mercoledì 13 luglio 2011

Ci manca una rotella! (parte 2) Come funzionano gli oggetti ad ingranaggi?

Vi ho già introdotto nel mio progetto “Ci manca una rotella”, svolto l'anno scolastico scorso nella mia classe terza. Come già vi avevo anticipato, dopo aver permesso ai bambini di effettuare le loro “scoperte meccaniche” tramite la sperimentazione attiva con il Georello, ho ritenuto opportuno proseguire nel lavoro proponendo al gruppo di riconoscere e magari portare da casa alcuni oggetti di uso quotidiano o giocattoli che funzionassero ad ingranaggi, per analizzarli insieme e studiarne il meccanismo.
Fin dall'inizio i bambini riconoscevano le ruote dentate o gli altri accessori utili alla realizzazione di un ingranaggio negli oggetti della loro vita quotidiana (dai giocattoli personali, a quelli presenti a scuola, a oggetti scolastici o di uso familiare, fino addirittura ad individuarli nelle sbarre meccaniche del passaggio a livello vicino alla scuola!) e me li mostravano giorno dopo giorno con stupore ed entusiasmo. Per questo ho deciso di sfruttarli, in modo da coinvolgerli ancora di più nel lavoro.
Ho quindi chiesto esplicitamente ai bambini di portare i loro oggetti con ingranaggi e di provare a “studiarli” in piccoli gruppi, per capire come potessero funzionare. 
 
Questo lavoro è stato piuttosto complesso (ricordiamoci che la mia classe era una terza!), ma i bambini sono riusciti a svolgerlo egregiamente e con grande interesse!
Oltre all'oggetto da analizzare, ciascun gruppo aveva a disposizione anche lenti, torce, fogli e matite per prendere appunti o fare disegni esplicativi ed inoltre, data la complessità del lavoro, ho scelto di aiutare i bambini, fornendo loro una traccia, che servisse da stimolo per le loro osservazioni. Ecco le domande che io ponevo loro:
  • Che cos’è questo oggetto?
  • A cosa serve?
  • Come funziona? (provate a spiegarlo nel modo più chiaro possibile: dovrete poi raccontarlo ai vostri compagni!)
  • Quali tipi di ingranaggi sono presenti?
  • Provate a fare un disegno dell’oggetto e dei suoi ingranaggi.
I bambini a gruppi hanno analizzato ciascuno strumento, utensile o giocattolo, rendendosi conto del fatto che non fosse affatto facile spiegare il funzionamento di un oggetto che banalmente si utilizza nella quotidianità (come una macchinina o un cavatappi).
Il lavoro è durato alcuni incontri, in cui i bambini, sempre divisi a gruppi, hanno scelto di analizzare gli oggetti che i membri del gruppo avevano portato a scuola. Tra gli oggetti c'erano utensili da cucina, giocattoli (alcuni “d'epoca”, cioè gelosamente prestati dagli archivi storici dei genitori...d'altra parte ormai al giorno d'oggi i giocattoli sono quasi tutti elettronici e non meccanici, e anche questo spunto è servito per far capire ai bambini che cosa fosse la meccanica!), attrezzi da lavoro (anch'essi prestati da alcuni papà tuttofare!) e oggetti di uso scolastico. Non sono mancate le difficoltà, soprattutto nella fase di elaborazione e di spiegazione del meccanismo: i bambini, molto probabilmente anche per la giovane età, erano poco abituati a relazionare agli altri esperienze consequenziali e complesse e per questo nella rielaborazione davano per scontati molti passaggi, su cui ho dovuto intervenire io per guidarli in una spiegazione più completa e corretta. Per quanto riguarda le altre fasi, invece (a cosa serve l'oggetto, riconoscimento delle parti e comprensione a livello intuitivo ed orale del funzionamento dopo l'osservazione attenta), i bambini non hanno incontrato particolari problematiche. 
Nelle spiegazioni dei funzionamenti ho inoltre lasciato che i bambini utilizzassero il loro linguaggio e dessero dei nomi appropriati e inventati da loro agli ingranaggi o alle parti dell'oggetto che non conoscevano (invece di rispondere alla domanda: “Come si chiama questo pezzo?”, preferivo dire: “Voi come lo chiamereste?”).
Dopo lunghe e attente osservazioni, operazioni di montaggio e smontaggio degli oggetti e analisi di ciascuna parte nel dettaglio, ecco le “schede tecniche” di ciascun oggetto analizzato redatte dai bambini. 
 

CARILLON

Serve per creare musica.
Come funziona? Devi girare una manovella che è attaccata a una spirale. La spirale fa girare una ruota dentata attaccata a un cilindro. Il cilindro ha sopra dei “pirulini” che fanno suonare un “pettinino”. Mentre il cilindro gira, ogni “pirulino” solleva un dentino del pettinino che suona una nota diversa.
Ingranaggi: manovella, spirale, cilindro con “pirulini”, ruota dentata, pettinino.
 


DINAMO

Serve per fare luce anche senza pile o elettricità.
Come funziona? Questo oggetto funziona con una manovella che fa girare gli ingranaggi, cioè 4 ruote dentate. Attaccato all’ultima ruota dentata c’è un “meccanismo” che dà corrente ai due fili (di colori diversi) e fa accendere la luce.
Ingranaggi: ruote dentate, manovella, “meccanismo”.
 
 


MACCHININA CON SPINTA IN AVANTI

Piccolo giocattolo.
Come funziona? Basta una spinta in avanti e la macchinina va avanti da sola perché ci sono degli ingranaggi. Se fai girare le ruote grigie posteriori, gira anche una ruota dentata gialla che è attaccata a una ruota dentata nera che è attaccata a una ruota grande grigia. La ruota grigia è diversa dalle altre perché è più grande, non è dentata ma ha una parte dentata “più sotto”, è liscia, è di ferro ed è più pesante. Questa ruota permette alle ruote posteriori di far andare avanti la macchinina perché il suo peso la spinge/la trascina avanti per un po’.
Ingranaggi: ruote dentate, ruota dentata grigia grande e pesante.
 
 

MACCHININA CON SPINTA ALL’INDIETRO

Piccolo giocattolo.
Come funziona? Le ruote della macchinina fanno girare le ruote dentate incastrate tra loro. Le ruote dentate fanno girare una molla perché le sono attaccate. Quando tiri indietro la macchinina, la molla si arrotola su sé stessa e diventa più stretta e piccola, poi quando lasci la macchinina la molla si srotola molto velocemente facendo girare tutte le ruote della macchinina al contrario rispetto a prima, così parte e corre veloce.
Ingranaggi: ruote dentate e una molla.

 
 


CAVATAPPI

Serve a togliere i tappi dalle bottiglie.
Come funziona? Lo “strappabottiglie” a spirale ha una punta che si infila nel tappo per incastrarlo meglio. Mentre si incastra, le due aste vanno verso l’alto. Poi quando è tutto incastrato e le due aste sono completamente su, si tirano giù le aste e il tappo viene su. Questo succede perché i dentini delle ruote dentate attaccate alle aste si incastrano con le scavature dell’asticciola centrale, sopra lo “strappabottiglie”.
Ingranaggi: ruote dentate attaccate alle aste, “strappabottiglie”, asticciola centrale con scavature.
 


CARRUCOLA

Serve a sollevare gli oggetti con poca fatica.
Come funziona? Si incastra alla ruota una corda. Si lega l’oggetto da una parte della corda e l’altra si tira. La ruota fa muovere facilmente la corda e tirandola si sollevano gli oggetti legati.
Ingranaggi: una ruota con una profondità.
 


APRISCATOLE

Serve ad aprire le scatole di latta.
Come funziona? Questo oggetto si incastra alle scatole di latta aprendo e chiudendo i due manici. Quando è incastrato, si deve girare la manopola lunga su sé stessa e questa fa girare una ruota dentata che le è attaccata sotto. Questa ruota dentata è incastrata ad un’altra ruota dentata che è attaccata a una lama rotonda. Ruotando la manopola su sé stessa, quindi, girano tutte e due le ruote dentate e anche la lama che, girando, taglia il tappo della scatola di latta e la fa aprire.
Ingranaggi: due ruote dentate e una manopola lunga.
 
 
 
 
 


GIOCO DI BUGS BUNNY

Giocattolo per far volare Bugs Bunny.
Come funziona? Funziona con una lunga “cordicella” dentata che deve essere messa dentro a un buchino della carota e che deve passare anche dall’altra parte. Poi si mette Bugs Bunny sulla punta della carota, incastrato al perno che gira. Allora si tira la “cordicella” dentata velocemente. I dentini della “cordicella” si incastrano agli ingranaggi (due ruote dentate) che ci sono all’interno della carota. Una delle due ruote dentate è incastrata al perno che fa girare Bugs Bunny su sé stesso. Bugs Bunny sopra di sé ha un’elica, quindi quando inizia a ruotare su sé stesso velocemente prende il volo, perché l’elica lo fa volare in alto.
Ingranaggi: due ruote dentate, una “cordicella” dentata, un perno, un'elica.
 

 
 
 


POKEMON CHE CAMMINA

Giocattolo che cammina da solo.
Come funziona? C’è una manopolina attaccata a un bastoncino che è collegato a una molla. Quando giri la manopolina la molla si stringe, mentre, quando la lasci andare, piano piano si allarga. Mentre la molla si allarga, fa muovere gli ingranaggi che ci sono dentro (ruote dentate) e che a loro volta sono collegati e fanno muovere due dischetti, che si trovano sui due lati, su e giù (sono opposti cioè mentre uno è su l’altro è giù). Attaccati ai dischetti ci sono due bastoncini di plastica: sono le zampette del pokemon con i piedini. Quando i dischetti girano su e giù anche le zampette vanno su e giù e permettono al pokemon di camminare.
Ingranaggi: ruote dentate, ruota di ferro, manopolina, bastoncino di ferro, molla, dischetti.
 
 
 
 
 


CAVALLINO CON IL COWBOY

Giocattolo in cui il cavallino cammina da solo.
Come funziona? Si carica la chiavetta che è collegata a una molla che piano piano si stringe. Quando si lascia andare la chiavetta, la molla inizia ad allargarsi e fa muovere alcune ruote dentate incastrate tra di loro. Le ruote dentate fanno ruotare 2 asticciole a forma di (S) e di (Z o 2) che si incastrano a 2 piccole scavature nella plastica sulle due parti staccate del cavallino (quella davanti e quella dietro). Così le due parti si muovono avanti e indietro e il cavallino galoppa. Inoltre il cavallino è appoggiato per terra su delle ruotine che ha negli zoccoli e che gli permettono di muoversi meglio.
Ingranaggi: ruote dentate, molla, chiave, asticciole a forma di e di , scavature nella plastica sulle due parti del cavallino.
 
 
 
 


DINOSAURO - BRUCO

Piccoli giocattoli che strisciano

Come funziona? Si gira la manopolina che è attaccata a una molla e girando la molla si carica (si stringe). La molla è attaccata a delle ruote dentate e quando si lascia andare la manopolina la molla si srotola e le ruote dentate iniziano a girare. Le ruote dentate fanno girare le “ruotine” a cui sono attaccate le zampette posteriori del dinosauro e che gli permettono di camminare. Sulle ruotine del dinosauro c’è una piccolissima “asticciola” attaccata in un punto quasi al centro. Quando la ruotina gira, anche l’”asticciola” gira e si incastra alla scavatura che c’è sulla zampetta del dinosauro. In questo modo la zampetta si può muovere a destra e a sinistra. Nel bruco, invece, al posto dell’asticciola, sulle ruotine anteriori c’è un dischetto di plastica attaccato a una specie di “forchetta” a due punte che è collegata con le ruotine dietro. Quando le ruote davanti girano, si muovono insieme anche quelle dietro e il bruco striscia.
Ingranaggi: ruote dentate, molla, manopolina, piccolissime “asticciole” sulle ruotine, scavatura nella zampetta, dischetti sulle ruotine, “forchetta” a due punte.
 
 
 
 
 


BIANCHETTO A NASTRO

Serve per cancellare la scrittura in biro.
Come funziona? Sulla ruota più grande è arrotolato il nastro con la striscia di cancellatore. Il nastro va a finire sul beccuccio che serve per farlo appoggiare e per farlo rimanere teso. Dal beccuccio il nastro torna indietro ed arriva alla ruota piccola. La ruota grande e quella piccola sono incastrate tra loro tramite i dentini. Inoltre ci sono delle colonnine di plastica che servono a sostenere il nastro per non farlo incastrare tra le ruote. Se voglio sbianchettare il mio quaderno, appoggio il beccuccio dalla parte della striscia di cancellatore e tiro il bianchetto all’indietro, così il nastro scorre e le due ruote dentate girano, srotolandolo da una parte (quella ancora da usare) e arrotolandolo dall’altra (quella già usata).
Ingranaggi: due ruote dentate, nastro, beccuccio.
 


Nonostante la difficoltà della proposta, io credo che le schede tecniche elaborate dai bambini siano molto precise e dettagliate e descrivano molto chiaramente, con le loro parole, i funzionamenti dei giocattoli o degli oggetti.
Il lavoro è stato impegnativo, ma gratificante, sia per me che, soprattutto, per i miei alunni. I bambini si sono impegnati a fondo nel lavoro e sono rimasti molto interessati e incuriositi dalla sperimentazione. Questo li ha spinti a produrre dei risultati, a mio avviso, più che soddisfacenti.
Il percorso è proseguito poi con l'analisi di altri due speciali oggetti meccanici: un orologio molto particolare e una bicicletta (mezzo che contraddistingue la città di Cremona!). Infine, per l'allestimento di una mostra di fine anno in cui tutti questi materiali ed elaborati sono stati esposti, con i bambini abbiamo deciso anche di provare a costruire dei semplici oggetti che funzionassero ad ingranaggi con il materiale di recupero, prima progettandoli a gruppi e poi realizzandoli insieme. Ma su questi argomenti tornerò prossimamente, con altri articoli di approfondimento.
Il progetto ha coinvolto molto sia me, che i colleghi, che i bambini: abbiamo lavorato su più ambiti disciplinari e alla fine dell'anno abbiamo allestito una mostra molto ricca con i materiali prodotti per le famiglie.

Con queste attività presentate ho cercato di illustrare (il più brevemente possibile, credetemi...ma la mole di lavoro è stata davvero tanta!) come sia possibile creare a scuola situazioni laboratoriali ludico-sperimentali, che permettano ai bambini di divertirsi mentre mentre lavorano, scoprono, studiano e formulano le loro ipotesi in maniera molto seria e rigorosa. Questo particolare setting è fondamentale quando si devono strutturare attività scientifiche in classe, non solo perchè permette ai bambini di essere più motivati e concentrati nel proprio lavoro, ma anche perchè, grazie alle modalità stimolanti, rende l'esperienza meno “pesante” e il divertimento allevia un po' la “fatica” di imparare (proprio quella “fatica” di mente e corpo di cui parlavo in “Progettare un laboratorio”!). Questo non significa che l'impegno nell'attività sia minore, anzi! Credo che le osservazioni e gli elaborati qui riportati lo dimostrino completamente!
Imparare giocando è la modalità di apprendimento che ogni insegnante dovrebbe tenere presente quando progetta attività per i suoi alunni. Fare scienza giocando è quindi, a maggior ragione, una modalità di lavoro naturale, vera, proprio perchè giocare è l'essenza di questa disciplina, che si basa, come il gioco, sulla sperimentazione attiva, sull'osservazione, sulla manipolazione, sul “fare finta che...” e sul procedere per prove, errori e riprove...per arrivare a conclusioni più chiare e fondate ed imparare come funziona il mondo!
Il metodo scientifico non ha nulla da invidiare all'approccio che naturalmente i bambini hanno al gioco e alle attività ludiche in genere. I bambini sono scienziati fin dalla nascita ed è proprio attraverso il gioco che scoprono tutto ciò che li circonda. Per questo, se vogliamo stimolare in loro la vera passione per le scienze e renderli davvero protagonisti del loro percorso di apprendimento, dobbiamo guardarli con occhi diversi, imparare un po' dai loro rigorosi giochi di scoperta (quante cose anch'io ho imparato, grazie a questo lungo progetto!) e partire dalle loro esperienze ludiche più concrete, per spingerli a conoscere più realmente e più profondamente il mondo!

3 commenti:

  1. Complimenti per fare vedere cosa ci sta dietro e cosa causa un'azione: semplici spjegazioni, anticipo del laboratorio di Fisica. Creare curiosità e non accontentarsi delle apparenze o subirle: un grande principio didattico e formativo!

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    1. Grazie! Secondo me se ami una disciplina e la vuoi fare amare ai tuoi alunni, l'unico modo è presentarla loro con lo stesso spirito di scoperta e sorpresa che ha incantato te, molto tempo prima.
      La passione nasce dalle curiosità. E la curiosità vera è una caratteristica propria dei bambini. Bisogna solo imparare a non spegnerla con una sintetica e mediocre spiegazione verbale...ma tenerla viva attraverso esperienze di reale scoperta del mondo. ;-)

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  2. Sei grande Cristina Sperlari, avessi avuto io una maestra come te a quest'ora ero un ingegnere mega galattico. Apparte gli scherzi continua così che le persone come te formano il futuro di questa Italia.

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