IL GALLEGGIAMENTO

CLASSE: terza

SVOLGIMENTO:


🚢 Si inizia la lezione con la proiezione alla LIM dell'immagine di un personaggio dei fumetti noto ai bambini...e lasciamoli discutere un po' tra loro.

 Qualcuno sicuramente sottolineerà che è un personaggio di fantasia e che nella realtà è esistito il “vero” Archimede! Se non emerge questa osservazione aiutiamo i bambini a scoprirlo presentando l'immagine di Archimede.

🚢 Dopo un momento di discussione collettiva e brainstorming tra i bambini per fare emergere le idee pregresse sulla figura di Archimede, leggiamone poi insieme una breve biografia adattata per ragazzi dal sito (approccio narrativo, Gardner, 1991):

http://www.treccani.it/enciclopedia/archimede_%28Enciclopedia-dei-ragazzi%29/

soffermandosi in particolare sul passaggio seguente:

Archimede aiutò il re anche in un'altra occasione. Gerone aveva dedicato agli dei una corona d'oro, ma sospettava che l'orefice l'avesse realizzata sostituendo un po' d'argento all'oro. La corona era stata consacrata e quindi non poteva venire distrutta per scoprire la frode. Il caso fu sottoposto ad Archimede: la tradizione racconta che il modo per risolvere il quesito gli venne in mente immergendosi in una vasca d'acqua piena fino all'orlo. Archimede notò l'acqua che usciva fuori e saltò fuori dal bagno gridando "Eureka!": si era reso conto di aver trovato un semplice sistema per calcolare il volume di un solido complicato come una corona, misurando l'equivalente quantità di acqua che fuoriusciva da una vasca per immersione dell'oggetto. Pesò poi la corona e fece preparare una quantità di oro purissimo della stessa massa della corona. Immerse l'oro nell'acqua e notò che il volume di liquido fuoriuscito non era lo stesso che in precedenza. Dimostrò così che la corona non era fatta con oro puro (l'argento e l'oro hanno diverso peso specifico) e smascherò l'infido orefice. Sembra che lo stesso episodio della vasca sia poi servito ad Archimede come spunto per elaborare l'idea che ogni corpo nell'acqua subisce una spinta verso l'alto pari al peso del volume dell'acqua spostata (la cosiddetta spinta di Archimede).

🚢 Invitiamo gli alunni a ricordare la sensazione di leggerezza che si prova mentre si è immersi nell'acqua della vasca o della piscina e avviamo una breve conversazione, così da iniziare le attività di laboratorio a partire dalla propria esperienza percettiva.

🚢 Distribuiamo a ogni alunno un foglio A4 raffigurante due bicchieri contenenti acqua e chiediamo di disegnare nel primo bicchiere un cubetto di ghiaccio (accertamento delle pre-conoscenze). L'osservazione dei disegni ci permetterà di avviare una discussione sul significato di galleggiamento.

🚢 Introduciamo poi un cubetto di ghiaccio in un bicchiere e chiediamo ai bambini  di  suddividersi in gruppi di 6 secondo la metodologia cooperativa Phillips 6x6 (Phillips, 1948). Invitiamo i bambini ad eleggere un presidente con il compito di assicurare che tutti partecipino e un segretario, che riferirà sul lavoro del gruppo. Il gruppo avrà 6 minuti di tempo per consultarsi. Trascorsi i 6 minuti i bambini dovranno raffigurare il piccolo esperimento nell'altro lato del foglio, scrivendo in gruppo la propria ipotesi sul fenomeno osservato (perchè il ghiaccio galleggia?).

🚢 Invitiamo i segretari dei gruppi ad esporre l'ipotesi del proprio gruppo e raccogliamo tutte le ipotesi in un grafico a stella alla LIM.

🚢 A questo punto richiamiamo con gli alunni il concetto di densità dell'acqua invitando i bambini a eseguire una drammatizzazione:

1) prima impersoneranno una goccia d'acqua (legame idrogeno): ogni bambino è una molecola d'acqua con il corpo che rappresenta l'ossigeno, le braccia gli idrogeni ben legati alla molecola e le mani che restano disponibili a formare legami idrogeno attaccandosi al corpo di un altro bambino (meglio le caviglie, che rappresentano i due appigli forniti dall'ossigeno). I bambini possono muoversi liberamente dandosi piccole spinte.

2) ora la goccia diventa ghiaccio: i legami idrogeno si mantengono ma i movimenti si riducono e braccia e gambe si tendono: i bambini-molecola sono “distesi” e tra di loro lo spazio aumenta (minore densità).

🚢 Completiamo il discorso sulla densità invitando i bambini a pensare a cosa succede se introduciamo nel congelatore una bottiglia d'acqua (acqua ghiacciata: minore densità e maggiore volume. Non è aumentata la quantità ma la disposizione molecolare).
Ora gli alunni dovrebbero essere in grado di inferire che il ghiaccio galleggia perchè ha una densità minore rispetto all'acqua.

🚢 Dividiamo ora la classe in gruppi di lavoro e assegniamo poi ad ogni membro dei gruppi un numero, secondo la struttura cooperativa del Numbered Heads Together (Kagan, 1994), con lo scopo di favorire l'interazione costruttiva e la condivisione dei risultati tra i membri del gruppo. 

🚢 Forniamo a ciascuno gruppo la stessa quantità d'acqua, un contenitore uguale, una serie di 10 oggetti da immergere nell'acqua (sassi, gomme, tappi di sughero, chiodi, spugne...) e una scheda per la registrazione dei risultati (descrizione di forma/peso/materiale di ogni oggetto, cosa accade e perchè). Al termine dell'attività l'insegnante chiamerà tutti i bambini cui era stato assegnato lo stesso numero (es. tutti i bimbi col numero 2) a esporre gli esiti e le riflessioni sugli esiti della sperimentazione con uno degli oggetti, e così via.

🚢 Durante la discussione scaturita dal confronto tra i gruppi sarà emerso che gli oggetti con densità maggiore dell'acqua affondano, mentre quelli con densità minore galleggiano e infine quelli con densità uguale restano sospesi in equilibrio idrostatico.
Sistematizziamo queste riflessioni con un approfondimento teorico: spieghiamo che la forza di gravità agisce sempre, ma la capacità di galleggiare dipende dal peso dell'acqua che un oggetto sposta. Enucleiamo così il principio di Archimede:

Un corpo, immerso in un fluido, riceve una spinta
diretta dal basso verso l'alto di intensità
pari al peso del volume del fluido spostato. 

 Dimostriamo in pratica il principio utilizzando un dinamometro: mettiamo un contenitore pieno d'acqua dentro un altro contenitore più basso e largo. Inserendo un oggetto nell'acqua si nota che la spinta dell'acqua fa diminuire il peso del corpo immerso e tale diminuzione è segnalata dal dinamometro. Pesando poi l'acqua traboccata si scopre che il suo peso è proprio uguale alla diminuzione di peso del corpo immerso.

🚢 Ricostituiamo i gruppi di sperimentazione avendo cura di cambiare i ruoli e a metà di essi assegniamo l'esecuzione dell'esperimento 1, mentre l'altra metà dei gruppi eseguirà l'esperimento 2.

🚢 Al termine della sperimentazione ogni gruppo elaborerà un cartellone finale con disegni e didascalie relative ai passaggi principali dell'esperimento e alle considerazioni fatte dal gruppo .I singoli prodotti finali (cartelloni) verranno appesi in classe e tutti gli alunni possono muoversi in gruppo per la stanza a guardare, discutere e fare riflessioni sui prodotti presentati (struttura del Gallery tour – Kagan, 1994).

🚢 A questo punto procediamo a una fase di integrazione e socializzazione delle conoscenze: il segretario di ogni gruppo esporrà al resto della classe il proprio lavoro e i ragionamenti fatti all'interno del proprio gruppo (fase metacognitiva).