Chimica alle elementari.

Un bambino di 9-10 anni può comprendere il significato di una reazione chimica dal punto di vista simbolico?

a cura di Silvana Saiello, presidente della Divisione Didattica della SCI

Ebbene Si! Ora vi racconto come diventa possibile!

Proprio con questo obiettivo ho lavorato, con la collaborazione di Gustavo Avitabile, insieme alla maestra Mariella Pennino con la sua classe V della scuola primaria. Abbiamo innanzitutto diviso la classe in sei gruppi ciascuno costituito da tre bambini e, prima di cominciare, abbiamo chiesto ai bambini che cosa veniva loro in mente quando sentivano la parola Chimica. Tra le risposte più o meno ovvie – un laboratorio con bottiglie e ampolle, una trasformazione che avviene tra scoppi e fumo ecc… – ne è venuta fuori una molto interessante e funzionale ai nostri scopi.

“La Chimica è quando mettiamo insieme due cose e se ne ottiene un’altra diversa”.

Ho riportato questa risposta, insieme alle altre, sulla lavagna a fogli che abbiamo utilizzato. Ero molto emozionata e felice di aver avuto un assist così preciso! Abbiamo continuato proponendo ai bambini di mettere insieme, ma anche di trasformare in qualcos’altro oggetti visibili e maneggiabili, e cioè pezzi di pasta, quella da mangiare che si trova al supermercato.

Abbiamo preparato quattro recipienti contenenti quattro tipi diversi di pasta: Pennoni, Sigarette, Tortiglioni e Tubetti. I bambini avevano le loro concezioni sugli atomi che non abbiamo esplorato per evitare che ci portassero troppo lontano ed abbiamo, invece, cominciato un gioco nel quale abbiamo “fatto finta” che i pezzi di pasta fossero “atomi”.

Per usare i simboli come fanno i chimici, abbiamo negoziato prima in piccolo gruppo e poi in gruppo classe, un nome in codice per ciascun pezzo con una regola condivisa: il simbolo da utilizzare deve essere costituito da una sola lettera maiuscola oppure da due lettere,  una maiuscola e una minuscola. Sono così venuti fuori i simboli che seguono: Pe per pennoni, Tt per tortiglioni, St per sigarette e Tb per tubetti.

Abbiamo continuato trasformando in simboli le operazioni che ogni gruppo faceva aggiungendo o togliendo pezzi dai recipienti di lavoro: 2Tb + 7Tb = 9Tb; 5Tt +2Tt = 7Tt; 8Pe + 2 Pe = 10 Pe…

A questo punto siamo pronti per proseguire: lego insieme sette Sigarette e costruisco un braccialetto. Una magia! Abbiamo trasformato SETTE cose in UNA cosa diversa ma fatta di quelle SETTE cose!

fig1silvana

I bambini sanno che una formula è un insieme di lettere e numeri che descrivono quello che facciamo perché l’hanno già utilizzata in “matematica”. Quindi possiamo chiederci: ”Quale formula potremmo dare a questo braccialetto? Dopo un po’ di discussione guidata all’interno dei gruppi raccogliamo le proposte.

Quella più “economica” – la maestra utilizza questa parola anche in altre occasioni – risulta essere 1Pe7. Giochiamo liberamente a costruire braccialetti e a scrivere le loro formule!

Poi una consegna un po’ più complicata.

Ogni bambino sceglie la formula di un braccialetto che vuole costruire. In questo modo ogni gruppo deve costruire tre braccialetti. Ogni gruppo deve fare i conti dei pezzi di pasta diversa da acquistare. Il capogruppo va a “fare la spesa” nel negozio dei contenitori della classe, ma è obbligato ad acquistare tutti e soli i pezzi necessari alla costruzione dei tre braccialetti del gruppo.

Quindi nel recipiente di lavoro ci saranno all’”inizio” tanti pezzi separati e alla” fine” solo i braccialetti costruiti da ciascun bambino. I bambini si divertono e non sbagliano!

Ora decidiamo di scrivere che cosa abbiamo fatto, utilizzando il simbolo → per dire “si trasformano”. Quindi in maniera molto naturale ogni bambino scrive la sua trasformazione

2 Pe  → 1 Pe2

6 Tb →1 Tb6

E via di seguito.

Complichiamo ulteriormente le cose. Vogliamo costruire 6 braccialetti di formula Tb2St. Il negoziante non vende pezzi singoli  ma solo braccialetti Tb2 eSt2

Come fare?

Dopo una rapida consultazione all’interno dei gruppi i bambini propongono di mettere nel recipiente di lavoro 6Tb2e6St2. Sostengono che dopo averli rotti è sufficiente legare insieme 2Tb e 1St per 6 volte e costruire così 6Tb2St. Un gruppo, però, fa subito notare che così non si rispetta la regola di consumare tutto, nel recipiente di lavoro avanzano 6St.

Quindi se compriamo 6Tb2 e 6St2 costruiamo 6 braccialetti Tb2St1ed avanzano 6St. Ma allora quanti braccialetti Stbisogna acquistare per consumare tutti i 6 braccialetti Tb2?

Semplice non è necessario acquistare 6 braccialetti St2 ne bastano solo 3.

fig2silvana

Scriviamo allora quello che è successo:

2 Tb2   +   1St2   →   2 Tb2St1

Quando i chimici scrivono:

2 H2   +   1O2   →   2 H2O

succede qualche cosa di simile.

La cosa interessante è anche la conclusione di questa storia.

Quando abbiamo osservato che ci sembrava strano che 2+1 (i numeri a sinistra) producesse 2 (a destra) e non 3, un bambino ha risposto: “Il + dei chimici è diverso dal + dei matematici, almeno di quelli che conosciamo” e aggiunge “Il più dei chimici significa mettere insieme e trasformare rompendo e legando. Quindi il + dei chimici racconta una storia un po’ più lunga del + dei matematici”.

Nella figura l’affascinante  “storia” del gruppo ATONOMIA. Notiamo che i bambini chiamano FORMULA la REAZIONE perché per i bambini della scuola primaria il concetto di formula è associato a tutte le diverse scritture simboliche che utilizzano a cominciare da quelle utili a calcolare le aree delle figure piane

fig3silvana

I dettagli di questo intervento didattico saranno presentati in un Poster al XVIII Congresso della Divisione Didattica SCI a Napoli nel ottobre 2013

6 thoughts on “Chimica alle elementari.

  1. La prima impressione a caldo che ho avuto, leggendo della tua esperienza, è stata: a che pro avete introdotto la simbologia basata sulla semplificazione della realtà atomico-molecolare, cioè sulla riduzione di questa all’aspetto logico-numerico? Come se la maggiore preoccupazione della mancata comprensione dell’essenza della chimica, a livello di scuola secondaria consistesse nella difficoltà della padronanza del livello logico-simbolico. Così non è, infatti.
    Quel bambino ha descritto bene la sua intuizione sulla formazione di “cose diverse”, ma il problema è che questa intuizione secondo me non può essere minimamente sviluppata a quel livello e, sempre secondo la mia opinione, neppure voi l’avete fatto. Cose diverse si possono ottenere anche legando tipi di pasta con fili, o mescolando sale, acqua e farina, oppure farina, uova e latte, o carta, amido e acqua, i componenti della cartapesta, o mattoni e malta. Ma non tutte queste trasformazioni sono reazioni chimiche, e non abbiamo alcuna certezza che i bambini riescano ad essere consapevoli dei diversi livelli di metafora utilizzati nelle diverse rappresentazioni e delle diverse “realtà” in essi descritte.
    Avete sviluppato in modo sorprendentemente valido ed anche avvincente l’apparato simbolico-sintattico della chimica, avete presumibilmente predisposto i futuri ragazzi “corazzandoli” in vista bombardamento di simboli astratti che probabili futuri docenti di chimica dispenseranno volendo far credere che la chimica È PROPRIO questo sistema simbolico, una specie di cugina minore della matematica, ma tutto senza fare nessun passo verso la convergenza tra livelli fenomenologico e atomico-molecolare, e tra livelli simbolico e atomico.
    Non so se sia possibile e anche opportuno lavorare sulla prima convergenza alle elementari, mentre a livello immaginativo, forse, per la seconda si potrebbe fare qualcosa di più, ma difficilmente in modo altrettanto divertente. Fatto sta che, riflettendo sulla tua proposta, anche sulla base delle mie esperienze alle scuole medie, direi che comunque avete voi dato un assist notevole, delle strutture mentali, per poter lavorare o iniziare a lavorare nei tre anni di media, alla parte più “fisica” e meno metaforica del concetto di reazione chimica.

    PS: per me la chimica è e rimane difficile da insegnare (e da capire veramente) anche se la si sa insegnare, specialmente se si sa che cosa si vuole insegnare, anche se queste difficoltà si possono attenuare con opportune strategie, come questa.

  2. Intervengo per dare un piccolo contributo personale alla discussione. E’ da tre anni che mi “esercito” ad “insegnare” la Chimica ai bambini delle scuole elementari, in particolare ai bambini delle quinte, grazie alla lungimiranza del dirigente del 54° Circolo Didattico “M. Scherillo”, la dott.ssa Paola Albertazzi. Ho provato inizialmente anche con i bambini delle classi quarte della stessa scuola (Scherillo – http://www.scherillo54cd.it/progetti.html) ma non ho sortito un buon risultato in quanto essi non pongono molta attenzione ai concetti. I bambini delle classi quinte sono risultati più “maturi” e tra essi (circa il 10-20% mediamente per classe) sono emersi alcuni piccoli scienziati: qualcuno seguiva il programma Focus, qualcuno guardava il programma Quark etc.
    Comunque la considerazione che mi sento di fare è che a questi livelli non bisogna interrogarsi se i bambini abbiano appreso appieno il concetto chimico che si intende trasferire e nemmeno sforzarli a comprendere, ma è necessario rendersi conto se con il nostro intervento si lascia un segno nella loro “cultura” e se questo può sfociare in un futuro in una vera e propria passione per la Scienza, non solamente per la Chimica.
    Io, nel mio piccolo, ritengo di avere lasciato un segno.

    Daniele Naviglio
    Dipartimento di Scienze Chimiche
    Università degli Studi di Napoli Federico II

  3. Il titolo dell’intervento “La Chimica alle elementari”, potrebbe aver creato qualche fraintendimento.
    Eppure l’utilizzo di quell’aggettivo improprio,”elementari”- sappiamo tutti che stiamo parlando della Scuola primaria – avrebbe dovuto chiarire che il racconto sintetico del lavoro che abbiamo fatto con i bambini non aveva la pretesa di esaurire tutto ciò che pensiamo possa e debba essere fatto sotto questo titolo in una scuola primaria.
    A questo proposito e a titolo di esempio suggerisco la lettura dei lavori di Aldo Borsese http://www.aldoborsese.com/ perché rappresentano la testimonianza del lavoro che, personalmente, ritengo debba essere realizzato con i bambini in vista dell’apprendimento dei concetti propri della Chimica.

    Il mio è semplicemente un intervento in un blog, una provocazione, a mio avviso efficace, per dire : “Si può fare!”. Non vuole essere un lavoro scientifico. Per quello ci vorrà un po’ più di tempo!

    Come ha ben intuito Alfredo Tifi l’intento era di dimostrare che è possibile costruire, insieme ai bambini di una V della scuola primaria, un “’apparato simbolico-sintattico della chimica”.
    Non nascondo che l’obiettivo era anche “corazzarli . Proprio così, corazzarli e NON “in vista di un bombardamento di simboli astratti che probabili futuri docenti di chimica dispenseranno volendo far credere che la chimica È PROPRIO questo sistema simbolico”, ma piuttosto perché sono convinta che possedere tale apparato contribuisca a fare ritrovare una “familiarità” in quei “simboli astratti”- ovviamente chimici – che incontreranno nel loro cammino di conoscenza sia nella scuola sia fuori.

    La idea di questo intervento nasce proprio dalla mia personale ricerca di costruzione di quella che Alfredo chiama “la convergenza tra livelli fenomenologico e atomico-molecolare, e tra il livello simbolico e atomico”.
    In definitiva lavorare per la costruzione delle relazioni e quindi dei lati del triangolo Macro-Sub Micro-Simbolico.
    Sono consapevole di non aver fatto passi avanti in questa “convergenza” ma sono altrettanto certa di aver contribuito a mettere a punto un vertice del triangolo.
    Ho lavorato sul vertice del triangolo confidando nel fatto che i bambini, come sostiene Alberto Regis, hanno certamente una concezione di atomo, una concezione che sarebbe stato troppo lungo esplorare, come ho già sottolineato, e che pur se molto diversa da quella scientifica consente loro, secondo me, di comprendere i discorsi che abbiamo fatto
    Si può certamente migliorare!
    Ad esempio forse, per evitare di creare confusione, avremmo potuto anche evitare di parlare di atomi e rimanere solo all’interno dell’apparato logico- simbolico anche per essere in grado di tenere sotto controllo il pensiero dei bambini.

    Per ora mi accontento di aver dimostrato che l’apparato è a loro accessibile.

    In conclusione vi anticipo che questo intervento fa parte di un percorso più lungo che sto mettendo a punto e che ha l’obiettivo ambizioso di ripercorrere a ritroso il percorso storico che ha condotto all’ipotesi dell’esistenza degli atomi.
    … ma questa è un’altra storia e si racconterà un’altra volta!

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