… 80

■ Gli ecosistemi ……………………………… 81 ■ Le catene alimentari………………………… 82 ■ Le interazioni negli ecosistemi …………… 83 ● Le piante si nutrono ………………………… 84 ■ Le piante si nutrono …………………… 85-86 ■ La fotosintesi clorofilliana ………………… 87 ● Le piante traspirano ………………………… 88 ■ Le piante traspirano ………………………… 89 ■ I consumatori………………………………… 90 ■ L’estinzione ………………………………… 91 ● I decompositori …………………………… 92 ■ I decompositori …………………………… 93 ● I lieviti ……………………………………… 94 ■ I lieviti ……………………………………… 95

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Introduzione

“Fare” scienze nella Scuola Primaria Le Indicazioni del Ministero della Pubblica Istruzione Le nuove Indicazioni per il Curricolo emanate dal Ministero della Pubblica Istruzione sono il documento programmatico cui ogni insegnante dovrebbe far riferimento per la stesura del programma di lavoro annuale.

Il nome stesso “Indicazioni” fa capire che non sono direttive obbligatorie, ma indicazioni didattiche, consigli e, al tempo stesso, forniscono importanti riferimenti teorici. Ogni insegnante, le potrà adattare alla propria realtà, alle esigenze della classe e alle caratteristiche specifiche degli alunni.

Riportiamo di seguito alcuni estratti delle Indicazioni perché ad esse si è ispirato il lavoro didattico proposto in questo testo.

“Ogni bambino… ha bisogno di essere aiutato a scoprire il valore di se stesso, delle cose e della realtà. Questa persona, unica ed irripetibile, può essere educata a conoscere, ad accettare, a tirare fuori e costruire sé, solo entrando in rapporto con la realtà che la circonda”.

Da questo passo fondamentale nasce lo scopo di questo libro: educare i bambini a conoscere, non in modo astratto, bensì in rapporto con la realtà ad essi vicina.

Attrezzare un laboratorio Nelle Indicazioni per il Curricolo, nella parte dedicata alle Scienze Naturali e Sperimentali, si legge: “Presupposto di un efficace insegnamento/apprendimento delle scienze è un’interazione diretta degli alunni con gli oggetti e le idee coinvolti nell’osservazione e nello studio, che ha bisogno sia di spazi fisici adatti alle esperienze concrete e alle sperimentazioni sia di tempi e modalità di lavoro che diano ampio margine alla discussione e al confronto”.

Spesso nelle scuole è impossibile attrezzare un’aula come laboratorio di scienze. Pochi sono i fortunati insegnanti che dispongono di luoghi e attrezzature adatte a insegnare scienze attraverso esperienze concrete.

Ciò, però, non è e non deve essere un ostacolo insormontabile. Per allestire un semplice laboratorio di scienze basta molto poco: un piccolo spazio in un armadio in cui riporre un fornello elettrico, una o più lenti d’ingrandimento, alcuni contenitori in vetro, una bilancia e un po’ di materiale presente in ogni casa (cucchiai, bastoncini…). È importante, però, che gli alunni abbiano sempre chiare le regole che vanno osservate durante le attività di laboratorio. In particolar modo quando saranno invitati a operare con materiali particolari, che potrebbero anche essere pericolosi se utilizzati in maniera non opportuna. Perciò sarà utile, prima di iniziare l’attività, stabilire insieme le regole comuni, che potrebbero essere: • non assaggiare mai le sostanze utilizzate, se non dietro preciso invito dell’insegnante; • avvicinarsi alle fonti di calore con molta precauzione; • muoversi con tranquillità senza danneggiare il materiale; • seguire le indicazioni di lavoro date dall’insegnante.

Rispettare le idee altrui Imparare a rispettare il materiale è fondamentale, ma, e non solo nel laboratorio di scienze, è altrettanto fondamentale imparare a rispettare le idee altrui. Ogni esperienza, infatti, sarà sempre accompagnata da una riflessione di gruppo prima e dopo la sua realizzazione, talvolta anche durante le fasi di lavoro.

Gli alunni dovranno comprendere e rispettare dunque alcune semplici regole: • si parla uno alla volta; • si rispettano le idee dei compagni; • si ascoltano le idee dei compagni per confrontarle con le proprie e trarre conclusioni.

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Introduzione “Fare” o “insegnare” scienze Facciamo ancora riferimento alle Indicazioni Nazionali, che riportano: “…Molte dimensioni sono comuni alle diverse discipline scientifiche: osservare i fenomeni nel loro verificarsi, sia nell’esperienza quotidiana sia in situazioni controllate di laboratorio (imparare a guardare – imparare a vedere); descrivere e registrare quanto si vede e si fa accadere, dandogli forma attraverso linguaggi appropriati; interpretare fatti e processi attraverso modelli e quadri teorici, anche schematici; fare previsioni riguardo a quanto può (esser fatto) accadere e controllare la loro attendibilità; arricchire e rivedere le interpretazioni in base a nuovi strumenti sperimentali e interpretativi”. È evidente che gli alunni potranno imparare a utilizzare queste modalità di lavoro solo applicandole concretamente, osservando, facendo ipotesi, controllando i risultati…: tutto ciò significa operare utilizzando il metodo scientifico di indagine della realtà.

Come “fare” scienze Talvolta nella Scuola Primaria l’insegnamento delle scienze si basa soprattutto sulla spiegazione data dall’insegnante o dalla lettura del testo in uso nella classe. È importante invece che i bambini assumano un atteggiamento differente: nelle scienze, infatti, è fondamentale imparare dall’osservazione e dalla riflessione.

Nell’insegnamento/apprendimento delle scienze è necessario dunque un approccio attivo.

L’obiettivo che ogni insegnante deve porsi non è trasformare tutti gli allievi in scienziati, ma aiutarli ad acquisire un atteggiamento scientifico. Lavorare come uno scienziato significa porsi delle domande, osservare, cercare delle risposte, effettuare rilievi nella realtà, ma anche costruire esperienze guidate. Un vero scienziato sa, inoltre, che le sue affermazioni potrebbero sempre dimostrarsi errate, con il progredire della conoscenza. È quindi capace di accettare sia l’errore sia il cambiamento; anzi dall’errore e dal fallimento trae spunto per modificare le proprie idee.

Imparando ad adottare il metodo scientifico si rafforza l’autostima dei bambini: sbagliare non diventa un problema, ma un motivo per cercare nuove strade e nuovi percorsi di apprendimento.

Come si impara Ormai da tempo è chiaro che i bambini non arrivano a scuola come una “tabula rasa”, ma con una precisa visione della realtà e con idee già consolidate sulle strutture che regolano il mondo naturale e fisico. Talvolta queste idee sono giuste, talvolta no.

Se l’insegnante proporrà la corretta interpretazione dei fenomeni, questa sarà “appresa” dagli alunni, ma presto dimenticata e gli antichi preconcetti salteranno di nuovo fuori.

Il primo compito, per un insegnamento efficace, è dunque individuare quanto i bambini già sanno riguardo all’argomento trattato. Le conoscenze pregresse saranno raccolte dall’insegnante e da esse si partirà per articolare il percorso didattico.

L’apprendimento Nel processo di apprendimento le conoscenze possono essere acquisite: • per ricezione: l’informazione viene acquisita attraverso lezioni frontali e\o studio su libri; • per scoperta personale: l’alunno individua attraverso l’osservazione e la sperimentazione, in modo attivo, le informazioni e le regole generali. È evidente che il metodo della scoperta favorisce un apprendimento duraturo.

In qualsiasi modo sia avvenuto il processo di apprendimento è necessario che le conoscenze acquisite siano correlate con le conoscenze già possedute. Solo in questo modo esse non saranno frammentarie, ma diventeranno un modo per interpretare la realtà. È perciò necessario che gli alunni imparino ad organizzare le informazioni e le conoscenze in modelli interpretativi della realtà.

Per rendere più visibile e guidare questo processo può essere molto utile, al termine di ogni unità di lavoro, riassumere quanto appreso attraverso una mappa concettuale.

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Introduzione Una teoria di apprendimento: l’apprendimento significativo di David Ausubel David Ausubel nasce a New York nel 1918. I suoi studi sono fondamentali per capire come si struttura l’apprendimento. Lo schema interpretativo che forniamo non è certo esaustivo del pensiero di Ausubel, ma può essere di aiuto all’insegnante.

L’APPRENDIMENTO comporta

acquisizione di nuove informazioni tramite

scoperta personale

ricezione

che sono

assimilate in modo

significativo

meccanico

da cui derivano

integrazione attiva con le pre-conoscenze

costruzione di mappe concettuali

da cui deriva

collegamento arbitrario con le pre-conoscenze

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Introduzione La mappa delle scienze

LE SCIENZE

sviluppano

studiano

utilizzano

una metodologia attiva basata sul “fare”

i fenomeni naturali

per

atteggiamenti

capire

capacità

spiegare

di

osservare

e utilizzare

fare ipotesi

le nuove conoscenze per migliorare la vita umana

trarre deduzioni

di curiosità

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critici

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Introduzione

Come utilizzare questa Monografia Questo testo è il terzo di quattro volumi che si prefiggono di dare un supporto didattico e spunti operativi agli insegnanti che intendono ”fare scienze”. Le esperienze in esso descritte e le schede didattiche sono pensate per i bambini che frequentano la classe quarta della Scuola Primaria e rispecchiano la programmazione didattica destinata a quella classe. Possono però essere proposte sia ad allievi più piccoli sia ad allievi più grandi, in base alle necessità e al livello della classe.

In questo testo sono proposte diverse esperienze, che, pur avendo come obiettivo lo sviluppo di differenti e molteplici abilità e competenze, possono essere riassunte in due grandi gruppi: osservare e sperimentare.

Poiché il testo si rivolge ad alunni della Scuola Primaria, è fondamentale iniziare con attività di osservazione: in questo modo i bambini imparano che dal mondo che li circonda e dall’esperienza diretta possono ricavare molte informazioni. “Fare scienze”, infatti, significa innanzitutto attivare degli strumenti per interpretare la realtà.

Nel testo si alternano pagine destinate agli insegnanti e schede didattiche per gli allievi. Nelle pagine destinate agli insegnanti sono descritte e spiegate le attività da svolgere, gli obiettivi che si desidera conseguire, le indicazioni metodologiche e i presupposti teorici che sottendono l’esperienza o il percorso didattico.

Nelle schede destinate agli alunni sono inserite attività di riflessione e lavoro che vertono sull’esperienza effettuata o che approfondiscono i temi trattati.

L’insegnante farà con i bambini le esperienze proposte, solleciterà riflessioni, deduzioni, domande, ascolterà le loro impressioni.

La scheda didattica servirà poi per ripensare al lavoro svolto e per fissare in modo coerente quanto imparato per poterlo ricordare meglio.

Nel testo sono anche presenti schede non collegate ad esperimenti, ma che approfondiscono e integrano i temi trattati.

Tutte le esperienze sono state testate, ma esiste comunque la possibilità che un esperimento non dia l’effetto atteso. In tal caso l’insegnante, insieme agli alunni, cercherà di capire i motivi che hanno portato a una conclusione diversa da quella attesa, cercando di individuare la variabile intervenuta.

All’inizio le esperienze andranno totalmente guidate dall’insegnante, ma poi, man mano che gli alunni imperanno a maneggiare le attrezzature, dovranno essere invitati a lavorare in gruppo. In questo modo si svilupperanno la collaborazione e la riflessione personale. Mentre nel gruppo classe qualche allievo potrebbe anche adottare un atteggiamento passivo, nel piccolo gruppo questo atteggiamento risulta più difficile da sostenere. Saranno gli stessi bambini a richiamare i loro compagni affinché ognuno apporti il proprio contributo.

L’atteggiamento dell’insegnante sarà vigile e inviterà ogni gruppo a eseguire a rotazione le esperienze richieste, senza delegare all’alunno più attivo il lavoro.

Compito dell’insegnante sarà stimolare i bambini a porsi delle domande, a cercare delle risposte attraverso delle prove, a testare le prove, a riflettere su quanto accaduto.

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Introduzione

Programmazione annuale Obiettivi generali • Imparare a osservare, descrivere, confrontare e classificare, dedurre.

• Saper ricavare informazioni.

• Saper osservare, cogliere relazioni e trarre deduzioni.

• Saper formulare ipotesi e verificarle.

• Cogliere gli aspetti significativi di un fenomeno e le loro relazioni.

• Comprendere le relazioni che legano più avvenimenti.

• Cogliere il nesso di causa ed effetto.

• Mettere in relazione i fenomeni.

• Analizzare le variabili in un esperimento.

• Intuire le conseguenze di un fenomeno osservato.

Obiettivi specifici Sperimentare con oggetti e materiali • Conoscere gli stati della materia.

• Analizzare i cambiamenti di stato.

• Comprendere che cos’è una fonte di calore.

• Comprendere come può essere prodotto il calore.

• Conoscere buoni e cattivi conduttori di calore.

• Conoscere termini specifici della disciplina.

• Comprendere la differenza tra calore e temperatura.

• Comprendere gli utilizzi dell’aria.

• Comprendere il funzionamento di un sommergibile.

• Comprendere che l’aria contiene ossigeno e altri gas.

• Capire che l’aria calda è più leggera di quella fredda.

• Intuire come si formano i venti.

• Rilevare che l’aria esercita una pressione sui corpi.

• Intuire il concetto di pressione atmosferica.

• Intuire gli effetti della pressione atmosferica.

• Comprendere le interazioni tra materiali.

• Intuire come si verifica l’effetto serra.

• Comprendere che l’acqua fredda è più pesante di quella calda.

• Intuire il principio di Archimede.

• Osservare gli effetti della tensione superficiale e della pressione dell’aria.

• Cogliere gli aspetti significativi di un fenomeno e le loro relazioni.

• Intuire il fenomeno della capillarità.

• Conoscere il fenomeno della capillarità e i suoi effetti.

• Osservare le differenze tra i terreni.

• Comprendere che i terreni contengono acqua non visibile.

• Distinguere terreni permeabili e non permeabili.

• Comprendere come si forma una sorgente.

• Comprendere gli effetti del gelo sulla roccia.

L’uomo, i viventi e l’ambiente • Conoscere gli elementi di un ecosistema.

• Osservare e comprendere le interazioni tra elementi degli ecosistemi.

• Comprendere la funzione di produttori, consumatori e decompositori in un ecosistema.

• Comprendere che per esplicare le proprie funzioni vitali la pianta ha bisogno di acqua.

• Conoscere la fotosintesi clorofilliana.

• Conoscere il fenomeno della traspirazione nelle piante e collegarlo con gli effetti sul clima.

• Comprendere che gli animali si adattano al clima.

• Conoscere le caratteristiche di alcuni organismi decompositori.

• Comprendere alcune caratteristiche dei lieviti.

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QUADERNO DI SCIENZE Nome e Cognome _____________________________ _____________________________ Classe _____________________________ Anno scolastico

Io sperimento

Io osservo

Io deduco Io conosco

GLI ESSERI VIVENTI

L’ARIA

IL CALORE

L’ACQUA

I MATERIALI

GLI ECOSISTEMI

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Io sperimento… con il calore Il calore è la principale forma di energia: è indispensabile per la vita e permette il verificarsi di moltissimi fenomeni. Perciò è importante che gli allievi imparino a osservare le sue caratteristiche, gli effetti, le proprietà.

Obiettivi dell’unità ! Comprendere la differenza tra calore (forma di energia) e fonti di calore (corpi che emanano calore) ! Distinguere le fonti di calore che lo producono e lo trasmettono dalle fonti che lo trasmettono senza produrlo ! Conoscere fonti di calore e materiali isolanti ! Capire che il calore è una forma di energia e la temperatura è la misura del grado di calore di un corpo

Percorso dell’unità didattica Le attività proposte in questa unità prevedono una serie di esperimenti che permettono al bambino di capire: • che cosa sono le fonti di calore; • la differenza tra fonti di calore e materiali isolanti (come ad esempio la lana); • che cosa produce il calore; • come il calore si trasmette; • in che modo è possibile misurare quanto un corpo sia caldo.

Il percorso didattico parte raccogliendo le conoscenze pregresse degli allievi.

Domande-stimolo da sottoporre ai bambini prima di iniziare il lavoro sul calore sono: Che cos’è per voi il calore?

Quando avete osservato il calore?

A che cosa serve?

Che cosa succederebbe se non si riuscisse più a produrre calore?

Che cos’è il freddo?

In un cartellone si raccoglieranno tutte le parole che i bambini collegano al concetto di “calore”. Al termine di questo percorso si riesamineranno le conoscenze iniziali per rilevare quali di esse sono giuste e quali no.

Fonti di calore e materiali isolanti Esempi di domande-stimolo da sottoporre ai bambini prima di svolgere gli esperimenti sono: Che cosa fai per ripararti dal freddo?

Pensi che la sciarpa o il piumino?

Perché il gelato contenuto nella vaschetta di polistirolo si scioglie più lentamente?

Si propongono esperimenti per evidenziare la differenza tra fonti di calore e materiali isolanti. I bambini, basandosi sulla loro esperienza diretta, pensano che la lana, il piumino, i tessuti in genere generino calore, ma questo non è vero. È importante dedicare molto tempo all’osservazione della realtà circostante per comprendere l’uso dei materiali in base alle loro caratteristiche. Si farà notare che i contenitori in polistirolo vengono utilizzati per mantenere una sostanza sia fredda (contenitori del gelato) sia calda (contenitori dei pasti caldi serviti nelle mense scolastiche).

Nell’unità sono proposti vari esperimenti per rilevare materiali isolanti o buoni conduttori di calore e sulla trasmissione del calore da un corpo più caldo a uno meno caldo.

(Schede pagine 12-13)

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Produrre calore Il percorso didattico propone inizialmente di trovare i modi in cui è possibile produrre calore. È opportuno, a questo proposito, invitare i ragazzi a ricercare tutti i modi possibili per scaldare l’acqua contenuta in un bicchiere (i bambini, probabilmente, proporranno: al Sole, sotto una coperta, avvolto in una sciarpa, su un termosifone, tra le mani, sotto una lampada accesa, dentro una tazza di acqua calda…).

Si consiglia di far svolgere le attività in gruppo in modo che gli allievi abbiano la possibilità di operare concretamente e si abituino al confronto con le idee altrui.

Il Sole è la fonte primaria del calore; questo, però, può essere prodotto anche in molti altri modi: con l’energia elettrica, con la combustione di qualsiasi materiale, con lo sfregamento.

Si chiederà, poi, agli alunni di riflettere su come anche gli esseri viventi producano calore.

(Schede da pagina 14 a pagina 23)

La trasmissione del calore Dopo avere compiuto esperienze sulla produzione di calore, sarà fondamentale puntualizzare la differenza tra calore, cioè tra l’energia stessa, e chi la trasmette. La trasmissione del calore avviene attraverso diversi materiali che possono essere buoni (acqua, ferro, rame…) o cattivi (legno, plastica…) conduttori del calore stesso.

(Schede pagine 24-25)

Calore e temperatura Infine, ci si soffermerà sulla differenza fondamentale tra calore e temperatura. In genere i bambini tendono a pensare che calore e temperatura siano la stessa cosa. Gli esperimenti proposti in questo volume servono a far capire loro che, se il calore è energia, la temperatura, invece, misura quanto un corpo è caldo.

(Schede pagine 26-27)

Indicazioni metodologiche Si raccomanda di partire sempre da osservazioni dirette per favorire l’acquisizione di un metodo scientifico: osservo, deduco, pongo domande, cerco risposte, sperimento, verifico…

Non è fondamentale il numero di nozioni che i bambini apprendono; molto più importante che essi acquisiscano un metodo che consenta di imparare dall’esperienza e dall’osservazione.

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pagina per l’insegnante

Io sperimento‌ con il calore

FONTI DI CALORE E MATERIALI ISOLANTI

CHE COSA SI VUOLE DIMOSTRARE La lana è un materiale isolante, ma non è una fonte di calore.

Obiettivo ! Comprendere che cos’è una fonte di calore

Occorrente • alcuni cubetti di ghiaccio • contenitori

Prima dell’esperimento L’insegnante invita gli allievi a formulare ipotesi. Chiederà : Secondo voi la lana riscalda? Se pensate che essa scaldi, che cosa succederà al ghiaccio avvolto nella lana?

Esperimento 1) Prendere due contenitori uguali e in entrambi mettere uno o due cubetti di ghiaccio.

2) Avvolgere solo il primo contenitore in una sciarpa o in un maglione di lana.

3) Porre i due contenitori vicini, su un tavolo.

4) Dopo un’ora, togliere la sciarpa e controllare quale dei due cubetti di ghiaccio si è sciolto maggiormente: il cubetto esposto all’aria si è sciolto di piÚ di quello avvolto nella lana.

CONCLUSIONI La lana non ha aumentato la temperatura del ghiaccio, quindi non è una fonte di calore. Invece il cubetto non avvolto nella lana si è parzialmente sciolto perchÊ l’aria (piÚ calda del ghiaccio) ha trasmesso calore.

Si è dimostrato che fonte di calore è tutto ciò che trasmette calore e, di conseguenza, alza la temperatura di un altro corpo. In questo caso l’aria è stata fonte di calore: il ghiaccio è piĂš freddo dell’aria, perciò vi è stata una trasmissione di calore da essa al ghiaccio. La lana, invece, non ha alzato la temperatura del ghiaccio, anzi ha rallentato lo scioglimento perchĂŠ lo isolava dall’aria piĂš calda: la lana è un materiale che non fa passare facilmente il calore. I materiali che hanno la caratteristica di non far passare il calore si chiamano “isolanti â€? o “cattivi conduttori di caloreâ€?.

Approfondimenti Quali materiali vengono utilizzati per ripararsi dal freddo? Quali sono i materiali isolanti e quali i buoni conduttori di calore? Approntare un cartellone per evidenziarli.

Il miglior isolante è il “vuotoâ€?: parlare agli allievi dei thermos e delle finestre con doppi vetri. Il vuoto che viene formato aspirando l’aria tra i due vetri e tra le due parti che compongono il thermos permette un ottimo isolamento sia dal caldo sia dal freddo.

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Io sperimento… con il calore

© La Spiga Edizioni

Nome __________________________ Classe _______ Data ____________

scheda

1

FONTI DI CALORE E MATERIALI ISOLANTI Descrivi le fasi dell’esperimento rispondendo alle domande.

• Quale domanda ti era stata posta prima di iniziare l’esperimento? _____________________________________________________________________________ • Qual era la tua ipotesi iniziale? ________________________________________________ • Dove hai messo il ghiaccio? ___________________________________________________

• Dopo quanto tempo hai osservato i risultati dell’esperimento? _____________________________________________________________________________ • Che cosa è successo? ________________________________________________________ • La tua ipotesi iniziale era giusta? ______________________________________________ • Che cosa hai dimostrato? _____________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Scrivi F se l’oggetto rappresentato è fonte di calore, I se è un materiale isolante.

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pagina per l’insegnante

Io sperimento‌ con il calore

L’ATTRITO E IL CALORE

CHE COSA SI VUOLE DIMOSTRARE Lo sfregamento produce calore: piÚ forte è l’attrito, piÚ grande sarà la quantità di calore prodotta

Obiettivo ! Comprendere come può essere prodotto il calore

Occorrente • sapone liquido • una scatola di fiammiferi da cucina • una candela

Prima dell’esperimento L’insegnante chiede agli allievi se, dopo aver fatto brusche frenate con i pattini o la bicicletta, hanno rilevato che la temperatura delle ruote era aumentata. Chiederà anche perchÊ le piste da skateboard sono lisce e non ruvide.

Esperimento Prima parte 1) Tutti gli alunni strofinano con forza le mani una contro l’altra: noteranno che le mani si riscaldano.

2) I bambini mettono una goccia di sapone liquido su una mano e provano di nuovo a strofinare tra loro le mani.

3) In questo caso le mani non si riscaldano.

Seconda parte 4) L’insegnante sfrega un fiammifero sulla parte ruvida della scatola, facendo notare che il fiammifero si accende senza difficoltà .

5) Passa il fondo della candela sulla parte ruvida della scatola di fiammiferi, in modo da ricoprirla di un sottile strato di cera.

6) Prova di nuovo ad accendere il fiammifero, sfregandolo: in questo caso l’operazione non sarà possibile perchÊ la cera lo impedisce.

CONCLUSIONI Le mani, strofinandosi, producono calore e questo è proporzionale alla forza impiegata: piÚ si strofinano con forza le mani, piÚ esse si riscaldano. Il fiammifero si accende se strofinato perchÊ lo sfregamento produce una sufficiente quantità di calore. Il sapone o la cera diminuiscono l’attrito e, di conseguenza, anche la quantità di calore prodotta.

Approfondimenti Questo esperimento vuole dimostrare come si possa produrre calore attraverso lo sfregamento. Ăˆ importante che gli allievi conoscano in quali modi può essere prodotto calore: con il Sole, con la combustione, con lo sfregamento, con l’energia elettrica. Ăˆ altrettanto importante che, dopo aver ben compreso il concetto di fonte di calore, imparino a distinguere le fonti di calore che producono calore e lo trasmettono (ad esempio, un fuoco acceso che diffonde calore e continua a produrne), da quelle che trasmettono calore a corpi piĂš freddi di esse, ma non producono calore (ad esempio una bacinella di acqua calda che trasmette calore fin quando non avrĂ raggiunto la temperatura dell’ambiente circostante).

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