Il CAMPO MAGNETICO Fondamenti e Didattica della Fisica, prof.ssa Bonanno 9cfu CdL Scienze della Formazione Primaria, a.a. 2014/2015 Musitano Clara Matricola 156133

Richard Feynman, Sei pezzi facili. Ci sono i fisici teorici che inventano, deducono, e tirano a indovinare le nuove leggi, ma non le sperimentano, e ci sono i fisici sperimentali che fanno gli esperimenti, inventano, deducono e tirano a indovinare. Richard Feynman, Sei pezzi facili.

RIFERIMENTO ALLE INDICAZIONI NAZIONALI 2012 L’osservazione dei fatti e lo spirito di ricerca dovrebbero caratterizzare anche un’efficace insegnamento delle scienze e dovrebbero essere attuati attraverso un coinvolgimento diretto degli alunni incoraggiandoli, senza un ordine temporale rigido e senza forzare alcuna fase, a porre domande sui fenomeni e le cose, a progettare esperimenti/esplorazioni seguendo ipotesi di lavoro e a costruire i loro modelli interpretativi. La ricerca sperimentale, individuale e di gruppo, rafforza nei ragazzi la fiducia nelle proprie capacità di pensiero, la disponibilità a dare e ricevere aiuto, l’imparare dagli errori propri e altrui, l’apertura di opinioni diverse e la capacità di argomentare le proprie.

PERCHE’ "IL CAMPO MAGNETICO" Ho voluto proporre in classe esperimenti riguardanti il campo magnetico perché in primis io sono affascinata dalla tematica ed è una delle mie preferite di tutti i miei studi di fisica. Ho preferito iniziare da un qualcosa che mi coinvolge particolarmente in quanto è stata la mia prima esperienza di organizzazione di attività per una classe. Inoltre, consultandomi con la docente, ho appurato che l’argomento rientrava nei contenuti scelti per gli alunni. Infine, in accordo con i bambini, ho scelto l’esperimento da condurre: la costruzione di una bussola.

OBIETTIVI SPECIFICI COMPETENZE Conoscenze: Conoscere le proprietà di un magnete; Conoscere la distinzione tra poli geografici e poli magnetici; Capacità/abilità: Capire come si orienta la bussola. Comunicare un’osservazione personale. Eseguire in successione le istruzioni indicate dall’insegnante per la realizzazione di un’esperienza. COMPETENZE Esplora i fenomeni con un approccio scientifico: con l’aiuto dell’insegnante, dei compagni, in modo autonomo, osserva e descrive lo svolgersi dei fatti, formula domande, anche sulla base di ipotesi personali, propone e realizza semplici esperimenti.

ANALISI DEI PREREQUISITI Conoscere il materiale dei corpi; Conoscere i punti cardinali geografici. MODALITÀ DI VERIFICA Verifica scritta iniziale; Verifica scritta finale.

SPAZI,TEMPI E DESTINATARI METODOLOGIA DI LAVORO La metodologia utilizzata è quella della didattica laboratoriale, che consente al bambino di realizzare il suo apprendimento tramite l’esperienza. SPAZI,TEMPI E DESTINATARI L’esperimento è stato destinato a 17 alunni di una classe 5 primaria; Si è svolto in un’aula scolastica; Per la durata di una giornata scolastica.

STRUMENTI UTILIZZATI TECNICHE UTILIZZATE Lavagna Interattiva Multimediale Simulazione interattiva PhET Immagini Materiale per gli esperimenti TECNICHE UTILIZZATE Cooperative learning Lezione interattiva

ANALISI DEI PREREQUISITI Prerequisito: Conoscere il materiale dei corpi. In classe, propongo ai bambini di ‘analizzare’ del materiale: forbici per bambini, temperino, matita, penna, lavagna, quaderno, banco, un paio di orecchini di bigiotteria, vestiti. Una volta presentati gli oggetti, sottopongo una scheda con delle domande, inerenti alla composizione degli oggetti sopra citati, con risposte multiple. Ad ogni domanda, presento il materiale a confronto sulla cattedra. Insieme alla classe, riflettiamo sulla risposta sbagliata e sul perché, in modo da colmare eventuale deficit. Dopo la discussione in classe, il prerequisito risulta raggiunto.

DATI ANALISI DEI PREREQUISITI Individua, tra questi oggetti, quelli che contengono legno. Matita, lavagna, banco Quaderno e banco Lavagna, matita, quaderno Nessuna delle risposte precedenti. Da cosa è composta la forbice? Acciaio Plastica e acciaio Plastica Nessuna delle risposte precedenti. Quali oggetti contengono plastica? Temperino e penna Penna e matita Matita e temperino Nessuna delle risposte precedenti.

DATI ANALISI DEI PREREQUISITI Qual è l’unico oggetto intruso? Temperino, penna, forbice Matita, lavagna, banco Temperino, lavagna, forbice Nessuna delle risposte precedenti. Individua l’oggetto che contiene materiale ferroso Orecchino maestra Maglietta Quaderno Nessuna delle risposte precedenti. Cosa accomuna un orecchino, una forbice e un banco? Hanno una parte ferrosa Hanno una parte in plastica Hanno una parte in legno Non lo so

ANALISI DEI PREREQUISITI Prerequisito: Conoscere i punti cardinali. Per accertare questo prerequisito, propongo alla classe una scheda che contiene delle domande con risposta multipla ed un esercizio di completamento. Ad ogni domanda, riflettiamo sulla scheda insieme alla classe, sulla risposta sbagliata e sul perché, in modo da colmare eventuale deficit. Dopo la discussione in classe, il prerequisito risulta raggiunto.

DATI ANALISI DEI PREREQUISITI 1. Dove si trova Mario rispetto alla Terra? Nord Sud Est Ovest 2. Dove si trova Mario rispetto alla Terra? Sud Nord Est Ovest

DATI ANALISI DEI PREREQUISITI 3. Dove si trova Mario rispetto alla Terra? Ovest Nord Sud Est 4. Dove si trova Mario rispetto alla Terra? Est Ovest Nord Sud

DATI ANALISI DEI PREREQUISITI Dai dati pervenuti: 17 bambini su 17 hanno risposto correttamente. 14 bambini su 17 hanno risposto correttamente; 3 bambini su 17 hanno confuso nord e sud. 15 bambini su 17 hanno risposto correttamente; 2 bambini su 17 hanno confuso nord e sud.

LA LEZIONE PRIMA FASE SECONDA FASE Divisione in gruppi e sperimentazione con i magneti; Ogni gruppo stila una lista con “OGGETTI ATTRATTI” e “OGGETTI NON ATTRATTI”; Riflessione sulla composizione dei materiali attratti dalla calamita; Proprietà del magnete; Applicazione ‘magnete e bussola’. Costruzione della bussola; Riflessione sul comportamento della bussola; Campo magnetico terrestre; Campo magnetico; Applicazione ‘magnete e bussola’.

LA MIA ESPERIENZA Prima fase Dopo aver accertato i prerequisiti, ho iniziato la mia lezione chiedendo alla classe, tramite una slide, secondo loro, COS’È UN MAGNETE?. Inizialmente i bambini hanno avuto un attimo di meraviglia per il termine “magnete” che abbiamo sostituito con calamita. Ho proceduto così, ponendo la domanda in maniera orale alla classe. Un bambino, L., ha esposto la sua visione dell’idea di magnete, che ha anticipato in qualche maniera anche il lavoro che avevo preparato per loro. Gli altri componenti della classe hanno espresso la loro opinione verbalizzandola su un foglio.

LA MIA ESPERIENZA Prima fase L’esperienza prosegue con la suddivisone della classe, da parte della maestra, in tre gruppi per ognuno dei quali ho consegnato delle calamite. Con queste, ho spiegato che dovevano testare nell’aula quali materiali attraggono le calamite e quali no. Alcuni bambini hanno proseguito il lavoro individualmente dopo l’intervento dell’insegnante in seguito a dei disguidi avvenuti all’interno di un gruppo. In questa attività, la maggior parte della classe era divertita ed entusiasta a osservare nuove cose, tanto che un bambino esclama «Attacca all’apparecchio maè!» ed un’altra «Anche la graffetta sulla calamita si attacca al piede del banco!» Durante la sperimentazione è successo che qualche calamita si è rotta…

LA MIA ESPERIENZA Prima fase Propongo di stilare una lista con “OGGETTI ATTRATTI” e “OGGETTI NON ATTRATTI” e dopo un confronto fra liste si è notato che gli oggetti attratti hanno in comune l’essere metalli. Abbiamo così approfondito che non tutti i metalli sono attratti dai magneti, ma solo il ferro e il nichel perché hanno una composizione particolare.

LA MIA ESPERIENZA Prima fase Ho proseguito con la spiegazione delle caratteristiche della calamita. Ho fatto vedere che la calamita ha due poli, sud e nord. Segnandoli su di essa, abbiamo appurato come poli uguali si attraggono e poli opposti si respingono perché esiste una forza magnetica. Ho continuato dicendo che capacità di attrarre può essere trasferita ad altri oggetti, come è successo alla graffetta di A. che è stata ‘magnetizzata’. Infine, ho ripreso la calamita rotta durante la sperimentazione e ho fatto vedere come, anche se rotta, ogni pezzetto ha un polo nord e un polo sud Al termine di questa parte, un bambino G. mi dice «Io voglio riuscire a far unire i poli opposti!»

LA MIA ESPERIENZA Prima fase Come conclusione dell’ attività ho chiesto ai bambini IN BASE A QUELLO CHE SAPEVI COS’HAI SCOPERTO DI NUOVO? Le risposte sono state positive, L. ha detto «Nulla, sapevo già tutto!».

LA MIA ESPERIENZA Seconda fase Nella seconda fase della lezione, ho chiesto ai bambini, nella stessa modalità della prima, SAI COME FUNZIONA UNA BUSSOLA? Questa volta, sono stata io a meravigliarmi nel vedere loro che non sapevano bene che rispondere. Quindi sono dovuta intervenire spiegando che è un oggetto che si utilizza nei mari, o nei luoghi aperti grandi e aiutava soprattutto i viaggiatori a orientarsi. M. esclama «Anche nel deserto!» ed un altro bambino risponde «Ma adesso abbiamo il gps!». Come dargli torto?!

LA MIA ESPERIENZA Seconda fase Continuo l’attività lasciando la classe nella loro disposizione tradizionale decidendo di non formare nuovamente i gruppi per la costruzione della bussola, in seguito al disordine creatosi nella fase precedente. Perciò io dalla cattedra costruisco la bussola spiegando e facendo vedere passo passo come procedo. OCCORRENTE PER COSTRUIRE LA BUSSOLA: Piatto Acqua Sughero Ago Magnete Video dell’esperimento

LA MIA ESPERIENZA Seconda fase A coppie, i bambini mi raggiungono alla cattedra e faccio vedere loro come sia la nostra bussola che una bussola normale (che ho portato) indichino sempre il nord della terra, anche se le muoviamo e come entrambe le bussole possono essere influenzate da un magnete. In questo momento ho suscitato una curiosità tale che in classe c’è stato un po’ di silenzio.

Seconda fase LA MIA ESPERIENZA Così ho proseguito la mia spiegazione, dicendo che la terra ha un cuore magnetico, quindi un campo terrestre formato da delle linee che partono dal polo nord e arrivano al polo sud, sulle quali si orienta la bussola.

LA MIA ESPERIENZA Seconda fase Mi sono aiutata con l’uso dell’applicazione, facendo vedere il magnete dentro la terra e come la bussola si orienta sulle linee del campo magnetico terrestre. L’applicazione evidenzia anche come i poli magnetici terrestri sono invertiti rispetto a quelli geografici. Questa particolarità non è sfuggita ai bambini che prontamente hanno chiesto il perché. Ho spiegato quindi che la bussola indica il polo nord geografico perché è attratta dal polo sud terrestre, suo opposto.

LA MIA ESPERIENZA Seconda fase I bambini allora mi hanno chiesto subito di invertire i poli del magnete terreste per vedere che succedeva e la Terra si è capovolta!

LA MIA ESPERIENZA Seconda fase Infine continuo con la spiegazione del campo magnetico, ho fatto vedere che anche un magnete ha delle linee di campo che partono dal polo nord e arrivano al polo sud. Faccio vedere così come il campo magnetico cambia direzione allo spostamento della calamita, con l’applicazione. Chiedo dunque, IN BASE A QUELLO CHE SAPEVI, COS’HAI SCOPERTO DI NUOVO?

PROVE DI VERIFICA PROVE DI VERIFICA PRIMA FASE Iniziale: Che cos’è un magnete? Finale: In base a quello che sapevi, hai scoperto qualcosa di nuovo? PROVE DI VERIFICA SECONDA FASE Iniziale: Sai come funziona una bussola? Finale: In base a quello che sapevi, cos’hai scoperto di nuovo? Le prove di verifica sono state somministrate ai 17 bambini della classe ogni inizio e fine delle due fasi della lezione. Le prove sono semi-strutturate (stimolo chiuso e risposta aperta) e i bambini hanno verbalizzato la loro risposta su un foglio.

DATI VERIFICHE PRIMA FASE

DATI VERIFICHE PRIMA FASE

DATI VERIFICHE SECONDA FASE

DATI VERIFICHE SECONDA FASE

CONCLUSIONI Dalle verifiche dell’esperimento, è pervenuto che le conoscenze avute dalla classe, prima della proposta didattica, sono state ridefinite e arricchite dalle scoperte fatte durante le attività. Posso affermare che il feedback ricevuto dalle verifiche è stato positivo per quasi tutta la classe e che gli obiettivi sono stati quasi tutti raggiunti. L’unico obiettivo che non è stato raggiunto da tutti, riguarda la "distinzione tra polo magnetico e polo geografico", per il quale non ho avuto la possibilità di cambiare strategie didattiche al fine di raggiungerlo.