Didattica e divertimento

 

Michele Antonio Florianoa e Roberto Zingalesb

a) Dipartimento di Chimica, Università della Calabria, 87030 Arcavacata di Rende (CS), flor@unipa.it

b) Dipartimento di Chimica Inorganica, Università di Palermo, Viale delle Scienze, 90123 Palermo zinko@unipa.it

 

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Questo testo nasce dal desiderio di divulgare nei dettagli una delle iniziative che, ormai da diversi anni, vengono organizzate presso i Dipartimenti di Chimica dell'Università di Palermo a benefício di studenti e docenti di istituti medi superiori durante la settimana della Cultura Scientifica e Tecnologica. La Magia della Chimica è uno spettacolo in cui, in un'atmosfera particolarmente distesa e assolutamente informale, vengono mostrate diverse reazioni chimiche e fenomeni fisici dagli effetti strabilianti. Forse proprio per il suo aspetto solo apparentemente leggero, questa iniziativa riscuote un successo che continua a sorprendere gli stessi organizzatori: gli studenti sono entusiasti e numerosi docenti ci richiedono continuamente le ricette dei vari esperimenti per organizzare presentazioni simili alle nostre.

Ci rivolgiamo, quindi, soprattutto ai docenti di Chimica e di Scienze delle scuole medie superiori invitandoli a utilizzare le nostre esperienze come uno dei possibili strumenti per integrare la lezione tradizionale. Le dimostrazioni qui descritte possono essere un efficacissimo mezzo per rendere più gradevole lo studio della Chimica e anche, proprio a causa del cambiamento di atteggiamento che gli studenti mostrano dopo avere assistito alla presentazione, possono contribuire a una rivalutazione dell'insegnamento di questa disciplina spesso relegata, rispetto ad altre, a un ruolo di secondo piano, anche a causa della mancanza di abitudine alla divulgazione da parte degli addetti ai lavori.

Nel mondo anglosassone gli aspetti di divulgazione della scienza sono tenuti in grande considerazione ed è abbastanza radicata nel tempo la tradizione di organizzare, a vari livelli, dimostrazioni, spettacoli, musei scientifici guarda e tocca ecc. Esistono nella letteratura specializzata, soprattutto il "Journal of Chemical Education", numerosissimi articoli dedicati alla preparazione, organizzazione e dimostrazione di spettacoli di magia che testimoniano, fra l'altro, come siano frequenti queste iniziative.

In Italia queste attività hanno, invece, scarsa o nessuna diffusione; le dimostrazioni sono assenti anche dai congressi
scientifici, mentre le conferenze non vengono svolte in luoghi pubblici, cioè aperti al pubblico di qualsivoglia estrazione culturale, ma sono confinate nelle aule universitarie o, ben che vada, scolastiche. Come conseguenza, le esposizioni sono di così alto livello da risultare molto spesso incomprensibili anche a specialisti di settori della Chimica solo leggermente diversi. Questa mancanza di abitudine alla divulgazione si riflette anche nelle modalità comuni di insegnamento. Si può certamente affermare che la Chimica non è fra le discipline più gradite agli studenti, anzi molti dicono che è la più difficile; dopo tutto buona parte del tempo è impiegata a risolvere una grande quantità di esercizi e problemi di varia difficoltà, Insegnare la Chimica non è facile (e per questo non disponiamo di ricette magiche) ma vorremmo dimostrare che può essere divertente.

L'iniziativa da noi organizzata non ha in realtà nessuna immediata finalità didattica: non rende più comprensibile la Chimica; piuttosto ha lo scopo principale di generare nel pubblico stupore, simpatia, curiosità ed è proprio per questo che risulta estremamente attraente ma, a nostro avviso, anche di grande validità pedagogica. Lo stupore è implicito in ogni spettacolo di magia, mentre la simpatia che si suscita negli studenti genera in loro un atteggiamento nuovo verso il professore di Chimica: questi non è più visto come il burbero dispensatore di concetti astrusi e formule incomprensibili, ma come persona del tutto normale che conosce la propria professione e la esercita con passione e con gusto. Tuttavia l'aspetto più importante della nostra proposta è senz'altro l'opportunità di stimolare la curiosità dello studente. Anche lo spettatore più distratto si rende subito conto che i trucchi nascosti sotto ogni magia chimica non sono dovuti a espedienti meccanici (doppi fondi, specchi, botole, maniche troppo ampie, prestidigitazione ecc.) ma sono il risultato dell'esecuzione di reazioni chimiche opportune per la cui realizzazione non occorrono complesse apparecchiature. I moderni maghi-scienziati hanno scoperto quello che i vecchi alchimisti non impararono mai e cioè che la Natura, con le sue leggi razionali, fornisce effetti eclatanti e sorprendenti più di quanto qualsiasi effetto magico o legge soprannaturale sarà mai capace di fare, il vecchio alchimista è uscito allo scoperto e regala oggi effetti spettacolari, meravigliosi, sorprendenti e misteriosi che non provengono dal mondo soprannaturale ma da un luogo ancora più sorprendente: il mondo che ci circonda!

Assistendo alle dimostrazioni è immediatamente evidente che solo persone che studiano e conoscono a fondo la Chimica possono ricercare e identificare quelle caratteristiche che meglio si prestano alla realizzazione dei trucchi; da questa consapevolezza nasce la curiosità. Come faranno a trasformare il vino bianco in rosso, o il vino in latte e poi in birra, a fare sparire l'oro che si era appena formato in un recipiente che apparentemente conteneva solo acqua, a fare cambiare colore al semaforo? La curiosità, però, non sarà appagata subito; il fatto che i maghi, sin dall'inizio, dichiarino di rifiutarsi categoricamente di svelare i propri trucchi è il pretesto per evitare di trasformare l'esibizione in una conferenza e rimandare la discussione nel suo luogo più naturale: la classe.

Nella realizzazione pratica del materiale qui presentato, ciascun docente può scegliere di utilizzare solo alcune delle dimostrazioni, magari le più semplici, addirittura in classe, per stimolare o iniziare una discussione su aspetti specifici; può anche decidere di organizzare per i propri studenti, in un periodo dell'anno giudicato idoneo, l'intera serie di dimostrazioni e proseguire la discussione in classe, calibrando alla preparazione e alle conoscenze chimiche dei propri allievi ogni chiarimento che gli verrà certamente richiesto. Non sempre sarà possibile trovare un collegamento diretto con i concetti, necessariamente elementari, di cui si può disporre in classe; sarà però sempre didatticamente utile fare riferimento alle dimostrazioni nello sviluppare i concetti stessi.

Esiste un ulteriore aspetto di questa proposta che non bisogna sottovalutare: è possibile coinvolgere direttamente quegli studenti delle varie classi che dovessero mostrare più entusiasmo e interesse per la Chimica, nella preparazione e organizzazione di una manifestazione da presentare alla scuola intera. Gli studenti diventano così protagonisti, assumendo ciascuno un ruolo, secondo le proprie inclinazioni naturali, in tutte le fasi della preparazione: dalla progettazione delle varie presentazioni, alla raccolta dei materiali e reattivi, alla preparazione delle soluzioni, alla messa a punto degli impianti di illuminazione e di amplificazione, con eventuali effetti musicali che si armonizzino con i vari esperimenti, via via fino alla presentazione vera e propria. In questo caso il docente assume un ruolo di supervisione e regia e acquista, a nostro avviso, una maggiore opportunità di discutere con i propri studenti soprattutto di Chimica.

Le presentazioni, per stile e contenuto, sono particolarmente adatte anche per essere utilizzate nel quadro di iniziative
con cui la scuola si apre verso l'esterno: un'"idea" che parte dal docente di Chimica, alla pari con quelle di insegnanti di altre discipline. Un progetto di organizzazione di uno spettacolo di Magia Chimica che si conclude con la sua presentazione al pubblico è certamente un momento coinvolgente per gli studenti e per l'insegnante e può restituire all'insegnamento della Chimica la dignità che gli appartiene.

Invogliare allo studio della Chimica non è il solo aspetto per cui dimostrazioni interessanti e attraenti possono assumere un ruolo fondamentale. Non occorre ribadire che, negli ultimi anni, la Chimica ha sofferto notevolmente dal punto di vista dell'immagine di cui gode presso l'opinione pubblica in generale. Anche attraverso lo spettacolo si possono cambiare i preconcetti e riteniamo che chi trae un'immagine positiva della Chimica, anche per merito delle dimostrazioni a cui ha assistito, tornando nelle famiglie possa contribuire a migliorare l'idea che buona parte della popolazione ne ha. Per questo non bisogna rinforzare stereotipi che identificano il chimico con uno scienziato pazzo alle prese con botti, esplosioni e cattivi odori. Ci sono già abbastanza preconcetti di questo tipo in giro, non solo nella pubblicistica di scarso livello, perché anche la comunità chimica contribuisca alla loro persistenza. Riteniamo che dimostrazioni manifestamente pericolose confermino la credenza che le sostanze chimiche sono pericolose per definizione e che i loro effetti sono sempre e comunque nocivi. Perciò, nella scelta delle dimostrazioni, ci si è limitati specialmente a quelle che permettono di condividere con l'uditorio la bellezza della Chimica attraverso l'osservazione di reazioni accompagnate da cambiamenti di colore; nella nostra esperienza le dimostrazioni più adatte sono quelle chiaramente visibili anche dalle ultime file di posti e che possano essere accompagnate da efficaci battute fra i maghi. Sicuramente di grande effetto sono le reazioni chemiluminescenti e quelle oscillanti, ma il dialogo fra i protagonisti è di importanza fondamentale, specie se arricchito da battute efficaci.

Nella presentazione delle dimostrazioni abbiamo incluso quelle che rispondono ai suddetti requisiti e che, contemporaneamente, sono relativamente sicure da realizzare e che utilizzano sostanze la cui successiva eliminazione non offre particolari problemi. C'è comunque da tenere presente che qualsiasi sostanza chimica è potenzialmente pericolosa se non maneggiata con cura e, per questo motivo, abbiamo incluso una sezione dedicata alla sicurezza. Le dimostrazioni qui presentate sono state ampiamente provate ma è importante sottolineare che chi le utilizza dovrebbe comprendere appieno le proprietà delle sostanze adoperate e la natura del loro comportamento; non possiamo quindi assumere alcuna responsabilità riguardo l'uso improprio delle procedure e incoraggiamo alla massima attenzione.

Ciascun esperimento è corredato da brevi descrizioni dell'effetto magico che ci si attende e dei principi chimici e/o fisici su cui esso è basato, comprese, in alcuni casi, le reazioni chimiche che sono coinvolte; viene quindi riportato un elenco dei materiali e reattivi occorrenti, la descrizione sulla preparazione delle soluzioni necessarie con eventuali richiami alla sezione riguardante la sicurezza e, infine, una descrizione particolareggiata delle procedure per eseguire la dimostrazione stessa.

Le attrezzature e i reattivi richiesti per la presentazione sono generalmente disponibili in qualsiasi laboratorio chimico o facilmente reperibili. Abbiamo incluso dimostrazioni che, per la loro semplicità, possono essere presentate anche in classe, mentre altre richiedono un ambiente più controllato come quello di un laboratorio o di una sala per conferenze.
In questo caso, la sala dovrebbe essere dotata di un bancone ricoperto di mattonelle ovvero di materiale plastico al fine di evitare danni derivanti da eventuali contatti con sostanze corrosive e dovrebbe essere facilmente e rapidamente oscurabili allo scopo di esaltare l'effetto visivo di alcune dimostrazioni. Dal momento che lo scambio di battute fra i maghi è fondamentale ai fini della presentazione, se le dimensioni della sala lo richiedono, è necessario che esista un'adeguata amplificazione sonora. La maggior parte delle soluzioni può essere preparata con alcuni giorni di anticipo rispetto alla presentazione; in alcuni casi ciò non è possibile come chiaramente indicato nelle istruzioni. Per la preparazione delle soluzioni acquose è necessario utilizzare acqua distillata o deionizzata; se non disponibile, quest'ultima è facilmente reperibile in commercio.

Organizzare una presentazione di successo richiede certamente un impegno non indifferente ma confidiamo che altri, come noi, saranno ampiamente compensati dagli sguardi stupiti e attenti del pubblico.

Alcune ulteriori risorse per la preparazione di dimostrazioni chimiche sono, per esempio:

J.D. Lippy e E.L. Paulder, Modern Chemical Magic, The Stackpole Co., Harrisburg, Va USA, 1959.

B.Z. Shakashiri, Chemical Demonstrations; a handbook for teachers of chemistry, 4 volumi, University of Wisconsin Press, Madison, USA, 1983-1992.

 

INFO: Il contributo dei professori Floriano e Zingales è tratto da: M.A. Floriano, R.Zingales, La magia della chimica. Didattica e divertimento, Milano: Tramontana, 1998 (http://www.tramontana.it ). Per esemplificare le 'magie' dei due Autori abbiamo ripreso la Dimostrazione n. 6: Semaforo chimico.