94211 - LABORATORIO DI DIDATTICA DELLA CHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di fornire conoscenze e strumenti metodologici necessari per orientarsi verso la didattica in ambito chimico con un approccio integrato, trasversale e interdisciplinare con gli ambiti biologico e geologico. Al termine del corso, lo studente è in grado di mettere a frutto gli aspetti metodologici necessari per organizzare individualmente e collegialmente un percorso formativo nelle scienze chimiche integrato con le discipline biologiche e geologiche e consolida la propria dimestichezza con le elementari procedure chimiche. In particolare: (a) utilizza in sicurezza le sostanze chimiche; b) è capace di raccogliere ed elaborare dati sperimentali di natura chimica; (e) comprende la correlazione fra osservazioni sperimentali e principi scientifici; (f) è in grado di impostare correttamente una relazione scientifica su un processo o una procedura chimica; (g) è in grado di pianificare una didattica integrata con le procedure sperimentali e osservative nel campo della chimica.

Contenuti

Il corso si articolerà in sei sezioni. Ciascuna di esse avrà degli ancoraggi a percorsi didattici sviluppati o sviluppabili nel campo delle altre discipline affrontate nel corso integrato. Non tutte le sezioni verranno svolte in aula/laboratorio ma si svilupperanno attraverso un percorso asincrono sulla piattaforma Virtuale.

1) Definizioni e inquadramento teorico.  L’attività laboratoriale come simulazione didattica dei processi che guidano la ricerca scientifica. Individuazione delle parti principali di un percorso scientifico: individuazione di un problema, definizione di una ipotesi, progettazione di un esperimento, raccolta ed elaborazione dei dati, espressione del risultato, valutazione dell’ipotesi iniziale. La comunicazione del lavoro di laboratorio: report e relazioni. Possibili modalità delle attività laboratoriali nel contesto del problem solving. Il valore dell’esperienza laboratoriale nel miglioramento degli apprendimenti

2) Introduzione. Caratteristiche e proprietà dei principali composti inorganici. Le trasformazioni chimiche nella formazione e dissoluzione di alcuni Sali inorganici. Solubilità dei Sali ed effetto dall’acidità del sistema (pH). Valutazione dell’effetto del pH sulla solubilità di alcune tipologie di Sali (carbonati, ossalati, solfati, solfuri, cloruri). Tipi di legami coinvolti nella formazione dei cristalli. Struttura cristallina e sua relazione con le proprietà dei Sali

3) Caratteristiche e proprietà dei principali composti organici. Principali gruppi funzionali e classificazione delle sostanze organiche. Legami e formule di struttura di semplici composi organici. Cenni alla nomenclatura. La combustione degli idrocarburi.

4) Elaborazione del dato sperimentale. Concetti matematici e statistici di base per stimare l’incertezza di misura e la propagazione degli errori. Distribuzione di Gauss; intervallo di confidenza; cifre significative; test di significatività; metodi di calibrazione; regressione lineare; parametri di qualità di una misura; i test statistici di significatività. Utilizzo di fogli di calcolo per la rappresentazione e l’elaborazione dei dati sperimentali.

5) Interazione luce-materia. La radiazione elettromagnetica. Assorbimento ed emissione. Il fenomeno dell’assorbimento della radiazione luminosa da parte delle molecole. Interazione luce-materia a scopo di indagine chimica qualitativa e quantitativa. Sistemi di misura dell’assorbimento della luce: UV-VIS, NIR, Chemiluminescenza.

6) Dai repertori bibliografici all’aula. Si tratta di una attività nella quale a partire da pubblicazioni di vario genere si opererà la loro trasposizione didattica elaborando una unità didattica laboratoriale su un argomento di carattere interdisciplinare.

Attività laboratoriali

Per ognuno degli argomenti trattati è prevista una attività laboratoriale pratica o di rielaborazione di dati sperimentali. Quasi tutte le attività prevedono una parte di progettazione autonoma da parte degli studenti, assistita dai docenti. Tra le possibile tematiche che potranno essere affrontate in attività laboratoriali si possono individuare: metodo scientifico ed esperienza di laboratorio; preparazione e reazioni di alcuni sali; studio dei processi di erosione; una particolare reazione di ossidazione: la combustione; elaborazione dei dati con fogli di calcolo; determinazione di sostanze di interesse biologico per via spettrofotometrica; progettazione e sperimentazione di una unità didattica laboratoriale

Testi/Bibliografia

Testi organici relativi agli argomento dell'insegnamento non sono facilmente reperibili.

Si suggerisce come valido strumento di consultazione:

Rinaldo Cervellati, Daniela Perugini. Guida alla didattica della Chimica nella Scuola Secondaria Superiore. Zanichelli

Per gli aspetti maggiormente legati alla trasposizione didattica laboratoriale, oltre alle dispense dei docenti, saranno forniti articoli, capitoli di libri e altri materiali dalla letteratura specialistica da parte dei docenti.

Metodi didattici

Dal punto di vista metodologico si affiancherà la presentazione dei diversi argomenti alla loro trasposizione didattica in un contesto laboratoriale con una particolare attenzione alle possibili connessioni inter e transdisciplinari.

Il lavoro in aula sarà condotto, per alcune parti, adottando una didattica attiva e collaborativa. Alcune attività saranno svolte in modalità cooperativa dando il massimo spazio alla progettazione autonoma del lavoro da parte degli allievi

Alcuni argomenti verranno completati o arricchiti per mezzo di attività individuali o di gruppo supportate su piattaforma Virtuale e Teams.

In particolare, l'attività didattica ruoterà attorno a 3-4 focus relativi a un corrispondente numero di tematiche tra quelle indicate fra i contenuti dell'insegnamento. Su Virtuale è disponibile una serie di lezioni di autoapprendimento sui medesimi argomenti corredate da materiale di supporto e approfondimento. Al termine di ogni focus/lezione gli studenti, individualmente o in gruppo, dovranno completare le attività previste al termine di ogni lezione che riceveranno un feedback e una valutazione da parte del docente e concorreranno alla valutazione finale

 

Formazione sulla sicurezza: in considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento da parte di tutti gli studenti dei Moduli 1 e 2 in modalità e-learning e la partecipazione al Modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del Modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avverrà tramite un esame orale, integrato con gli altri moduli dell'insegnamento, che prenderà le mosse dal materiale prodotto dallo studente durante lo svolgimento dell'insegnamento (in aula, laboratorio, piattaforma Virtuale) e sulla elaborazione e discussione di una delle attività laboratoriali svolte. Saranno considerati sia gli aspetti metodologici didattici, sia quelli strettamente disciplinari.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, lavagna luminosa, personal computer, videoproiettore, presentazioni power-point, attrezzature didattiche di laboratorio, piattaforma di e-learning "Virtuale", strumenti collaborativi on line (Teams, Google Drive, One Drive)

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Sergio Zappoli

Consulta il sito web di Dora Melucci