Cosa c’è nella scatola?

Ci siamo. Ormai si ricomincia. Non so se piace anche a voi preparare qualche attività nuova per l’inizio del nuovo anno scolastico. A me… tanto! Mi piace l’idea che i ragazzi possano rientrare a scuola col sorriso, magari pensando che il nuovo anno porterà tante nuove cose interessanti da fare e imparare.

Io sono fortunata. La continuità didattica mi permetterà di lavorare con un approccio inquiry-based per il terzo anno consecutivo con le stesse classi e questo è davvero un bel vantaggio quando si cerca di introdurre un nuovo approccio didattico. Vi assicuro che è fantastico accorgersi che le cose fatte in passato non sono state dimenticate, che un certo modo di pensare è diventato una cosa naturale. I ragazzi stanno acquisendo una mentalità scientifica che riversano in tutto ciò che di nuovo si trovano ad affrontare e più di una volta lo scorso anno scolastico sono rimasta piacevolmente sorpresa dai progressi fatti.

Le prime che mi hanno accolto a metà anno scolastico (rientravo dal dottorato) ormai due anni fa, guardandomi come se fossi una strana creatura arrivata fresca fresca da Marte, quest’anno saranno in terza. Non so quali sono le vostre consuetudini ma io solitamente in terza (liceo scientifico) inizio con la chimica, dai modelli atomici.

A me piace moltissimo la trattazione “storica”, dagli antichi Greci all’atomo moderno ma per i ragazzi è tutto molto difficile. Non possiamo certo “aprire” l’atomo in laboratorio per vedere cosa c’è dentro, né possiamo fargli rifare gli esperimenti “famosi” che hanno portato via via alla visione moderna della struttura atomica, almeno non nel mio laboratorio! 😉

Ciò che possiamo fare, però, è mettere i ragazzi in condizione di comprendere meglio la natura della scienza, il processo scientifico che porta alla formulazione di ipotesi, modelli e teorie, prima di affrontare tutto ciò nei dettagli. Ho deciso quindi di cominciare l’anno scolastico, e quindi il percorso sulla struttura dell’atomo, con una investigazione che funzionerà da fase di engage/explore della mia unità sull’atomo.

Solitamente, la trattazione della struttura dell’atomo comincia nel primo biennio partendo con la scoperta delle particelle subatomiche e arrivando al modello atomico di Rutherford. Il resto viene trattato in terza. Io, però, non amo molto questa scansione e preferisco fare un percorso unitario direttamente in terza. Non so se sia meglio o peggio, ma la mia esperienza mi ha portato a pensare che questo modo possa essere più produttivo per i ragazzi, per cui solitamente faccio così.

In letteratura, e anche in rete, ci sono tantissime attività sulla natura della scienza e molte di queste sono già previste nelle attività iniziali delle mie classi prime. Tra le tante altre possibili, ce n’è una molto semplice, perfetta per ciò che intendo fare: la mystery box.

Se cercate in rete ne troverete moltissime varianti. Quella che ho intenzione di utilizzare è proposta dal Science Museum di Londra. In pratica, i ragazzi devono cercare di scoprire cosa c’è dentro una serie di scatole senza poterle aprire.

In chimica vengono spesso utilizzati modelli e teorie per rappresentare e spiegare il comportamento di particelle che non possiamo vedere. L’attività con le scatole rappresenta una bella analogia del processo scientifico. Gli scienziati, infatti, spesso non sono in grado di “aprire la scatola” per scoprire con certezza se le loro idee sono corrette o meno, quindi formulano teorie basate sulle evidenze raccolte con le loro ricerche e queste teorie sono sempre aperte, soggette a revisione quando emergono nuove evidenze.

Questa a attività permette, inoltre, di sviluppare abilità importanti come fare osservazioni, interpretare e argomentare. I ragazzi proveranno sulla propria pelle cosa vuol dire investigare ciò che non si può vedere. Il metodo che utilizzeranno per scoprire cosa c’è dentro le scatole renderà più facile per loro comprendere successivamente, durante la fase di explain, l’uso di metodi indiretti per determinare la struttura dell’atomo.

Sono molti i modelli costruiti attraverso metodi indiretti. La struttura interna della Terra, ad esempio, è stata descritta attraverso l’osservazione della propagazione delle onde sismiche. Anche in questo caso si tratta di misure indirette perché nessuno ha potuto vedere direttamente il nucleo o il mantello. Questa attività permetterà quindi ai ragazzi di “immergersi” meglio nel lavoro, ad esempio, di Thomson e di Rutherford che verrà spiegato successivamente.

Cosa serve?

Per l’attività servono sei scatole con coperchio, possibilmente con la stessa forma e dimensioni, meglio se di metallo, ma qualunque scatola non trasparente va bene. Se si dispone solo di contenitori di plastica trasparente, si possono avvolgere in carta da regalo in modo che non si possa vedere dentro. Io sono riuscita a recuperare delle scatoline di cartone porta bomboniere. Non sono di latta, più costosa, ma funzionano ugualmente bene.

Nella scatola possiamo mettere: sabbia, farina, riso, una pallina, una graffetta di metallo, un blocchetto di legno, un dado di plastica, una chiave, una carta da gioco, un cappuccio di una penna, una biglia o quello che preferite.

Una volta riempite, le scatole vanno chiuse e il coperchio deve essere sigillato, ad esempio con del nastro adesivo. La cosa fondamentale è che i ragazzi non devono poterle aprire.

Una volta chiuse, le scatole vanno etichettate con un numero da 1 a 6 o, come nel mio caso con l’aggiunta dei seguenti nomi: Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, Heisenberg e Schrödinger (così intanto cominciano a familiarizzare con i nomi di scienziati importanti che incontreranno successivamente).

Per un’attività della durata di un’ora il numero ideale di scatole è sei.

Ad ogni gruppo viene consegnato una scheda per le osservazioni: un foglio A4 con sei riquadri, ciascuno corrispondente ad una delle scatole. Ai lati dei sei riquadri vengono attaccati dei Post-it colorati. La cosa importante è che ciascun gruppo deve avere un Post-it (o altro tipo di foglietto adesivo) di colore diverso in modo da poter identificare facilmente le risposte dei diversi gruppi nella fase di discussione.

Su una lavagna bianca o su un cartellone da appendere ad una parete dovrete realizzare lo stesso schema con i nomi delle sei scatole.

Prima di cominciare, dividere la classe in sei gruppi e fornire a ciascun gruppo la scheda per le osservazioni con i Post-it di colori diversi. Quindi, distribuire a ciascun gruppo una delle sei scatole.

Lo scopo di questa attività è scoprire con metodi indiretti la forma e le dimensioni degli oggetti sconosciuti nascosti dentro la scatola.

Fase 1: Al lavoro!

Dire ai ragazzi che avranno 2-3 minuti di tempo per osservare la scatola e provare a identificare al meglio cosa c’è dentro.

È molto importante sottolineare che in questa fase devono scrivere quante più considerazioni possibili sugli oggetti mentre testano ed esaminano ciascuna scatola. Queste “osservazioni” saranno poi indispensabili per condividere le idee con gli altri gruppi e argomentare le scelte fatte.

Appena i 2-3 minuti sono trascorsi, i ragazzi devono scrivere sul Post-it corrispondente cosa pensano ci sia nella scatola e poi la passano ad un altro gruppo. I gruppi continueranno in questo modo finché non avranno esaminato tutte e sei le scatole.

Fase 2: riflettere sull’attività (5-10 minuti)

Prima di passare alla discussione a livello di classe su quanto emerso dai vari test è fondamentale dare il tempo e l’occasione ai ragazzi per riflettere sui processi che li hanno portati a identificare gli oggetti dentro le varie scatole.

Quindi si daranno altri 2-3 minuti di tempo per scrivere le abilità e gli approcci che pensano di aver utilizzato per scoprire cosa c’è dentro ciascuna scatola e poi ciascun gruppo condividerà le riflessioni fatte con l’intera classe.

Ad esempio, qualcuno potrebbe dire che per giungere all’identificazione dell’oggetto nascosto siano stati usati i sensi, in particolare l’udito (il suono), ma che è stato necessario utilizzare anche la loro capacità di fare delle stime, di comunicare, di visualizzazione di ciò che hanno percepito/ascoltato.

L’insegnante scriverà alla lavagna quanto emerso nei vari gruppi e poi, facendo sintesi metterà in evidenza che tutto ciò rappresenta proprio il modo in cui gli scienziati lavorano:

• gli scienziati propongono e testano idee
• la discussione è una parte fondamentale del processo scientifico
• la scienza è sia sociale che creativa.

Arrivare a riconoscere tutto ciò come parte del processo scientifico li porta, infatti, ad essere maggiormente consapevoli che creatività, immaginazione e visualizzazione sono tutte parti importanti di questo processo. Inoltre, le discussioni fatte prima in gruppo e poi a livello di classe li rende maggiormente consapevoli del fatto che la scienza è anche un processo sociale.

Finita la riflessione a livello di gruppo si passa ad una discussione a livello di classe

Fase 3: revisione tra pari del lavoro fatto (15 minuti)

Ciascun gruppo attaccherà sulla lavagna, o sul cartellone, un Post-it con il contenuto presunto di ciascuna scatola.

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Si può stimolare la discussione chiedendo di provare a identificare per quale scatola la maggior parte dei gruppi ha dato risposte molto simili o identiche e chiedere cosa questo possa significare.

Poi, si può chiedere di trovare un altro esempio in cui ci sono invece molte differenze nelle risposte. Quindi si chiede a ciascun gruppo di presentare agli altri gruppi le evidenze raccolte per l’individuazione dell’oggetto contenuto in quella scatola cercando di convincerli del fatto che la loro idea sia la più corretta.

Durante la discussione ciascuno dovrà argomentare la propria posizione con le evidenze che ha a disposizione. Ad esempio, qualcuno potrebbe sostenere di non essere d’accordo con la scelta di un altro gruppo perché l’oggetto dentro la scatola ha fatto un suono forte ma lento o un rumore sordo…

Dopo questa discussione dare anche la possibilità ad alcuni gruppi di cambiare idea sul contenuto della scatola nel caso in cui ritengano che ciò che hanno sentito dagli altri gruppi abbia portato nuove evidenze. Ogni gruppo dovrà sempre argomentare la propria scelta con le evidenze a disposizione.

Con questa discussione i ragazzi hanno continuato a lavorare come scienziati e hanno avuto una peer-review del loro lavoro.

Fase 4: conclusione (5 minuti)

Dire ai ragazzi che l’attività è giunta alla conclusione e chiedere se hanno delle domande. Naturalmente i ragazzi vorranno sapere cosa c’è veramente dentro le scatole.

La risposta da dare sarà: non lo so e purtroppo nemmeno voi potrete scoprirlo.

La reazione sarà animata, ma bisognerà sottolineare che le attività che hanno fatto sono una analogia del processo scientifico e che la maggior parte delle volte nemmeno gli scienziati possono “aprire la scatola” per vedere cosa c’è dentro e trovare così una conferma definitiva alla correttezza delle proprie idee. Quando gli scienziati danno risposte basate sulle evidenze alle loro domande di ricerca queste risposte sono sempre “aperte”, soggette cioè a continua revisione man mano che nuove evidenze emergono.

Questo processo è simile a quello che ha portato gli scienziati a rispondere alla domanda “come è fatto l’atomo?” e questo processo, cominciato probabilmente nell’antica Grecia dura ancora ad oggi.

Per saperne di più

Se volete dare un’occhiata a cosa può succedere in classe durante questa attività guardate questo video:

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