Contesto:

I minerali sono i mattoni fondamentali della nostra società. Li troviamo nelle rocce e nei giacimenti. In tutto il mondo, sono stati classificati quasi 5000 minerali diversi, ma solo alcuni di essi formano le rocce e vengono identificati come “minerali che formano le rocce”. Alcuni minerali hanno un valore speciale perché ne ricaviamo prodotti. I geologi li chiamano minerali da sfruttare (ore minerals).

La crosta terrestre è costituita da diversi tipi di rocce che sono composte da una o più tipologie di minerali. I materiali solidi che vengono estratti a fini economici perché contengono metalli o minerali preziosi sono chiamati giacimenti. Il nome giacimento è un termine economico, che include anche rocce che contengono una quantità abbastanza grande di un minerale prezioso - minerale da sfruttare- e che possono essere vendute a scopo di lucro.

Prima di poter iniziare ad estrarre minerali dalla crosta terrestre, i geologi devono prima individuare questi depositi/giacimenti. Il processo di localizzazione di nuovi minerali si chiama esplorazione dei minerali ed è eseguito da team specializzati di geologi che utilizzano tecniche moderne come la cartografia, la geofisica e le perforazioni. Una volta identificata una risorsa, è possibile eseguire l’estrazione mineraria. Quando il giacimento viene sfruttato, il materiale estratto deve essere lavorato per separare i minerali sfruttabili dagli altri. La lavorazione include processi come la frantumazione meccanica e la fresatura, insieme a trattamenti chimici o termici. Da questi otteniamo materie prime come rame, oro, ferro o litio.

Le materie prime sono essenziali nella produzione di strumenti e tecnologie che utilizziamo ogni giorno. Le materie prime primarie sono i materiali che otteniamo estraendo minerali da sfruttare direttamente dalla crosta terrestre. Le materie prime secondarie possono essere scarti o rifiuti prodotti nella lavorazione delle materie prime primarie o raccolti attraverso il riciclaggio e restituiti all'economia. Quasi tutto ciò che ci circonda è fatto con le materie prime.

Preparazione dell’esercizio:

Prima di espletare l’esercizio, dovrete suddividere i mattoncini Lego in sacchetti, uno per ciascun gruppo. Metterete lo stesso numero di mattoncini per ogni colore in ogni sacchetto. Preparerete anche sacchetti più piccoli con 2, 4 o 8 mattoncini Lego rossi per ogni gruppo. Questi saranno utilizzati per calcolare il contenuto percentuale del minerale. Gli studenti li riceveranno verso la fine dell'esercizio. Dividerete quindi la classe in gruppi (sono consigliati 4 studenti per gruppo).

Modalità di esecuzione dell’esercizio:

Gli insegnanti potranno scegliere se seguire le istruzioni dettagliate riportate qui di seguito o se modificare ed estrarre parti dell'esercizio, a seconda di quanto tempo vorranno dedicare all'argomento. Potranno anche regolare la difficoltà di compiti ed esercizi. Disporre di una conoscenza preliminare degli studenti è importante per individuare le migliori connessioni cross-curriculari dell'esercizio.

Istruzioni dettagliate

Passaggio 2:

INTRODUZIONE AL GIOCO DI MINECRAFT ED ALLA MOD BETTERGEO - DIAPOSITIVA 2

Nella diapositiva 2 introdurrete il gioco Minecraft e la mod BetterGeo. Se preferite, potrete presentare la mod BetterGeo dentro Minecraft con il video (il link è nella presentazione).

Passaggio 3:

MATERIE PRIME – DIAPOSITIVA 3

Fornirete agli studenti una rapida introduzione alle materie prime. Quindi collegherete i materiali utilizzati nel gioco Minecraft con le materie prime reali. Infine, sottolineerete il fatto che è necessario trovare le materie prime prima di poterle estrarre e lavorare. Questo vi condurrà ai temi della diapositiva successiva.

Passaggio 4:

ESPLORAZIONE - MINERALI E ROCCE - DIAPOSITIVA 4

Prima di poter iniziare con l'esplorazione, dobbiamo sapere cosa stiamo cercando. Quindi dovrete spiegare agli studenti cosa sono i minerali e le rocce. Sottolineerete che ogni tipo di roccia è formata da minerali specifici. A questo punto assocerete i mattoncini Lego di colori diversi ad altrettanti minerali reali. Assemblando i diversi mattoncini Lego che rappresentano i minerali, otterremo una roccia.

Primo compito: consegnerete agli studenti i fogli di lavoro, i mattoncini Lego nei sacchetti più grandi e i campioni reali della roccia Gabbro. Gli studenti dovranno costruire una roccia “artificiale” con i mattoncini Lego.

Passaggio 5:

ESPLORAZIONE - GIACIMENTO - DIAPOSITIVA 5

Spiegherete agli studenti che cos'è un giacimento di un minerale da sfruttare e che la società ha bisogno di questi minerali, come rame o litio, per sostenersi e prosperare.

Secondo compito: il procedimento è simile a quello del compito precedente, con la sola differenza che si dovranno aggiungere anche i mattoncini Lego rossi che rappresentano il minerale da sfruttare.

Passaggio 6:

ESTRAZIONE MINERARIA – DIAPOSITIVA 6

Introdurrete brevemente gli studenti al tema dell’estrazione mineraria usando la diapositiva 6.

Terza attività: sessione di domande e risposte (Q&A) sull’estrazione mineraria.

Mostrerete agli studenti il video sull’estrazione mineraria dentro BetterGeo (il link al video è nella presentazione) o giocherete voi stessi. Nel corso del video o durante il gioco, farete commenti e porrete diverse domande. Se necessario, potrete mettere il video in pausa.

Userete una bussola magnetica come strumento per l'esplorazione, poiché vi aiuterà a localizzare un giacimento di ferro reagendo alla sua vicinanza. Per prima cosa dovrete trovare questo giacimento.

Domande da porre durante il video o la sessione di gioco:

O&A: Una volta nei pressi del giacimento di ferro, chiederete agli studenti se notano differenze tra la roccia sopra (più chiara e maculata) e il giacimento di ferro (più scuro e striato).

• Dovrete estrarre parte del giacimento di ferro.

Q&A: Che cosa vedono gli studenti nel terreno dopo l’attività estrattiva? Cosa possiamo fare al riguardo nel gioco? E nella realtà?

• Dovrete procedere con la lavorazione del minerale da sfruttare, andando alla fonderia.

Q&A: Di cosa avete bisogno per iniziare la fusione? (suggerimento: una fonte di calore).

• In questo caso, il carbone sarà già nella fonderia. Metterete il minerale estratto nella fonderia e chiuderete lo sportello. A processo iniziato si vedrà il gas fuoriuscire dal camino della fonderia e, nelle vicinanze, comparirà della cenere.

Q&A: Chiederete agli studenti se pensano che il gas e la cenere siano nocivi per l'ambiente. Che cosa possiamo fare al riguardo nel gioco e nella realtà?

• Mostrerete loro il depuratore dei gas di combustione che può essere installato sulla fonderia e così prevenire la diffusione dell'inquinamento.

Q&A: Che cosa è successo ora al gas? Possiamo fare qualcosa di simile nella realtà?

• Aprirete la fonderia e guarderete il risultato: avrete ottenuto del ferro, che è una materia prima, ma anche alcuni materiali di scarto.

Passaggio 7:

LAVORAZIONE – DIAPOSITIVA 7

Racconterete brevemente come e dove è possibile lavorare i minerali da sfruttare.

Quarto, quinto e sesto compito: Questi compiti necessitano di alcune elaborazioni matematiche. Se lo riterrete necessario, quindi, dovrete aggiornare i concetti matematici necessari all’inizio dell’attività specifica. Ogni gruppo riceverà il sacchetto più piccolo con diverse quantità di mattoni rossi (2, 4 o 8). Gli studenti dovranno poi seguire le istruzioni sul foglio di lavoro.

Al termine, controllerete insieme i risultati ottenuti dai gruppi (contenuto percentuale e prezzo del minerale), con l’aiuto anche delle animazioni presenti sulla diapositiva per ogni quantità di mattoni rossi (2, 4 o 8). Parlerete dei diversi contenuti di minerali sfruttabili presenti nei giacimenti e quando è economicamente vantaggioso procedere con l’estrazione mineraria.

Passaggio 8:

LAVORAZIONE – DIAPOSITIVA 8

Spiegherete brevemente agli studenti quali sono le materie prime primarie e quali quelle secondarie, soffermandovi sulle differenze principali. Ricorderete agli studenti la lavorazione osservata nel video o durante la sessione di gioco.

Mostrerete quindi agli studenti un video sulla scomparsa del rame. Discuterete e analizzerete con gli studenti l'importanza dell’estrazione mineraria per la società moderna.