Piano di Lezione | Metodologia Attiva | Soluzioni: Tipi di Soluzione

Premesse: Questo Piano di Lezione Attivo presume: una lezione della durata di 100 minuti, lo studio preliminare degli studenti sia con il Libro che con l'inizio dello sviluppo del Progetto, e che una sola attività (tra le tre proposte) sarà scelta per essere svolta durante la lezione, poiché ogni attività è pensata per occupare gran parte del tempo disponibile.

Obiettivo

Durata: (5 - 10 minuti)

La sezione degli Obiettivi serve a definire in modo chiaro cosa gli studenti dovrebbero essere in grado di fare al termine della lezione. Con obiettivi ben delineati, l'insegnante garantisce che le aspettative siano condivise da tutti, creando una guida per le attività successive che si concentreranno sugli aspetti fondamentali da comprendere e applicare.

Obiettivo Utama:

1. Consentire agli studenti di distinguere tra le diverse tipologie di soluzioni, incluse quelle acquose, sature, insature e sovrassature.

2. Far sì che gli studenti sappiano riconoscere le condizioni che determinano la classificazione di una soluzione come sovrassatura.

Obiettivo Tambahan:

1. Incoraggiare gli studenti ad analizzare criticamente come i diversi tipi di soluzioni siano impiegati in contesti reali, ad esempio nell'industria e nei processi biologici.

Introduzione

Durata: (15 - 20 minuti)

Questa fase introduttiva mira a coinvolgere gli studenti, ripassando insieme i concetti già studiati sulle soluzioni con esempi pratici e stimolanti. Evidenziare l'importanza dello studio delle soluzioni, sia nella vita quotidiana che in ambito industriale, aiuta a suscitare la curiosità degli studenti e a creare un ponte verso un apprendimento più profondo e rilevante.

Situazione Problema

1. Immagina di preparare una bevanda estiva rinfrescante, con la necessità di sciogliere esattamente la quantità giusta di zucchero in acqua. Come faresti a determinare il massimo di zucchero che l'acqua può contenere, tenendo conto dei concetti delle soluzioni sature?

2. In un laboratorio, un chimico deve realizzare una soluzione sovrassatura di nitrato d'argento per un esperimento. Quali operazioni eseguirebbe per arrivare a questo stato e come verificherebbe il superamento del punto di saturazione?

Contestualizzazione

Le soluzioni sono parte integrante della nostra vita quotidiana: dalla preparazione di un semplice caffè, fino alla produzione su larga scala di farmaci e materiali. Approfondire la conoscenza di soluzioni acquose, sature, insature e sovrassature consente agli studenti non solo di comprendere processi fondamentali, ma anche di applicare queste conoscenze in ambiti futuri quali la farmacologia, l'ingegneria chimica e la biotecnologia.

Sviluppo

Durata: (70 - 75 minuti)

La fase di sviluppo, nel modello della 'classe capovolta', è essenziale per permettere agli studenti di applicare in modo pratico e interattivo i concetti studiati a casa. Lavorando in gruppo per risolvere sfide sperimentali, consolidano la teoria e sviluppano abilità collaborative e di pensiero critico. L'attività, dal carattere ludico e contestualizzato, facilita un apprendimento tangibile e memorabile.

Suggerimenti per le Attività

Si consiglia di svolgere solo una delle attività proposte

Attività 1 - La Sfida della Bevanda Magica

> Durata: (60 - 70 minuti)

- Obiettivo: Osservare in maniera pratica la formazione e l'instabilità di una soluzione sovrassatura, rafforzando al contempo il concetto di soluzione satura.

- Descrizione: In questa attività, gli studenti lavoreranno alla realizzazione di una 'bevanda magica' che cambia colore quando viene aggiunto un particolare ingrediente. L'obiettivo è quello di simulare la formazione di una soluzione sovrassatura e il successivo processo di precipitazione. In questo esperimento, il permanganato di potassio, quando disciolto in acqua, dà vita ad una soluzione violetta che, al successivo aggiunta di zucchero, perde colore simulando la precipitazione.

- Istruzioni:

• Dividere la classe in gruppi di massimo 5 studenti.

• Fornire a ciascun gruppo una lista di materiali che includa permanganato di potassio, zucchero, acqua, occhiali di sicurezza e becher.

• Guidare gli studenti nella preparazione di una soluzione satura di permanganato di potassio, invitandoli ad aggiungere progressivamente quantità di zucchero fino a notare il cambiamento di colore.

• Richiedere a ogni gruppo di annotare le quantità di zucchero utilizzate e il momento in cui la soluzione cambia aspetto.

• Concludere con una discussione in cui ciascun gruppo collega l’esperimento al concetto di soluzione sovrassatura.

Attività 2 - Il Mistero della Solubilità

> Durata: (60 - 70 minuti)

- Obiettivo: Fornire un’esperienza diretta nell’identificazione dei vari tipi di soluzioni e comprendere i fattori che ne influenzano la formazione.

- Descrizione: Gli studenti, divisi in gruppi, analizzeranno la solubilità di varie sostanze in acqua, per determinare se si tratti di soluzioni sature, insature o sovrassature. Ogni gruppo testerà sostanze differenti, come sale, zucchero e bicarbonato.

- Istruzioni:

• Organizzare l'aula in diverse stazioni di sperimentazione, ognuna con una sostanza diversa da testare in acqua riscaldata.

• Distribuire schede di rilevazione per annotare le osservazioni di ciascun gruppo.

• Istruire gli studenti ad aggiungere gradualmente la sostanza in acqua, mescolando e annotando i risultati fino a quando il soluto non si dissolve completamente.

• Chiedere agli studenti di identificare il tipo di soluzione formata, basandosi sui concetti studiati.

• Terminare con una discussione collettiva per confrontare i risultati ottenuti dai vari gruppi e consolidare l’apprendimento.

Attività 3 - La Corsa contro il Tempo: Creare una Soluzione Sovrassatura

> Durata: (60 - 70 minuti)

- Obiettivo: Favorire la comprensione delle condizioni necessarie alla formazione di una soluzione sovrassatura, sviluppando al contempo competenze pratiche di laboratorio.

- Descrizione: In questa attività di gruppo, gli studenti gareggeranno per vedere chi riuscirà a preparare per primo una soluzione sovrassatura di cloruro di sodio. Dovranno sperimentare diverse tecniche per accelerare il processo di dissoluzione e determinare il punto in cui la soluzione diventa sovrassatura.

- Istruzioni:

• Illustrare i principi alla base della formazione di una soluzione sovrassatura e le condizioni necessarie per ottenerla.

• Distribuire materiali come cloruro di sodio, acqua riscaldata e becher.

• Guidare i gruppi nell’utilizzo di tecniche come mescolamento, riscaldamento e aggiunta graduale del soluto per avvicinarsi il più possibile alla concentrazione limite.

• Stabilire un tempo limite e invitare ciascun gruppo a presentare la propria soluzione, spiegando il procedimento seguito.

• Concludere con una riflessione collettiva per analizzare i metodi adottati e identificare i fattori che hanno condizionato il successo o meno dell’esperimento.

Feedback

Durata: (15 - 20 minuti)

Questa fase di feedback mira a far esprimere verbalmente agli studenti ciò che hanno appreso, confrontando differenti prospettive e consolidando la loro comprensione dei concetti legati alle soluzioni. Serve anche a valutare, in un'ottica formativa, quanto gli studenti abbiano interiorizzato e sappiano applicare i concetti sperimentati.

Discussione di Gruppo

Al termine delle attività pratiche, è consigliabile radunare gli studenti in cerchio per una discussione di gruppo. Si parte con una breve introduzione, sottolineando l'importanza dello scambio delle esperienze e delle scoperte fatte. Ogni gruppo viene invitato a descrivere il proprio procedimento, i risultati ottenuti e le conclusioni raggiunte. Questo momento di confronto permette agli studenti di riflettere criticamente su quanto appreso e di capire come applicarlo in contesti sia reali che interdisciplinari.

Domande Chiave

1. Quali sono state le principali difficoltà incontrate nel tentativo di formare una soluzione sovrassatura e come avete fatto a superarle?

2. In che modo possono essere applicati i concetti di soluzioni sature, insature e sovrassature nella vita quotidiana o in altri ambiti disciplinari?

3. Avete notato qualche risultato inaspettato negli esperimenti? Cosa vi ha detto questo sull’andamento delle soluzioni?

Conclusione

Durata: (10 - 15 minuti)

La conclusione ha lo scopo di verificare che gli studenti abbiano acquisito una comprensione consolidata dei concetti trattati, collegando teoria e pratica. Questo momento serve inoltre a motivarli a proseguire lo studio dell'argomento, evidenziando la rilevanza delle soluzioni nei vari ambiti applicativi.

Sommario

Nella parte conclusiva della lezione, l'insegnante riassume i punti principali relativi alle tipologie di soluzioni: acquose, sature, insature e sovrassature. È fondamentale ribadire le caratteristiche distintive di ciascuna e il loro impiego in contesti sia teorici che pratici.

Connessione con la Teoria

La lezione di oggi ha saputo integrare efficacemente teoria e pratica, consentendo agli studenti non solo di apprendere i concetti, ma anche di sperimentarli concretamente. Le attività svolte, dalla preparazione di soluzioni sovrassature alla sperimentazione sulla solubilità, hanno dimostrato come la teoria prenda vita in problemi reali e in diverse discipline.

Chiusura

L'insegnante deve infine sottolineare l'importanza di approfondire lo studio delle soluzioni, evidenziando le loro implicazioni nella vita quotidiana e in settori come la farmaceutica e la tecnologia dei materiali. Comprendere il comportamento delle soluzioni e le condizioni che portano alla sovrassaturazione è essenziale per numerose applicazioni pratiche, e potrebbe anche stimolare future carriere nel mondo scientifico.