Lo stile del drago: chimica per i più giovani Teach article

Tradotto da Giorgia De Franceschi. Lassù in Svezia vive un drago piccolo e verde chiamato Berta, che invita i bambini ad unirsi alle sue avventure nella Terra dei Draghi – tutte sono avventure sulla chimica.

Ritratto di Berta.
Immagine per gentile
concessione di Karin Södergren

Al NAVET Science Center a Borås, Svezia, è stata creata Berta il Drago come strumento per introdurre la scienza a bambini molto piccoli (4-8 anni). Il personaggio del drago è una marionetta che insegna ai bambini il meraviglioso mondo della chimica attraverso esperimenti, usando le sue storie come lancio per le attività. Le prime storie di Berta sono diventate così popolari da essere raccolte nel 2010 in un libro, Il libro degli esperimenti di Berta: emozionanti favole chimiche dalla Terra dei Draghi (Berta’s Book of Experiments: Exciting chemical fairy tales from Dragon Land). Ne è poi seguito un secondo.

Bambini intenti negli
esperimenti di chimica.

mmagine gentilmente concessa
da Joakim Lenell

Lo scopo di tutte le attività di Berta è quello di promuovere la comprensione e l’uso della chimica nella vita reale, con i materiali comuni che sono familiari a tutti. I materiali sono atossici e per lo più facilmente reperibili negli scaffali dei negozi di alimentari, così i bambini possono manipolarli senza il bisogno di complessi e costosi strumenti di laboratorio.

Gli esperimenti coprono varie aree della chimica – come per esempio soluzioni, gas, e acidi e basi – e sono tutti pensati per essere fatti non solo in centri scientifici o a scuola, ma anche a casa.

Cosa rende efficace un’attività di Berta?

Tutte le proposte di Berta sono state provate con i bambini molte volte su più anni per assicurarsi che fossero interessanti e facili da fare. Quando scegliamo le attività per Berta e i suoi giovani amici sperimentatori, cerchiamo sempre che ci siano questi elementi chiave:
– Sicurezza: può il bambino sperimentare in sicurezza con gli ingredienti, anche se dovesse accadere che li ingerisca ( non importa se hanno un sapore cattivo – ma devono essere commestibili per scoprirlo)?
– Attrattiva per i bambini: i risultati sono divertenti, abbastanza netti da essere visti e toccati chiaramente, e anche leggermente inaspettati o addirittura sorprendenti?
– Esplorazione: la chimica fa emergere domande interessanti che possono portare a nuovi esperimenti ed esperienze?

Foto di Berta.
Immagine per gentile
concessione di Adam
Danielsson

C’è anche bisogno di un elemento di interazione con le altre persone, questo è infatti il modo per imparare di più. Alcuni esperimenti ottengono più successo quando vengono condotti con un gruppo grande di bambini raccolti intorno all’attività, discutendo, esplorando e versando gli ingredienti insieme; altri funzionano meglio con un paio di bambini o con gruppi più piccoli.

In questo articolo descriviamo tre famose attività che hanno lo stile tipico di Berta. Nonostante gli esperimenti siano diversi, tutti condividono le stesse caratteristiche per rendere intrigante il familiare.

 

Attività 1: Bolle galleggianti

Impatto di una goccia
d’acqua

Immagine gentilmente
concessa da Roger McLassus/
Wikimedia Commons

Età: 4-8 anni

Materiali

  • 4 cucchiai di sodio idrogeno carbonato (NaHCO3 anche conosciuto come bicarbonato di sodio)
  • Acqua – abbastanza da riempire il contenitore fino a due cm
  • 2 cucchiai di acido citrico
  • una miscela già pronta per bolle di sapone
  • piccolo acquario o contenitore simile con lati dritti
  • un grande pezzo di carta per coprire il contenitore

Procedura

  1. Mescola 4 cucchiai di sodio idrogeno carbonato con 2 cucchiai di acido citrico.
  2. Stendi la miscela sul fondo del contenitore.
Le bolle che galleggiano al di
sopra del liquido.

Immagine per cortesia di
Emelie Gunnarsson
  1. Versa un po’ d’acqua sopra la miscela: da dove viene il suono?
  2. Copri la cima del contenitore con un foglio di carta: perchè è importante farlo?
  3. Aspetta per 3-4 minuti.
  4. Soffia qualche bolla di sapone mentre aspetti – anche i bambini possono farlo. Che tipo di gas gonfia il sapone? Cosa sappiamo del gas che esce dalla nostra bocca?
  5. Alza la carta dal contenitore e soffia le bolle al di sopra, lasciando che alcune cadano all’interno del gas che si è formato, l’anidride carbonica. Perchè le bolle sembrano galleggiare bene al di sopra il liquido e non cadono?

Cosa succede

Quando viene aggiunta l’acqua, il bicarbonato di sodio e l’acido citrico si sciolgono ed iniziano a reagire. Viene prodotto il gas anidride carbonica, che fa un rumore di bollicine quando si diffonde nel contenitore.

L’anidride carbonica è più densa dell’aria circostante e non fuoriesce tutta dal contenitore, ma può uscire a causa della turbolenza dell’aria (ed è difficile vedere dove va dato che è incolore). Questo è il motivo per cui mettiamo il pezzo di carta sopra il contenitore e lo teniamo lì finché il gas non si sarà formato e tutto è pronto per fare le bolle. Le bolle di sapone contengono aria e hanno una densità minore dell’anidride carbonica; per questo motivo fluttuano al di sopra del gas, mostrando dove c’è e dove finisce.

Riflessi su una bolla di
sapone

Immagine per gentile
concessione di Trodel / Flickr

Se una bolla di sapone galleggia per un po’ di tempo, tu potrai vedere che lentamente aumenta di dimensione. Questo avviene perchè l’anidride carbonica entra dentro la bolla più velocemente di quanto esca l’aria. Questo rende le bolle più pesanti, e alla fine affonderanno verso la base dello strato di gas

Idee per un esperimento di approfondimento

Cosa succede se l’anidride carbonica si forma dentro un sacchetto di plastica?

Attività 2: Preparare gli agrumi per una nuotata 

Età: 4-8 anni

Diversi agrumi si comportano
in modo differente quando
vengono posti in acqua.

Immagine gentilmente
concessa da Emelie
Gunnarsson

Materiali

  • 1 lime
  • 4 altri agrumi, es. limone, pompelmo, arancia, mandarino etc.
  • coltello per pelare la frutta
  • un contenitore largo trasparente (almeno 20 cm di profondità)

Procedura

Gli agrumi verdi hanno un
piccolissimo strato di
pellicina bianca, per questo a
volte vanno già sul fondo del
contenitore.

Immagine per gentile
concessione di Emelie
Gunnarsson
  1. Riempi un contenitore grande con acqua.
  2. Discuti su cosa potrebbe accadere quando i frutti saranno messi nell’acqua.
  3. Lascia che i frutti “si facciano una nuotata”. Perchè alcuni galleggiano meglio di altri?
  4. Pela la frutta molto attentamente – in modo che la buccia rimanga un unico pezzo – e rimuovi tutta la pellicina bianca dalla frutta.
  5. Chiedi che cosa può succedere quando i frutti saranno rimessi nell’acqua senza la buccia.
  6. Lascia “nuotare” di nuovo la frutta, e guarda cosa accade. Discuti su cosa è cambiato e perchè.
  7. Riprendi ogni frutto e rimetti ad ognuno il proprio giubbotto di salvataggio (la propria buccia), e rimettili nell’acqua. Che effetto ha la buccia?
  8. Discuti su cosa potrebbe accadere quando le bucce saranno lasciate cadere nell’acqua – poi fatelo e guardate.

Cosa succede

Il drago Berta con gli agrumi.
Immagine gentilmente
concessa da Emelie
Gunnarsson

La maggioranza degli agrumi intatti galleggia nell’acqua, ma questo comportamento cambia se la buccia viene rimossa. Gli agrumi galleggiano per il grande volume d’aria trattenuto nella pellicina bianca spugnosa, che dà loro una minor densità rispetto ai frutti sbucciati. Se la buccia viene tolta in un unico pezzo, può essere messa e tolta come un giubbotto di salvataggio, e diventa ovvio che è la buccia che fa la differenza sul galleggiamento della frutta.

Le arance hanno abbastanza
parte bianca per galleggiare
quando sono messe in acqua.

Immagine gentilmente
concessa da Emelie
Gunnarsson

A questo proposito è interessante la differenza tra i limoni e i lime. Entrambi i frutti hanno una densità molto vicina a quella dell’acqua. I lime affondano sempre dato che hanno una densità leggermente maggiore dell’acqua (perchè difficilmente hanno lo strato bianco), al contrario i limoni a volte galleggiano e a volte affondano, a seconda di quanta parte fibrosa contengono i frutti.

Idee per un esperimento di approfondiento

Cosa accadrebbe se facessimo la stessa cosa con altri frutti e verdure?

Attività 3: Il dramma della gocciolina

Materiali

Bicarbonato di sodio, o sodio
idrogeno carbonato

Immagine concessa da Thavox,
Wikimedia
  • olio vegetale
  • 1 cucchiaino da tè di sodio idrogeno carbonato ( anche chiamato bicarbonato di sodio)
  • 1 limone
  • 100 ml di succo di cavolo rossow1 o di mirtillo
  • un vaso alto e stretto
  • un bicchiere
  • un cucchiaio

Procedura

  1. Metti un cucchiaino di bicarbonato di sodio nel vaso.
  2. Versa sopra olio vegetale puro fino a riempire circa i due terzi del vaso.
Olio d’oliva
Immagine per gentile
concessione di Lemone /
Wikimedia Commons
  1. Guarda il vaso da vicino. Che tipo di bolle stanno risalendo? Dove vanno dopo aver raggiunto la superficie?
  2. Mischia 100 ml di succo con un po’ d’acqua – abbastanza da vedere il colore reale del succo (viola per il cavolo, blu per mirtillo).
  3. Discuti su che colore avrà il succo se lo acidificheremo con il succo di limone.
  4. Spremi un po’ di limone nel succo e mescola. Perchè il colore cambia?
  5. Versa un po’ di questa miscela di succhi nell’olio vegetale. Cosa accade alle goccioline del succo? Come si muovono? Cosa ne pensi delle bolle trasparenti che si sono formate?
  6. Guarda il succo sul fondo del vaso. Di che colore è? Come cambia dopo un po’ di tempo?
  7. Se la reazione rallenta, aggiungi altro succo di limone nel vaso.

Cosa succede

Bambini mentre fanno gli
esperimenti con Berta.

Immagine per gentile
concessione di Joakim Lenell

Il bicarbonato di sodio sul fondo del vaso contiene aria intrappolata nella polvere. Quando viene versato l’olio vegetale, l’aria forma bolle che risalgono verso la superficie. Il cavolo rosso e i mirtilli contengono coloranti naturali che sono sensibili al cambiamento di acidità ed entrambi diventano rossi quando vengono mescolati al succo di limone, che è acido (pH 3). Le goccioline di succo rosse affondano attraverso l’olio perchè contengono per lo più acqua, che ha una densità più alta dell’olio. Quando il succo acido raggiunge il sodio bicarbonato, avviene una reazione chimica che produce il gas anidride carbonica e rende il succo meno acido. (Il bicarbonato di sodio è alcalino se viene dissolto in acqua, in questo modo neutralizza l’acido durante la reazione.)

Insegnanti che osservano le
bolle nel vaso al termine
dell’esperimento.

Immagine per gentile
concessione di Joakim Lenell

Le bolle più grandi di anidride carbonica risalgono velocemente verso la superficie dell’olio, mentre le più piccole si accumulano sulla superficie delle goccioline di succo facendole fluttuare verso l’alto. Quando il gas viene rilasciato in alto, le goccioline di succo affondano ancora una volta verso il fondo dove prendono ancora gas dalla reazione e risalgono nuovamente. Nel tempo diventano sempre più alcaline. Questo lo si può vedere dal cambiamento di colore del succo dal rosso al blu o viola.

Idee per un esperimento di approfondmento

Prova ad osservare quanti diversi colori puoi ottenere solo aggiungendo diverse quantità di succo di limone e di sodio bicarbonato al succo di cavolo e/o di mirtillo.

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References

  • Gunnarsson A., Södergren K. (2010) Berta’s Book of Experiments: Exciting chemical fairy tales from Dragon Land. Navet and P&K (The Swedish Plastics and Chemicals Federation), Sweden. ISBN: 978-91-85107- 22-3 (disponibile in Svedese, Inglese e Norvegese)
  • Gunnarsson A., Södergren K. (2013) Berta´s New Chemistry Adventures. Navet and IKEM (Innovation and Chemical Industries), Sweden. ISBN: 978-91-85107-23-0 (disponibile in Svedese, Inglese e Norvegese)

Web References

Resources

Author(s)

Anna Gunnarsson lavora al NAVET Science Center in Borås, Svezia, come insegnante e project manager. E’ responsabile per lo sviluppo di attività di chimica per i bambini e di altri progetti in scienze, matematica e tecnologia, nazionali e internazionali.


Review

Di solito la lezioni di chimica non fanno parte dell’educazione nella scuola primaria, specialmente nei primi anni. Questo articolo illustra alcune nuove e interessanti attività e offre un modo alternativo per insegnare la chimica con cui ogni bimbo comprende ed è reso partecipe. Non credo che molti insegnanti a Cipro includono la chimica nelle prime tre o quattro classi della scuola primaria. Questo articolo potrebbe contribuire a formare le basi per cambiare questa tradizione e a richiamare giovani studenti a partecipare a divertenti ed interessanti lezioni. E’ importante in ogni modo che queste attività non siano usate come esperimenti mostra-e-spiega. Gli insegnanti dovrebbero essere ben preparati per la discussione che ne deriva. Dovrebbero preparare la lezione dal punto di vista pedagogico. Per esempio, le domande poste dall’insegnante, la discussione che nasce tra i bimbi dello stesso gruppo e le spiegazioni che riescono a sviluppare (con l’aiuto dell’insegnante) sono la parte più vitale dell’esperimento. Questa parte non viene fornita qui, ma viene lasciata preparare dagli insegnanti.


Christiana Th. Nicolaou, Università di Cipro




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