Model per interpretar sistemes materials
Teresa Pigrau. Neus Sanmartí
En relació al model, en els diferents cicles es va aprofundint en aspectes diversos des d’una visió de currículum en espiral. És a dir, podem partir de l’estudi d’un sistema material i el repte és no repetir-nos, sinó anar aprofundint en el model. Per exemple, si en un segon estadi es comencen a imaginar que la matèria és discontínua a partir d’anar fent a miques una galeta, en els següents a l’experimentar amb l’aigua, l’aire o d’altres materials, ens preguntarem a més sobre la distància entre les parts-partícules, si es conserven quan el material canvia, com estan unides, etc.
La seqüenciació que es proposa a continuació és aproximada i s’haurà d’adaptar en funció del material amb el que s’experimenta, i dels interessos i capacitats de l’alumnat:
1r estadi
Descriure a ull nu
Els alumnes aprenen a descriure materials a partir de propietats observables a ull nu (color, olor, rugositat, lluentor, solubilitat, flotabilitat en diferents líquids, permeabilitat...).
Expressar d’on prové algun material
També poden començar a expressar d’on prové algun material que forma part d’un objecte o utilitzen (la farina del pa, la fusta d’un moble, la sal, un jersei de llana...).
Explicar canvis
Poden explicar canvis en funció d’accions que fan (fer força –prémer, estirar-, barrejar amb aigua, escalfar, apropar un imant...), i experimentar aplicant algunes propietats dels materials (tous/durs, solubles/no solubles, suren/no suren, són atrets per un imant o no...).
Diferenciar entre objecte i material
També diferencien entre objecte i material i reconeixen si un objecte està format per un material o diversos (estructura).
Pensar en com reutilizar-lo
Se`ls pot animar a que es preguntin què fer amb el material una vegada han experimentat amb ell i com reutilitzar-lo (control-regulació).
2n estadi
Descriure materials
Els alumnes comencen a descriure materials a partir de propietats mesurables (massa, volum, temperatura) o que necessiten comparar (més dens o menys dens que...). Per exemple, poden comprovar que l’aire, tot i que no el veiem, ‘pesa’, ocupa un espai, pot estar més calent -i es situa a les parts altes de la classe- o més fred -i es situa a les parts baixes perquè és més dens (les partícules estan més juntes)-, s’expandeix (es percep un perfum a distància) i es contrau (amb una xeringa), etc.
Diferenciar homogeni i heterogeni.
Diferencien entre un material homogeni i heterogeni i imaginen els materials formats per moltes “parts” (partícules), que són molt petites i que poden estar més o menys fortament unides (en el ferro la unió és forta perquè costa molt trencar-lo, en l’aigua no tant perquè es fàcil “trencar-la” o separar-la en gotes) (estructura).
Fer el seguiment d’un material
Es pot fer el seguiment d’un material, en diferents passos, des de la matèria primera a l’objecte final (de la llavor del blat al pa, del fruit del cotó a una samarreta, d’un mineral de ferro a una clau...) (canvis).
Reconèixer diferències
Reconeixen diferències en quan a propietats entre sòlids, líquids i gasos (conservació de la forma, fluïdesa, comprensibilitat...) i que un mateix material es pot observar amb formes diferents (fusta i serradures, ferro i llimadures).
Explicar interaccions
A més s’inicien en explicar interaccions entre substàncies a partir d’observar canvis (en una dissolució l’aigua interacciona amb els soluts i notem que el gust o el color de la substància dissolta, un imant interacciona amb el ferro però no amb d’altres metalls, l’aire -de fet l’oxigen- interacciona amb el ferro i es produeix òxid de ferro –‘rovell’ que no interacciona amb un imant- ...).
Fer un ús sostenible
També experimenten quan un canvi es produeix més ràpidament i conclouen en quines condicions un clau de ferro s’oxida (es rovella) més ràpid, o si el sucre es dissol més ràpidament en aigua calenta o freda. I a partir d’aquestes observacions es plantegen què passa quan llancem a un contenidor o cremem una samarreta, un paper o cartró, un plàstic, un metall..., tot reconeixent que els materials que formen els objectes no desapareixen i la necessitat de fer-ne un ús sostenible (control-regulació).
3r estadi
Aprofundir en propietats dels materials
En un tercer estadi es pot aprofundir en propietats dels materials fent experiments (el paper es degrada per acció de la llum, de l’aigua o de la calor; la temperatura de fusió o d’ebullició és una propietat característica de cada substància ja que no depèn de la quantitat que tinguem...) o aplicant sistemes de mesura que impliquen ordenar (per exemple, la duresa).
Explicar canvis a partir de la discontinuïtat de la matèria
I per explicar la filtració, evaporació, condensació, fusió..., poden utilitzar la idea que la matèria és discontínua i formada per partícules, tenint en compte que són molt, molt petites (l’aigua tot i que la veiem contínua pot passar pels porus d’un paper de filtre), que poden interaccionar més o menys (les partícules d’aigua i de sucre interaccionen mentre que les d’aigua i oli no), que es conserven (en els canvis d’estat), etc. (canvis).
Quan es separen mescles les substàncies no canvien
En una mescla de sòlids i líquids els nenes i nenes diferencien si el resultat és una solució o una mescla heterogènia (estructura). També els infants comprovaran que quan es separen mescles (filtrant, decantant, evaporant...), les substàncies que les formaven no canvien (es pot saber reconeixent que les propietats de cada substància que componen la mescla són les mateixes -el gust, el color, la densitat...-), i relacionar-ho, per exemple, amb mètodes per depurar l’aigua (allò que embruta l’aigua no desapareix).
Interpretar el per què del cicle de l’aigua
Poden experimentar canvis que tenen lloc al llarg del cicle de l’aigua, identificant l’energia que es necessita perquè es produeixin o que es desprèn. Aquests canvis els infants els representaran gràficament de manera cíclica, diferenciant entre el cicle natural i l’urbà, i comprovant que és un cicle tancat (és a dir, visualitzant que tot i els canvis, la quantitat d’aigua a l’univers és sempre la mateixa).
Fer un ús sostenible
Finalment, serà important que puguin explicar com és que, tot i que la quantitat d’aigua a l’univers és sempre la mateixa, ens cal reduir el seu consum i no embrutar-la (amb olis, detergents...), experimentant i reconeixent que si l’embrutem, es necessita molta energia per tornar-la a tenir apte per al consum humà i aconseguir que les substàncies que la contaminaven no perjudiquin el medi ambient (control-regulació).
4t estadi (finals de primària)
Identificar propietats en materials d’ús quotidià
En un quart estadi (final de primària) ja seran capaços d’identificar propietats físiques, com la conductibilitat o no de la calor i l’electricitat en materials d’ús quotidià (plàstics, de construcció, metalls...), i químiques com l'acidesa, i l’oxidació o la combustió, etc., i relacionar els usos que en fem dels materials amb les seves propietats -materials de construcció, per vestir-se, per estris de cuina, etc. (estructura).
Seguir i tancar el cicle d’un material
Poden seguir i tancar el cicle d’un material, pensant en què passa des de la matèria primera fins que el considerem un residu.
Fer un ús responsable
Utilitzem materials de tot tipus constantment i serà important analitzar com fer-ne un ús responsable, minimitzant els residus que es generen i el consum d’energia al produir-los o reciclar-los. Són idees que cal treballar-les constantment, anant més enllà de compartir ‘eslògans’ o normes i, en canvi, promoure entendre les raons que expliquen la necessitat d’aplicar-les. Més bé s’ha de tendir a que l’alumnat, en base als coneixements que aprèn, faci propostes d’actuació personals i col·lectives (control-regulació).
Explicar propietats i canvis a partir de la discontinuïtat de la matèria
També avancen en aplicar la idea que la matèria és discontínua i formada per partícules per explicar propietats (per ex. cristalls o no cristalls en les que canvia l’ordenació de les partícules), canvis físics (per ex. la dilatació, en les que canvia la distància entre les partícules, però no el tipus, ni la grandària o la quantitat), i canvis químics en els que es formen noves partícules -molècules- a partir de la unió o separació entre d’altres -àtoms- per exemple, oxidació del ferro o obtenció del ferro a partir d’un òxid de ferro. És en un canvi químic (en aquest estadi només serà un inici en el seu coneixement), quan s’observa que les propietats de les substàncies que s’obtenen són diferents de les que tenen les substàncies inicials (l’òxid de ferro no és atret per un imant, i sí el ferro). Entendre aquests canvis permet seguir les diferents fases i tancar el cicle d’un material, pensant en què passa des de la matèria primera fins que es considera un residu (canvis).