RIFLESSIONI INIZIALI RELATIVE ALLA PROGRAMMAZIONE
DEL LAVORO SUL TEMA "CALORE-TEMPERATURA"
IN UNA CLASSE PRIMA 

La mia unica classe di quest'anno (sono in semiesonero dalla scuola come supervisore dei tirocinanti SILSIS) è una prima media a tempo prolungato, composta da 19 alunni. Molti hanno diverse incertezze riguardo alla matematica, e le loro esperienze precedenti in ambito scientifico sono praticamente inesistenti. Si tratta però di una classe in cui si lavora bene: gli allievi sono molto ricettivi e disponibili a suggerimenti e stimoli nuovi per il lavoro scolastico, e inoltre ci sono momenti in cui è possibile lavorare con metà classe e seguirli più direttamente nelle loro difficoltà, soprattutto facendo in modo che tutti si esprimano, in modo da far emergere dubbi e intuizioni, e valorizzare il contributo di tutti.
Ho impostato il lavoro di quest'anno sulla riflessione riguardo all'uso dei modelli. So che mi sto imbarcando in un terreno piuttosto delicato e complesso, ma io ho l'abilità di andarmele e cercare le difficoltà, e sfidarle con i miei alunni. Proprio per questo però sarei contenta se mi deste tutti una mano nel commentare quanto vado a scrivere, ed eventualmente farmi notare cose da rivedere, correggere, integrare, ecc.
Comincio col chiarire che cosa intendo :  abbiamo introdotto già in attività di matematica modelli materiali, quali l'abaco per contare in varie basi, la bilancia per affrontare problemi con incognite, e i ragazzi si sono resi conto direttamente che il modello materiale, attraverso l'esperienza diretta del fare, aiuta a concettualizzare. Ci sono stati momenti molto significativi in classe in cui essi si sono accorti che arriva un momento in cui si sperimentano anche i limiti del modello materiale, e allora è la nostra mente che procede da sola superando i limiti del modello. Ciò è successo per esempio con l'abaco, nel momento in cui si arrivava ad aggiungere un numero sempre più elevato di cifre dell'ordine superiore, anche se le sbarre dell'abaco in cui infilare palline si erano esaurite…)
In questo delicato passaggio si inseriscono quindi modelli mentali, che vanno al di là dello strumento concreto. E' proprio su questi aspetti che io vorrei innestare il lavoro sui modelli in scienze.
Credo personalmente che per arrivare ad una distinzione corretta tra calore e temperatura, o comunque per intraprendere esperienze significative sul calore sia necessario scontrarsi ( o confrontarsi?!) con il modello molecolare; inoltre sarà necessario fare i conti con un  modello di calore che possa spiegare i vari fenomeni connessi, osservando volta per volta le variazioni di calore e di temperatura.  (mi piacerebbe  discutere su eventuali posizioni diverse a riguardo).
Secondo quanto ho imparato nell'ambito del percorso di formazione SENIS mi sembra scontato cominciare perciò dall'analisi delle preconcezioni dei ragazzi, riguardo a calore  e temperatura, lavorando con attenzione sugli aspetti percettivi legati alle sensazioni di caldo e freddo, e a come le confrontano.
Pensavo di utilizzare i sensori di temperatura per mettere a fuoco situazioni in cui appaia evidente il diverso "comportamento" rispetto al calore di quantità diverse della stessa sostanza, oppure di sostanze diverse, ma prese in quantità uguali; il raffreddamento della stessa quantità di acqua calda in tempi diversi a seconda del contenitore; il riscaldamento di un corpo a contatto con una sorgente di calore e lo "scambio di calore" tra corpi a diversa temperatura fino al raggiungimento dell'equilibrio termico, ed anche situazioni, quali i passaggi di stato, in cui i ragazzi  possano osservare che somministrando calore la temperatura non varia…..
 La tappa successiva dovrebbe essere quella di far emergere modelli dai ragazzi, confrontarli ed esaminarli, discuterli: se arrivare ad una sistematizzazione completa della questione non so valutarlo adesso, bisognerà vedere che cosa verrà fuori da loro e fino a che punto potrò arrivare, tenendo conto che si tratta di una prima media.
Riguardo a questa parte del lavoro, che riguarda l'affrontare i concetti fisici , sarei contenta se qualcuno mi suggerisse in particolare alcune esperienze, che a me non sono venute in mente, ma che potrebbero pilotare in qualche modo i ragazzi ad ipotizzare modelli per spiegare le situazioni ( mi viene ancora in mente per esempio che potrebbero osservare acqua con della sabbia, o segatura sul fondo, mentre si riscalda, e rilevare come  gradualmente si mette in  moto la sostanza che era depositata sul fondo)……
 Esiste poi anche un aspetto del percorso (quello finale) che ho in mente, che riguarda la matematica. In particolare, negli ultimi anni, ho studiato come problema didattico la lettura ed interpretazione di un grafico. La strada privilegiata per arrivare alla concettualizzazione del grafico di una funzione matematica è quella di passare attraverso l'analisi di grafici riguardanti i fenomeni fisici, su questo non ho dubbi. Si tratta di un momento in cui è proprio il ricorso alla fenomenologia nell'esperienza diretta dei ragazzi che aiuta a costruire il concetto matematico di grafico come insieme di coppie ordinate i cui elementi sono in relazione tra loro, che rappresenta un'astrazione successiva.
Con le attrezzature di cui ho dotato la mia scuola posso analizzare e mettere a confronto grafici on-line con uno o due sensori di temperatura, oppure i grafici del moto, scegliendo di far variare le grandezze in gioco (distanza, tempo, velocità, ecc.).  Tutto questo può contribuire ad ottenere che gli allievi riconoscano l'andamento di un grafico, e siano capaci di abbinarlo al crescere o decrescere di una delle due grandezze in gioco in funzione dell'altra. Sono convinta che ciò non è affatto un risultato banale, soprattutto in prima media: numerose esperienze precedenti mi hanno convinto che sono necessari tempi lunghi e un lavoro mirato perché l'allievo veda chiaramente la relazione espressa dal grafico. Molto spesso la curva viene in qualche modo interpretata in riferimento a grandezze sbagliate, che corrispondono a modelli mentali più intuitivi (si pensi alla confusione tra traiettoria e velocità nel grafico del moto), oppure la relazione espressa dal grafico è interpretata correttamente solo nei casi delle curve di andamento più semplici e vicine all'intuizione. In questo percorso didattico gli allievi saranno messi di fronte a grafici di temperatura da leggere e interpretare, o in situazioni in cui sarà loro compito ipotizzare un grafico a partire dal fenomeno esaminato e poi verificarne l'andamento con altri strumenti…..  Si può arrivare ad un minimo di formalizzazione algebrica a questo livello? Fino a che punto? Per ora non so valutarlo, credo che saranno i miei allievi a deciderlo.  Naturalmente, mi piacerebbe se potessimo dibatterein rete man mano che le cose procedono. Riusciremo a fare un lavoro di questo tipo?  Lo spero, anche se non ho molta confidenza con il gruppo di Temperatura e Calore, per adesso.
Scusate se non ho ancora formalizzato in termini di obiettivi, prestazioni, tabelle, ecc.  mi trovo più a mio agio in questo momento a riflettere con voi in maniera più colloquiale. Volete per favore mandarmi le vostre osservazioni, commenti, critiche, ecc.?  Mi servirebbero senz'altro prima di predisporre con precisione tempi, modalità, contenuti del lavoro  (che dovrebbe partire da marzo).

  Grazie e un saluto cordiale a tutti    Rosa

TEMPERATURA E CALORE
ATTIVITA'  CURRICOLARE ( marzo- maggio)
Classe prima media

Obiettivi:
- Educare ad una prima lettura della realtà e dei fenomeni naturali con gli strumenti propri della scienza
- Introdurre gli allievi al concetto di laboratorio, nel senso più ampio del termine
- Educare alla problematizzazione delle attività scolastiche, alla discussione collettiva per "costruire conoscenza" anche attraverso l'interazione tra pari
- Educare all'uso di strumenti nelle attività sperimentali
- Educare alla riflessione sugli aspetti operativi e cognitivi delle attività di classe, e alla  verbalizzazione e puntualizzazione sistematica di tali attività.

Contenuti:
- Differenza tra temperatura e calore
- Fenomeni termici in relazione alle masse e alle sostanze in gioco
- Passaggi di stato
- Formalizzazione di modelli, il più possibile spontanei, da parte degli allievi, per spiegare i fenomeni termici analizzati.

Esperienze previste:
- Indagine sulle preconoscenze attraverso un questionario
- Attività di previsione sulle temperature  nell'ambiente circostante
- Esperienze in cui si colga la necessità di misurare le temperature
- Confronto tra l'utilizzo del termometro e dei sensori on-line (dopo un'attenta analisi degli strumenti e di come funzionano)
- Fenomeni connessi con la dilatazione termica (per corpi solidi, liquidi, aeriformi)
- Evaporazione - ebollizione - fusione dell'acqua con relative misure e successive rielaborazioni
- Attività di previsione sulla variazione della temperatura attraverso l'andamento qualitativo del grafico,prima di effettuare il riscaldamento
- Esperienze sull'equilibrio termico.

Metodologia
Si attuerà una metodologia di ricerca guidata, in cui gli allievi saranno posti di fronte a domande chiave e successivamente saranno condotti ad indagare attraverso le esperienze proposte dall'insegnante, oppure proposte, magari non nella fase iniziale, da loro stessi. La riflessione sarà sistematicamente condotta attraverso la discussione e la verbalizzazione prima tra gruppi, e poi in tutto il gruppo classe. Si proporrà la discussione in rete con altri allievi di altre scuole, che abbiano effettuato alcune esperienze analoghe (penso alle classi di Settimo Milanese, con Salomone-Contarini), ed eventualmente sarà preparato, con l'aiuto dell'insegnante di lettere, un articolo per il giornalino della scuola (sul sito proposto da Repubblica di nome fragola.it).

Obiettivi riguardanti specificamente la Matematica
- riflettere sulle scale utilizzate nei due tipi di strumenti utilizzati per la misura; attività di consolidamento sulla lettura e sul confronto tra rilevazioni fatte ( le misure date dal computer hanno un livello di raffinatezza estremamente superiore a quelle fatte col termometro e consentono di lavorare su varie possibilità di individuare sottomultipli per le misure di tempo)
- avviare al concetto di variabile attraverso il confronto con la fenomenologia osservata
- educare a cogliere il legame tra le variabili
- educare a distinguere variabili e costanti, relativamente al tipo di esperienza effettuata, e a non considerarle come assolute
- costruire grafici attraverso le rilevazioni di misure
- analizzare l'andamento di un grafico in maniera solo qualitativa, descrivendo verbalmente la relazione che esprime e la variabilità delle grandezze in gioco, l'una in funzione dell'altra
- effettuare previsioni sull'andamento del grafico, a partire dall'osservazione e dalla comprensione del fenomeno in questo caso è la maggiore familiarità con la fenomenologia che contribuisce alla concettualizzazione del grafico come strumento della Matematica).