Percorso didattico premiato al Festival della Scienza di Genova (ottobre 2003), nell’ambito del concorso La primavera della scienza, progetto nazionale promosso e coordinato dal Museo nazionale della scienza e della tecnologia “Leonardo da Vinci” di Milano, in collaborazione con l’U.S.R. per la Lombardia e finanziato dal MIUR.
Percorso didattico premiato al Festival della Scienza di Genova (ottobre 2003), nell’ambito del concorso La primavera della scienza, progetto nazionale promosso e coordinato dal Museo nazionale della scienza e della tecnologia “Leonardo da Vinci” di Milano, in collaborazione con l’U.S.R. per la Lombardia e finanziato dal MIUR.
Partendo dalla lettura di un articolo giornalistico, riguardante l’ ecosistema squilibrato di un parco cittadino, gli alunni sono stati guidati attraverso un percorso di conoscenza, approfondimento e consapevolezza che li ha condotti ad osservare, ipotizzare, dedurre e trarre possibili soluzioni.
Buone pratiche per dell'ambiente, lavoro svolto per il progetto Ambienti@moci per la conoscenza e sensibilizzazione riguardo ai problemi ambientali. Istituto Comprensivo San Vito Romano, classe IB, as2010/11
Questo è n omaggio da un Erborista appassionato al Mondo delle Piante: tutte le Piante. Sono loro ad aver creato il Mondo.
This is a tribute from an enthusiastic Erborist at the World of Plants: All Plants. They are the ones who have created the World.
Partendo dalla lettura di un articolo giornalistico, riguardante l’ ecosistema squilibrato di un parco cittadino, gli alunni sono stati guidati attraverso un percorso di conoscenza, approfondimento e consapevolezza che li ha condotti ad osservare, ipotizzare, dedurre e trarre possibili soluzioni.
Buone pratiche per dell'ambiente, lavoro svolto per il progetto Ambienti@moci per la conoscenza e sensibilizzazione riguardo ai problemi ambientali. Istituto Comprensivo San Vito Romano, classe IB, as2010/11
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1. Il mondo invisibile Esperimenti con il microscopio proposti dal maestro Renzo Sadler a cura di Lucia Meneghelli (tecnico di laboratorio) Gilberto Segalina (dott. forestale) Tatiana Filosofo (biologa) Istituto Comprensivo di Vigolo Vattaro Scuola Primaria “A. Fogazzaro” Vattaro Classe II – anno scolastico 2009 - 2010 prima parte
2. Ma cos’è? Un pianeta visto dallo spazio? Da lontano sembra così piccolo!
3. AVVICINIAMOCI PER SCOPRIRE COM’È FATTA LA SUA SUPERFICIE … … ma attenzione, senza scendere dalla navicella!
24. Il mondo invisibile Esperimenti con il microscopio proposti dal maestro Renzo Sadler a cura di Lucia Meneghelli (tecnico di laboratorio) Gilberto Segalina (dott. forestale) Tatiana Filosofo (biologa) Istituto Comprensivo di Vigolo Vattaro Scuola Primaria “A. Fogazzaro” Vattaro Classe II – anno scolastico 2009 - 2010 seconda parte
DIAPOSITIVA 1 Il maestro presenta alla classe l’iniziativa, i relatori e illustra le regole da seguire durante la lezione: rimanere seduti, alzare la mano per gli interventi e alzarsi per gli esperimenti uno alla volta, quando chiamati. Il tempo ottimale richiesto per la prima parte dell’esercitazione è di due ore effettive, peraltro riconducibili a due ore di lezione (di 50 minuti ciascuna) con una attenta gestione delle attività proposte. La classe è stata trasformata in un piccolo laboratorio di biologia. Cos’è cambiato nella disposizione della classe con l’inserimento delle attrezzature? MATERIALE NECESSARIO Per la predisposizione dell’aula sono necessari: - 1 PC portatile; - 1 proiettore a muro con eventuale telo per la proiezione; - 1 microscopio ottico ogni 6-7 alunni (3 microscopi per 20 alunni); - 5 banchi come supporto delle attrezzature; - prolunghe e prese multiple a seconda delle esigenze; - banco o cattedra per la preparazione dei vetrini.
DIAPOSITIVA 2 Dobbiamo immaginarci di viaggiare nello spazio e di vedere per la prima volta, passandoci abbastanza vicini con la nostra navicella, questo oggetto … ma cos’è? Che forma ha questo pianeta? Qualcuno ha già visto ad occhio nudo una sfera simile? Ad esempio quella della luna o del sole! Siamo molto lontani dalla sua superficie e, quindi, la terra la vediamo piccola, sebbene sia un pianeta molto grande per noi che la abitiamo. Infatti, le dimensioni degli oggetti che vediamo dipendono anche dalla distanza a cui sono posti oltre che dalle dimensioni reali.
DIAPOSITIVA 3 Più ci avviciniamo alla terra, ma anche agli oggetti che ci circondano, più li vediamo grandi e nitidi, però solo fino alla distanza di messa a fuoco dei nostri occhi, cioè la minima distanza a cui possiamo avvicinare un oggetto ai nostri occhi per vederlo bene. Restare fermi dentro la navicella, per non cadere verso la terra, è un po’ come essere arrivati alla distanza di messa a fuoco dei nostri occhi, oltre da soli non possiamo andare. Però possiamo proseguire il nostro avvicinamento alla terra grazie alla capacità di ingrandimento di una macchina fotografica.
DIAPOSITIVA 4 Partiamo da una fotografia della terra ripresa dallo spazio e ingrandiamola di circa 10 volte ad ogni fotografia successiva. Nelle foto vediamo una porzione sempre più piccola della terra. Passiamo da un’immagine all’altra lentamente e cerchiamo di capire quali zone della terra stiamo osservando, puntando ogni volta l’attenzione al centro della foto. Alla fine arriviamo a vedere i tetti delle case di un paese. Quali luoghi, quale paese, quale tetto stiamo osservando al centro dell’immagine? La scuola è sempre stata posizionata al centro delle immagini, anche di quelle precedenti, ma a bassi ingrandimenti non riuscivamo a distinguerla! (Immagini migliorabili utilizzando Google Earth e ingrandimenti precisi ripetuti per complessivi 10 6 = 1.000.000 di volte, nella seconda lezione paragonabile al passaggio da un metro ad un micron) Quindi noi uomini siamo molto piccoli rispetto alla terra e dalla navicella spaziale siamo praticamente invisibili! Siamo forse dei microbi visti dallo spazio?
DIAPOSITIVA 5 Gli uomini vivono sulla superficie della terra assieme ad altri organismi viventi. Quali altri organismi viventi conosciamo? Animali, piante e poi? … funghi e batteri! Tutti gli organismi viventi sono caratterizzati da alcune funzioni fondamentali: nutrizione, movimento, moltiplicazione, altrimenti non sarebbero “organismi viventi”! Facile obiezione è che le piante non si muovono. In realtà anche le piante si muovono, magari molto più lentamente di noi, ma si spostano crescendo, arrampicandosi, allungandosi per tutta la durata della loro vita, a differenza degli animali, ma anche liberando, perdendo o proiettando nell’aria o nell’acqua dei frutti (una grande navicella costituita da un pezzo di pianta madre che contiene la navicella seme del figlio) o dei semi (navicelle più piccole costituite solamente dalle piante figlio).
DIAPOSITIVA 6 La nostra conoscenza diretta si ferma alla capacità di visione (di risoluzione) ad occhio nudo, pari alla decima parte di un millimetro (0,1 mm = 100 μ m micron) alla normale distanza di messa a fuoco (circa 25 cm). Il micron è un’unità di misura mille volte più piccola di un millimetro, che a sua volta è la parte mille volte più piccola del metro. Il metro lo conosciamo vero? Quello con cui ci misuriamo! Anche se le unità di misura non le abbiamo studiate possiamo immaginarci che “micro” significa un milione di volte (1000 volte 1000) più piccolo di un metro. Ad occhio nudo non possiamo vedere oggetti più piccoli di 0,1 mm, ad esempio di un puntino. Per distinguere oggetti più piccoli teoricamente dovremmo avvicinarci di più a loro, ma i nostri occhi non funzionano a breve distanza (nella seconda lezione faremo degli esperimenti).
DIAPOSITIVA 7 Come si chiama lo strumento che ci permette di vedere gli oggetti più piccoli di un puntino? Il microscopio è un insieme di lenti che ingrandiscono le immagini e permettono, pur rimanendo fermi alla stessa distanza di osservazione, di distinguere nitidamente oggetti molto piccoli. Il microscopio fa quello che abbiamo fatto noi dalla navicella quando siamo arrivati a scoprire il tetto della scuola, cioè riesce a ingrandire le immagini. L’inventore del primo microscopio ha utilizzato due sole lenti, ma ora se ne usano molte di più e si raggiungono ingrandimenti maggiori.
DIAPOSITIVA 8 I microbi colonizzano quasi ogni ambiente terrestre: dalle nevi alle sorgenti termali vicino ai vulcani. Sono molto più diffusi di noi e, da quando nasciamo, vivono anche con noi, sulla nostra pelle e lungo il nostro tubo digerente!
DIAPOSITIVA 9 I microbi che vivono dentro e fuori di noi possono essere sia buoni sia cattivi e tra di loro rimangono in equilibrio e si controllano a vicenda. Nella vita quotidiana, sia in natura sia nelle proprie case, sarebbe impensabile e sbagliato cercare di eliminare tutti i microbi, molto più utile preoccuparsi di allontanare e mantenere poco numerosi i microbi cattivi e farsi amici i microbi buoni. Come ci possono aiutare i microbi buoni lo vedremo più avanti, a partire dalla diapositiva 16, mentre ricordiamoci ora che i microbi cattivi sono responsabili di molte malattie.
DIAPOSITIVA 10 I microbi, anche se noi non li vediamo, ricoprono il nostro corpo. Questi piccolissimi organismi viventi si spostano passivamente grazie al contatto tra i corpi su cui loro vivono o con il viaggio delle goccioline di liquidi (in cui loro nuotano) che partono, come missili o come sottomarini, dal nostro naso e dalla nostra bocca.
DIAPOSITIVA 11 Dopo una prima fase teorica si inizia la parte pratica degli esperimenti. SCOPO DELL’ESPERIMENTO Scoprire il principio della contaminazione incrociata da un individuo all'altro per contatto diretto (stretta di mano) o indiretto (toccando oggetti in comune). MATERIALE NECESSARIO Per la preparazione degli oggetti da toccare: pennarelli grandi (uno per ogni fila di alunni); colla in stick; brillantini. SVOLGIMENTO DELL’ATTIVITÀ Spalmare la colla sui pennarelli e poi coprirli di brillantini. Far stringere con la mano destra il pennarello ricoperto di brillantini al primo alunno di ogni fila di banchi. Il primo alunno con la mano “sporca” stringe la mano al suo vicino di banco, il quale poi stringe la mano al suo vicino e così fino all’ultimo alunno della fila. Porsi le seguenti domande sul risultato: - Cos'è successo? (tutti gli alunni hanno sulla mano destra dei brillantini) - In che modo i brillantini sono passati da un alunno all'altro? (contatto tra le mani) - A cosa si possono paragonare i brillantini? (batteri) - Cosa possiamo fare per evitare di trasmetterci dei microbi? (Lavarci le mani regolarmente, coprirci la bocca con un fazzoletto o con un braccio quando starnutiamo o tossiamo) Completare le spiegazioni: i microbi vanno a spasso come i brillantini e viaggiano anche nell’aria con i nostri starnuti o la tosse.
DIAPOSITIVA 12 La proposta di allevare i propri microbi genera molta responsabilità e attenzione da parte di tutti gli alunni. Per il primo esperimento è importante avere mani ben sporche, quindi va bene che gli alunni, come al solito, non si lavino le mani prima di entrare in classe. SCOPO DELL’ESPERIMENTO Diventare consapevoli della presenza di microbi su tutto ciò che ci circonda e specialmente sulle nostre mani. Poter osservare direttamente i microbi che vivono sulla nostra pelle. Comprendere l'importanza di lavarsi accuratamente le mani e, quindi, imparare a lavarsele bene. MATERIALE NECESSARIO Per la preparazione dell’esperimento sono necessari: per ogni alunno 2 piastre Petri tipo “agar cioccolato” o contenenti altro terreno di coltura non selettivo; nastro adesivo trasparente; etichette adesive. SVOLGIMENTO DELL’ATTIVITÀ L’alunno etichetta entrambe le piastre e vi scrive il proprio nome. Per eseguire il seguente esperimento si usa la prima piastra, la seconda verrà utilizzata nel successivo esperimento con le mani pulite: PRIMA PIASTRA: l’alunno appoggia ripetutamente i polpastrelli di una mano non lavata sul substrato di coltura. Trattamento successivo: - chiudere le capsule con nastro adesivo; lasciare le capsule a temperatura ambiente (min. 20°C per le piastre tipo agar cioccolato, altrimenti da verificare a seconda della tipologia); fare osservare le capsule ogni giorno; far formulare ipotesi sulla presenza di tracce più o meno marcate a seconda della capsula (cosa sono quelle tracce?); Trarre una conclusione collettiva evidenziando il rapporto tra le tracce lasciate dalle mani sporche e i microbi: più sono marcate le tracce, più microbi c'erano sulle mani. Concludere puntando sull’importanza di un buon lavaggio delle mani, fornendo indicazioni circa la sequenza corretta e la durata ottimale del lavaggio, ossia l’impiego del sapone per almeno 60 secondi.
DIAPOSITIVA 13 Proviamo a paragonare i microbi, questi misteriosi organismi che nessuno ancora ha visto, ai brillantini che sono passati da una mano all’altra nell’esperimento del pennarello della diapositiva 11. Allo stesso modo dei brillantini, anche i microbi che vivono sulla superficie delle nostre mani, degli alimenti o degli oggetti, passano da una parte all’altra ed entrano nel nostro corpo quando li mettiamo a contatto della bocca, del naso e degli occhi. Lavare bene le mani significa insaponarle e sciacquarle accuratamente, ma in mancanza di sapone va bene anche sciacquarle a lungo sotto l’acqua corrente. Per i microbi il getto d’acqua è una cascata gigantesca che li spazza via!
DIAPOSITIVA 14 Prima di ripetere l’esperimento della diapositiva 12 i microscienziati devono lavarsi bene le mani e rientrare in classe con le mani alzate per non toccare nulla. Scopriremo chi se le è lavate meglio!! SCOPO DELL’ESPERIMENTO Comparare tra due giorni le piastre di coltura preparate prima con mani sporche e poi pulite e comprendere gli effetti del lavaggio delle mani. MATERIALE NECESSARIO Per la preparazione dell’esperimento vedi diapositiva 12. SVOLGIMENTO DELL’ATTIVITÀ Per ripetere l’esperimento con le mani pulite si usa la seconda piastra aperta dai relatori! SECONDA PIASTRA: l’alunno appoggia ripetutamente i polpastrelli di una mano lavata con acqua e sapone (IMPORTANTE! dal momento del lavaggio fino al contatto con la piastra, l’alunno non deve toccare niente!). Trattamento successivo: chiudere le capsule con nastro adesivo; lasciare le capsule a temperatura ambiente (min. 20°C); fare osservare le capsule ogni giorno; far formulare ipotesi sulla presenza di tracce più o meno marcate a seconda della capsula (cosa sono quelle tracce?); trarre una conclusione collettiva evidenziando il rapporto tra le tracce lasciate dalle mani dopo il lavaggio e i microbi: più sono marcate le tracce, più microbi c'erano sulle mani. Concludere ripetendo la sequenza corretta per un buon lavaggio delle mani. MATERIALE NECESSARIO PER LA VESTIZIONE DA SCIENZIATI Terminato l’esperimento con le mani pulite si indossano i “vestiti da scienziato”, costituiti da normali dotazioni da laboratorio di cui il camice opportunamente ridotto in lunghezza. Per la vestizione dei microscienziati con materiali da laboratorio usa e getta: - camice opportunamente ridotto in lunghezza, cappellino, mascherina in tessuto non tessuto; - guanti in latice.
DIAPOSITIVA 15 Come i microbi crescono bene e si nutrono nelle capsule Petri, su quella specie di budino al cioccolato, allo stesso modo vivono bene anche nei nostri alimenti. I microscienziati dovrebbero intuire le principali regole di igiene alimentare se riuscissero a immedesimarsi in un microbo che vuole crescere robusto … ma che, tenuto senza mangiare, al freddo, in acqua bollente, coperto di sostanze tossiche o spazzato via da una cascata d’acqua, non riesce proprio a sopravvivere. SCOPO DELL’ESPERIMENTO Far capire l’importanza del lavaggio delle verdure mediante l’osservazione di una minestra di verdure non lavate. Osservazione dei microbi che si trovano e sviluppano nell’acqua di lavaggio delle verdure. MATERIALE NECESSARIO Per la preparazione della minestra di verdura sono necessari: 1 contenitore di vetro trasparente con coperchio; pezzi di ortaggio (carote, rape, foglie esterne del cavolo o dell’insalata, base del sedano) privi di terra, se provenienti da orto, ma comunque non lavati né sbucciati. SVOLGIMENTO DELL’ATTIVITÀ Sistemare alcuni pezzi i verdure in un contenitore e coprirli d’acqua, come se fosse una minestra da cuocere, oppure far osservare quanto preparato a casa. Far osservare il contenitore chiuso agli alunni e chiedere che vengano descritte le caratteristiche dell’acqua (limpida). Lasciare il contenitore in classe per l’osservazione al microscopio da svolgersi nella seconda parte. Eventualmente preparare altri contenitori con sospensioni acquose di terra raccolta in giardino, foglie secche, erba, aghi di conifere.
DIAPOSITIVA 16 Molti dei nostri cibi non sarebbero così saporiti, profumati e soffici se non esistessero dei microbi buoni che vivono e lavorano dentro quei cibi che piacciono tanto sia a loro che a noi. Quali sono questi cibi? Alcuni microbi ci aiutano anche a conservare i cibi. Ma come fanno? Sono capaci di trasformare una parte del cibo in acido, alcol, anidride carbonica. A questo punto dobbiamo proprio riuscire a scoprire chi sono questi microbi buoni e lo faremo tramite l’uso del microscopio.
DIAPOSITIVA 17 L’aggiunta di microbi in una soluzione zuccherina genera una fermentazione con produzione di anidride carbonica, il gas che riempirà di bolle la provetta. Queste bolle riempiono anche la pasta del pane in lievitazione o una bottiglia di birra o di vino frizzante. La presenza di particolari microbi nel latte, invece, grazie alla loro capacità di produrre acido lattico, trasforma il latte in yogurt e lo conserva per molti giorni, un po’ quello che succede nella preparazione dei crauti o degli insaccati. I microscienziati, oramai formati e vestiti, possono finalmente iniziare a lavorare. SCOPO DELL’ESPERIMENTO Preparare una soluzione zuccherina in cui aggiungere lieviti di birra e osservare dal vivo gli effetti della fermentazione, oltre che al microscopio i microbi che la generano. Osservazione al microscopio dei microbi che producono lo yogurt. MATERIALE NECESSARIO Per ogni alunno una provetta con tappo, pipetta Pasteur, bicchiere per contenere la provetta, cucchiaino (eventualmente pipetta Pasteur tagliata). Per la classe 1 kg di farina 00, 1 kg di zucchero bianco, 1 cubetto di lievito fresco, una bottiglia di acqua tiepida, un vasetto di yogurt bianco e un sacchetto di palloncini gonfiabili. Per le osservazioni vetrini e coprivetrini, colorante violetto di genziana, pipette Pasteur. SVOLGIMENTO DELL’ATTIVITÀ Il lievito deve essere sospeso in acqua tiepida mezz’ora prima dell’inizio dell’esperimento. Gli alunni introducono in provetta un cucchiaino di farina ed uno di zucchero, poi aggiungono acqua tiepida, tappano la provetta e la agitano, capovolgendola più volte. I relatori passano tra i banchi e trasferiscono un po’ di sospensione di lieviti in ogni provetta. Gli alunni tappano nuovamente la provetta e la capovolgono più volte, senza agitare troppo, per miscelare bene il tutto. Alcune provette possono essere chiuse con palloncini gonfiabili. Le provette vengono tenute in classe per essere osservate nuovamente dopo circa mezz’ora. Quando inizia la fermentazione si vedono le prime bollicine. Il giorno dopo, quando la fermentazione ha prodotto molto gas, all’apertura della provetta esce abbondante schiuma ovvero i palloncini risultano gonfi.
DIAPOSITIVA 18 Si prepara una goccia di sospensione acquosa di lievito e una di yogurt su ogni vetrino per le osservazioni con i microscopi disponibili. Ogni microscopio deve essere seguito da un adulto che ne spiega il funzionamento e fa provare ad ogni alunno le varie modalità di ingrandimento e di messa a fuoco. Da evitare la ressa attorno agli strumenti e l’osservazione sommaria da parte degli alunni, in quanto una messa a fuoco errata rende poco interessante l’osservazione. Ricordiamo ancora che alcune provette dopo la preparazione possono essere chiuse con palloncini al posto dei tappi per poter visualizzare il giorno dopo quanta anidride carbonica è stata prodotta.
DIAPOSITIVA 19 Nella seconda parte del laboratorio vengono ripetuti e approfonditi gli argomenti presentati nella prima parte, peraltro secondo un ordine inverso e dando priorità alle osservazioni al microscopio, al fine di consolidare quanto appreso. Il tempo ottimale richiesto anche per la seconda parte dell’esercitazione è di due ore effettive, peraltro riconducibili a due ore di lezione (di 50 minuti ciascuna) con un’attenta gestione delle attività proposte. Le regole da seguire durante il laboratorio sono sempre le stesse: gli alunni devono alzare la mano per gli interventi ed aspettare di essere interpellati, devono rimanere seduti e alzarsi per gli esperimenti solamente uno alla volta, quando chiamati. MATERIALE NECESSARIO Per la predisposizione dell’aula sono necessari: - 1 PC portatile e 1 proiettore a muro con eventuale telo da proiezione; - 1 microscopio ottico ogni 6-7 alunni (3 microscopi per 20 alunni); - 5 banchi come supporto delle attrezzature; - prolunghe e prese multiple a seconda delle esigenze; - banco o cattedra per la preparazione dei vetrini.
DIAPOSITIVA 20 In un laboratorio si entra sempre con le mani pulite, dato che ci sono strumenti delicati, sostanze pure da manipolare, esperimenti in corso … quindi anche in questa classe, almeno per questa volta, è necessario entrare con le mani lavate! Lavarsi le mani è sempre una buona regola prima di mangiare e prima di toccare oggetti che si vogliono conservare puliti e privi di microbi. Con grandi e piccoli scienziati è sempre interessante parlare e discutere di scienza. Allora, come nelle riunioni importanti, è utile indossare delle etichette con il proprio nome e cognome, così da aiutare gli scienziati più anziani a ricordare il nome di quelli più giovani!! Materiale necessario Per ogni alunno viene consegnata una targhetta plastificata con spilla. La targhetta viene compilata in classe con nome e cognome, in caratteri di grandi dimensioni visibili a distanza, oppure precompilata in base alla lista degli alunni.
DIAPOSITIVA 21 Ripartiamo dalle ultime osservazioni fatte al microscopio nella prima parte per ricordare e ripetere il procedimento che era stato seguito nell’esperimento della fermentazione. Quali sono stati i risultati del lavoro dei microbi? (Bollicine) Sono stati sufficientemente visibili? Quanta schiuma è uscita dalla provetta? Quanto gonfi erano i palloncini? Tutto il gas contenuto nelle bollicine della provetta, così come nel pane, etc, è stato prodotto da microbi invisibili, ma molto attivi! Come si chiamano questi microbi? (Lieviti) Si ripetono le osservazioni per creare maggior familiarità con gli strumenti e i microbi. Gli stessi lieviti, con strumenti ancora più potenti quali i microscopi elettronici, apparirebbero come nella seconda fotografia (sotto), simili a dei palloncini pieni d’acqua.
DIAPOSITIVA 22 Si ripetono le caratteristiche fondamentali di un organismo vivente già descritte nella diapositiva 5 della prima parte e si chiede agli alunni di provare a ipotizzare le modalità con cui queste funzioni vengono svolte, simulando con il palloncino semigonfio quanto si sta spiegando. Nutrimento = assorbimento attraverso la membrana Movimento = contrazioni cellulari Moltiplicazione = divisione cellulare MATERIALE NECESSARIO Un palloncino semigonfio può essere utilizzato per simulare efficacemente la forma, il movimento (vibrazioni e contrazioni) e la moltiplicazione (divisione) dei lieviti.
DIAPOSITIVA 23 Gli organismi microscopici esistono, anche se noi non li possiamo vedere ad occhi nudi. In fondo è un problema dei nostri occhi, troppo grandi rispetto ai microbi e con una distanza di messa a fuoco (25 cm circa) che corrisponde a circa 250.000 volte la dimensione di un microbo! In proporzione è come cercare di distinguere un bambino di un metro d’altezza a 250 km di distanza (se possibile inserire una diapositiva della terra scattata da 250 km di altezza proveniente dalla serie presentata nella diapositiva 4 della prima parte).
DIAPOSITIVA 24 SCOPO DELL’ESPERIMENTO Provare a fare esperienza della relazione che esiste tra distanza di osservazione e risoluzione dell’occhio umano, ossia la capacità di distinguere oggetti molto piccoli. Un oggetto che visto da lontano potrebbe sembrare un puntino disegnato su di un foglio, in realtà si rivela composto da 2 puntini più piccoli se osservato da vicino e con la lente e, se osservato al microscopio, appare come due “gruppi” di puntini di inchiostro sulle fibre della carta. MATERIALE NECESSARIO 1 stampa (preferibilmente laser) per ogni relatore a piena pagina della diapositiva 39 della seconda parte. 1 stampa (laser) per ogni alunno (modalità: stampa di stampati, diapositive per pagina 2, fronte e retro) delle diapositive da 39 a 42 della seconda parte. Lenti di ingrandimento, possibilmente una per ogni alunno. SVOLGIMENTO ATTIVITÀ I relatori espongono la stampa a piena pagina della diapositiva 39 stando distanti da tutti gli alunni, in maniera che risulti invisibile il puntino al centro del foglio, senza comunicare ovviamente cosa ci sia al centro del foglio! (Due punti) Non riuscendo a distinguere i puntini da lontano si consegna ad ogni alunno il foglio stampato in fronte e retro e si chiede nuovamente di scoprire cosa si trova al centro del primo riquadro (diapositiva 39), eventualmente con l’uso della lente d’ingrandimento, e di scrivere la risposta. Gli altri riquadri rimangono da compilare come lavoro durante le osservazioni al microscopio dei compagni.
DIAPOSITIVA 25 Quello che a noi appare come un cubetto di pasta in realtà è composto da miliardi di microbi. Appena miscelati con la farina questi microbi iniziano a lavorare ed a gonfiare l’impasto del pane, trasformando amidi e zuccheri in anidride carbonica. SCOPO DELL’ESPERIMENTO Preparare oggetti molto piccoli, come i lieviti e i puntini disegnati sulla carta, per l’osservazione al microscopio ottico. MATERIALE NECESSARIO Per la preparazione dei vetrini sono necessari: - 1 scatola di vetrini e di relativi copri-oggetto; - 1 paio di forbici e nastro adesivo; - 1 pipetta; - 1 bicchiere d’acqua. SVOLGIMENTO ATTIVITÀ I relatori preparano i vetrini per le osservazioni successive: 3 vetrini con lievito, si colloca sul vetrino un frammento di lievito, lo si diluisce con una goccia d’acqua, poi eventualmente lo si colora con il violetto di genziana, e lo si ricopre con il coprivetrino. L’attività è propedeutica alle osservazioni successive; 3 vetrini con puntini su carta, si ritaglia attorno ai puntini di cui alla diapositiva precedente un pezzo di carta e lo si attacca con nastro adesivo al vetrino (non serve il copri-oggetto).
DIAPOSITIVA 26 Mentre alcuni microscienziati iniziano ad osservare al microscopio i vetrini appena preparati, gli altri sperimentano la visione con la lente d’ingrandimento dei due puntini al centro della prima diapositiva sul foglio delle esercitazioni. Possono poi proseguire disegnando nel secondo riquadro qualcosa di molto piccolo sotto la lente d’ingrandimento, ad esempio il più piccolo fiore che riescono a disegnare con una matita molto appuntita, per poi scoprire che risulta ancora più piccolo quando lo si osserva ad occhio nudo.
DIAPOSITIVA 27 Si consegna ad ogni alunno la piastra Petri preparata nella prima parte e si osservano i vistosi risultati! Facilmente si osservano masse compatte di batteri e masse filamentose di funghi. SCOPO DELL’ESPERIMENTO Comprendere che le nostre mani e la nostra pelle sono e saranno sempre popolate da microbi, un po’ come gli animali vivono sulla superficie della terra da millenni. Il singolo microbo è invisibile, ma se aspettiamo qualche ora i microbi si moltiplicano, costituiscono dei gruppi molto numerosi e questi gruppi, un po’ come un paese sulla superficie della terra, diventano visibili anche a basso ingrandimento e ad occhio nudo. Ma allora quanto erano sporche le mani prima di iniziare gli esperimenti? Chi le aveva più sporche? E perché? Si possono ipotizzare risposte ricordando cosa avevano fatto prima di rientrare in classe. MATERIALE NECESSARIO Per la preparazione dei vetrini sono necessari: - 1 scatola di vetrini e di relativi copri-oggetto; - 1 pipetta ed un bicchiere d’acqua; - 1 bunsen per l’eventuale fissaggio dei batteri su vetrino; - olio ad immersione per l’ingrandimento 1000 x. SVOLGIMENTO I microbi allevati si diluiscono in acqua e si osservano al microscopio “a fresco”, coprendoli con un copri-oggetto, oppure si fissano con il bunsen sul vetrino e si colorano poi con il violetto di genziana diluito. Ogni alunno viene chiamato al microscopio per le osservazioni, nel frattempo gli altri osservano le proprie piastre Petri e compilano il terzo e quarto riquadro del foglio consegnato, ossia disegnano i lieviti del pane e i microbi delle mani.
DIAPOSITIVA 28 Dopo aver visto finalmente cosa cresce sulle nostre mani, si ribadiscono le principali regole d’igiene già comunicate con la diapositiva 13 della prima parte. Nella vita quotidiana, soprattutto dei bambini, è inutile e impensabile l’eliminazione totale dei microbi dalle mani e dal corpo, molto più importante invece capire che i microbi ci circondano e vivono con noi e vanno tenuti sotto controllo e limitati, almeno nei momenti in cui è molto facile il contatto e lo scambio.
DIAPOSITIVA 29 Ora che i microbi li abbiamo visti veramente e sappiamo che vivono e lavorano anche loro, sia quelli buoni sia quelli cattivi, possiamo capire perché è importante conoscerli e sapere come controllarli, per eliminarli quando non li vogliamo e tenerli quando ci sono d’aiuto. Intanto ripetiamo le regole di un buon lavaggio delle mani in attesa di vedere i risultati dell’esperimento con le mani pulite. Provando a immedesimarci in un microbo che vive sulla nostra pelle dobbiamo pensare a cosa succede quando ci laviamo. Il getto d’acqua di un rubinetto per un microbo è una vera e propria cascata che spazza via tutto quello che incontra. Solo i microbi più fortunati, quelli che trovano un riparo o un appiglio a cui aggrapparsi, possono resistere, ma se poi con l’acqua scende anche del sapone scivoloso e tossico non c’è più scampo. Il sapone è una sostanza in grado di sciogliere in acqua le sostanze grasse, quindi attacca sia lo sporco sia la pelle dei microbi (la membrana cellulare che li ricopre) che può arrivare a rompersi.
DIAPOSITIVA 30 Si consegna ad ogni alunno la piastra Petri preparata nella prima parte dopo il lavaggio delle mani e si osservano i risultati! SCOPO DELL’ESPERIMENTO Si conclude l’esperimento iniziato nella diapositiva 14 della prima parte. Tramite la comparazione dei risultati ottenuti nell’ambito della coppia di piastre Petri ogni alunno può capire quanto efficacemente si è lavato le mani e quali sono stati gli effetti del lavaggio. Ma allora è anche possibile scoprire chi aveva le mani più sporche prima di iniziare gli esperimenti e le più pulite dopo il lavaggio! In questo caso è ammessa una gara a fin di scienza!
DIAPOSITIVA 31 Si ripete l’esperimento della diapositiva 17 della prima parte, per dar modo di rivedere al microscopio i lactobacilli e di consolidare le conoscenze e la manualità acquisite. Qualora nella prima parte non ci fosse stato tempo, l’esperimento viene svolto interamente in questa seconda parte. SCOPO DELL’ESPERIMENTO Osservazione al microscopio dei microbi che creano lo yogurt a partire dal latte. MATERIALE NECESSARIO Per l’intera classe un vasetto di yogurt bianco. Per la preparazione dei vetrini da parte dei relatori servono vetrini e copri-oggetto, colorante violetto di genziana, pipette Pasteur. SVOLGIMENTO DELL’ATTIVITÀ Una goccia di yogurt viene diluita in acqua, eventualmente colorata con una goccia di violetto, protetta con copri-oggetto e osservata al microscopio. All’osservazione di ogni alunno sono necessarie verifiche di messa a fuoco da parte di un relatore, sono anche molto interessanti le esplorazioni del vetrino con micromovimenti dello stesso ed efficaci, per la comprensione del mondo microscopico, le variazioni di ingrandimento. Importante ricordare che per l’ingrandimento 1000 x è necessaria l’immersione della lente in olio, direttamente su vetrino colorato e fissato al bunsen o su vetrino coperto con copri-oggetto. La pulizia dell’obiettivo va eseguita con carta per lenti.
DIAPOSITIVA 32 Si completa l’esperimento iniziato nella diapositiva 15 della prima parte, per dar modo di osservare bene cosa si è sviluppato nella “minestra di verdura non lavata”. A distanza di qualche giorno l’acqua è diventata opaca e puzzolente a causa dei microbi che si sono sviluppati al suo interno, allo stesso modo di quelli provenienti dalle nostre mani e poi allevati nelle piastre Petri. Anche questo è un allevamento di microbi ... diciamo, a naso, non buoni da mangiare! SCOPO DELL’ESPERIMENTO Osservare al microscopio i microbi che si sviluppano, cioè che si nutrono e si moltiplicano, all’interno dell’acqua di lavaggio della verdura. Il movimento dei microbi verrà scoperto direttamente e facilmente dagli alunni con l’osservazione dei vetrini. Allo stesso modo si possono osservare gocce di acqua in cui è stata messa a bagno per almeno un giorno della terra, delle foglie del bosco o direttamente gocce di acqua di lago o fiume. Cambiano i microrganismi ma il loro movimento è sempre molto evidente ed interessante. MATERIALE NECESSARIO Per la preparazione dei vetrini eseguita dai relatori servono sempre alcuni vetrini, relativi copri-oggetto e pipette Pasteur, eventualmente recuperate dagli esperimenti precedenti. SVOLGIMENTO DELL’ATTIVITÀ Una goccia di acqua sporca viene posta sul vetrino e coperta con il copri-oggetto prima di essere osservata. All’osservazione di ogni alunno sono sempre utili verifiche di messa a fuoco da parte di un relatore, sono anche molto interessanti le esplorazioni del vetrino con micromovimenti dello stesso ed efficaci, per la comprensione del mondo microscopico, le variazioni di ingrandimento. Importante ricordare che per l’ingrandimento 1000 x è necessaria l’immersione della lente in olio, direttamente su vetrino colorato e fissato al bunsen o su vetrino con copri-oggetto. La pulizia dell’obiettivo va eseguita con carta per lenti.
DIAPOSITIVA 33 I microbi che vivono nel suolo e si nutrono della sostanza organica delle piante e degli animali morti, in pratica quelli che abbiamo allevato nell’acqua di lavaggio delle verdure, quando stanno fuori dal nostro corpo sono microbi buoni e amici perché il loro lavoro permette di liberarci dai rifiuti. Riescono a scomporre e distruggere moltissime sostanze, sia nel terreno sia nelle acque, sciogliendole e trasformandole in concime, quindi dobbiamo aiutarli a svolgere il loro lavoro e soprattutto evitare di ucciderli con sostanze per loro tossiche. Dovremmo quindi capire l’importanza di non gettare sostanze pericolose nei rifiuti organici, nelle acque di scarico, nei rifiuti in generale e, quindi, di consumarne il meno possibile e di usarle con attenzione solo quando proprio necessario, un po’ come il sapone sulle nostre mani! Ricordiamoci che tra le sostanze pericolose ci sono i detersivi, i farmaci, il petrolio, le plastiche …
DIAPOSITIVA 34 La nostra conoscenza diretta si ferma alla capacità di visione (di risoluzione) ad occhio nudo, pari alla decima parte di un millimetro (0,1 mm = 100 μ m micron) alla normale distanza di messa a fuoco (circa 25 cm). Ad occhio nudo non possiamo vedere oggetti più piccoli di 0,1 mm, ad esempio più piccoli di un puntino. Per distinguere oggetti più piccoli abbiamo bisogno del microscopio, lo strumento che ci permette di vedere oggetti un milione di volte più piccoli del metro. Un microscienziato è alto sicuramente più di un metro, allora prendiamo il metro come nostro riferimento (unità di misura). Osserviamo un metro esteso e poi la sua unità più piccola di mille volte, il millimetro, facilmente individuabile anche in un righello. Il millimetro, ad esempio, è la dimensione di un afide o di un uovo di formica. Ora i microscienziati devono immaginare di essere un afide, piccoli come un millimetro e di avere tra le zampe uno strumento di misura, un “metro per afidi”, grande più o meno come loro e diviso sempre in mille parti, come quello descritto in classe, di cui la parte più piccola si chiama micron (un milione di volte più piccolo del metro). Quando l’afide misura qualcosa con la parte più piccola del suo strumento di misura utilizza il micron, l’unità di misura dei microbi. Il micron è un’unità di misura mille volte più piccola di un millimetro, che a sua volta è la parte mille volte più piccola del metro. Anche se le unità di misura non le abbiamo studiate, utilizzando un metro ed un righello ed esercitando l’immaginazione possiamo renderci conto che “milli” significa mille volte più piccolo del metro e che “micro” significa un milione di volte (1000 volte 1000) più piccolo di un metro. MATERIALE NECESSARIO - Un metro estensibile e dei righelli
DIAPOSITIVA 35 Sempre con l’immaginazione dobbiamo ora tornare nello spazio a bordo di un missile e pensare che tutti i compagni e gli amici che lasciamo a terra scompaiono ben presto alla nostra vista, diventando invisibili dall’alto come sono invisibili i microbi che vivono sulle mostre mani.
DIAPOSITIVA 36 Il laboratorio termina lasciando la terra e tornando nello spazio con un volo attorno alla luna. Questo viaggio è lungo circa 384 mila chilometri, cioè 384 milioni di metri (di volte la nostra unità di misura), in proporzione, per un microbo che vive sulle nostre mani, corrisponde al viaggio che compie un microbo quando da questa classe lo portiamo con le nostre mani a 384 m di distanza. In pratica, la corsa di un microscienziato con le mani un po’ sporche dalla classe alla piazza della chiesa, per un microbo amico, corrisponde al viaggio di un missile che supera perfino la luna.
DIAPOSITIVA 37 L’immagine ottenuta da Google Earth può essere adattata per rappresentare altre distanze note, che tradotte in micron (moltiplicate per un milione) possono essere impiegate per comprendere le distanze che un microbo deve percorrere in paragone alle distanze dell’uomo rispetto alla terra.
DIAPOSITIVA 38 Un grande saluto con un’interessante fotografia al microscopio di astucci silicei (di vetro) di diatomee, alghe unicellulari che vivono nei fiumi e nei laghi e che formano quella patina verde-marrone che ricopre i sassi. Queste alghe contribuiscono a depurare le acque. Le osserveremo in un prossimo laboratorio.
DIAPOSITIVA 39 Questa diapositiva e le seguenti non rientrano nella presentazione, bensì costituiscono materiale di esercitazione da distribuire in classe e da far compilare agli alunni durante la seconda parte. Le diapositive da 39 a 42 vanno stampate con la seguente modalità: stampa di stampati, diapositive per pagina 2, fronte e retro. I due puntini al centro della diapositiva diventano visibili e distinguibili solo ad una certa distanza di osservazione. L’uso della lente d’ingrandimento li rende più distanti e distinguibili.
DIAPOSITIVA 40 Questa diapositiva e le seguenti non rientrano nella presentazione, bensì costituiscono materiale di esercitazione da distribuire in classe e da far compilare agli alunni durante la seconda parte. Le diapositive da 39 a 42 vanno stampate con la seguente modalità: stampa di stampati, diapositive per pagina 2, fronte e retro. Il disegno di un piccolo fiore realizzato sotto la lente d’ingrandimento diviene molto più piccolo di quanto si immagina se osservato ad occhio nudo.
DIAPOSITIVA 41 Questa diapositiva e le seguenti non rientrano nella presentazione, bensì costituiscono materiale di esercitazione da distribuire in classe e da far compilare agli alunni durante la seconda parte. Le diapositive da 39 a 42 vanno stampate con la seguente modalità: stampa di stampati, diapositive per pagina 2, fronte e retro.
DIAPOSITIVA 42 Questa ultima diapositiva non rientra nella presentazione, bensì costituisce materiale di esercitazione da distribuire in classe e da far compilare agli alunni durante la seconda parte. Le diapositive da 39 a 42 vanno stampate con la seguente modalità: stampa di stampati, diapositive per pagina 2, fronte e retro.
