Anno scolastico 1999-2000



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PERCORSO DIDATTICO SULL’EVAPORAZIONE


Anna Dallai, Monica Falleri, Carlo Fiorentini, Attilia Greppi,

Antonella Martinucci, Rossana Nencini, Elena Scubla, Sandra Taccetti


Il percorso inizia recuperando un breve segmento del percorso della combustione dedicato all’aria, che è significativo di per sé e che potrebbe essere anche utile per la comprensione del vapore acqueo ed una prima concettualizzazione dello stato gassoso, ultima tappa del percorso.


Il ricorso ad una metodologia costruttivista ha bisogno necessariamente di tempi distesi: la proposta didattica che viene qui delineata è lunga ed articolata, e prevede di lavorare per due ore settimanali impiegando circa quattro mesi.

Il fenomeno più importante che si vuole concettualizzare, l’evaporazione dell’acqua, si trova alla fine del percorso perché è un fenomeno che può essere solo in parte osservato; si può infatti constatare che l’acqua diminuisce ed infine sparisce, ma non si può osservare in cosa si trasforma. La comprensione del riscaldamento e dell’ebollizione dell’acqua permette di costruire dei concetti che rendono possibile la comprensione del fenomeno dell’evaporazione. E’ necessario ad un certo punto del percorso effettuare di nuovo il riscaldamento dell’acqua con un dispositivo particolare, il distillatore, per comprendere il concetto più difficile del percorso, quello di vapore acqueo, e cioè l’idea dell’esistenza dell’acqua in uno stato non visibile.

Il riscaldamento e l’ebollizione dell’acqua sono fenomeni quotidiani; sono probabilmente già stati incontrati dagli alunni nei primi anni della scuola primaria e/o nella scuola dell’infanzia; sono stati utilizzati, durante la classe terza, nel percorso sulle soluzioni, per il recupero del soluto. Ma una cosa è avere esperienza di un qualsiasi fenomeno, ed un’altra è concettualizzarlo.

Anche questo percorso costituisce una esemplificazione delle considerazioni sviluppate nell’introduzione ai piani di studio della Provincia di Trento: “Ogni problematica scientifica importante ha bisogno di tempi e metodi adeguati per poter essere acquisita in modo significativo, per diventare competenza, e quindi la quantità dei contenuti va strettamente raccordata al tempo disponibile. In sostanza, l’obiettivo da perseguire deve essere la profondità e la significatività delle conoscenze”.

In sostanza, le parole chiave del lavoro curricolare dovrebbero essere profondità e significatività delle conoscenze. Il sapere è significativo per lo studente se, da un lato, è sviluppato in un contesto di apprendimento innanzitutto motivante e sa dialogare con il suo mondo e con le sue esigenze, rendendolo un soggetto attivo nella costruzione della conoscenza; dall’altro se è un sapere a lui accessibile, cioè alla sua altezza ed esplorabile in profondità, non atomico, ma connesso a molti altri fatti, conoscenze, concetti.

Questo percorso dura a lungo, circa quattro mesi, perché scava in profondità: vengono esplorati e concettualizzati fatti e conoscenze implicati con il fenomeno del riscaldamento dell’acqua sia in modo sostanziale che in modo non imprescindibile, ma comunque importanti per costruire reti di relazioni, per ampliare il significato.

L’ARIA OCCUPA TUTTI GLI SPAZI VUOTI.

UNA DETERMINATA QUANTITA’ DI ARIA HA UN VOLUME
Generalmente, benché anche i bambini piccoli conoscano la parola aria, non ci si rende conto dell’esistenza dell’aria; l’aria è in un certo senso un’entità metafisica; l’aria diventa evidente nella sua materialità quando viene messa in movimento rispetto alla situazione di equilibrio; l’aria è così associata al vento, alla sensazione che si ha andando in motocicletta o in auto con i finestrini aperti, ecc.

In situazioni statiche, in equilibrio, l’aria non si percepisce, e ci comportiamo come se non esistesse. Sono ovvie, ma anche emblematiche, le affermazioni che facciamo di fronte a recipienti di vario tipo (bicchieri, bottiglie, becher, ecc) non contenenti nessun liquido: sono vuoti. In realtà contengono l’aria, ma non ce ne rendiamo conto.

Sono tuttavia sufficienti alcuni semplici esperimenti per rendersi conto che l’aria esiste sempre ed occupa tutti gli spazi vuoti, cioè non contenenti liquidi e solidi. Ci si rende conto che una determinata quantità di aria, come i solidi e i liquidi, ha un volume (occupa uno spazio).
Strumenti e materiale occorrente:

Prendiamo una bottiglia ed una bacinella sufficientemente grande da poter muovere in ogni direzione la bottiglia. Capovolgiamo e spingiamo verso il fondo la bottiglia vuota dentro la bacinella piena di acqua; operiamo in modo tale che tutti gli alunni possano constatare la resistenza incontrata spingendo la bottiglia; chiediamo loro che cosa osservano e quale spiegazione danno del fatto che l’acqua non entra nella bottiglia. Dopo che si è arrivati alla condivisione del ruolo dell’aria contenuta nella bottiglia capovolta, a partire dalle ipotesi individuali scritte da ogni alunno, incliniamo la bottiglia in modo tale da far uscire lentamente l’aria; si osserva la formazione di bollicine e si constata contemporaneamente la salita

dell’acqua nella bottiglia corrispondente alla diminuzione di aria; anche in questo caso arriviamo

alla condivisione a partire dalle ipotesi individuali. Può capitare che una parte degli alunni

comprenda il fenomeno solo quando la bottiglia viene inclinata ed escono le bollicine di aria.

Infine chiediamo agli alunni se è possibile travasare l’aria da un recipiente ad un altro nelle

condizioni sperimentali precedenti? Effettuiamo poi l’esperimento inclinando la bottiglia piena di

aria sotto un altro recipiente anche esso capovolto dentro la bacinella ma pieno di acqua.

Se gli esperimenti precedenti non fossero sufficienti per la comprensione da parte di ogni

alunno che più grande è il recipiente capovolto maggiore è la quantità di aria contenuta,

effettuiamo l’esperimento del travasamento di aria utilizzando recipienti di volume diverso.

Il volume anche nel caso dei solidi e dei liquidi non è una caratteristica invariante della materia;

cambia al variare della temperatura (fenomeno della dilatazione); però nel caso dell’aria, il

volume cambia non solo al variare della temperatura, ma anche della pressione, come può

essere banalmente constatato con due siringhe tappate, piene una di acqua e l’altra di aria e come

forse qualche alunno aveva intuito fin dall’inizio di queste attività sull’aria, quando si spingeva

la bottiglia capovolta dentro la bacinella.






L’acqua bolle a 100°c
L’umidità atmosferica


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