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La materia e le sue trasformazioni
Le idee chiave nell’insegnamento delle Scienze
20 ottobre 20215 minuti di lettura
Cosa ci viene in mente quando parliamo di Scienze? Nel corso dei nostri anni di studio siamo stati abituati ad affrontarle in modo separato attraverso le diverse discipline scientifiche (biologia, chimica, fisica...), spesso senza cogliere collegamenti e analogie. Quale potrebbe essere un approccio più efficace per insegnare scienze nel mondo odierno, dove ogni giorno vediamo nuove scoperte e invenzioni nei vari campi del sapere scientifico?
Il metodo prima di tutto
È importante prima di tutto focalizzare il nostro insegnamento su alcuni elementi chiave che meglio di altri possano aiutare gli studenti ad affrontare le difficili sfide future. Invece di fornire sempre più informazioni e conoscenze, dobbiamo far sì che negli anni di scuola si acquisisca una metodologia efficace per analizzare il mondo che ci circonda e saper agire in esso con immaginazione, creatività, ma anche metodo, impegno e responsabilità.
Si parla spesso di metodo scientifico, ma l’espressione rimane vuota di significato se non è accompagnata da esperienze pratiche di cosa voglia dire esplorare un fenomeno, porsi delle domande indagabili dal punto di vista scientifico, raccogliere dati, riconoscere relazioni, formulare ipotesi, confrontare spiegazioni e argomentare sulla base delle prove raccolte. Abbiamo bisogno che i futuri cittadini sappiano distinguere tra una spiegazione scientifica e un’opinione personale.
D’altro canto, lo sviluppo delle abilità scientifiche può essere fatto solo attraverso lo studio di alcuni fenomeni e sistemi. Come scegliere allora i concetti chiave da esplorare? Dobbiamo selezionare quei temi che permettono di costruire modelli interpretativi potenti sulla realtà che ci circonda.
Un modello efficace di struttura della materia
Il concetto di materia va costruito in modo progressivo attraverso l’elaborazione di modelli via via più accurati per spiegare le proprietà dei materiali e le loro trasformazioni
Uno dei primi concetti da affrontare è sicuramente quello di materia: tutto intorno a noi è fatto di materia, la Terra, gli esseri viventi, i corpi celesti. Se aiutiamo i bambini a costruire un modello efficace di struttura della materia, li metteremo in grado di descrivere e interpretare moltissimi fenomeni del mondo quotidiano, e sarà anche l’occasione per introdurre nuovi concetti, come quelli di interazione, sistema, energia, equilibrio, trasformazione, utili anche per comprendere sistemi più complessi, come organismi viventi ed ecosistemi.
Percorsi e attività pratiche
I bambini e le bambine saranno coinvolti attivamente in percorsi e attività pratiche che, oltre ad approfondire la loro comprensione dei fenomeni fisici e chimici, svilupperanno anche le loro abilità di indagine scientifica.
Possiamo iniziare il lavoro sulla materia sin dalla prima classe con l’esplorazione di oggetti vari, classificandoli in base alle loro caratteristiche fisiche (colore, consistenza, temperatura), alla loro origine (naturale o artificiale) e al loro uso. Insieme riconosciamo l’esistenza di molti tipi di materiali e che questi si possono presentare in forma solida, liquida o gassosa a seconda della loro temperatura.
Attraverso operazioni di rotture e frantumazioni, anche con l’uso di utensili vari, osserviamo che ogni materiale può essere suddiviso in piccole parti e che tale operazione può essere più o meno eseguita facilmente a seconda del materiale. Costruiamo insieme un primo modello di struttura della materia: ogni materiale può essere pensato come costituito da piccolissime particelle che hanno le medesime caratteristiche del materiale nel suo insieme, tenute insieme da forze di legame più o meno intense. L’intensità della “forza di legame” può essere collegata alla forza che dobbiamo applicare per rompere il materiale: ad esempio, devo fare meno forza per rompere della carta invece che un sasso.
Sperimentare con l’acqua
Il materiale acqua, facilmente accessibile e fondamentale per la vita sulla terra, sarà al centro di molte attività. Sperimenteremo insieme le caratteristiche dello stato solido, liquido e gassoso e in quali condizioni si abbia il passaggio da uno stato all’altro. Possiamo anche riconoscere che nei passaggi di stato le componenti fondamentali non cambiano (le singole particelle o molecole di acqua), ma cambia l’intensità delle forze di interazione tra queste componenti: possiamo facilmente “rompere” l’acqua liquida, ma ci vuole molta più forza per rompere il ghiaccio!
Peso e volume
A partire dalla classe terza è bene che le attività sulla materia siano accompagnate da misure di peso e volume: la raccolta di dati su queste due grandezze permette di studiare in maggior dettaglio le caratteristiche delle trasformazioni fisiche e chimiche e guidiamo i bambini a riconoscere che in queste trasformazioni la quantità di materia rimane lo stessa, mentre il volume e anche il tipo di sostanza possono cambiare. Con le esperienze sui fenomeni termici, si arriva a introdurre un altro concetto fondamentale, quello di energia.
In ogni indagine che proponiamo è importante guidare i bambini a collegare quello che si osserva a livello macroscopico con quanto sta succedendo a livello microscopico, attraverso domande, formulazioni di ipotesi, osservazioni mirate e argomentazioni.
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