finalità formative obiettivi didattici - i.i.s. bruno
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LICEO SCIENTIFICO STATALE “GIORDANO BRUNO” VENEZIA – MESTRE Anno scolastico 2011 – 2012 CLASSE: QUARTA sez. B (corso sperimentale scientifico, naturalistico) DISCIPLINA: SCIENZE NATURALI - CHIMICA INSEGNANTE: Medici Mara PREREQUISITI Per poter affrontare in modo corretto lo studio dei contenuti disciplinari di quest’anno scolastico, occorre che gli alunni siano in possesso di quei prerequisiti che sono stati individuati come obiettivi conseguiti e/o consolidati nel corso dei precedenti anni scolastici. Le prime lezioni sono state dedicate al ripasso degli argomenti che ritengo indispensabili per poter affrontare quelli dell’anno in corso, anche per permettere agli alunni di consolidare e omogeneizzare il possesso delle conoscenze suddette. CONTENUTI/CONOSCENZE Sono l’insieme di fatti, principi, teorie e pratiche, relative a un settore di studio o di lavoro; le conoscenze sono descritte come teoriche e/o pratiche. Indicano il risultato dell’assimilazione di informazioni attraverso l’apprendimento. ABILITA’ Indicano le capacità di applicare conoscenze e di usare know-how per portare a termine compiti e risolvere problemi; sono descritte come cognitive (uso del pensiero logico, intuitivo e creativo) e pratiche (che implicano abilità manuali e l’uso di metodi, materiali, strumenti). COMPETENZE Indicano la comprovata capacità di usare conoscenze, abilità e capacità personali, sociali e/o metodologiche, in situazioni di lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e/o personale; sono descritte in termini di responsabilità e autonomia. Le reazioni chimiche Equazioni chimiche Calcoli stechiometrici Velocità ed equilibrio di una reazione Bilanciare una reazione chimica Descrivere la relazione tra velocità di reazione e concentrazione dei reagenti Spiegare la cinetica di reazione alla luce della teoria degli urti Definire il ruolo di un catalizzatore in relazione all’energia di attivazione di una reazione Descrivere l’equilibrio delle reazioni reversibili Le teorie sugli acidi e le basi La ionizzazione dell’acqua e Kw Il pH Classificare correttamente una sostanza come acido/base Assegnare il carattere acido o basico di una soluzione in base ai valori di [H+] o [OH-] Calcolare il pH conoscendo la concentrazione delle soluzioni acide o basiche Conoscere l’uso degli indicatori in soluzione per indagare le proprietà acide o basiche di una soluzione Riconoscere il carattere endo/esotermico di una reazione nota la dipendenza di Keq dalla temperatura Stabilire il senso in cui procede una reazione noti i valori di Keq e il carattere eso o endotermico di una reazione Spiegare l’azione dei diversi parametri che influenzano la velocità di reazione (temperatura, concentrazione, pressione, superficie di contatto, presenza dei catalizzatori). Definire l’energia di attivazione e la natura dei catalizzatori Individuare il carattere acido, basico o neutro di una soluzione sulla base della scomposizione delle diverse sostanze in soluzione acquosa. CONTENUTI/CONOSCENZE Le ossidoriduzioni ABILITA’ COMPETENZE Riconoscere in una reazione di ossidoriduzione, l’agente che si ossida e quello che si riduce Scrivere le equazioni redox bilanciate sia in forma molecolare sia in forma ionica Comprendere che le reazioni redox spontanee possono generare un flusso di elettroni Comprendere l’importanza delle reazioni redox nella produzione di energia. Interpretare il trasferimento di elettroni in una reazione di ossido-riduzione dal punto di vista energetico FINALITA’ FORMATIVE - OBIETTIVI DIDATTICI L'insegnamento di questa disciplina di portare gli allievi ad avere una visione evoluzionistica della dinamica degli organismi viventi, degli ambienti, della storia della Terra e della storia umana; a riconoscere, individuare e descrivere gli aspetti unitari e fondamentali dei processi biologici. Si propone, altresì, di far loro acquisire la consapevolezza della continua evoluzione delle problematiche e delle conoscenze scientifiche. Per questo alla fine dell'anno scolastico mi propongo di portare gli allievi: a) b) c) d) e) f) a consolidare l’utilizzo del metodo scientifico ad acquisire alcune conoscenze essenziali ed aggiornate nei vari campi delle scienze naturali ad acquisire determinate conoscenze sulla specie umana, specialmente in campo sanitario ad acquisire la capacità di comprendere ed usare il linguaggio scientifico, quale contributo alla formazione linguistica saper approfondire in modo autonomo le conoscenze scientifiche e riconoscere l'attendibilità delle informazioni a valutare criticamente le affermazioni proprie ed altrui METODI – MEZZI Partendo da ciò che più concretamente può stimolare la curiosità e l’intuizione, da esperienze facilmente comprensibili, dall’operatività (ove sarà possibile) si indirizzerà gli alunni alla sistematicità. Per evitare che ciò rimanga sconnesso ed occasionale gli alunni dovranno impadronirsi di conoscenze precise ed essenziali: pertanto, i risultati delle osservazioni e delle conoscenze acquisite mediante i procedimenti attivi verranno integrati con l’utilizzazione critica di informazioni ricavate dalla lezione frontale, dalla lettura e dalla consultazione di uno o più libri e dal ricorso a mezzi audiovisivi. PROGRAMMAZIONE DEGLI INTERVENTI FORMATIVI Nella scelta degli ARGOMENTI, indicati nei programmi ministeriali, ho privilegiato quelli che ritengo indispensabili per comprendere in modo graduale il fenomeno vita e soprattutto quelli che generano interesse negli studenti, al fine di stimolare le loro capacità di intuizione e di motivarli all'apprendimento. Per alcune attività sono previste prove pratiche di laboratorio. Per ogni unità didattica sono previste prove di verifica (orale o scritta) ed eventuali interventi di recupero in itinere. La SCANSIONE TEMPORALE e la trattazione degli argomenti potrà subire modifiche in base alla risposta degli allievi e alle attività programmate dal Consiglio di Classe. Si prevede che i primi 9 moduli verranno trattati nel I Quadrimestre. MODULO CONTENUTI/CONOSCENZE 1 Il carbonio ed i suoi composti 2 Gli elementi chimici legati alle molecole organiche I gruppi funzionali 3 Glucidi; Lipidi; Protidi e loro funzioni; Enzimi; Nucleotidi; DNA ed RNA 4 Mitocondri e cloroplasti. Energia e organismi viventi Funzione dell’ATP nelle cellule 5 Il metabolismo cellulare Reazione di demolizione del glucosio Processi aerobici e anaerobici Prodotti della glicolisi 6 Respirazione cellulare Tipi di fermentazione 7 Metabolismo dei grassi e delle proteine Anabolismo e catabolismo ABILITA’ Definire le proprietà chimico fisiche dell’atomo di Carbonio; definire un idrocarburo ed un suo isomero; individuare le formule generali e le proprietà di alcani, alcheni ed alchini; definire un idrocarburo ciclico. Definire le proprietà degli elementi chimici legati alle molecole organiche Spiegare la natura dei principali gruppi funzionali presenti nelle molecole organiche. Scrivere e denominare le formule dei principali gruppi funzionali. Descrivere l’utilizzazione pratica o la funzione biologica dei principali composti organici. Spiegare la funzione degli enzimi e delle proteine. Illustrare la struttura e le funzioni di DNA e RNA. Descrivere le caratteristiche funzionali dei due tipi di organelli Mettere a confronto le caratteristiche di un sistema aperto con uno chiuso. Descrivere in che modo la molecola di ATP può cedere energia Illustrare le tappe di una reazione di fosforilazione Scrivere la reazione generale di demolizione del glucosio in presenza di ossigeno Riassumere il processo della glicolisi nelle sue linee generali Spiegare quali caratteristiche strutturali dei mitocondri sono alla base delle loro peculiarità funzionali Descrivere i meccanismi che regolano i processi chemiosmotici Riassumere i passaggi del processo di respirazione cellulare in cui la cellula perde o ricava energia. Spiegare l’importanza per la cellula del ciclo di Krebs e del trasporto finale di elettroni Evidenziare le caratteristiche dei processi di fermentazione citando alcuni prodotti finali. Distinguere tra anabolismo e catabolismo Calcolare il guadagno energetico complessivo che si ottiene al termine dalla demolizione completa di una mole di glucosio. COMPETENZE Riconoscere i composti saturi ed insaturi dalla formula di struttura Individuare, anche in molecole complesse, la presenza dei diversi gruppi funzionali che la compongono Riconoscere le principali reazioni che interessano i gruppi funzionali. Distinguere le principali differenze di struttura delle molecole organiche. Spiegare la funzione dei diversi tipi di molecole organiche Riconoscere le caratteristiche funzionali dei due tipi organelli. Evidenziare il ruolo degli organismi fotosintetici all’interno di un sistema aperto quale il nostro pianeta Mettere in relazione la cessione di energia da parte dell’ATP con la possibilità per la cellula di compiere reazioni endoergoniche Mettere a confronto il guadagno energetico derivante dall’ossidazione completa del glucosio e dalla fermentazione Evidenziare la centralità dei processi glicolitici nei processi metabolici di tutti gli organismi viventi Riconoscere quali delle nove tappe della glicolisi sono da considerarsi endoergoniche e quali esoergoniche Analizzare le tappe fondamentali del ciclo di Krebs evidenziando quelle esoergoniche. Spiegare perché la riduzione dell’anidride carbonica determini la formazione di una molecola ricca di energia. Spiegare perché la reazione generale della respirazione aerobica è una reazione di ossido-riduzione. Spiegare il ruolo fondamentale dell’ossigeno al termine del trasporto finale di elettroni Spiegare in che modo nei processi metabolici del glucosio siano coinvolti anche i grassi e le proteine MODULO CONTENUTI/CONOSCENZE ABILITA’ COMPETENZE 8 Fotosintesi clorofilliana e suoi prodotti Cellule chemiosintetiche e fotosintetiche Reazione di fotosintesi Tappe che portano alla formazione del glucosio. Caratteristiche fisiche della luce Importanza e peculiarità dei pigmenti fotosintetici Concetto di fotorespirazione L’organizzazione corporea dei mammiferi Distinguere una cellula chemiosintetica da una fotosintetica Scrivere l’equazione generale del processo di fotosintesi Spiegare perché una cellula fotosintetica ha bisogno dell’energia solare Spiegare che cosa si intende per fissazione del carbonio Spiegare la funzione dei pigmenti e la relazione tra pigmenti e lunghezza d’onda della luce solare. Sottolineare le relazioni tra fotosintesi e respirazione cellulare. Riassumere il processo della fotorespirazione Analizzare lo spettro elettromagnetico delle radiazioni solare mettendo in risalto le peculiarità delle radiazioni luminose Riconoscere l’importanza dell’acqua e della fotosintesi clorofilliana per la comparsa della vita. Spiegare in che modo le piante che vivono in climi aridi riescono a evitare la perdita eccessiva di acqua Elencare le principali cavità del corpo umano specificando gli organi in esse contenuti Spiegare come fanno gli organismi ectotermi ed endotermi a procurarsi energia Descrivere l’organizzazione gerarchica della struttura corporea degli animali Elencare le diverse tipologie di tessuto evidenziandone le caratteristiche Spiegare il concetto di omeostasi Spiegare perché gli organismi di piccole dimensioni hanno maggiori difficoltà nell’attuare l’omeostasi Spiegare il significato di metabolismo Spiegare come funziona un meccanismo a feedback negativo Conoscere e descrivere in dettaglio gli organi, le caratteristiche ed il funzionamento dei principali apparati e sistemi umani. Descrivere le principali patologie dei diversi apparati. Elencare gli esami ai quali è possibile sottoporsi per individuare in maniera preventiva l’eventuale insorgere di malattie inerenti i diversi apparati. Motivare la maggiore efficienza del corpo degli endotermi rispetto a quello degli ectotermi 9 Organismi ectotermi ed endotermi 10 11 12 I tessuti del corpo umano: epiteliale, connettivo, muscolare, nervoso Omeostasi e Metabolismo corporeo Sistemi di integrazione e controllo Meccanismo a feedback Principi di anatomia e di fisiologia dei principali apparati e sistemi umani: digerente, respiratorio, circolatorio, escretorio, ormonale, riproduttivo, nervoso. Specificare le funzioni dei diversi tipi di funzione mettendole in relazione alle cellule Riconoscere le differenti azioni regolatrici del sistema nervoso e di quello endocrino Spiegare con precisione il processo della contrazione muscolare, esplicitando il consumo di ATP. Descrivere, anche dal punto di vista chimico, il sistema di comunicazione tra cellula nervosa e fibra muscolare. Mettere in relazione i tre tipi di ossa dello scheletro umano con le rispettive funzioni. Spiegare come avviene la corretta deglutizione del cibo senza che si rischi il soffocamento. Seguire il percorso e le trasformazioni delle sostanze che compongono gli alimenti fino al momento del loro passaggio nella corrente sanguigna. Correlare l’inspirazione e l’espirazione con i relativi eventi. Spiegare come avvengono, a livello dei capillari, gli scambi delle sostanze utili alle cellule e dei rifiuti metabolici. Mettere in relazione la produzione degli ormoni delle diverse ghiandole con la liberazione di ormoni ipofisari. Comprendere le differenze strutturali e funzionali tra sistema nervoso autonomo simpatico e sistema nervoso autonomo parasimpatico e l’importanza dell’integrazione attuata dai circuiti cerebrali MODULO CONTENUTI/CONOSCENZE 13 Una dieta corretta: molecole nutritive indispensabili, amminoacidi essenziali, classificazione e funzione delle vitamine; caratteristiche di una alimentazione varia e adeguata al proprio organismo. 14 16 Alcoolismo. Tabagismo. Tossicodipendenze Fasi dello sviluppo umano Il sistema immunitario; le vaccinazioni e le analisi Le malattie batteriche e virali Le malattie congenite, acquisite ed ereditarie Cancro e risposta immunitaria Epidemia, pandemia ABILITA’ Descrivere il valore energetico delle diverse classi di composti organici Spiegare che cosa si intende per amminoacidi essenziali. Mettere in evidenza l’utilità delle vitamine e delle sostanze inorganiche nell’alimentazione. Conoscere la patologia di origine di alcune malattie d’importanza sociale. Spiegare il significato genetico della fecondazione Descrivere le differenze tra fecondazione naturale e assistita. Definire quali tessuti e strutture uterine sono di origine materna e quali di origine fetale Specificare quali sostanze possono attraversare o non attraversare la placenta. Spiegare da dove derivano le cellule fetali analizzate dall’amniocentesi e dalla biopsia dei villi coriali Descrivere gli eventi principali durante i tre trimestri di gravidanza Distinguere tra gemelli biovulari e monovulari Distinguere tra difesa non specifica e difesa specifica. Individuare i principali tipi di globuli bianchi. Spiegare come avviene il differenziamento dei globuli bianchi a partire dalle cellule staminali. Elencare quali sono le vaccinazioni obbligatorie o consigliate in Italia. Descrivere la struttura di un anticorpo e spiegare la sua modalità d’azione contro gli agenti invasori. Spiegare il modello di selezione clonale. Definire il termine allergene. Distinguere i diversi tipi di trasmissione delle malattie. Descrivere le diverse malattie a trasmissione sessuale, distinguendo tra quelle batteriche e quelle virali Elencare gli esami ai quali è possibile sottoporsi per individuare in maniera preventiva l’eventuale insorgere di un tumore. Distinguere tra epidemia e pandemia. LIBRI DI TESTO CHIMICA: Valitutti Tifi - Le idee della Chimica - II edizione Ed Zanichelli Volume unico BIOLOGIA: Curtis Barnes - Invito alla biologia VI edizione Ed. Zanichelli COMPETENZE Spiegare l’importanza per il benessere fisico di ingerire le sostanze che il nostro corpo non è in grado di sintetizzare Mettere in relazione alcune malattie del sistema digerente con un errato stile alimentare. Comprendere che il benessere fisico e psichico dell’uomo dipende da un’alimentazione sana e adeguata alle proprie necessità. Evidenziare l’influenza che hanno sul sistema cardiovascolare il tipo di alimentazione, il fumo e l’esercizio fisico. Riconoscere l’importanza della prevenzione. Mettere in relazione i tre tessuti embrionali con gli organi che essi andranno a produrre. Ipotizzare le cause ormonali e fisiologiche di sterilità maschile e femminile. Giustificare le norme igieniche e comportamentali da tenere durante la gravidanza mettendole in relazione con le fasi dello sviluppo umano. Evidenziare l’importanza per il corpo umano di «ricordare» la struttura molecolare degli agenti patogeni con cui è già venuto in contatto. Mettere in relazione la funzione delle cellule della memoria con i vaccini. Riconoscere i vantaggi derivati dalla diffusione delle vaccinazioni nel mondo. Riconoscere l’importanza delle difese immunitarie. Spiegare le cause e le principali conseguenze delle reazioni allergiche. Evidenziare l’importanza del riconoscimento del self in relazione all’esistenza delle malattie autoimmuni Riconoscere analogie e differenze tra i diversi tipi di malattie. Spiegare le conseguenze delle diverse malattie a trasmissione sessuale e le possibili cure Giustificare le norme igieniche e comportamentali da tenere per prevenire l’insorgere di malattie. VERIFICHE E VALUTAZIONI Gli strumenti per la verifica saranno i seguenti: Test (a risposta fissa, a scelta multipla, corrispondenze, completamenti) per gli obiettivi specifici relativi alle singole unità didattiche, in modo da programmare eventuali interventi di recupero; Questionari, anche con domande a risposte aperte, relazioni di laboratorio, di interpretazione di grafici e tabelle per verificare il grado di raggiungimento degli obiettivi più complessi e rendere più oggettiva l’attribuzione finale di un giudizio. La valutazione si baserà sui giudizi indicati nel P.O.F , le abilità da valutare saranno comunicati agli alunni prima di ogni prova. Per ciascuna prova si determina il punteggio minimo per raggiungere la sufficienza, che per lo più il 60% della somma dei punteggi dei singoli quesiti; il voto massimo (10) verrà attribuito alla prova totalmente corretta (tenendo conto anche di modalità originali o brillanti di risoluzione), il voto minimo (1) verrà attribuito in caso di prova non svolta, il voto successivo (2) riguarderà prove svolte in modo completamente errato, si suddivideranno poi i punteggi in modo tale da ottenere una adeguata progressione degli altri voti. Colloqui orali: serviranno per verificare l’acquisizione di conoscenze e di capacità di rielaborazione personale relativamente agli argomenti trattati con particolare attenzione all’uso di un linguaggio chiaro e preciso; saranno indirizzati prevalentemente alla verifica del sapere e alla capacità di esporre con un linguaggio rigoroso ed appropriato. Valutazione del colloquio orale: voto descrittori 1-2 Non partecipa al colloquio orale 3 Non possiede alcuna conoscenza essenziale Usa una terminologia inadeguata Possiede scarse conoscenze essenziali 4 Non riesce a seguire la traccia proposta Ha una preparazione esclusivamente mnemonica e frammentaria Usa i termini in modo incerto 5 Possiede solo alcune delle conoscenze essenziali Ha una preparazione mnemonica ma, se guidato, dimostra di aver assimilato parzialmente i contenuti Ha un corretto uso dei termini essenziali, ma l’esposizione non è sempre chiara 6 Possiede conoscenze essenziali Risponde in modo pertinente e svolge l’argomento in maniera appropriata seppur con qualche aiuto Comprende i contenuti che dimostra di aver sufficientemente assimilato voto descrittori Le conoscenze essenziali sono corrette 7 Riesce a svolgere autonomamente l’argomento, anche se non sempre in modo sicuro Comprende i contenuti che dimostra di aver assimilato Usa i termini generali in modo corretto e abbastanza pertinente L’uso dei termini essenziali è corretto e l’esposizione è sempre chiara e coerente 8 Le conoscenze sono complete e abbastanza precise Si attiene alle domande e risponde con autonomia ed in modo esauriente L’uso dei termini è adeguato, ricco e fluido 9 Le conoscenze sono complete e precise Sa selezionare tra diverse ipotesi la più funzionale rispetto al quesito posto Sa individuare i concetti chiave e stabilire i collegamenti Dimostra padronanza terminologica e sicurezza espositiva 10 Le conoscenze sono complete, dettagliate e approfondite Sa selezionare in modo autonomo la più funzionale tre diverse ipotesi Dimostra capacità di generalizzare di fronte a situazioni nuove Per sviluppare negli alunni la capacità di autovalutazione li inviterò, alla fine di ogni prova, ad esprimere un giudizio serio e motivato sul loro operato. Questo mi permetterà, anche, di valutare il livello di raggiungimento di uno degli obiettivi trasversali e cioè l'acquisizione dello spirito critico, nel rispetto delle opinioni altrui. La valutazione complessiva sarà comunicata agli alunni alla fine di ogni prova sostenuta. La valutazione finale terrà conto delle competenze specifiche, dell’attenzione e dell’impegno dimostrato, anche degli interventi durante la lezione e/o del puntuale svolgimento di esercizi assegnati quale rinforzo, dei progressi realizzati rispetto ai livelli iniziali, delle capacità e della volontà di recupero dimostrate. La preparazione dell’alunno sarà sufficiente se avrà raggiunto almeno gli obiettivi minimi precedentemente descritti. Mestre, 20 ottobre 2012 Prof.ssa Mara Medici
