MIGLIORAMENTO DEGLI APPRENDIMENTI DI BASE E
VALUTAZIONE INTERNAZIONALE OCSE-PISA
MODULO DI FORMAZIONE SCIENZE
SEMINARIO del 6 dicembre 2005
Gruppo I
Conduttori: Rosarina CARPIGNANO e Daniela LANFRANCO
Nomi dei
partecipanti
ARENARI Ileana
CARLETTI Emilia
CEDRINI Elena
MUSSANO Cristina
OLIVERO Anna Maria
PALMUCCI Guido
QUAGLIOTTI Francesca
RINALDI Anna
SIMONINI Anna Maria
Scuola
ITG Rubens - Biella
LS Gramsci - Ivrea
LST Ferrari - Torino
SE DD2° Circolo - Savigliano
SMS Muzzone - Racconigi
ITGC Baruffi - Ceva
IP Arte - Torino
SMS Muzzone - Racconigi
LS Gramsci - Ivrea
Attività del mattino
1. Accoglienza e conoscenza. I conduttori ed i corsisti si sono reciprocamente presentati
illustrando brevemente il loro ruolo nella scuola.
2. Finalità OCSE-PISA. Tramite una breve presentazione in power point sono state ricordate
le finalità e gli obiettivi del progetto. E’ seguito un momento di discussione per verificare
che tali finalità fossero condivise da tutti i componenti del gruppo.
3. Esame del quesito MAIS. I corsisti sono stati invitati a prendere visione del quesito e a
farne una lettura critica relativamente ai seguenti aspetti:
- linguaggio
- conoscenze sottese
- competenze richieste
I corsisti si sono riuniti in piccolissimi gruppi (due o tre persone), hanno analizzato il
quesito e ne hanno discusso tra loro. Con attività di brain storming sono state raccolte le
varie osservazioni e sono state riportate sulla lavagna le parole chiave individuate per i vari
aspetti. E’ emerso quanto segue.
Linguaggio: il testo iniziale è troppo lungo e contiene termini difficili. Nella domanda 1
origina confusione il fatto che si faccia riferimento ad una figura quando invece c’è una
tabella. Nella domanda 2 il modo con cui è formulato il quesito farebbe pensare che manchi
una sostanza nei reagenti, mentre poi viene chiesto di indicare come mancante un prodotto
di reazione. Nella domanda 3 ritorna l’equivoco figura/tabella e la tabella stessa non è molto
chiara. Ci si è inoltre chiesto se quando i quesiti vengono presentati agli studenti sono
effettivamente precisati tipo di quesito, processo, argomento e situazione che, a parere dei
corsisti, sarebbe un ulteriore fonte di confusione.
Conoscenze: la risposta alla domanda 1 prevede che siano note le reazioni chimiche del
metabolismo energetico che avvengono nel citoplasma (glicolisi) e nei mitocondri
(respirazione cellulare). Per la domanda 2 è necessario che gli studenti conoscano il processo
della fotosintesi clorofilliana, mentre per la domanda 3 non è richiesta nessuna conoscenza
particolare poiché non è indispensabile il concetto di concentrazione (ci si può arrivare per
intuito), né che siano noti i gas citati.
Competenze: la risposta alla domanda 1 richiede un percorso concettuale non immediato:
il mais è un cereale → i cereali contengono carboidrati → i carboidrati nei processi digestivi
vengono demoliti a zuccheri semplici → il glucosio è uno zucchero semplice → negli
organismi aerobi il glucosio viene demolito a diossido di carbonio e acqua, viene consumato
ossigeno e si produce molta energia. La domanda 2 è di stretta conoscenza e come tale non
richiede competenze. La domanda 3 richiede che gli studenti riconoscano che i dati forniti
sono legati tra di loro da un rapporto matematico (per poter comprendere il quesito) e che
ragionino sulle opzioni della scelta multipla per individuare la variabile mancante.
4. Presentazione da parte di ogni insegnante, a vari livelli, del modo con cui affrontano in
classe i contenuti presenti nel quesito. I corsisti hanno brevemente illustrato le modalità ed il
livello di approfondimento con cui trattano gli argomenti in discussione. Ne è emerso un
panorama completo dalla scuola elementare, alla secondaria di primo grado, alla secondaria di
secondo grado (vari indirizzi).
5. Esame di alcuni testi scolastici. Il gruppo di lavoro ha convenuto che buona parte della
difficoltà del quesito sta nel fatto che le domande riguardano fenomeni simili, strettamente
correlati tra di loro, ma che, probabilmente, vengono trattati in tempi separati (respirazione
cellulare e fotosintesi) e anche da insegnanti diversi (combustione). Sono stati quindi
esaminati alcuni testi scolastici e si è verificato che, nella maggior parte dei casi, non sono
assolutamente evidenziati i collegamenti tra i vari fenomeni. Fa eccezione il testo Casagranda,
Fantini, Menotta, Monesi, Piazzino – 15 Moduli per lo Studio delle Scienze della Natura –
Italo Bovolenta Ed. nel quale non solo il collegamento è ben rimarcato, ma anche evidenziato
a livello grafico.
6. Confronto tra fenomeni simili appartenenti didatticamente a discipline diverse
(combustione/respirazione). Il gruppo di lavoro ha approfondito le problematiche relative
ai due fenomeni soprattutto relativamente alla trattazione didattica ai vari livelli scolari. E’
stato fatto notare che il grafico, pur estremamente chiaro, è però inesatto in quanto la linea
del tempo dovrebbe essere più lunga nel caso della demolizione dove la reazione avviene
attraverso molti stadi intermedi per generare energie compatibili con la vita delle cellule.
7. Quali modifiche apportare all’insegnamento tradizionale.
A conclusione dei lavori della mattina i corsisti sono stati concordi nel sostenere che vale la
pena di ripensare alle proprie metodologie al fine di verificarne la coerenza con le finalità
del Progetto OCSE-PISA. In linea di massima sono state individuate due strategie
sicuramente indispensabili:
a) apertura tra le discipline nella stessa classe
b) apertura ai problemi della vita quotidiana
Attività del pomeriggio
1.
Presentazione da parte di una corsista del sito ENISCUOLA.NET. Poiché nel corso dei
lavori della mattinata si era parlato di questo sito di cui la Collega è autrice, ad inizio
pomeriggio ne ha illustrato finalità e struttura.
2.
Argomento di lavoro: I CAMBIAMENTI DI STATO
I corsisti, divisi in tre gruppi, sono stati invitati ad illustrare le modalità con cui trattano in
classe questo argomento. I docenti hanno discusso tra di loro, si sono confrontati, hanno
delineato su lucido gli aspetti generali dei loro percorsi e li hanno presentati a tutto il gruppo
di lavoro. La presentazione collettiva ha offerto spunti di discussione relativi a vari aspetti:
metodologie, approccio sperimentale, difficoltà tecniche e/o organizzative, livelli di
approfondimento, ecc. La conduttrice Daniela Lanfranco ha presentato un modello di
percorso sullo stesso tema mettendone in luce alcuni aspetti particolari.
3.
Lavoro per il prossimo incontro. Per il prossimo incontro i corsisti dovranno preparare un
percorso, su un argomento che sarà concordato via e-mail con i conduttori, cercando di
soddisfare le finalità dell’OCSE-PISA.
Allegato: Scheda sulla fusione/solidificazione delle sostanze
FUSIONE E SOLIDIFICAZIONE DI SOSTANZE SOLIDE PURE
CRISTALLINE E AMORFE
Finalità
saper riconoscere i passaggi di stato nei fenomeni del mondo che ci circonda
Obiettivi generali
- saper utilizzare metodiche atte a provocare cambiamenti di fase in una sostanza
- saper riconoscere nei punti di transizione tra fasi diverse i dati caratteristici per l’identificazione
delle sostanze
- saper interpretare microscopicamente una sosta termica
- saper interpretare il fenomeno dell’evaporazione in presenza e in assenza di ebollizione
OBIETTIVI SPECIFICI
La trasformazione
dell’acqua in ghiaccio è
un fenomeno reversibile
che può essere ripetuto
un numero infinito di
volte
La massa non cambia
A parità di massa il
ghiaccio ha un volume
maggiore dell’acqua
liquida
Il fenomeno è
reversibile non solo per
l’acqua, ma anche per
altre sostanze
Si conferma la
conservazione della
massa
A parità di massa il
volume diminuisce
quando la sostanza
solidifica
Le sostanze cristalline
presentano una sosta
termica in
corrispondenza del punto
di fusione,quelle amorfe
no
Utilizzando masse
diverse di sostanza il
punto di fusione non
cambia, ma si allunga il
tratto in cui la
ESPERIENZA
FUSIONE /
SOLIDIFICAZIONE DEL
GHIACCIO
FUSIONE DI
SOSTANZE
SOLIDE PURE
CRISTALLINE
E AMORFE
MODALITA’
Livello semiquantitativo.
Non si costruisce il grafico
temperatura-tempo, ci si limita
ad annotare alcune temperature
in condizioni diverse (ghiaccio,
miscela acqua/ghiaccio, acqua),
in tutto una decina di misure.
Si pesa il recipiente contenente
l’acqua nei due stati di
aggregazione e, con un
pennarello, si indica il livello
dell’acqua e del ghiaccio.
N.B. Si usa acqua distillata.
Livello quantitativo.
In condizioni ottimali si
potrebbero costituire 9 gruppi:
3 fondono una sostanza
cristallina, 3 un’altra sostanza
cristallina, 3 una sostanza
amorfa. I tre gruppi che usano
la stessa sostanza ne utilizzano
quantità diverse.
Si pesa prima e dopo la fusione.
Si indica il livello dopo la
fusione e dopo la successiva
solidificazione. Si costruisce il
grafico
temperatura-tempo
annotando la temperatura ogni
30’.
APERTURE AL
REALE
- Ciclo dell’acqua
- Vita acquatica
- Rottura delle
tubazioni
- Riconoscimento
delle sostanze
cristalline
- Lavorazione del
vetro e delle
materie plastiche
temperatura è costante
La miscela
ghiaccio/sale ha un punto
di fusione più basso del
ghiaccio puro
Si raggiungono
punti di fusione più bassi
con quantità maggiori di
sale.
FUSIONE
DELLA
MISCELA
GHIACCIO /
SALE
Livello qualitativo.
A parità di ghiaccio si
preparano miscele con quantità
variabili di sale. Non è
indispensabile costruire la curva
di fusione, l’importante è
individuare la temperatura
minima raggiunta dalla miscela.
- Sale sulle strade
d’inverno
- Miscele
frigorifere
Con attività di verbalizzazioni scritte individuali e di Brain Storming collettive, attraverso le fasi di
analisi ed interpretazione dei risultati si deve pervenire alla formalizzazione dei seguenti concetti:
Il passaggio di stato da solido a liquido si chiama fusione ed il passaggio inverso
solidificazione
Per ciascuna sostanza la temperatura di fusione e di solidificazione coincidono
Al di sotto del punto di fusione il calore fornito genera un aumento dell’energia cinetica
delle particelle e quindi un aumento di temperatura. In questa fase la sostanza si trova allo stato
solido.
In prossimità del punto di fusione il calore fornito viene invece utilizzato per far avvenire il
passaggio di stato, cioè per spezzare i legami tra gli strati molecolari. Le particelle sono quindi
in grado di scivolare le une sulle altre. Il calore fornito in questo intervallo di tempo si chiama
calore latente di fusione. Il calore latente di fusione viene definito come la quantità di calore
che deve essere fornita ad 1 chilogrammo di sostanza pura per far avvenire il passaggio di stato.
Il valore numerico del calore latente di fusione (calore fornito) è uguale a quello del calore
latente di solidificazione (calore sottratto)
Le sostanze cristalline, nelle quali c’è una disposizione ordinata degli atomi, hanno un punto
di fusione ben netto e la relativa curva di fusione/solidificazione presenta la sosta termica
Le sostanze amorfe, nelle quali c’è una disposizione non ordinata degli atomi, non hanno un
punto di fusione ben netto, ma un intervallo di rammollimento e la loro curva di
fusione/solidificazione è caratterizzata da una crescita più o meno regolare della temperatura.
La temperatura di fusione non dipende dalla massa (poiché è necessaria la somministrazione
di più calore per fondere una quantità maggiore di sostanza, aumenta il calore latente e quindi la
lunghezza del tratto di sosta termica, ma il punto di fusione non varia)
La temperatura di fusione è un dato caratteristico di ogni sostanza pura e può quindi essere
utilizzato per il suo riconoscimento
Durante la fusione/solidificazione la massa si conserva, il volume invece diminuisce nel
passaggio da liquido a solido
Il comportamento anomalo dell’acqua (non giustificabile a livello di scuola media?) fa sì
che, a parità di massa il ghiaccio ha un peso specifico minore dell’acqua liquida e galleggia su
di essa. Ciò ha implicazioni importantissime per la vita sul nostro pianeta perché consente la
vita marina al di sotto dello strato di ghiaccio.
Le miscele saline hanno un punto di fusione più basso del solvente puro. Questo fenomeno
prende il nome di abbassamento crioscopico. Il fenomeno è ampiamente sfruttato durante
l’inverno, quando si butta il sale sulle strade, per prevenire la formazione di strati pericolosi di
ghiaccio.
La miscela acqua/sale è nota come miscela frigorifera ed è utilizzata quando si vogliono
raggiungere temperature inferiori agli 0°C.
