Perché in autunno le foglie diventano gialle, arancioni e rosse?
Sembra una domanda semplicissima. E proprio per questo può diventare il punto di partenza perfetto per una vera indagine scientifica in classe.
Con “Il mistero dei colori d’autunno” gli studenti non ricevono subito la spiegazione del fenomeno, ma sono chiamati a comportarsi come piccoli scienziati: osservano, formulano ipotesi, sperimentano, raccolgono dati, confrontano le prove e costruiscono una conclusione.
Il cuore dell’attività è un semplice esperimento di cromatografia su carta dei pigmenti vegetali, attraverso il quale possiamo mostrare che dietro il verde apparentemente uniforme di una foglia si nasconde… molto più colore di quanto immaginiamo.
Un laboratorio pensato per la scuola secondaria di I grado, facilmente adattabile anche agli ultimi anni della primaria.
🔎 L’approccio IBSE: prima la domanda, poi la risposta
IBSE significa Inquiry-Based Science Education, cioè educazione scientifica basata sull’investigazione.
In una normale lezione potremmo iniziare dicendo agli studenti:
“Le foglie contengono diversi pigmenti. In autunno la clorofilla diminuisce e diventano visibili altri pigmenti.”
Informazione corretta.
Ma nell’approccio IBSE facciamo esattamente il contrario.
Non diamo immediatamente la risposta.
Mettiamo alcune foglie sul banco e chiediamo:
🍃 Perché le foglie cambiano colore in autunno?
E soprattutto:
Il giallo e l’arancione compaiono in autunno oppure erano già presenti nella foglia verde?
A questo punto comincia l’indagine.
🎯 Obiettivi del laboratorio
L’attività permette di affrontare contemporaneamente contenuti scientifici e competenze trasversali.
Gli studenti imparano a:
osservare e descrivere un fenomeno naturale;
formulare una domanda investiga bile;
elaborare un’ipotesi;
formulare una previsione;
seguire un protocollo sperimentale;
conoscere il principio della cromatografia su carta;
riconoscere la presenza di diversi pigmenti vegetali;
raccogliere e confrontare dati;
utilizzare le evidenze sperimentali per sostenere una conclusione;
distinguere un’osservazione da un’interpretazione;
comprendere, a livello introduttivo, il cambiamento di colore delle foglie;
confrontare piante caducifoglie e sempreverdi;
collaborare all’interno di un piccolo gruppo.
⏱ Quanto dura?
Per svolgere l’intero percorso con calma consiglio circa 2 ore.
Una possibile organizzazione è:
Prima fase – 30 minuti
Osservazione, domanda scientifica, ipotesi e previsione.
Seconda fase – 45 minuti
Preparazione dei campioni ed esperimento di cromatografia.
Terza fase – 30 minuti
Osservazione, registrazione e confronto dei risultati.
Quarta fase – 15 minuti
Conclusione e challenge finale.
Se avete poco tempo, potete tranquillamente dividere il laboratorio in due lezioni da un’ora.
🍃 FASE 1 – Partiamo dall’osservazione
Portiamo in classe foglie differenti.
L’ideale è avere almeno:
🍃 alcune foglie ancora verdi;
🍂 alcune foglie gialle o arancioni;
🍁 eventualmente alcune foglie rosse.
Possiamo raccoglierle nel cortile della scuola oppure chiedere agli studenti di portarne alcune.
Dividiamo quindi la classe in piccoli gruppi e consegniamo una foglia verde e una autunnale.
Non spieghiamo ancora nulla.
Chiediamo invece agli studenti di osservarle attentamente.
Qual è il colore principale? Sono presenti sfumature differenti? Quali somiglianze e differenze riescono a individuare?
L’obiettivo di questa prima fase non è trovare subito la risposta corretta.
È imparare a osservare.
❓ FASE 2 – La domanda scientifica
Dall’osservazione nasce la nostra domanda:
Perché le foglie cambiano colore in autunno?
Possiamo aggiungerne una ancora più interessante:
Il colore giallo era già presente nella foglia verde oppure si forma soltanto in autunno?
Ora lasciamo parlare i ragazzi.
Probabilmente emergeranno spiegazioni molto diverse.
Ed è proprio ciò che vogliamo.
💭 FASE 3 – Formuliamo le ipotesi
Ogni gruppo deve scegliere o formulare la propria ipotesi.
Per esempio:
☐ Il colore verde si trasforma in giallo o arancione.
☐ I pigmenti gialli e arancioni sono già presenti nella foglia verde, ma normalmente non riusciamo a vederli.
☐ In autunno la pianta produce tutti i nuovi colori.
☐ Il cambiamento dipende esclusivamente dalla diminuzione della temperatura.
☐ Abbiamo un’altra spiegazione.
Non correggiamo immediatamente le risposte.
Un’ipotesi, in questa fase, non deve necessariamente essere giusta.
Deve poter essere messa alla prova.
Chiediamo quindi:
“Se la vostra ipotesi fosse corretta, cosa dovremmo osservare durante l’esperimento?”
In questo modo passiamo dall’ipotesi alla previsione scientifica.
🧪 FASE 4 – Prepariamo l’esperimento
È arrivato il momento di cercare delle prove.
Utilizzeremo la cromatografia su carta, una tecnica che consente di separare componenti di una miscela sfruttando il loro diverso comportamento tra una fase mobile e una fase stazionaria.
Per i ragazzi possiamo semplificare:
“Proveremo a separare i diversi pigmenti contenuti nella foglia per vedere quanti colori si nascondono al suo interno.”
📋 Materiali
Per ogni gruppo possiamo predisporre:
foglie verdi;
foglie autunnali;
bicchierini trasparenti;
mortaio e pestello oppure altro strumento adatto alla preparazione del campione;
forbici;
contagocce o pipetta;
pinzette;
carta da filtro o carta adatta alla cromatografia;
matita;
righello;
becher o contenitore;
carta assorbente;
solvente scelto dal docente.
⚠️ Una precisazione importante
La scelta e la gestione del solvente devono essere effettuate dall’insegnante, in funzione dell’età degli studenti, dell’ambiente disponibile e delle procedure di sicurezza della scuola.
Gli studenti non devono utilizzare autonomamente solventi che richiedano particolari precauzioni.
🌿 FASE 5 – Estraiamo i pigmenti
Prepariamo separatamente il campione di foglia verde e quello di foglia autunnale.
Tagliamo le foglie in piccoli pezzi e le inseriamo nel mortaio.
Aggiungiamo la quantità prevista del solvente scelto dal docente e pestiamo il materiale vegetale fino a ottenere un estratto ben colorato.
Osserviamolo già in questa fase.
Che colore ha l’estratto?
Gli studenti possono annotare immediatamente le prime osservazioni sulla propria scheda.
Se necessario, separiamo i frammenti vegetali più grossi dal liquido ottenuto.
Adesso abbiamo il nostro estratto di pigmenti.
📄 FASE 6 – Prepariamo la carta
Ritagliamo una striscia di carta adatta alla cromatografia.
Con una matita tracciamo una sottile linea di partenza a circa 1 cm dal bordo inferiore.
Attenzione: utilizziamo la matita e non un pennarello, perché gli inchiostri potrebbero sciogliersi e interferire con l’esperimento.
Con un contagocce depositiamo una piccola quantità dell’estratto sulla linea di partenza.
Lasciamo asciugare e ripetiamo l’operazione alcune volte nello stesso punto, in modo da concentrare maggiormente i pigmenti.
🧪 FASE 7 – Avviamo la cromatografia
Versiamo nel contenitore una piccola quantità del solvente predisposto.
Inseriamo la striscia verticalmente.
C’è però una regola fondamentale:
⚠️ Il livello del solvente deve rimanere sotto il punto in cui abbiamo depositato il campione.
Se il campione viene immerso direttamente nel solvente, rischiamo semplicemente di disperderlo nel contenitore.
Ora aspettiamo.
Il solvente inizierà lentamente a risalire lungo la carta.
Ed è qui che comincia la parte più interessante.
🌈 FASE 8 – Osserviamo i colori separarsi
Mentre il solvente risale, può trascinare con sé i pigmenti a velocità differenti.
Poco alla volta, quello che inizialmente sembrava un unico colore può trasformarsi in diverse bande colorate.
Gli studenti osservano, senza ricevere ancora la soluzione.
Quante bande sono comparse?
Quali colori?
Quanto sono distanti dalla linea di partenza?
Le bande della foglia verde sono uguali a quelle della foglia autunnale?
Nella scheda gli studenti possono disegnare il proprio cromatogramma, indicando posizione e colore delle bande realmente osservate.
Ed è importante sottolineare proprio questo: non dobbiamo disegnare ciò che “dovrebbe” esserci, ma ciò che abbiamo realmente osservato.
📊 FASE 9 – Registriamo e confrontiamo i risultati
Ogni gruppo registra i propri dati.
Per ciascuna banda possiamo indicare:
numero della banda – colore – posizione – intensità – eventuali osservazioni.
Successivamente confrontiamo:
🍃 cromatogramma della foglia verde;
🍂 cromatogramma della foglia autunnale.
A seconda della specie vegetale, dello stato della foglia e delle condizioni sperimentali, i risultati possono variare.
In un’attività scolastica possiamo ricondurre alcune colorazioni principalmente a:
🟢 clorofille – tonalità verdi;
🟡 xantofille – tonalità gialle;
🟠 carotenoidi – tonalità giallo-arancioni.
Gli antociani, responsabili di molte tonalità rosse e violacee, meritano invece un’attenzione particolare: la loro presenza e la loro separazione dipendono dal campione e dalle condizioni utilizzate, quindi non dobbiamo aspettarci necessariamente di visualizzarli chiaramente in ogni cromatogramma.
Ed è proprio questa variabilità a rendere l’esperimento autentico.
🧠 FASE 10 – Dalle osservazioni alla spiegazione
Ora possiamo finalmente tornare alla nostra domanda iniziale.
Chiediamo agli studenti:
Avete trovato più di un colore?
Nella foglia verde avete osservato pigmenti che a occhio nudo non erano evidenti?
La vostra ipotesi iniziale è confermata, smentita oppure confermata soltanto in parte?
Ma soprattutto:
Quale prova sperimentale vi permette di affermarlo?
Questa è probabilmente la domanda più importante dell’intero laboratorio. Non basta dire:
“La mia ipotesi era giusta.”
Bisogna imparare a dire:
“Penso che la mia ipotesi sia supportata perché durante l’esperimento abbiamo osservato…”
È qui che l’attività diventa davvero IBSE.
🍂 Ma allora perché le foglie cambiano colore?
A questo punto possiamo introdurre la spiegazione scientifica.
Le foglie contengono diversi pigmenti.
Durante la stagione vegetativa, la clorofilla è molto abbondante e il suo verde tende a mascherare visivamente altri pigmenti presenti nella foglia.
Con l’accorciarsi delle giornate e l’arrivo delle condizioni autunnali, la produzione e il mantenimento della clorofilla diminuiscono e la clorofilla presente viene progressivamente degradata.
Il verde quindi perde la sua predominanza.
Diventano così molto più evidenti pigmenti come carotenoidi e xantofille, responsabili di molte tonalità gialle e arancioni.
Per le colorazioni rosse e violacee il fenomeno è un po’ diverso: gli antociani possono essere prodotti o aumentare durante la senescenza autunnale.
Quindi attenzione alla semplificazione: 🍃 non tutti i colori autunnali erano semplicemente “nascosti sotto il verde”.
Ed è una distinzione scientifica molto interessante da far emergere con i ragazzi.
🌲 FASE 11 – La challenge finale: caducifoglie o sempreverdi?
Abbiamo risposto a una domanda.
Adesso ne facciamo nascere un’altra.
Mostriamo agli studenti, per esempio, una quercia e un pino.
Poi chiediamo:
“Se perdere le foglie è legato all’arrivo della stagione fredda, perché pini e abeti rimangono verdi anche in inverno?”
I gruppi formulano una nuova ipotesi.
Successivamente confrontano alcune specie caducifoglie e sempreverdi osservando:
forma delle foglie;
dimensioni;
consistenza;
presenza di aghi;
perdita o mantenimento delle foglie;
possibili adattamenti all’ambiente.
L’obiettivo non è semplicemente imparare la definizione di “caducifoglia” e “sempreverde”.
Vogliamo arrivare a una domanda più interessante:
Quale vantaggio può avere una pianta nel perdere le foglie? E quale nel conservarle?
L’indagine riparte.
Esattamente come accade nella scienza.
🔬 Il percorso IBSE completo
Alla fine possiamo ricostruire insieme tutto ciò che è accaduto:
OSSERVAZIONE 👀
↓
DOMANDA ❓
↓
IPOTESI 💭
↓
PREVISIONE ✏️
↓
ESPERIMENTO 🧪
↓
RACCOLTA DELLE PROVE 📊
↓
INTERPRETAZIONE 🧠
↓
SPIEGAZIONE 💡
↓
NUOVA DOMANDA 🔎
Ed è questo il messaggio che mi piace lasciare ai ragazzi alla fine dell’attività:
“Oggi non hai soltanto studiato scienze. Oggi hai fatto scienza.”
📥 Scarica qui gratuitamente il KIT “Il mistero dei colori d’autunno”
Ho raccolto tutto il percorso in un KIT pronto da stampare e utilizzare in classe, con 11 risorse:
🍂 Scheda introduttiva Il mistero dei colori d’autunno
🔎 Scheda IBSE per gli studenti
💭 Scheda delle ipotesi
🧪 Protocollo illustrato dell’esperimento
📋 Lista completa dei materiali
🌈 Guida alla cromatografia dei pigmenti vegetali
📊 Tabella per registrare le osservazioni
✏️ Scheda per disegnare e confrontare i risultati
🧠 Domande guida per arrivare alla conclusione
🌲 Challenge finale su caducifoglie e sempreverdi
👩🏫 Guida docente con spiegazione scientifica e soluzioni
Puoi stampare le schede e utilizzarle direttamente con la tua classe.
Se realizzi il laboratorio, raccontami com’è andata o condividi il lavoro della tua classe taggando Teach in Touch.
Buona investigazione, piccoli scienziati! 🔬🍂
