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Laboratorio sperimentale di Scienze |
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PREMESSA La nostra attività di laboratorio è ideata per aiutare a far comprendere agli alunni i fenomeni scientifici, difficili da capire per un adolescente, in maniera naturale attraverso la manipolazione manuale cioè utilizzando i procedimenti della scienza sperimentale con i metodi di base dei ricercatori. Contemporaneamente si mira ad ottenere e sviluppare una capacità di lavoro in gruppo e una collaborazione reciproca, caratteristiche che spesso mancano fra i ragazzi . Unica ambizione delle presenti note è essere di aiuto e rendere partecipi gli altri colleghi di tale nostra attività praticata e delle esperienze apprese in questo campo ed essere, perché no, resi partecipi a nostra volta di esperienze analoghe , per un ampliamento di conoscenze utili nelle attività didattiche . Per i colleghi che volessero cominciare ora, potrebbero farlo allestendo un laboratorio semplice, ma funzionale, con poca difficoltà, e con un minimo di spesa, adibendo a tale scopo un locale o un’aula in disuso, possibilmente ampio e luminoso e collocandovi alcuni banconi a ferro di cavallo, (per mantenere spazio nella parte centrale e potersi muovere agevolmente controllando contemporaneamente il lavoro). La sistemazione, almeno per le attività che proponiamo, non necessita di lavori onerosi di ristrutturazione ambientale, quali cappe di aspirazione o banchi antiacido, difficili da ottenere dalle amministrazioni comunali in perenni difficoltà economiche, (di conseguenza "avare" per quanto riguarda la scuola). Infatti le sostanze che noi utilizziamo sono in gran parte di uso quotidiano o prodotti chimici diluiti, pertanto non pericolosi. Il materiale utilizzato viene elencato prima di ogni attività descritta. E' superfluo aggiungere che quanto segue non esclude la spiegazione in classe, che può essere preceduta, o seguita dal tempo trascorso in laboratorio. |
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SCHEDA Classe Prima: - Il peso specifico dei liquidi. - Cambiamenti di fase e le trasformazioni chimiche. - Il calore e la temperatura. - La dilatazione dei corpi. - Microscopio e suo uso. - Preparazione dei vetrini - Osservazione al microscopio di preparati. Classe Seconda: - La solubilità. - Acidi e basi. Identificazione del carattere acido/basico di sostanze di uso comune. - Formazione di composti. - Ricerca di composti organici negli alimenti. - La massa e il peso: loro strumenti di misura. - Le forze. Loro composizione . - L’attrito. - Il principio di Archimede. Peso specifico e galleggiamento. |
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Conoscenze iniziali richieste: nessuna. Conoscenze finali: grandezza fisica, significato di misura in geometria, sensibilità degli strumenti; precisione strumentale; errore in fisica: personale, strumentale; differenza tra precisione e sensibilità; la media aritmetica.
Materiale adoperato: cilindri graduati di varia grandezza e capacità misurativa diversa; acqua; becker, contagocce. Richiamare i concetti di sensibilità e precisione strumentale appena introdotti, facendo notare che sono da applicare anche ai cilindri graduati. Quindi si introduce la parte nuova, da conoscere per una corretta lettura della misura di capacità dei liquidi: la formazione del menisco, per effetto delle forze di adesione e dell’errore di parallasse.
Modalità operative Si procede dopo nel lavoro propriamente detto. Può essere divertente, e resta impresso nella mente, richiedere una quantità d’acqua non misurabile,(esempio 49 ml con un cilindro sensibile solo alle misure pari). Dopo i primi approcci s'impara a lavorare con maggior accuratezza rendendosi conto della necessità di prestare maggior attenzione.
con la bilancia a due piatti Per un ragazzo di undici anni, proveniente dalla scuola media, ed in un laboratorio per la prima volta, normalmente ha difficoltà a comprendere la differenza fra massa e peso. L’utilizzo della bilancia a due piatti con la spiegazione delle particolari caratteristiche è un aiuto importante. Conviene far precedere lo schema relativo. Materiale da predisporre: sostegno per la bilancia, bilancia a due piatti, pesiera, ( o massiera) con pesetti di diverse grandezze, oggetti vari.(Anche dei ragazzi). Osservazioni Far notare che con questo strumento si misura col principio del tanto-quanto, indipendentemente dalla forza di attrazione della Terra. Inoltre, come tutti gli strumenti di misura tale bilancia ha una propria sensibilità e precisione. |
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Materiale adoperato: -metri di carta con segnati i centimetri e i decimetri; -metri come sopra, comprendenti i millimetri. Per i docenti tali “strumenti” si recuperano facilmente e normalmente gratuitamente con l’aiuto dei genitori e dei ragazzi presso vari centri, ad esempio di bricolage. Sarà cura dell’insegnante cancellare in alcuni metri i millimetri. Setting Disporre i ragazzi a gruppi di cinque o sei intorno a un bancone
Modalità operative Consegnare a ciascuna squadra un solo metro con i millimetri bianchettati. Quindi far misurare a tutti una stessa lunghezza, diversa solo per squadra, invitandoli a non far vedere subito ai compagni il valore trovato. Far ripetere con i metri integri, con i millimetri. Si possono trarre le prime conclusioni su sensibilità e accuratezza strumentali. Far scambiare i metri fra loro e rieseguire le misure della rispettiva lunghezza. Si possono aggiungere così i concetti di precisione strumentale. Si conclude con la necessità di cercare un valore che li “comprenda “ tutti: la media aritmetica. Osservazioni E' importante far notare ai ragazzi che tutte le misurazioni sono valide, se prese con accuratezza, poiché l’errore strumentale non ha nulla a che spartire con la sbadataggine.
Materiale da predisporre: Solido irregolare, sasso, temperino, gomma etc., cilindro graduato, becker, acqua. Modalità operative Gli alunni hanno imparato a misurare i valori immediati. Ora devono avvicinarsi alle misure indirette. Far mettere una quantità precisa di acqua nel cilindro, inizialmente uguale per tutti i gruppi, aggiungere l’oggetto, prendere nota dell’aumento del livello del liquido, e fare la differenza. Far ripetere con quantità d’acqua diverse. Ricordare l’errore in fisica, quindi far calcolare i volumi ricordando la media. |
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l’anidride carbonica Evidenziazione dell’ossigeno Materiali da predisporre Da utilizzare per ogni bancone: una vaschetta trasparente,(es. da frigo-verre), candela, fiammiferi, provettone (oppure un bicchiere alto), acqua, (facoltativo colorante per l’acqua). Modalità operative Accendere la candela e fissarla sul fondo della vaschetta. Aggiungere l’acqua. Quindi imprigionare la candela con il provettone rovesciato fin nell’acqua. La candela resterà accesa per qualche tempo, fin tanto chè non viene consumato il poco ossigeno imprigionato nel recipiente. Spenta la candela, il liquido risale per effetto del vuoto lasciato dall’ossigeno consumato. Evidenziazione dell’anidride carbonica Materiali da predisporre - Provette e portaprovette, acqua di barite. (Idrato di bario, soluzione satura). - Materiale comune: cannuccie da bibita, acqua. Modalità operative Mettere nel portaprovette due provette; nella prima aggiungervi acqua, nella seconda un po’ di idrato di bario. Soffiare con la cannuccia nella provetta contenente acqua per prima, quindi nell’altra provetta. Nella prima non succede niente, nella seconda si forma un precipitato bianco- lattiginoso che rappresenta il carbonato di bario. Note:si può mettere in evidenza una caratteristica della CO2,la cui molecola è pesante, con una attività che si consiglia far eseguire solo dai ragazzi più precisi. Occorrono: - bicarbonato di sodio, - una candela accesa. - una beuta
Modalità operative Mettere una cucchiaiata di bicarbonato nella beuta, aggiungere l’aceto. Il miscuglio provoca la formazione di “fumi”, in realtà una corrente di anidride carbonica. Mettendo la candela accesa sotto l’imboccatura della beuta, essa viene spenta dalla corrente che si produce e che, essendo pesante cade in basso. |
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Materiale da predisporre: - ago da cucire, - vaschetta con acqua, - carta assorbente(o leggera e sottile). Questo lavoro dev’essere eseguito con tranquillità. L’acqua dev’essere cheta. Appoggiare l’ago sulla carta e posare il tutto sulla superficie dell’acqua senza muoverla. La carta e l’ago galleggeranno, ma non appena la carta si sarà imbevuta d’acqua , essa andrà a fondo. L’ago continua a galleggiare. Spiegare che dipende dalle forze di attrazione dell’acqua, facendo notare che esse sono tanto forti da permettere all’ago di galleggiare. Far osservare anche che l’ago sembra essere contenuto in una culla, poiché si è formata una invaginazione.
Materiale da predisporre in laboratorio: - 1 cilindro graduato per gruppo, - qualche becker. - Altro materiale: Una bilancia, (va bene una da cucina precisa) in comune per tutti i gruppi, - olio, acqua, trielina, alcool e, o, altri liquidi.
Modalità
operativa Far pesare il becker sulla bilancia e prendere nota del valore trovato. Successivamente far misurare una quantità nota di liquido prescelto con il cilindro graduato e versarlo nel recipiente pesato. Pesare il tutto e per differenza con il primo valore ricavare il peso netto. Il peso del liquido diviso per i millilitri da’ il peso specifico che si cerca. Si può far ripetere con quantità diverse di liquido, oppure assegnare ai vari gruppi quantità diverse, facendo notare che il valore del peso specifico, essendo tipico della sostanza, resta sempre quello. Far ripetere con altri liquidi |
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CLASSE SECONDA
Gli alunni in seconda media, hanno preso dimestichezza con il laboratorio, conoscono e ne hanno imparato i termini della vetreria più comune e si muovono con più sicurezza. Per procedere correttamente sono necessari i concetti di materia, sostanza pura, miscuglio eterogeneo ed omogeneo, soluzione, soluto, solvente. Materiali da predisporre: - più colini a maglie diverse, - calamita, - pinzetta, - farina, - pastina, - talco, - limatura di ferro, - becker pieno d’acqua. Si inizia consegnando un miscuglio di sostanze sopra citate da separare, sfruttando le loro proprietà fisiche. Prima di procedere i ragazzi sono invitati a osservare il miscuglio e a formulare il metodo più adatto per separare i componenti. La calamita attrae il ferro, la pastina si separa setacciandola col colino, mentre la farina e il talco per sfioramento dal becker. (Il talco galleggia, la farina resta sul fondo). |
La misura
della