DICIAMOCELO ... A LUME DI CANDELA

 

Marica Terzi

 

L.articolo Fucci-Pappalettere pubblicato sul n. 3 anno 2 di ‘Naturalmente’ (Ripensando al metodo induttivo) (http://wwwcsi.unian.it/educa/recensioni/rimetind.html) mi sollecita a inviarvi questo materiale.  È un lavoro fatto in una classe l di liceo scientifico, composta da 30 ragazzi molto partecipi, interessati, aperti.  Abbiamo lavorato insieme circa 10 ore (2 di laboratorio e 8 di discussione), al termine delle quali ho raccolto 30 relazioni: riporto le principali tappe del percorso e le risposte più frequenti (o più significative) per l’interesse che possono avere ai fini di proseguire un dibattito sulla didattica.

 

Osservazioni sulla combustione di una candela

... Personalmente mi è capitato molto spesso di trovarmi di fronte un’immagine o degli elementi e non osservarne neanche la caratteristica più evidente: abbiamo avuto occasione di sviluppare il nostro senso di osservazione con una attività relativa all’analisi di una candela.

1) Osservazioni sulla candela spenta . . . Cilindro di cera bianca tendente al giallo munito di stoppino nero (perché già usato).  La candela ha odore.  Al centro è concava; è liscia e untuosa al tatto.  Lungo il fusto presenta gocce indurite di cera fusa, probabilmente frutto di una precedente combustione.  È lunga 12,5 cm e ha un diametro di 2 cm. ... Uno stoppino trafigge la candela nel cuore.  Lo stoppino è un filo infiammabile ed è un po’ più lungo (esce di 1,5 cm.) e serve per accenderla.  La candela alla base è più larga di 2mm e leggermente zigrinata. ... La candela è un oggetto immobile.

2) Osservazioni sulla candela accesa . . . L’aspetto della candela accesa è diverso: non sembra più un essere inanimato come prima. ... Lo stoppino è incandescente e si consuma bruciando.  La cera liquida è scesa c si sta solidificando a contatto con l’aria fredda.  La candela si consuma perché la cera si scioglie e cola lungo il fusto. Il fuoco resta costante e alla base concava superiore della candela si forma un ristagno di cera sciolta.  La fiamma, che non ha un corpo solido, ricopre la lunghezza dello stoppino e ha forma affusolata. ... Grande invenzione è stata quella dell’abbinare lo stoppino a un pezzo di cera!  Per mezzo della fiamma lo stoppino permette una combustione che lo deteriora fino a terminarlo; a questo punto entra in azione la cera che rallenta il rapidissimo consumo dello stoppino.  Inoltre la cera riscalda enormemente la fiamma perché provoca una piccola vaschetta. ... Per bruciare, il fuoco ha sempre bisogno dei tre elementi della combustione. ... Lo stoppino, prendendo fuoco, sfrutta la cera che ha l’utilità di mantenere costante l’usura dello stoppino.

 

3) Ponete sulla candela accesa un vetrino e osservate . . . Sul vetrino si forma un alone nero che è più chiaro al centro; questo alone è formato da anidride carbonica che si deposita sulla lastra. ... Lo strato di fuliggine è provocato dal fumo che si deposita sul vetrino (anidride carbonica). ... Il vetro è diventato nero perché l’ossigeno a contatto col fuoco cambia colore e tinge il vetro di nero, rimangono così dei residui di anidride carbonica. ... La lastra di vetro si annerisce nei punti intorno in cui la fiamma ha colpito con colori neri o semineri.  Il fumo, sollevandosi dalla fiamma, si condensa sul vetrino più freddo e forma quella polvere che è il calore residuo della combustione dello stoppino. ... Il vetro a contatto con la fiamma si scurisce e si riscalda completamente perché il fuoco lo brucia e il fumo lo annerisce.

 

4) Spegnete una candela e rapidamente avvicinate a 3 cm circa dallo stoppino, sulla colonna di fumo, un fiammifero acceso; osservate e spiegate . . . Se noi avviciniamo un fiammifero acceso al fumo provocato dalla soffocazione della fiamma della candela, per reazione la candela si riaccende.  Come mai ?  Semplice il fumo è un conduttore. ... Immediatamente la candela si è riaccesa: da questo esperimento abbiamo dedotto che il fumo conduce il fuoco.

 

5) Quali sostanze si producono durante la combustione della candela?  Ponete un becher capovolto e inclinato sulla candela accesa (un po’ di lato); annotate ciò che si verifica e fate ipotesi su .che cosa ha provocato il fenomeno osservato . . . Dopo aver acceso la candela, vi abbiamo messo sopra un becher leggermente piegato; abbiamo osservato che esso si è appannato.  Secondo me è stato il calore che, quando è salito nell’aria, dato che è più leggero dell’aria fredda, ha trovato la superficie fredda del becher e vi si è condensato.  Alitando dentro il becher abbiamo ottenuto lo stesso effetto di prima ma in maggior quantità.  Questo sempre a causa del calore che si è condensato sul vetro del becher. ... Il vetro interno del becher si appanna costantemente perché il calore della fiamma condensa l’aria che si attacca al becher. ... Accendendo una candela e ponendoci sopra in senso obliquo un becher, si nota che quest’ultimo si appanna, perché il calore della fiamma a contatto con la temperatura più fredda crea vapore, avviene, in poche parole, il processo di condensamento. ... Nella cera della candela c.è una piccola percentuale di acqua, perché nel becher che si è appannato si formano delle piccole gocce.

 

6) Provate: a) ad accendere la candela senza stoppino, b) ad accendere un pezzo di spago senza la cera della candela, c) a sostituire lo stoppino con un filo di rame, un filo di amianto, un fiammifero; annotate e fate ipotesi . . . La candela senza stoppino non si brucia, ma si fonde perché la cera non è un combustibile.  Il pezzo di spago si accende ma si spegne di nuovo anche velocemente perché è un cattivo combustibile.  Il rame non prende fuoco però si riscalda, infatti se arriva ad alte temperature si fonde (fusione).  L’amianto come il rame non prende fuoco, ma si annerisce nella parte che è stata a contatto con la fiamma.  Il pezzetto di legno invece prende fuoco, ma dopo poco tempo la combustione cessa, perché la fiamma quando brucia tende a salire bruciando ciò che trova, ma se è già stato bruciato come fa a salire?  Questa ipotesi è molto semplice da spiegare, perché se osserviamo molto attentamente ci si rende conto che la fiamma si abbassa quando viene a trovarsi con la parte nera del pezzetto di legno.  Se tutti questi materiali li sostituiamo allo stoppino si vede che solamente l’amianto e lo stoppino vero e proprio si accendono e hanno una durata più lunga.  Da questo si deduce che lo stoppino deve essere un materiale fibroso. ... Lo stoppino di spago dopo qualche secondo si spegne perché la sua lacerazione non è mantenuta costante dall’essenza della cera.

 

7) Ponete orizzontalmente attorno allo stoppino, alla base della fiamma, un pezzo di alluminio, annotate gli effetti e fate ipotesi . . . Lo stoppino brucia normalmente fino a quando arriva a contatto con la lastrina di ferro (si spegne) perché la lastrina non permette la conducibilità del bruciore allo stoppino. ... La fiamma a contatto con l’alluminio si è spenta dopo qualche secondo, perché l’alluminino non è un materiale infiammabile.

 

8) Conclusioni e interpretazioni . . . Dopo aver affrontato queste prove e questi esperimenti possiamo tirare le somme e riassumere un po’ tutto ciò che abbiamo notato.  Mettendo un vetrino sulla fiamma per circa due secondi si è creato sul vetrino un cerchio scuro che ai suoi bordi è nero e andando verso il centro si schiarisce.  L’ossigeno che si trovava a contatto con il vetrino è stato consumato dalla fiamma e sul vetrino sono rimasti i residui più pesanti contenuti nell’aria.  L’ossigeno e la cera sono i prodotti della combustione della candela. ... La combustione della candela avviene così: lo stoppino si accende con un breve ritardo e scioglie la cera che alimenta con i suo i vapori la fiamma combinandosi con l’ossigeno.  I prodotti di combustione della cera possono essere i vapori di cera che si combinano con l’ossigeno. ... L’ossigeno contenuto nell’aria serve per alimentare la combustione della cera che produce quella fonte di calore chiamata fiamma. se le cose fossero contrarie, cioè che l’ossigeno a disposizione fosse limitato la candela genera fumi che si trasformano in anidride carbonica.  La candela deve essere fatta con materiale bruciabile e che si scioglie ad una temperatura relativamente bassa, mentre lo stoppino deve essere semplicemente capillare.  Altre condizioni perché una candela bruci sono la presenza di ossigeno ed una umidità non troppo elevata sia nell’aria e nello stoppino che nella cera. ... Durante la combustione si produce fumo, anidride carbonica, carbon fossile in piccolissime quantità, però queste sostanze non sono opera di una produzione, ma di una trasformazione perché in natura nulla si crea e nulla si distrugge ma tutto si trasforma. ... Abbiamo poi notato che la combustione della candela produce del carbone allo stato gassoso che nei consecutivi esperimenti si deposita sul vetrino posto sopra la fiamma.

 

Ecco, io parto da qui: non mi voglio mettere a piangere, né posso ... cambiare canale, ho già detto che è una buona classe, ma voglio che si sappia che a 14 anni i ragazzi sono ancora così e che in 5 anni dobbiamo fare una strada molto lunga e non possiamo essere frettolosi.  Dalla raccolta di questi dati e da una loro analisi, voglio fare alcune considerazioni. l) La descrizione di una situazione nota (candela spenta o accesa) è perfetta, completa nei dettagli; si potrebbe forse dire che, quando all’alunno si chiede di descrivere quanto già ‘sa’, cioè quanto fa parte delle sue conoscenze acquisite in esperienze pregresse, l’aspettativa è ripagata, cioè la descrizione è buona.  Quando invece gli si chiede di osservare qualcosa di nuovo per lui, come ad esempio il fumo che esce, o il becher che si appanna, o altro, la descrizione vacilla perché l’osservazione vacilla: non riesce a vedere.  È forse la situazione scolastica, che offre un tempo a scadenza e un insegnante come riferimento (al quale forse si può attingere) a negare la capacità di osservare correttamente?  È forse, in altre parole, una sorta di pigrizia o di .fretta imposta. che spinge il ragazzo a vedere .altro., poi tanto l’insegnante gli aggiusta il tiro?  Oppure è il momento stesso dell’osservare che è carico di preconoscenze e di aspettative per cui egli vede ciò che ‘vuole’ vedere e che può andare d’accordo con i suoi modelli?  La terza tappa del lavoro richiesto, cioè l’interpretazione di quanto visto, ci può forse dare una risposta a queste domande e ci offre sicuramente un’informazione molto importante: i tentativi di interpretare restano quasi sempre vani, ma rivelano lo sforzo di porre in un insieme coerente quanto di nuovo è stato osservato; in altre parole l’inadeguatezza dei loro modelli, se da una parte li induce a vedere male (l’osservazione è ‘viziata’ dalle loro teorie) dall’altra si rivela determinante nell’impedirli a dare delle interpretazioni, proprio perché cercano una coerenza; lo sforzo del tentativo e la sua vanità ci possono suggerire qualcosa.

 

Sono i ragazzi stessi a mostrarci di avere dei modelli (o preconoscenze), a rendersi conto della loro inadeguatezza, a chiederci altri modelli perché vogliono poter avere strumenti per interpretare.  Qui sta la validità del laboratorio e da qui dobbiamo partire per inserire il nostro intervento didattico.  Come?  Per restare nello specifico, dobbiamo aiutarli a ‘vedere il nuovo’, e questo richiederà dei ritorni in laboratorio, altre discussioni in classi, confronti tra possibili interpretazioni, sollecitazioni a formulare .nuove teorie., senza pressioni di tempo e senza neppure troppa insistenza.  Infatti questo lavoro di confronto tra modelli è molto delicato, il riconoscimento dell’inadeguatezza dei propri può ingenerare frustrazioni, pertanto va fatto senza fretta, ma va anche riconosciuto che è l’unico modo in cui l’apprendimento può efficacemente verificarsi come arricchimento in patrimonio concettuale.  Ed è quanto gli alunni stessi mostrano di richiedere, e quanto noi molte volte non diamo.  Troppo spesso la scuola, anche la lezione preparata con grande scrupolo, richiede agli alunni degli .atti di fede. e nella valutazione premiamo ... i ‘credenti’, cioè coloro che riferiscono senza tentennamenti idee altrui, che non fanno una grinza, ma che difficilmente diventeranno loro patrimonio culturale.  Per esempio, l’anidride carbonica è tutto e niente, è nera, condensa, è vapore di carbone; ma sicuramente di anidride carbonica hanno sentito parlare a proposito (e non a sproposito) all’interno di qualche buona lezione, però non è rimasto niente.

 

Ancora: l’affermazione che il fuoco ha bisogno dei tre elementi della combustione riecheggia un ascolto passivo; oppure il calore che condensa – o forse l’aria condensa, non si sa – portano l’eco di cose studiate, ma mai sistemate tra le loro ‘idee’.  Non si vuole qui dire che le ‘lezioni’ non vadano fatte e che il contenuto del programma non vada ‘raccontato’, si vuole dire che il racconto deve contenere elementi di aggancio ai loro modelli e la verifica deve mirare alla conoscenza del miglioramento delle loro idee; ciò che .pensano. della candela che brucia, della tettonica a placche o del meccanismo di reazione è importante, qualsiasi esso sia, purché spieghi i fenomeni che hanno visto o di cui abbiamo parlato, e quando li spiega tutti il loro modello sarà ‘ortodosso’.  Voglio aggiungere altro, a completezza dei dati.  Ho letto un paio di relazioni perfette, contenevano esattamente quanto desideravo.  Queste e le richieste martellanti (ma inevase) che la classe mi faceva: “Vogliamo sapere cosa pensa lei!”, a replica delle mie domande: “Cosa ne pensate?”, mi convincono che tra i 30 ci siano un paio di ottimi ‘mimi’, che, oltre la sensibilità di cogliere ‘messaggi subliminali’, sappiano che a scuola non è importante dire ciò che si pensa ma ciò che si è richiesti di recitare.  E allora riaffiora il mio incubo, di una scuola che somiglia a un grande circo dove noi per contratto siamo domatori e ammaestratori; no, io voglio la speranza di una scuola in cui i ragazzi siano sollecitati a esprimersi e la soddisfazione di aiutarli a maturare idee.  Vorrei chiudere ponendo due domande, oltre quella generica di ‘aiuto!!’: può un processo lento, come quello dell’apprendimento, essere accelerato da un insegnamento più cosciente, mirato al controllo dei ‘modelli’ e alla costruzione di concetti?  Può l’individuazione di argomenti essenziali nel nostro ‘infinito’ programma esserci di sostegno per una didattica più consapevole?  Ringrazio per l’attenzione.

 

 

Pubblicato originariamente su Naturalmente, 1990, 3 (1), 16-18.