Istituto Tecnico Industriale Statale
Liceo Scientifico opzione Scienze Applicate
Ettore Molinari
www.itis-molinari.eu — [email protected]
Dipartimento di SCIENZE SPERIMENTALI
Anno Scolastico 2016-2017
Piano di Lavoro Disciplinare
di
SCIENZE NATURALI
secondo biennio
liceo scientifico scienze applicate
PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE
COMPETENZE DISCIPLINARI
Competenze
Descrizione competenza
C1
Acquisire l’abitudine a ragionare con rigore logico, ad identificare i problemi
e a individuare possibili soluzioni.
C2
Apprendere concetti, principi e teorie scientifiche anche attraverso esemplificazioni operative di laboratorio.
C3
Usare il linguaggio formale della matematica per esprimere concetti
scientifici.
C4
Leggere e interpretare criticamente i contenuti delle diverse forme di
comunicazione.
C5
Elaborare l’analisi critica dei fenomeni considerati, la riflessione metodologica sulle procedure sperimentali e la ricerca
di strategie atte a favorire la scoperta scientifica.
C6
Utilizzare le tecnologie dell’informazione e della comunicazione per studiare, fare ricerca, comunicare.
CLASSE TERZA
Modulo 1: Chimica U.F. 1: Quantità di sostanza
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
Unità di massa atomica.
Massa atomica e massa molecolare.
Massa molare di elementi e composti.
Mole e Numero di Avogadro.
Calcoli stechiometrici.
Concentrazione molare di una soluzione.
Diluizione di una soluzione a concentrazione
molare nota.
Calcolare la massa atomica e la massa molare
degli elementi chimici.
C1
C2
C3
Laboratorio:
Relazione tra la mole e la massa molare.
Preparazione di una soluzione a concentrazione molare nota.
Diluizione di una soluzione a concentrazione
molare nota.
Calcolare la massa molecolare e la massa molare
di composti.
Svolgere calcoli stechiometrici, usando massa,
massa molare, numero di
moli e numero di Avogadro.
Saper effettuare calcoli
associati alla concentrazione molare di una soluzione e alla diluizione.
U.F.2: Modello elettrostatico dell’atomo.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
Particelle subatomiche e loro caratteristiche.
Primi modelli atomici: da Thomson a Rutherford.
Numero atomico (Z) e numero di massa (A).
Isotopi: concetto di isotopo, stabilità degli isotopi.
Ioni.
Calcolare il numero di
protoni, neutroni ed
elettroni di atomi e ioni.
C1
C2
C3
C5
Ricavare i dati dalla lettura della Tavola Periodica.
U.F. 3: Modello quantistico dell’atomo.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
Natura ondulatoria e corpuscolare della luce.
Bohr e la quantizzazione dell’energia.
De Broglie e la natura dualistica dell’elettrone.
Il Principio di indeterminazione di Heisemberg.
Schrodinger e l’equazione d’onda.
Funzioni d’onda, numeri quantici e orbitali atomici.
Struttura elettronica totale di atomi e ioni.
Struttura elettronica esterna e struttura di
Lewis.
Dedurre la struttura elet- C1
tronica totale di atomi e C2
ioni.
C3
C5
Dedurre la struttura elettronica esterna e la struttura di Lewis di atomi e
ioni.
Laboratorio:
Saggi alla fiamma.
U.F. 4: L’organizzazione della Tavola Periodica.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
La struttura della tavola periodica: relazione
con la struttura dell’atomo.
Proprietà periodiche degli elementi: raggio
atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica ed elettronegatività.
Metalli, non metalli, semimetalli.
Famiglie chimiche: metalli alcalini, metalli alcalino-terrosi, metalli di transizione, calcogeni,
alogeni, gas nobili, lantanidi ed attinidi.
Riconoscere la relazione tra la struttura
dell’atomo e la posizione dell’elemento nella
Tavola Periodica.
C1
Laboratorio:
Famiglie chimiche.
C2
C3
Riconoscere l’andamento C5
delle proprietà periodiche
dall’analisi dei dati riportati nella Tavola Periodica.
U.F. 5: Legami primari.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
Struttura elettronica esterna e stabilità chimica: la regola dell’ottetto.
Il legame covalente.
Formule di struttura secondo il simbolismo di
Lewis.
Legami semplici e multipli.
Elettronegatività dell’atomo e polarità del legame covalente.
Legame ionico.
Legame metallico.
Geometria molecolare secondo la Teoria
VSEPR: molecole tetraedriche, trigonali planari,
angolari, lineari, piramidali.
Polarità delle molecole.
Saper scrivere la formula di struttura dalla
formula bruta.
C1
C2
C3
Saper rappresentare la
geometria di una formula
di struttura.
Prevedere il carattere
polare di semplici molecole.
Laboratorio:
La polarità.
Uso di software per determinare la struttura di
molecole complesse e di aggregati ionici, atomici e molecolari.
U.F. 6: I legami secondari.
Conoscenze e attività didattiche
Interazioni intermolecolari: legami di Van
der Waals (dipolo-dipolo e ione-dipolo),
forze di London (dipolo istantaneodipolo, dipolo istantaneo-dipolo istantaneo) e legame idrogeno.
Abilità
Rappresentare le
interazioni secondarie intermolecolari.
Competenze
C1
C2
C3
U.F. 7: Nomenclatura.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
Classificazione dei composti inorganici: ossidi acidi e basici, perossidi, idrossidi, ossiacidi, idracidi, idruri, sali binari, sali ternari
e sali quaternari. Sali anidri ed idrati. Acqua
di cristallizzazione.
Numero di ossidazione.
Nomenclatura IUPAC e tradizionale.
Indicare il nome IUPAC C1
– tradizionale di semC2
plici molecole dalla
formula bruta e il conC3
trario.
Determinare il numero di
ossidazione di un elemento in un composto.
Laboratorio:
Proprietà degli ossidi.
Calcolo della percentuale di acqua in un sale
idrato.
U.F. 8: Lo stato liquido della materia.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
Calcolare la pressione C1
Elettroliti forti e deboli.
osmotica che agisce in
Miscibilità.
C2
un sistema.
Solubilità, pressione e temperatura.
Proprietà colligative.
C3
Osmosi e pressione osmotica.
Proprietà fisiche: viscosità, tensione superficiale,
tensione di vapore, capillarità.
Laboratorio:
La miscibilità.
La capillarità nei sistemi vegetali.
Modulo 2: Scienze della Terra.
U.F. 1: Mineralogia.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Classificazione dei solidi: cristallini e amorfi;
molecolari, ionici, metallici, covalenti.
Reticoli cristallini e sistemi cristallografici.
Polimorfismo e isomorfismo.
Proprietà fisiche e la scala di Mohs.
Processo di formazione.
Classificazione.
Forme allotropiche del carbonio.
Classificare semplici
C1
campioni di minerali in
base alle loro proprietà C2
fisiche e al reticolo criC4
stallino.
CLIL:
Carbon, an amazingly allotropic element.
Laboratorio:
Riconoscimento dei minerali.
Competenze
C6
U.F. 2: Petrologia.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
Classificazione delle rocce in base
all’origine: magmatiche, sedimentarie e metamorfiche.
Composizione chimica.
Ciclo litogenetico.
Classificare semplici
campioni di rocce.
C1
C2
C4
C6
Aula virtuale:
La formazione dei combustibili fossili.
Educazione alla salute:
Pericolosità dell’amianto.
Laboratorio:
Riconoscimento delle rocce.
Permeabilità delle rocce.
Densità media della crosta terrestre.
U.F. 3: Le deformazioni della crosta terrestre.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Competenze
Formazioni geologiche.
Principi di stratigrafia.
Faglie, pieghe, accavallamenti.
Serie stratigrafiche.
Riconoscere le alterazioni della crosta terrestre dall’analisi di immagini.
C1
C2
C4
C6
Aula Virtuale:
Analisi di formazioni geologiche.
Modulo 3: Biologia
U.F. 1: Le molecole informazionali e il codice genetico.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Struttura del DNA.
Duplicazione del DNA.
Struttura del genoma in procarioti ed eucarioti.
Relazione tra i geni e le proteine.
Funzione e sintesi dell’ RNA.
Codice genetico.
Sintesi proteica.
Mutazioni geniche.
Competenz
C1
C2
C4
C5
CLIL:
How radiations threatens health
Laboratorio:
Estrazione del DNA.
U.F. 2: La regolazione dell’espressione genica.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
Controllo genico nei procarioti.
Controllo genico negli eucarioti.
Regolazione genica differenziale.
Microarray di DNA.
Competenze
C1
C2
C4
C5
CLIL:
Investigating the epigenetic effect.
U.F. 3: Genetica di virus e batteri.
Conoscenze e attività didattiche
Abilità
I batteri: il cromosoma batterico. La genetica Saper preparare una
dei batteri: coniugazione, trasformazione, presentazione PP.
trasduzione.
I virus: ciclo litico e ciclo lisogeno. I retrovirus.
Aula virtuale:
Epidemie moderne di origine virale: AIDS, Ebola,
Zika.
Competenze
C1
C2
C5
UF4: Tecnologie e applicazioni in campo biologico.
Conoscenze
Abilita’
Competenze
Gli strumenti del DNA ricombinante: gli enzimi di restrizione, i vettori plasmidici, le librerie genomiche.
Tecniche di ibridazione e sequenziamento del
DNA.
La PCR.
La clonazione.
Le biotecnologie e loro applicazioni: gli OGM.
Applicare le conoscenze generali di genetica
molecolare
per
l’indagine di alcune malattie genetiche umane.
C1
C2
C5
C6
CLASSE QUARTA
CHIMICA
MODULO 1: Gli Stati condensati della materia.
UF 1: La materia allo stato liquido.
Conoscenze
Abilità
Competenze
Processo di solubilizzazione.
Miscibilità.
Elettroliti forti e deboli.
Concentrazione di una soluzione: %m/m, %v/v,
m/V, ppm, molarità.
Diluizione di una soluzione a concentrazione nota.
Proprietà colligative:
Osmosi e pressione osmotica, tensione di vapore,
innalzamento ebullioscopico e abbassamento crioscopico.
Conoscere i criteri di
solubilità e la natura
dei legami intermolecolari
C5
LABORATORIO
Preparazione di soluzioni a concentrazione molare
nota, sature, soprasature. Diluizioni.
Saper esprimere la
concentrazione delle
soluzioni in unita’ fisiche e chimiche
Saper effettuare calcoli stechiometrici
MODULO 2: La velocità di reazione
Conoscenze
Abilità
Competenze
La teoria degli urti.
Fattori che influenzano la velocità di reazione.
I catalizzatori chimici e l’energia di attivazione.
Conoscere i principi
fisici che regolano la
velocità di una reazione chimica
C6
LABORATORIO
Verifica sperimentale della teoria degli urti:
effetto della concentrazione dei reagenti, temperatura ecatalizzatori sulla velocità di reazione.
Conoscere i principi
alla base della cinetica enzimatica
C7
MODULO 3: L’Equilibrio chimico.
UF 1: Lo stato di equilibrio nelle reazioni chimiche.
Conoscenze
Abilità
Competenze
Equilibrio dinamico.
Legge dell’azione di massa.
Principio di Le Chatelier.
Equilibri di solubilità e soluzioni sature.
Conoscere il significato di equilibrio
chimico dinamico in
relazione a concentrazione dei reagenti, temperatura,
pressione.
C8
Conoscenze
Abilità
Competenze
Acidi e basi secondo Arrhenius.
Acidi e basi secondo Bronsted-Lowry.
Acidi monoprotici e poliprotici: idracidi ed ossiacidi comuni.
Reazioni di ionizzazione di acidi e basi in acqua.
Comportamento anfotero dell’acqua.
Prodotto ionico dell’acqua.
Soluzioni acide, basiche e neutre.
Scala del pH.
Indicatori e pH-metro.
Forza di acidi e basi: costanti di ionizzazione.
Calcolo del pH di una soluzione di acidi/basi forti/deboli.
Reazioni di neutralizzazione.
Idrolisi dei sali.
Sapere calcolare il
grado di acidità/basicità di una
soluzione
C8
LABORATORIO
Reazioni di precipitazione.
UF 2: Gli Equilibri acido/base.
LABORATORIO:
pH-metro, cartina indicatrice e indicatori liquidi.
Costruzione della scala del pH attraverso misure
eseguite con il pH-metro.
Titolazione acido forte-base forte.
Soluzioni tampone.
Riconoscere le reazioni di neutralizzazione
Saper prevedere
reazioni di idrolisi
acida o basica
C10
MODULO 4: L’Elettrochimica
UF 1: Reazioni di ossidoriduzione
Conoscenze
Il numero di ossidazione.
Le reazioni di ossidoriduzione e loro bilanciamento con il metodo ionico-elettronico.
Abilità
Competenze
Riconoscere una
reazione di ossidoriduzione e sapere
eseguire il suo bilanciamento
C8
Conoscenze
Abilità
Competenze
La Pila Daniell.
Il potenziale di ossidoriduzione standard degli elementi e il calcolo della forza elettromotrice della
pila.
La corrosione.
Saper identificare
l’agente ossidante e
riducente di una
pila e calcolarne la
sua forza elettromotrice.
C6
C8
LABORATORIO
Capacità di riconoscere diversi tipi di ossidanti.
Influenza del pH sulle reazioni redox.
UF 2: La Pila
LABORATORIO
Comprensione dei fenomeni di ossidazione e corrosione dei metalli in base ai relativi potenziali
redox.
UF 3: L’Elettrolisi
Conoscenze
Elettrolisi e funzionamento di una cella elettrolitica.
Esempi di elettrolisi industriali: elettrolisi
dell’acqua e di NaCl fuso.
Abilità
Competenze
Conoscere i proces- C6
si alla base del fun- C8
zionamento di una
cellula elettrolitica
SCIENZE DELLA TERRA
MODULO 5: Fenomeni endogeni di modellamento della crosta terrestre.
UF 1: Fenomeni vulcanici.
Conoscenze
Struttura generale dei vulcani.
Classificazione dei prodotti vulcanici.
Classificazione dei vulcani e dei fenomeni eruttivi.
Fenomeni vulcanici secondari.
Abilità
Competenze
Riconoscere le mor- C6
fologie vulcaniche e
collegarle alle diver- C7
se tipologie di eruzione
UF 2: Fenomeni sismici
Conoscenze
Abilità
Competenze
Onde sismiche e lo studio della struttura interna della Terra
Principi di stratigrafia.
Deformazione delle rocce: pieghe e faglie.
Teoria del rimbalzo elastico: terremoti e maremoti.
Forza di un sisma: magnitudo ed intensità.
Distribuzione geografica dei fenomeni sismici.
Saper interpretare i
dati forniti dalle
scale Richter e
Mercalli
C6
C7
Conoscere i principi
alla base della prevenzione sismica
LABORATORIO
Distribuzione geografica dei vulcani e dei fenomeni sismici.
Rischio vulcanico e rischio sismico in Italia.
Misure preventive.
U3 3: La Tettonica
Conoscenze
La struttura della Terra.
Le placche litosferiche
L’espansione e la subduzione dei fondali oceanici.
Margini di placca divergenti, convergenti, trasformi.
Le correnti convettive
Abilità
Competenze
Comprendere e inter- C6
pretare i fenomeni
tettonici della litosfe- C7
ra sulla base dei fenomeni endogeni che
li caratterizzano
ANATOMIA UMANA
MODULO 6: Anatomia Umana
UF 1: Il corpo umano
Conoscenze
Abilita’
Competenze
Studio del corpo umano come sistema complesso
e integrato.
Tessuti, organi e apparati.
L’omeostasi, l’adattamento e il controllo.
Comprendere la
C6
complessa organizC7
zazione gerarchica
del corpo umano e i C10
suoi molteplici meccanismi di autoregolazione
UF 2: Anatomia, Fisiologia, Patologia di sistemi e apparati
Conoscenze
Abilita’
Competenze
Anatomia,
fisiologia
e
patologia
dell’apparato digerente. La masticazione e
la deglutizione, lo stomaco e la digestione
chimica del cibo, l’intestino e le ghiandole
annesse, assorbimento delle sostanze nutritive e loro metabolismo
Conoscere la specifica nomenclatura e
localizzazione di organi e apparati
C6
Conoscere la fisiologia e la patologia reAnatomia, fisiologia e patologia dell’apparato reslativa ai principali sipiratorio. La meccanica respiratoria, trasporto e
stemi e apparati del
scambio di gas, il controllo della respirazione.
corpo umano
Anatomia, fisiologia e patologia dell’apparato cardiovascolare. Il sangue, il cuore, i vasi sanguigni e
la circolazione. La pressione arteriosa.
Anatomia, fisiologia e patologia dell’apparato
escretore. L’unità funzionale del rene: il nefrone.
Anatomia, fisiologia e patologia dell’apparato
riproduttore. Gametogenesi maschile e femminile.
Ciclo ovarico e ciclo uterino. La fecondazione.
Gestazione, annessi embrionali e parto.
Anatomia, fisiologia e patologia del sistema nervoso: sistema nervoso centrale e periferico. I neuroni
e la glia. La conduzione e la trasmissione
dell’impulso nervoso. Le sinapsi chimiche ed
elettriche.
C7
C10
METODOLOGIE DIDATTICHE
Le lezioni si svolgeranno secondo la seguente scansione annuale:
Classe terza: 5 ore settimanali – 165 ore annue
Classe quarta: 5 ore settimanali – 165 ore annue
Gli studenti verranno guidati verso l’apprendimento mediante le seguenti metodologie
didattiche:
1. lezioni frontali e partecipate, per l’acquisizione dei concetti di base, la guida allo
studio, la rilevazione di possibili collegamenti con altre discipline e con
esperienze extrascolastiche
2. problem solving, per effettuare connessioni, stabilire relazioni e trarre
conclusioni attraverso lo sviluppo di procedure logico-razionali
3. attività sperimentali, per imparare secondo la logica del metodo scientifico
4. lavori di gruppo, per avviare un apprendimento critico secondo la modalità della
Ricerca Scientifica
Verranno utilizzati i seguenti supporti cartacei/multimediali:
Saggi scientifici
Articoli scientifici
Banche dati on-line
Siti di musei, università, fondazioni
Libri di testo:
DEFINIZIONE CRITERI DI VALUTAZIONE
Vedi Tabella POF e griglie di misurazione.
TIPOLOGIE DI VERIFICHE
Al fine di seguire l’evoluzione dell’apprendimento degli studenti, verranno utilizzate le
seguenti tipologie di verifica:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Interrogazione lunga e/o breve
Risoluzione di problemi
Questionari a risposta chiusa e/o aperta
Relazioni
Griglie di osservazione di laboratorio
Presentazioni orali di lavori di gruppo
MODALITA' DI SVOLGIMENTO DELLE ATTIVITA' DI
RECUPERO/POTENZIAMENTO DA SVOLGERE NEL CORSO DELL'ANNO
Saranno previste le seguenti attività di recupero in funzione delle necessità degli studenti:
1. Recupero in-itinere
2. Sportello metodologico a richiesta e su consiglio dell’insegnante
3. Corso di recupero, in base al numero di studenti nei mesi di
gennaio/febbraio
Saranno previste le seguenti attività di potenziamento dell’offerta formativa:
1. Lettura e commento di saggi ed articoli scientifici
2. Percorsi di ricerca singoli o a piccoli gruppi seguiti da presentazione
con Power Point
SCIENZE NATURALI
Licei scientifico opz. Scienze Applicate
Secondo biennio
DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI MINIMI
Classe terza
Applicare il concetto di mole attraverso semplici calcoli stechiometrici.
Bilanciare una reazione chimica.
Spiegare la struttura generale dell’atomo e ricavare la struttura elettronica esterna dalla
lettura della Tavola Periodica.
Identificare i legami chimici primari e secondari.
Classificare le rocce in base all’origine e descrivere il ciclo litogenetico.
Classificare le deformazioni della crosta terrestre.
Descrivere la struttura generale del DNA negli organismi eucarioti.
Spiegare il concetto di codice genetico e le basi della sintesi delle proteine.
Spiegare le caratteristiche generali dei virus.
Identificare le principali applicazioni biotecnologiche.
Classe quarta
Sapersi orientare in maniera logica nella disciplina di studio, esponendo con un linguaggio
semplice i contenuti essenziali e imprescindibili della chimica e dell’anatomia umana.
Eseguire esercitazioni di laboratorio seguendo le indicazioni di un protocollo sperimentale.
Saper bilanciare una reazione chimica. Saper eseguire calcoli del pH di soluzioni a
moralità nota. Saper individuare l’agente ossidante e riducente in una reazione di
ossidoriduzione e saper effettuare i calcolo della fem di una pila.
Saper descrivere per sommi capi l’anatomia dei principali organi di apparati e sistemi del
corpo umano, individuandone la posizione e la specifica funzionalità.
