Indagació sobre la matèria: idees clau i desenvolupament dels estudiants

Les idees subjacents relacionades amb els materials en la majoria dels currículums d'educació primària inclouen:

• Objectes i materials (noms i funcions)

• Forma, composició (p. ex., estructura i parts: fibres, cristalls, capes, grans) i propietats dels materials: com es comporten (força, transparència...)

• Usos de materials i com aquests es relacionen amb les seves propietats (observables)

• Orígens dels materials, inclosa la seva producció

• Canvis físics en materials quotidians: vincles amb sòlids, líquids i gasos, i processos com l'evaporació, la fusió i la condensació.

• Com es poden canviar els materials, que també es relacionen amb les seves propietats i usos (solubilitat, forma, calefacció, refrigeració i combinació) i si els canvis són reversibles o permanents.

Idees clau sobre materials: la naturalesa corpuscular de la matèria

Si pensem que els materials estan formats per substàncies (productes químics), aquestes substàncies es poden percebre en 3 nivells:

• Macroscòpic: és el nivell perceptual o observable. Aquest és el "que" dels fenòmens físics i químics i és útil per descriure diferents materials i fenòmens i establir relacions entre variables. Com és? Quines són les seves propietats? Com es comporta? Com canvia? Com afecten les condicions ambientals els canvis que es produeixen?

La matèria està formada de partícules (parts) i entre aquestes partícules hi ha espais buits (sense matèria). Aquestes parts són molt petites, no es poden veure. Les partícules d'un material poden ocupar els espais buits de les partícules d'un altre material quan es barregen.

• Algunes substàncies formen mescles heterogènies

• Microscòpic (nanoscòpic): es refereix a la naturalesa de les partícules dels materials; és a dir, els materials estan formats per partícules que es mouen i tenen espais buits entre elles.

Les substàncies es poden barrejar i formar barreges homogènies.

• Les partícules dels materials són diferents

• Les partícules d'un material estan lligades d'alguna manera entre elles.

• Les partícules d'un material poden formar nous vincles amb les partícules d'un altre material.

• Les partícules estan lligades entre elles amb més o menys força. En el cas de mescles heterogènies, els enllaços entre les partícules de cada substància són prou forts perquè les partícules de les dues substàncies no es barregin.

• Simbòlic: descriu com les substàncies poden ser representades per símbols, i la relació entre símbols químics i el món microscòpic i macroscòpic. Com podem representar visualment què passa amb la matèria en termes de partícules?

Canvi dèbil vs canvi fort (nivell simbòlic)

Canvis dèbils: les partícules es combinen entre si.

Canvis forts: les partícules es combinen i creen una de nova.

El desenvolupament de les idees dels estudiants sobre els materials

• Ús d'instruments, p. ex. amplificadors
• Selecció d'un tema aplicat/contextualitzat rellevant per als individus
• Involucrar els estudiants en el rendiment teatral, centrant-se en una narració sobre les investigacions científiques
• Jugant un joc d'endevinar amb materials, proporcionant afirmacions descriptives sobre les propietats o usos dels materials
• Planificant i fent una investigació per provar quins materials fan el que sigui el millor (p. ex., absorbeixen la major quantitat d'aigua), i els encoratja a reflexionar més sobre la composició dels materials
• Seguiment d'un objecte (per exemple, finestra de vidre)