Spiegare il fenomeno del galleggiamento usando un linguaggio appropriato

1. L’ACQUA: il GALLEGGIAMENTO
Rita
Dipartimento di studi umanistici
Corso di laurea magistrale in Scienze della
Formazione Primaria
Progetto di Fondamenti e Didattica della fisica

2. INTRODUZIONE
L’insegnamento delle scienze nelle indicazioni nazionali.
La moderna conoscenza scientifica del mondo si è costruita nel tempo,
attraverso un metodo di indagine fondato sull’osservazione dei fatti e sulla
loro interpretazione, con spiegazioni e modelli sempre suscettibili di
revisione e di riformulazione.

3. L’osservazione dei fatti e lo spirito di ricerca dovrebbero
caratterizzare anche un efficace insegnamento delle scienze e
dovrebbero essere attuati attraverso un coinvolgimento diretto degli
alunni incoraggiandoli, senza un ordine temporale rigido e senza
forzare alcuna fase, a porre domande sui fenomeni e le cose, a
progettare esperimenti/esplorazioni seguendo ipotesi di lavoro e a
costruire i loro modelli interpretativi.

4. MATRICE COGNITIVA

5. OBIETTIVI
• Osservare per confrontare, classificare, descrivere;
• Seguire procedure per condurre semplici esperienze di tipo
scientifico;
• Individuare cause ed effetti in contesti facilmente
interpretabili;
• Conoscere e utilizzare termini propri del linguaggio scientifico
legati all’acqua per descrivere, spiegare, concludere;
• Sperimentare il fenomeno del galleggiamento per classificare
oggetti che galleggiano e oggetti che non galleggiano;
• Spiegare il fenomeno del galleggiamento usando un
linguaggio appropriato e portando esempi;

6. IL PERCORSO DIDATTICO: SPERIMENTARE
PER IMPARARE
A tutti sono noti la curiosità e il piacere che i bambini provano nel
giocare con l’acqua, una sostanza con cui, per altro, vengono a
contatto in diverse occasioni della giornata. Tale interesse costituisce
il punto di partenza di questo percorso di lavoro, indirizzato ad
avvicinare i bambini di una classe quarta al mondo della scienza e al
suo linguaggio. Giochi ed esperienze quotidiane vengono così
osservati dal punto di vista dello “scienziato” e si trasformano in
attività di carattere scientifico su cui riflettere e compiere le prime
curiose scoperte. I bambini sono sollecitati a osservare, ipotizzare,
sperimentare, verificare, riflettere sui risultati, sviluppando
gradualmente sempre nuove conoscenze in merito all’acqua. Per
questo può essere utile introdurre l’argomento partendo dal
patrimonio di conoscenze che gli alunni possiedono.

7. ANALISI PREREQUISITI
Si può procedere sollecitando i bambini a riflettere e a descrivere:
• Le caratteristiche dell’acqua (come si presenta, come si comporta
…);
• Gli spazi e gli ambienti in cui è presente l’acqua (dentro e fuori
casa);
• Gli usi domestici dell’acqua (chi ne fa uso, in quali occasioni, con
quale frequenza …).
Il tutto viene rapportato alle esperienze personali:alcuni alunni hanno
parlato di forma e movimenti dell’acqua facendo riferimento alle
onde del mare; altri hanno osservato che l’acqua ha diversi colori, a
tal proposito i bambini hanno precisato che l’acqua è incolore solo se
scende dal rubinetto di casa, al mare è blu e nello stagno è verde.

8. Tale attività iniziale ha come scopo quello di stimolare
l’interesse e la curiosità degli alunni all’argomento,
stabilendo al tempo stesso un punto di partenza per
l’articolazione e lo sviluppo del successivo lavoro in ambito
scientifico. A conclusione del percorso, questa prima attività
potrà diventare uno strumento di confronto con cui
verificare le conoscenze acquisite e il cammino compiuto.

9. Come prima attività in cui verificare le conoscenze pregresse dei
bambini sul galleggiamento è possibile proporre le seguenti
domande:
• Che cosa galleggia? All’unisono i bambini hanno risposto che gli
oggetti leggeri sono in grado di galleggiare.
• Conosci qualche oggetto che galleggia? Alcuni hanno fatto
riferimento alle loro esperienze al mare e hanno detto: “Maestra a
volte ho visto galleggiare le palette per giocare con la sabbia”, altri
hanno esordito dicendo che le foglie galleggiano sempre perché le
hanno viste al mare. Infine un bambino in particolare ha detto che
quando in acqua fa “il morto” è in grado di galleggiare.
•Qual è il contrario di galleggiare? Tutti i bambini sono stati in grado
di dire: “affondare”.
• Come fa un corpo a galleggiare? I bambini hanno risposto dicendo
che i corpi leggeri sono in grado di galleggiare, mentre quelli pesanti
affondano.

10. FASE PROGETTUALE
Proseguendo il percorso di scoperta delle caratteristiche e proprietà
dell’acqua potremo proporre agli alunni esperienze volte a verificare
l’esistenza della sua forza di spinta. Vengono procurati in aula degli
strumenti volti a verificare le conoscenze sulla forza di spinta:
• un bacinella profonda e colma di acqua;
• una palla.
I bambini sono stati invitati a spingere a turno la palla dentro l’acqua,
in modo da farlo sprofondare, quindi si chiede loro se si tratta di una
operazione facile e fattibile.
Pur mettendoci tante energie tutti i bambini hanno verificato che non
si tratta di una azione semplice e fattibile perché l’acqua sembra
spingere verso l’alto la palla. In questo modo gli alunni hanno
sperimentato l’esistenza della forza di spinta dell’acqua.

11. La prova
A conferma di quanto avvenuto è stato chiesto ai
bambini di lasciare la palla sull’acqua senza toccarla.
Hanno avuto così modo di verificare che l’oggetto
galleggia. Ma cosa significa esattamente? I bambini
hanno scoperto che il galleggiamento avviene perché
l’acqua con la sua forza spinge il pallone verso l’alto
sorreggendolo.

12. Non tutto galleggia!
Ora è opportuno invitare gli alunni a riflettere ulteriormente sul
fenomeno ponendo loro la domanda: tutti gli oggetti galleggiano? La
risposta è scontata, proprio perché i bambini lo hanno potuto
sperimentare spesso nei loro giochi. A questo punto invitiamoli a
raccogliere oggetti vari nell’aula, a formulare le loro ipotesi e a
verificarle. È stato chiesto loro di scrivere il nome degli oggetti nella
tabella e formulare le loro ipotesi.

13. Viene ora chiesto di prendere la bacinella di acqua
utilizzata in precedenza, di immergere, uno per volta, gli
oggetti trovati, e registrare cosa succede.
Ora è opportuno procedere con un confronto delle due
tabelle per valutare se le ipotesi fatte in principio erano
esatte. I bambini hanno potuto constatare come le loro
ipotesi iniziali erano per lo più errate.

14. Una volta verificato che non tutti gli oggetti galleggiano,
cerchiamo di fare un passo oltre chiedendo ai bambini perché ciò
avviene. Alcuni bambini hanno suggerito che ciò dipende dal
peso degli oggetti stessi:
• Se il corpo è pesante, e perciò esercita una spinta più forte di
quella dell’acqua, affonda;
• Se il corpo è leggero, cioè è meno pesante e perciò esercita una
spinta meno forte di quella dell’acqua, galleggia.
I bambini hanno così verificato quanto afferma il principio di
Archimede: un oggetto immerso in acqua (o in un liquido) riceve
una spinta dal basso verso l’alto pari al peso di acqua o di liquido
spostato.
A proposito del fenomeno del galleggiamento, sarà possibile
andare oltre verificando che esso dipende non solo dal peso ma
anche dal volume dell’oggetto , perché la forza di spinta
dell’acqua è tanto maggiore quanto più è estesa la superficie su
cui viene esercitata.

15. ESPERIMENTO
L’occorrente:
• Un contenitore di plastica trasparente in cui versare due terzi di
acqua;
• Una pallina di plastilina.
PRIMA FASE
1. Far cadere la pallina di plastilina nel contenitore, prestando
attenzione a non fare uscire acqua.
SECONDA FASE
1. Togliere la pallina di plastilina, facendo molta attenzione a non
far uscire dell’acqua.
2. Rimodellare la pallina fino a formare una specie di barchetta.
3. Immergere, con molta delicatezza, la barchetta nel bicchiere:
che cosa succede?

16. È stato chiesto ai bambini cosa è successo in entrambe le
fasi:
1. Nella prima fase la pallina è affondata e ha fatto
innalzare il livello di acqua;
2. Nella seconda fase la barchetta è riuscita a galleggiare e
anche in questo caso si è innalzato il livello di acqua.
È importante far notare loro come con la stessa quantità di
plastilina ci siano stati diversi risultati.

17. LA SPIEGAZIONE
Ciò è avvenuto perché l’estensione della barchetta è maggiore
rispetto a quella della pallina, perciò l’acqua, agendo su una
superficie più ampia esercita più spinta. È grazie a questa
proprietà che è possibile costruire navi molto grandi.

18. FASE VALUTATIVA
È stata avviata una valutazione diagnostica, iniziale che ha
consentito di valutare le conoscenze in ingresso di ogni singolo
bambino; ciò tramite le semplici domande “Che cosa galleggia?
Conosci qualche oggetto che galleggia? Qual è il contrario di
galleggiare? Come fa un corpo a galleggiare? “.
Nella prima fase, quella progettuale, i bambini hanno risolto
l’attività inerente al galleggiamento della palla; dopo di che
sono stati messi alla prova attraverso una attività in cui si
doveva individuare se un oggetto era in grado di galleggiare o
no. È in questo momento che i bambini svolgono un ruolo
attivo nel processo formativo, momento in cui costruiscono le
proprie conoscenze, collaborando anche con il gruppo dei pari
(cooperative learning).

19. I bambini sono poi stati sottoposti ad una verifica finale
per valutare le competenze in uscita e per valutare se
sono stati raggiunti gli obiettivi prefissati. Infine per
completare l’intero processo formativo dei bambini è
stata fornita loro una scheda per l’autovalutazione.

20. Verifica finale sul galleggiamento

21. Nella prima domanda:” Come fa un corpo a galleggiare?” su una
classe di 24 bambini hanno risposto correttamente ben 18.
Domanda 1
A 17 %
B 8%
C 75 %
D 0

22. Nella seconda domanda: “Come si chiama il principio che consente
ad un corpo di galleggiare?” hanno risposto correttamente ben 22
bambini.
Domanda 2
A 0
B 92 %
C 8%
D 0

23. Nella domanda 3 “La forma di un oggetto influenza il suo
galleggiamento?” hanno risposto correttamente tutti e 24 i
bambini.
Domanda 3
A 0
B 100 %
C 0

24. Nella domanda 4 “L’acqua è in grado di compiere una
spinta verso:” hanno risposto correttamente 20 bambini.
Domanda 4
A 83%
B 17 %
C 0

25. Per l’autovalutazione. A mio modo di vedere.

26. Nel primo quesito i bambini hanno risposto:
1
A 80 %
B 14 %
C 0
D 6 %

27. Nel secondo quesito hanno risposto:
2
A 100 %
B 0

28. Nel terzo quesito hanno risposto:
3
A 0
B 0
C 100 %
D 0

29. Nell’ultimo quesito hanno risposto:
4
A 75 %
B 25 %
C 0