Facili 'esperimenti' per studenti delle medie
Heila',
apro questo post per chiedere un consiglio a tutti gli appassionati di chimica.

Tra un mese un gruppo di ragazzini delle medie passera' un pomeriggio nel laboratorio in cui lavoro (laboratorio di chimica computazionale) per scoprire cosa facciamo e anche a smanettare un pochetto con il computer.
Premettendo che la loro preparazione di chimica e' quasi nulla (forse sanno che la materia e' fatta di atomi ma nulla piu') devo trovare degli 'esperimenti' semplici ma interessanti (ohibo' far amare la chimica tramite i computer e' decisamente arduo) per intrattenerli un 4 ore buone.

Per cominciare pensavo di insegnargli a riprodurre molecole con avogadro (che e' anche in grado di fare un piccola minimizzazione con force field) e di preparare io per loro una dinamica molecolare da mostrare (si, ma quale? proteine, sali, polimeri).

Avete qualche suggerimento da darmi o avete gia' avuto esperienze del genere?
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Mi spiace che ci sia stato poco interesse all'argomento 'avviciniamo i giovani alla chimica'. Spero sia solo dovuto alla piccola popolazione di computazionali che bazzica per il forum :-P.

Nel frattempo ho preparato con il collega che mi affianchera' il programma per i ragazzini ma visto che nessuno si e' fatto vivo non vi anticipo nulla :-) perche' non ve lo meritate.
Vi riportero' a cose compiute il successo (o insuccesso) della giornata :-D.

Per il momento vi scrivo solo il titolo 'Le monde de l'infiniment petit'.

Vediamo se riuscite a indovinare di cosa parleremo! ;-)
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Ti dirò quello che penso.
Nell'ambito delle scienze non esiste metodo più antididattico e antiesperienziale dell'uso del pc, anzi credo che genererà sui ragazzini l'effetto opposto a quello voluto: nessuno si appassionerà alla chimica, al massimo qualcuno si interessarà all'informatica. La chimica, almeno così come la intendiamo noi utenti di questo forum, è quella "pratica", applicata alla materia e non ai "virtuosismi virtuali".
Per quanto riguarda l'infinitamente piccolo, solitamente l'interesse dei ragazzini termina con i batteri e non va oltre. Allora un bel microscopio, qualche goccia di colorante e un po' di latte inacidito: ecco servito il microcosmo. E' biologia, o meglio microbiologia e non chimica, ma affascina comunque. Vedere molecole roteanti è emozionante? Atomi? La materia, dal punto di vista filosofico, cessa di essere interessante quando la ragione non riesce più a rappresentarla in forme concrete. Gli atomi sono davvero poco stimolanti, a meno che non si tratti di sodio e di cloro, vicini vicini.
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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[-] I seguenti utenti ringraziano Dott.MorenoZolghetti per questo post:
quimico, -push-
Ciao Tianlang, come breve guida che ho fatto ai ragazzini delle medie posso dirti che amano molto i colori e le variazioni chimiche che possono scaturire, io ho fatto l'esperienza col cavolo come indicatore naurale ma anche la ricerca di vitamina C con la tintura di iodio ha destato interesse....non so se questo in qualche modo si possa inserire in un programma al PC
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Wink 
Caro Padovano82, grazie per la dritta ma purtroppo le esperienze che dobbiamo proporre sono ristrette alla chimica computazionale. L'ordine, che arriva dal capo 'supremo' :-D dell'universita' prevede che ogni gruppo di ricerca mostri a questi giovani studenti cosa facciamo nei nostri laboratori e ricreare per loro piccoli esperimenti. Lavorando in un gruppo computazionale non mi e' concesso uscire dal mio ambito.

(2013-07-31, 23:05)Dott.MorenoZolghetti Ha scritto: Ti dirò quello che penso.
Nell'ambito delle scienze non esiste metodo più antididattico e antiesperienziale dell'uso del pc, anzi credo che genererà sui ragazzini l'effetto opposto a quello voluto: nessuno si appassionerà alla chimica, al massimo qualcuno si interessarà all'informatica. La chimica, almeno così come la intendiamo noi utenti di questo forum, è quella "pratica", applicata alla materia e non ai "virtuosismi virtuali".

Dott.MorenoZolghetti, questo giudizio e' un po' severo nei confronti della chimica computazionale. Per quanto riguarda l'uso di esperimenti pratici anch'io concordo nel pensare che sia il metodo piu' facile e diretto per impressionare e incuriosire dei ragazzini alla materia. Purtroppo, come voi dite spesso la chimica viene intesa esclusivamente come quella in camice bianco con provette colorate. Mi spiace deluderla ma la chimica NON e' solo quella "pratica" ma spesso, anzi molto spesso, quella computazionale, che si occupa di esperimenti virtuali anche laddove l'esperimento "pratico" si ferma, e quella teorica, che fornisce i modelli teorici su cui la ricerca "pratica" si basa, sono fondamentali.
Mi auguro che i chimici sperimentali capissero che i loro colleghi computazionali non giocano al computer per dedicarsi a "virtuosismi virtuali" ma fanno ricerca con la loro stessa dignita' e passione. Noi dal canto nostro ci impegniamo a capire cosa viene fatto negli esperimenti "pratici", ma voi vi impegnate nella stessa misura a capire cosa facciamo nei nostri esperimenti "virtuali"?



Ah, e stavo dimenticando la cosa piu' importante: anche giocare con gli esperimenti virtuali puo' essere educativo per i ragazzi. L'importante e' che gli educatori/divulgatori siano capaci di trasmettere la passione e la bellezza di quello che si fa. Anche un esperimento "pratico" super figo (che ne so, fare le celle solari di gretzel con succo di lampone) puo' essere un fiasco totale se i ragazzi non capisco il senso del loro lavoro. I ragazzi non sono cosi' sciocchi da farsi abbindolare da colori sgargianti ma quello che bisogna colpire e' la loro curiosita'.


Lunedi' prossimo giocheremo un po' con computer e molecole con i ragazzi. Vi raccontero' l'esperienza :-).
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Immaginavo una simile risposta. Ho espresso il mio punto di vista, direi anche abbastanza solido, essendo costruito sull'esperienza. Non mi si delude affatto, al massimo provo un certo sconcerto nel leggere la sua tesi a favore della computazionale quale strumento per avvicinare dei bambini (ancora vanno dal pediatra...) alla chimica. Torno a ribadire che approcciare alla chimica con la computazionale, avendo come substrato un gruppo di bambini digiuni di qualsivoglia nozione basilare, è come pretendere di far guidare una Ferrari a un non vedente di sei anni. Idea del suo capo, non c'è che dire, ma non per questo va presa come una geniale trovata, anzi, dal mio punto di vista è una bestialità. Ecco, ho detto tutto. :-)
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Rispetto per la sua legittima opinione ma come ho scritto sopra credo che la divulgazione possa e debba avvalersi di tutti gli strumenti necessari, anche di computer. Alcuni bellissimi fenomeni chimici non possono essere osservati sperimentalmente (perche' le scale di tempi o la taglia del campione non lo consentono) mentre possono essere simulati facilmente tramite l'ausilio di un computer. Penso ad esempio all'evaporazione dell'acqua: con modelli semplicissimi e' possibile riprodurre il distaccamento e il riavvicinamento di molecole alla superficie e osservare l'equilibrio dinamico che si instaura, cosa impossibile da osservare nella pratica. Ovviamente le esperienze proposte differiscono se vengono eseguite in un laboratorio pratico o in uno informatico ma non per questo le prime sono piu' valide o piu' interessanti delle seconde.

Per concludere, gli studenti che ospiteremo non sono completamente digiuni di chimica e soprattutto sono stati loro a richiedere di sperimentare all'interno di un laboratorio computazionale. Per questo motivo siamo stati contattati per organizzare la giornata. Forse Lei sottovaluta questi giovani futuri scienziati nel credere che siano solo bambini da imboccare con provette dai bei colori.
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"Forse Lei sottovaluta questi giovani futuri scienziati nel credere che siano solo bambini da imboccare con provette dai bei colori".

Per lavoro, solitamente, non sottovaluto, ma valuto e valutando studenti (universitari) anche più forniti di nozioni di chimica, rispetto a quelli provenienti da una media inferiore, difficilmente scorgo "giovani futuri scienziati". Molti si credono tali, questo sì, ma siamo molto lontani dal vero.
Comunque, ci racconterà della sua esperienza, augurandoci fin da ora che sia fruttuosissima. :-)
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Eccomi qua per aggiornarvi!

I ragazzi che sono venuti a trovarci erano solo 4 (ma non ci lamentiamo perche' in giro per il campus ne abbiamo visto almeno una trentina). La nostra esperienza faceva parte di un ben piu' ampio progetto dalla durata di una settimana che si concludera' oggi pomeriggio con una rappresentazione 'teatrale' da parte degli studenti coinvolti.

Appurato la loro giovane eta' e la loro ignoranza sugli elementi basilari della chimica abbiamo fatto una piccola presentazione interattiva (interattiva perche' li costringevamo a rispondere alle nostre domande) su cosa studia la chimica ( e su quale scala), su cosa siano gli atomi e su come sono fatti gli atomi.
Per aiutarci abbiamo utilizzato questo bellissimo sito web. Dateci un occhiata perche' e' veramente carino e rende bene l'idea del piccolissimo e del grandissimo.
http://htwins.net/scale2/lang.html
In piu' abbiamo speso due paroline sulla molecola dell'acqua.

Visto che ci sono sembrati recettivi li abbiamo portati in laboratorio per giocare a 'disegnare' le molecole.
Usando il software avogadro gli abbiamo mostrato come disegnare le molecole e scegliere gli atomi chiedendo loro di disegnare prima una e poi un numero crescente di molecole d'acqua e ottimizzare la geometria (c'e' un bottoncino apposta per ottimizzare)
Perche' tante molecole d'acqua?

I ragazzini che erano con me hanno capito subito che c'era qualcosa di speciale, che le molecole non si mettevano come volevano loro ma in una disposizione ben precisa, come in un cristallo!

Infatti a questo punto abbiamo potuto parlare di legami d'idrogeno e di cristalli di neve. Per mostrare quanto fossero importanti i legami d'idrogeno abbiamo sostituito tutti gli ossigeni con i zolfi per far vedere che in questo caso le molecole fanno veramente quasi quello che vogliono e non si legano piu'!

Purtroppo a questo punto il tempo a nostra disposizione era finito e non abbiamo proseguito oltre. La seconda parte prevedeva di osservare un frammento di DNA (sempre per restare in tema legami d'idrogeno) e spiegare perche' il DNA e' cosi' speciale e cosa puo' fare di bello.

Valutazioni finali: i ragazzi hanno mostrato di aver capito quanto avevamo fatto e di essersi divertiti a disegnare con noi tanto che a un certo punto stavano scannandosi per accappiare il mouse e a disegnare molecole a tutto spiano... si sono mostrati molto interessanti perche' hanno cominciato a chiedermi com'era la struttura di altre molecole (alla fine hanno persino disegnato il timolo!) e se nel mio lavoro facevo cose del genere.
Mi spiace che il tempo a disposizione fosse poco e non abbiamo potuto mostrare di piu'.

Insomma, alla fine penso che non sia stato un fallimento, i bambini non hanno guidato nessuna Ferrari ma anzi sono stati in grado di capire da soli concetti molto importanti!

Oppure erano tutti Schumacher e io non me ne sono accorta :-D
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"I ragazzini che erano con me hanno capito subito che c'era qualcosa di speciale, che le molecole non si mettevano come volevano loro ma in una disposizione ben precisa, come in un cristallo!"

Ecco, ho qualche dubbio sulle conoscenza di cristallografia dei bambini.

"Infatti a questo punto abbiamo potuto parlare di legami d'idrogeno e di cristalli di neve. Per mostrare quanto fossero importanti i legami d'idrogeno abbiamo sostituito tutti gli ossigeni con i zolfi per far vedere che in questo caso le molecole fanno veramente quasi quello che vogliono e non si legano piu'!"

I nomi degli elementi non si declinano al plurale, esattamente come i nomi propri di parsona o di luogo. Inoltre non è vero che le molecole di H2S fanno quello che vogliono. Dipende tutto dalla temperatura e dalla pressione.

"Purtroppo a questo punto il tempo a nostra disposizione era finito e non abbiamo proseguito oltre. La seconda parte prevedeva di osservare un frammento di DNA (sempre per restare in tema legami d'idrogeno) e spiegare perche' il DNA e' cosi' speciale e cosa puo' fare di bello."

Forse i bambini ne hanno sentito parlare in qualche telefilm, visto che nei programmi di scienze della scuola media inferiore, il DNA non è proprio argomento di dotta lezione. E poi un conto è parlare di funzione, un conto è parlare di struttura e composizione chimica. Direi accessibile la prima, inarrivabile la seconda.

"Valutazioni finali: i ragazzi hanno mostrato di aver capito quanto avevamo fatto e di essersi divertiti a disegnare con noi tanto che a un certo punto stavano scannandosi per accappiare il mouse e a disegnare molecole a tutto spiano... si sono mostrati molto interessanti perche' hanno cominciato a chiedermi com'era la struttura di altre molecole (alla fine hanno persino disegnato il timolo!) e se nel mio lavoro facevo cose del genere."

Sulla valutazione non siamo affatto in linea. Hanno dimostrato di aver capito perchè si scannavano per accaparrarsi il mouse? I bambini si comportano esattamente così, è un fatto risaputo. E l'aver disegnato (ovviamente per tentativi) una molecola di timolo, senza neppure immaginarne l'esistenza reale, non è la dimostrazione di un successo, ma di come la specie Homo impari per tentativi ed errori. Il caso ha fatto il resto.

"Insomma, alla fine penso che non sia stato un fallimento, i bambini non hanno guidato nessuna Ferrari ma anzi sono stati in grado di capire da soli concetti molto importanti!"

Che non sia un fallimento è certamente cosa vera. I bambini si sono accomodati sul sedile posteriore e hanno immaginato di guidare. Forse, anzi certamente, al volante vi era davvero Schumacher e magari, in un prossimo futuro sceglieranno di diventare dei piloti. ;-)
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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