Osservando il ghiaccio

Tipo di risorsa: sito web

Indirizzo web http://bressanini-lescienze.blogautore.espresso.repubblica.it/2010/02/05/il-ghiaccio-trasparente/

Lingua: Italiano

Descrizione

Esplorare il concetto di opacità nel ghiaccio attraverso attività di gruppo.

Concetti scientifici introdotti

Densità, liquido, apprendimento collaborativo, opacità, purezza, impurità, sali, acqua, trasparenza, ghiaccio, solidificazione

Pensiero creativo e critico

Pensiero critico:
– Analisi
– Osservazione
– Riflessione

Pensiero creativo:
– Curiosità
– Stupore
– Sorpresa

Ragionamento matematico

Osservazione e riflessione

Pensiero scientifico

– Porre domande
– Fare previsioni
– Sperimentare
– Analisi dei risultati

Imparare ad imparare

– Effettuare un esperimento
– Investigare la purezza di un liquido
– Discutere l’esperimento, trarre conclusioni e documentarlo – Ascoltare e seguire istruzioni
– Collaborare in gruppo
– Osservare in modo scientifico

Altre competenze

– Saper lavorare in gruppo
– Prendere decisioni comuni
– Ascolto
– Comprensione

Osservando il ghiaccio

Obiettivi generali

– dar modo agli alunni di esplorare la purezza dei liquidi
– dar modo agli alunni di esplorare il comportamento della solidificazione dell’acqua più e meno pura
– sviluppare negli alunni abilità di ascoltare, eseguire istruzioni
– sviluppare negli alunni abilità di organizzarsi e lavorare in gruppo
– sviluppare negli alunni l’abilità di osservazione
– osservare il diverso grado di trasparenza del ghiaccio ottenuto
– sviluppare negli alunni la capacità di documentare quanto svolto
– stimolare la coesione di gruppo e la relazione positiva tra gli alunni

Vocabolario – parole chiave

liquido, apprendimento collaborativo, acqua, trasparenza, purezza, impurità

Risultati di apprendimento attesi (operativi):

il bambino/studente sarà in grado di:
Effettuare un esperimento
Investigare la purezza di un liquido
Discutere l’esperimento, trarre conclusioni e documentarlo

il bambino/studente avrà sviluppato la capacità di:
Ascoltare e seguire istruzioni
Collaborare in gruppo
Osservare in modo scientifico

Competenze STEM – a cui è collegata l’unità di apprendimento

Competenze STEM di base

– Fare, condurre un esperimento scientifico
– Osservare e fare previsioni
– Investigare
– Fare domande
– Analizzare i risultati di un esperimento
– Osservare, vedere, il risultato estetico di un esperimento

Altre abilità

– Prendere decisioni comuni
– Coordinazione
– Ascolto
– Comprensione

Metodologie di insegnamento/struttura delle attività

Introduzione:
1. Si mostrerà ai bambini/ragazzi, il materiale che servirà per fare l’esperimento. Si parlerà ai bambini dell’acqua, delle sue proprietà e trasformazioni

2. Noi ci faremo un esperimento così chiamato: “Osservando il ghiaccio!”.

3. L’esperimento servirà ad indagare meglio la purezza nei liquidi.

Attività:
L’insegnante spiegherà agli alunni l’esperimento. Successivamente l’insegnante divide la classe in piccoli gruppi. A ciascuno consegna diverse soluzioni (Es: acqua distillata, acqua gassata…) per l’esperimento. Quindi chiederà agli alunni di lavorare in gruppo. Ciascun gruppo utilizzerà il proprio materiale.

Materiale:
Acqua di rubinetto, acqua gasata commerciale, acqua deionizzata come quella che si usa per il ferro da stiro, formine per i ghiaccioli, freezer, fornelletto, pentolina, pellicola trasparente per conservazione alimenti.

Istruzioni:
Fase 1
Prendere le formine per i ghiaccioli e riempirle con acqua del rubinetto ed acqua gassata. Dopodiché prendere l’acqua deionizzata e metterla a riscaldare nella pentolina fino quasi a aggiungere l’ebollizione, cioè la formazione di bollicine.

Fase 2
Fare raffreddare l’acqua deionizzata bollita e poi versarla nelle formine per i ghiaccioli. Coprire con la pellicola trasparente queste formine per evitare che impurità quali la polvere si depositino sull’acqua.

Fase 3
Attendere la formazione dei ghiaccioli e poi estrarli. Si potrà notare che i più opachi sono quelli formati dall’acqua gassata, mentre quelli formati con acqua di rubinetto saranno meno opachi, quelli generati dall’acqua deionizzata bollita saranno quasi trasparenti.

Fase 4
Si passa alla spiegazione di questo diverso comportamento. Maggiori sono le impurezze presenti nell’acqua più il ghiaccio che otteniamo è opaco. L’acqua gassata è la più impura perché oltre ai sali minerali, contiene grosse quantità di gas in essa disciolto: essa è ricca di anidride carbonica disciolta e il ghiacciolo formato è completamente opaco. L’acqua di rubinetto produce ghiaccioli meno opachi perché non è presente il gas disciolto come impurità. I ghiaccioli ottenuti dall’acqua deionizzata bollita sono i più trasparenti perché l’acqua non contiene sali minerali ed il processo di ebollizione ha ulteriormente eliminato i gas in essa eventualmente disciolti. Si può notare che le opacità residue tendono a concentrarsi verso il centro del ghiacciolo ove anche si osservano delle fratture. Questo perché il processo di solidificazione avviene dall’esterno verso l’interno. Infatti l’acqua liquida rimane intrappolata via via verso il centro ghiaccio e quando solidifica, aumentando il volume, provoca la rottura del ghiaccio. – Fase 5 Si può proporre agli alunni di ripetere l’esperimento cambiando alcuni punti. Per esempio si può vedere la differenza tra i ghiaccioli ottenuti con acqua deionizzata bollita e non. Allo stesso modo si può vedere come i ghiaccioli ottenuti dall’acqua di rubinetto che sia stata preventivamente agitata in un contenitore tipo quelli per cocktail produce ghiaccioli più opachi di quando non viene agitata: questo perché l’agitazione facilità il mescolamento dell’aria nell’acqua. Si può altresì aggiungere del sale da cucina all’acqua (qualunque essa sia) e vedere come l’opacità dei ghiaccioli prodotti aumenti con la quantità di sale disciolto. Si può quindi passare a chiedere agli alunni se si aspettano che un lago ghiacciato sia più limpido delle distese di ghiaccio al Polo Nord. In effetti ci sono dei laghi in Svezia in cui l’acqua è talmente pura che quando si ghiaccia si possono vedere i pesci nuotare sotto la lastra di ghiaccio che è spessa circa 10cm.

Conclusioni:

Alla fine dell’esperimento l’insegnante proporrà ad ogni gruppo di fare delle fotografie dell’esperimento per documentare l’attività ed eventualmente preparare un cartellone. Inoltre dopo aver discusso insieme all’insegnante dell’esperimento ciascun bambino all’interno del proprio gruppo documenterà nel proprio quaderno l’esperimento svolto. L’attività, “Osservando il ghiaccio!”, può essere uno spunto, un punto di partenza per proporre agli alunni altre attività/esperimenti riguardo le proprietà delle trasformazioni fisiche di un liquido o per proporre attività a carattere interdisciplinare.

Valutazione

Avviene attraverso l’osservazione da parte dell’insegnante.

Materiali da utilizzare nell’unità di apprendimento

– acqua di rubinetto
– acqua gasata commerciale
– acqua deionizzata (come quella che si usa per il ferro da stiro),
– formine per i ghiaccioli
– freezer
– fornelletto
– pentolina
– pellicola trasparente per conservazione alimenti
– facoltativo: macchina fotografica e cartellone per documentare l’esperimento.