TEST SULLE TRASFORMAZIONI CHIMICHE          1 giugno 2004

(tra parentesi la statistica delle scelte effettuate dai gruppi)

Esperienza realizzata da Alfredo Tifi nella  classe 2^A Scuola Media Appignano con l'ins. Valeria Bellucci

Valutazione del test

Il test volutamente mescolava insieme elementi simbolici, immagini del mondo delle particelle e riferimenti a fenomeni concretamente sperimentati. La parte sperimentale ha coinvolto la classe per circa un’ora, come per quella teorica sui modelli di cambiamenti strutturali degli aggregati di particelle, coinvolti nelle trasformazioni chimiche. Per la parte simbolica (richiesta più limitatamente dal test (domanda 2) si è fatto riferimento alla preparazione di base acquisita nel curricolo di scienze, nel quale si erano trattati già i concetti di elemento, composto, atomo e molecola. La classe non ha comunque seguito, in precedenza, un percorso sperimentale di alfabetizzazione scientifica.

Domanda 2: la risposta errata A è giustificabile intendendo due tipi di molecole (H₂ e O₂)
 

Domanda 3: nonostante la discussione in classe sulla combustione del magnesio e le riflessioni sulla comune combustione e la conservazione della massa, è prevalsa la concezione spontanea, in base alla quale la combustione rappresenta una “disgregazione” della materia, opposta a quella dell’”unione” con l’invisibile ossigeno (una sola risposta esatta).

Domanda 4: Il risultato positivo (sette risposte corrette su undici) conferma che la rappresentazione corretta della reazione di “unione” è molto più accessibile quando si uniscono due elementi solidi, come lo iodio e zinco. Il quarto gruppo (di Mirko, Danilo & co) ha mantenuto la misconcezione che lo iodio e lo zinco si sciolgono in acqua, non apprezzando l’interazione che c’è stata tra essi, che li ha trasformati in un’altra sostanza.
 

Domanda 5: Interessante il bilancio alla pari tra l’interpretazione alchimistica (l’alluminio si è trasformato in rame) e quella corretta. A livello percettivo nulla vieta che un elemento possa trasformarsi in un altro, e anche la conoscenza della struttura dell’atomo, che descrive gli atomi come formati dalle stesse particelle subatomiche, non fa che confermare questa possibilità.

Domanda 6: Le quattro preferenze all’opzione errata C si giustificano considerando che gli studenti non hanno visto nessuna evidenza del fatto che il bicarbonato non si è semplicemente sciolto, ma ha perduto la proprietà di poter reagire con l’aceto, dando effervescenza, né hanno verificato che l’aceto si è anch’esso trasformato originando qualcosa che non è più acido (bastava provare con la cartina del pH). Alla luce di queste due evidenze, difficilmente gli allievi avrebbero sostenuto che tutto ciò che si forma è l’anidride carbonica che va nel palloncino. Le risposte errate A e C si giustificano solo in base all’uso dei termini elemento e composto nell’accezione comune (in cui elemento = qualsiasi entità a sé stante, composto = qualsiasi insieme di più cose).

Domanda 7: La risposta errata B (anche se in essa non si fa cenno alla produzione di ossigeno) è giustificata perché in effetti la trasformazione interessa solo un tipo di molecole (H₂O₂), che non subiscono solo la “rottura” in H₂O e ossigeno, ma anche l’unione degli atomi di ossigeno a formare molecole biatomiche (O₂). Questo può essere visto come un tipo di riarrangiamento. Il quesito andrebbe certamente riformulato. Ho comunque dei dubbi sull’opportunità di rappresentare fedelmente le molecole degli elementi (O₂, H₂ ecc.) al livello introduttivo della scuola media. Se gli elementi fossero rappresentati genericamente come aggregati (solidi, liquidi o gassosi a seconda dei casi) di atomi uguali probabilmente ci sarebbe meno confusione nel descrivere a livello microscopico pre-disciplinare le diverse classi di reazioni chimiche, e non si ostacolerebbe più di tanto l’acquisizione successiva del concetto di molecola n-atomica degli elementi. Le risposte errate C e D non trovano facili motivazioni.

Domanda 8: Le risposte C e D hanno in comune la produzione di due sostanze a partire da due. La confusione tra elemento e composto conferma quanto ipotizzato a proposito della domanda 6.

Domanda 9: Quattro risposte errate alle opzioni (B e D) che prevedono che degli atomi si arrugginiscano, diventino porosi e cambino colore. È il modello particellare naive, in cui le particelle subiscono le stesse trasformazioni delle sostanze. Quindi gli atomi diventano liquidi quando le sostanze fondono e gassosi quando evaporano. Queste misconcezioni sono impossibili da eliminare se il modello particellare viene insegnato in modo tradizionale e tramite definizioni o, peggio ancora, dato per scontato.

Domanda 10: Le nove preferenze errate sono state date ad opzioni che contengono informazioni puramente teoriche sulla natura dei materiali coinvolti nella trasformazione, o vere e proprie generalizzazioni (D) che non possono essere oggetto di osservazione. Questo rilievo testimonia la scarsa consapevolezza dell’esistenza di un livello descrittivo e di un livello interpretativo, basato su modelli, dei fenomeni scientifici. Un programma di alfabetizzazione scientifica deve curare che sia ben chiaro agli studenti quando si usa l’un o l’altro registro.

Alfredo Tifi, 2 giugno 2004