6. Obiettivi del percorso didattico in rapporto alle esperienze ed ai concetti quotidiani degli alunni.

Le molte difficoltà che hanno gli alunni nel comprendere gli argomenti delle scienze naturali risalgono al fatto che le loro esperienze e concetti quotidiani non sono individuati o presi in considerazione durante le lezioni. Basandosi sulle proprie osservazioni della natura abbinate alle informazioni recepite dai mass-media, molti alunni trascinano con loro una comprensione di tipo proto-scientifico degli argomenti di scienze naturali. (Tendono a differenziare le sostanze che li circondano in base alle loro proprietà, senza esserne del tutto coscienti). Come punto di partenza questo percorso (TLS) si basa su queste loro esperienze utilizzando la curiosità naturale degli alunni per lo studio dei fenomeni. Considerato il fatto che gli alunni si trovano ancora nella fase di “concretezza operazionale” per quanto riguarda lo sviluppo psicologico, le attività cognitive si basano sempre su situazioni concrete.

Concetti pre-scientifici degli alunni	Concetti scientifici
Gli alunni riconoscono gli oggetti in base alle loro proprietà, senza focalizzare l’attenzione alla sostanza.	Capire che le proprietà sono specifiche delle sostanze ed essere in grado di distinguere fra loro sostanze diverse.
Gli alunni sono consapevoli della separazione dei materiali nella vita quotidiana solo nel contesto della loro applicazione (es. la carta per filtrare il café, setacciatura della sabbia).	Le procedure di separazione chimica si basano sulle proprietà diverse delle sostanze.
Per quanto riguarda la reazione al riscaldamento e allo scioglimento delle varie sostanze, gli alunni sono abituati a rapporti di semplici causa-effetto (es. lo zucchero sparisce nell’acqua solo perché si scoglie; lo zucchero si scoglie quando viene riscaldato).	I rapporti “se-allora” si devono espandere in una matrice logica per formare una strategia (fase deduttiva nella produzione di conoscenza scientifica).
Gli alunni percepiscono, attraverso gli organi sensoriali, le proprietà delle sostanze solo come insieme.	In base alla dimensione dell’oggetto osservato, potrebbero essere necessari strumenti di ingrandimento. Spesso le proprietà delle sostanze si possono determinare solo attraverso esami chimici o fisici.
Spesso gli alunni riconoscono le soluzioni solo come sostanze omogenee, e non come una miscela di sostanze (es. la coca-cola)	Il concetto di sostanza sciolta / solvente / miscela omogenea. Rimozione del solvente attraverso l’evaporazione
Gli alunni vedono la soluzione dei solidi nell’acqua come “una scomparsa” e se la spiegano in base ad una riduzione continua dei materiali, o come “uno scioglimento” nel senso di una distruzione	Lo scioglimento, la cristallizzazione ed i processi reversibili Il concetto delle particelle: la creazione discontinua dei materiali
Se l’acqua evapora, allora non c’è la presenza di acqua	I passaggi di stato sono reversibili Accenno del fenomeno a livello microscopico
Confusione tra lo scioglimento / decomposizione / bruciamento quando vengono riscaldati i solidi (es. le candele)	Distinzione tra mutazioni reversibili e irreversibili in seguito al riscaldamento Reazioni chimiche alle fasi di transizione
“Amarezza” è un’impressione sensoriale, un’esperienza del gusto, non la proprietà di una sostanza.	Principio di un indicatore
Gli alunni pensano che tutti i metalli nell’ambiente siano magnetici.	Non tutti i metalli possono essere magnetizzati
Gli alunni conoscono la “filtrazione”più che altro per il fatto che il café si ottiene dalla macinazione dei granuli. Ciò rafforza l’idea sbagliata che il liquido colorato (il caffé) sia il risultato della filtrazione non dell’estrazione. E’ più probabile che gli alunni vogliano separare le sospensioni per mezzo della decantazione.	La Sospensione come miscela eterogenea di sostanze contenenti due componenti. Le Soluzioni non si possono separare attraverso la filtrazione Accenno del fenomeno a livello microscopico. La dimensione delle particelle è la proprietà utilizzata.
Gli alunni descrivono “la quantità” di una sostanza con massa o volume. Vedono entrambe queste grandezze come indipendenti l’una dall’altra. Esiste l’aria tra le particelle	Densità come grandezza composita Densità come il quoziente di massa e volume Densità come proprietà specifica della sostanza, indipendente dalla dimensione del campione Lo spazio tra le particelle
Gli alunni spiegano il fatto che un oggetto galleggia o affonda nell’acqua solamente in base alla massa.	Confronto fra la densità del corpo immerso e quella dell’acqua.

Obbiettivi da raggiungere con questo percorso (TLS):

L’insegnamento delle scienze naturali sostiene l’acquisizione di abilità sia personali che sociali. Le abilità personali e sociali acquisite dagli alunni si esprimono nel fatto di essere in grado di assumersi la responsabilità del proprio apprendimento e di utilizzare strategie per l’apprendimento, di essere in grado di collaborare con altri e di elaborare dei concetti.
Le abilità personali e sociali si sviluppano durante l’acquisizione di competenze nelle scienze naturali. Si possono considerare abilità rapportate ai processi delle scienze naturali (facendo riferimento al modo scientifico di pensare e lavorare) e abilità rapportate ai concetti (facendo riferimento ai termini e concetti interdisciplinari).

Abilità nelle scienze naturali rapportate ai processi:
Gli alunni dovrebbero saper ...
   • descrivere con le proprie parole le esperienze scientifiche, le osservazioni, ed i fenomeni
   • riconoscere fenomeni non chiari, peculiarità e contraddizioni ed essere in grado di formulare domande al riguardo
   • effettuare osservazioni ben definite attraverso la scelta corretta di ausili
   • documentare le osservazioni attraverso testi, disegni e tabelle
   • identificare, nel caso di oggetti simili, somiglianze e differenze che li accomunano, per poterli descrivere secondo dei criteri       logici.
   • esaminare i fenomeni per mezzo degli esperimenti
   • effettuare esperimenti ed indagini seguendo le istruzioni
   • pianificare i propri esperimenti e descrivere le varie fasi necessarie
   • selezionare appropriato materiale ed usarlo correttamente
   • trarre conclusioni dalle loro sperimentazioni
   • spiegare i fenomeni della scienza in rapporto ai concetti della vita quotidiana, usando termini e concetti scientifici semplici
   • risolvere compiti e problemi scientifici semplici, attraverso l’applicazione di conoscenze e procedure scientifiche
   • riflettere e valutare l’utilità delle proprie soluzioni e strategie.
   • formulare idee su questioni scientifiche usando le proprie parole insieme a termini tecnici
   • raggiungere accordi sulle indagini ed esperimenti, assegnare compiti all’interno del gruppo per raggiungere un obiettivo       comune.
   • Presentare in forma scritta i risultati dei processi lavorativi

Abilità rapportate ai concetti:
Gli alunni dovrebbero saper ...
   • usare una lente di ingrandimento ed il microscopio per rendere visibili gli oggetti
   • descrivere le risposte di varie sostanze quando vengono riscaldate
   • imparare le regole più importanti per la gestione di sostanze sconosciute o pericolose
   • usare concetti delle particelle per descrivere fasi, miscele e soluzioni
   • identificare soluzioni acide usando indicatori
   • usare le proprietà magnetiche di un metallo per separare le sostanze
   • conoscere la densità come grandezza fisica composita


Obiettivi del percorso in relazione ai concetti di vita quotidiana degli alunni
Gli alunni dovrebbero …
   • rendersi conto delle proprietà come specifiche dei materiali
   • sapere che i processi chimici e fisici di separazione si basano sull’utilità delle diverse proprietà specifiche.
   • imparare che alcune proprietà dei materiali si possono determinare solo attraverso l’uso di strumenti di ingrandimento, o per       mezzo di esperimenti chimici o fisici.
   • rendersi conto che le soluzioni sono miscele omogenee che possono essere separate attraverso processi di evaporazione.
   • essere in grado di spiegare con un modello semplice delle particelle i processi dello scioglimento e della cristallizzazione       come reversibili
   • capire che il cambiamento di fase sia un processo fisico reversibile e poter distinguerlo dalle reazioni chimiche irreversibili.
   • conoscere il principio di un indicatore per acidi
   • imparare che le sospensioni (e non le soluzioni) si possono separare attraverso la filtrazione.
   • rendersi conto che la densità è una dimensione fisica composita, specifica di ogni materiale
   • saper spiegare il galleggiamento e l’affondamento in rapporto alla densità dell’acqua.
   • Saper sviluppare strategie per effettuare esperimenti a scopo investigativo.