FONDAZIONE MALAVASI Scuola secondaria di 2° grado A. MANZONI PIANO DI LAVORO E PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINA: Scienze Naturali DOCENTE: Lucia Roncaglia CLASSE III Scienze Applicate A.S.2015 /2016 1. OBIETTIVI E COMPETENZE 2.1 OBIETTIVI COMPORTAMENTALI Rispettare se stessi, i docenti, il personale della scuola ed i compagni, interagendo positivamente con l'ambiente e le persone, avendo cura anche dei materiali e degli strumenti di lavoro. Lavorare in gruppo senza competitività, ma con un atteggiamento collaborativo che consenta un costruttivo scambio di opinioni. Dialogare con i docenti e i compagni essendo disposti a rivedere le proprie opinioni e a cambiare comportamento alla luce dell'evidenza. Rispettare il Regolamento di Istituto e il Patto di corresponsabilità. La classe partecipa al progetto di Didattica con il tablet, promosso dalle Scuole Manzoni, per questo verrà data particolare attenzione alla capacità di lavorare in gruppo e all'acquisizione e/o al consolidamento del senso di responsabilità. 2.2 OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO DISCIPLINARI Gli obiettivi generali per quanto riguarda l’insegnamento di Scienze Naturali sono: - sapere effettuare connessioni logiche - riconoscere o stabilire relazioni - classificare - formulare ipotesi in base ai dati forniti - trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti e sulle ipotesi verificate - comunicare in modo corretto ed efficace le proprie conclusioni utilizzando il linguaggio specifico - risolvere situazioni problematiche - applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale Di seguito vengono inoltre elencati gli obiettivi disciplinari specifici per modulo: Modulo 1 – Trasformazioni della materia e leggi ponderali Descrivere gli stati di aggregazione della materia e le trasformazioni fisiche.; classificare la materia (miscugli omogenei ed eterogenei, sostanze semplici e composte) e descrivere i principali metodi di separazione dei miscugli; spiegare il significato di una formula chimica; enunciare e applicare e leggi ponderali; Descrivere una soluzione e il concetto di solvente, soluto e concentrazione; saper applicare le formule che esprimono le concentrazioni di una soluzione in unità fisiche; descrivere il modello particellare della materia. Modulo 2 – La mole Spiegare il concetto di mole e massa molare e saperli applicare negli esercizi; descrivere i concetti di massa atomica assoluta, massa atomica relativa e massa molecolare relativa e saperli calcolare con la tavola periodica; saper applicare il concetto di volume molare e l’equazione di stato dei gas perfetti negli esercizi; saper applicare le formule che esprimono le concentrazioni di una soluzione in unità chimiche. Modulo 3 – Modelli atomici e configurazione elettronica Descrivere il modello atomico di Dalton; descrivere e spiegare i modelli atomici da Thomson al modello quantomeccanico; saper il significato di numero atomico, numero di massa e isotopo. Modulo 4 – La tavola periodica Descrivere il Sistema Periodico di Mendeleev e quello attuale; descrivere il stema periodico, proprietà periodiche alla luce delle teorie sul legame chimico. Modulo 5 – Legami chimici e proprietà delle sostanze Spiegare i legami chimici, intra- e intermolecolari, e le nuove teorie sui legami; saper disegnare una molecola in base alla teoria VSEPR; distinguere le molecole polari da quelle polari; individuare le sostanze che si miscelano tra loro. Modulo 6 – Le basi chimiche dell’ereditarietà: dal DNA alla sintesi proteica Comprendere le funzioni del materiale genetico nelle cellule e conoscere i metodi utilizzati per identificarne la natura; saper spiegare le relazioni tra struttura e funzione delle molecole del DNA; comprendere l’importanza della duplicazione semiconservativa del DNA evidenziando la complessità del fenomeno e le relazioni con la vita cellulare; comprendere le relazioni tra DNA, RNA e polipeptidi nelle cellule e spiegare i complessi meccanismi che consentono di costruire proteine partendo dalle informazioni dei geni; descrivere le cause e gli effetti dei diversi tipi di mutazione, spiegandone l’importanza per la vita umana e per la comprensione della storia della vita. Modulo 7 – Struttura dei cromosomi e regolazione dell’espressione genica Comprendere come i meccanismi di regolazione genica consentono di modulare l’azione dei geni, adattandola alle variazioni ambientali; acquisire la consapevolezza della complessità e versatilità del genoma eucariotico; mettere in relazione la regolazione genica con la specializzazione cellulare nelle cellule somatiche. Modulo 8 – L’organizzazione del corpo umano Descrivere l’organizzazione gerarchica dei sistemi biologici; spiegare il rapporto forma-funzione negli organismi viventi; descrivere le relazioni nei sistemi e tra i sistemi biologici; definire i tessuti, gli organi e gli apparati; descrivere i tessuti e riconoscere alcuni semplici preparati istologici; spiegare il concetto di omeostasi e di regolazione a feedback negativo. Modulo 9 – Nutrizione e apparato digerente Descrivere e spiegare l’anatomia e la fisiologia dell’apparato digerente; descriverne le principali patologie e i metodi di prevenzione; conoscere le indicazioni per una dieta corretta. Modulo 10 – Gli scambi respiratori Descrivere e spiegare l’anatomia e la fisiologia dell’apparato respiratorio; descriverne le principali patologie e i metodi di prevenzione. Modulo 11 – L’apparato cardiovascolare Descrivere e spiegare l’anatomia e la fisiologia dell’apparato cardiovascolare; descriverne le principali patologie e i metodi di prevenzione. 2.3 COMPETENZE MINIME RELATIVE ALLA DISCIPLINA Chimica - saper riconoscere sostanze e miscele; - saper leggere la tavola periodica e trarne informazioni utili; - discutere la natura, la formazione e le proprietà delle soluzioni; - calcolare la concentrazione delle soluzioni attraverso la soluzione di semplici problemi (solo applicazione delle formule dirette); - saper descrivere la struttura di un atomo e di una molecola; - utilizzare correttamente la vetreria di laboratorio; - conoscere le norme comportamentali di sicurezza, i simboli e le frasi di rischio e di suggerimento Biologia - conoscere i processi di duplicazione, trascrizione e traduzione e capire come siano fondamentali per svolgere importanti funzioni vitali; - saper descrivere la struttura generale degli organi del corpo umano; 2. CONTENUTI DISCIPLINARI 1° quadrimestre Settembre - Ottobre Modulo 1 – Trasformazioni della materia e leggi ponderali Ottobre – Novembre Modulo 2 – La mole (Modulo interdisciplinare con Fisica) Novembre - Dicembre Modulo 3 – Modelli atomici e configurazione elettronica Classificazione della materia Miscugli omogenei ed eterogenei, le soluzioni Le concentrazioni delle soluzioni in unità fisiche, risoluzione problemi Principali metodi di separazione Trasformazioni fisiche Trasformazioni chimiche: Elementi e composti Legge di Lavoisier Legge di Proust Legge di Dalton Formule chimiche Massa atomica relativa (MA) Massa molecolare relativa (MM) Calcolo della MM Mole Massa molare (M) Numero di Avogadro Volume molare Equazione di stato dei gas ideali La concentrazione nelle soluzioni in unità chimiche Problemi Materia nel pensiero filosofico greco Teoria atomica di Dalton Elettricità della materia Legge di Coulomb Particelle subatomiche Modello atomico di Thomson Esperimento di Rutherford Modello nucleare Numero atomico Numero di massa Isotopi Trasformazioni nucleari Modello di Bohr Spettro elettromagnetico Energia di ionizzazione Configurazione elettronica Orbitali atomici Dicembre Tavola periodica di Mendeleev Struttura della tavola periodica: gruppi e periodi Modulo 4 – La tavola periodica Classificazione degli elementi: metalli, non metalli, semimetalli (modulo che può essere svolto con Famiglie chimiche modalità CLIL) Proprietà periodiche: energia di ionizzazione, elettronegatività, raggio atomico Gennaio Simbologia di Lewis Modulo 5 – Legami chimici e proprietà Elettroni di valenza Regola dell’ottetto delle sostanze Forza di legame Legame ionico Legame covalente: puro, polare, dativo Legame metallico (cenni) Teoria VSEPR Lunghezza ed angolo di legame Strutture molecolari: tetraedrica, trigonale planare, lineare Orbitali molecolari (cenni) Sostanze polari e apolari Legami secondari: legame dipolo-dipolo, forze di dispersione di London, legame a idrogeno Dissoluzione e miscibilità 2° quadrimestre Febbraio Modulo 6 – Le basi chimiche dell’ereditarietà: dal DNA alla sintesi proteica Marzo Modulo 7 – Struttura dei cromosomi e regolazione dell’espressione genica Storici esperimenti compiuti con i batteri per dimostrare che il materiale genetico è formato da DNA Struttura dei nucleotidi e loro combinazione a dare DNA ed RNA Modello del DNA proposto da Watson e Crick Duplicazione del DNA Struttura dell’RNA e sintesi dell’RNA; tipi di RNA. Il codice genetico Trascrizione e traduzione dell'mRNA Sintesi delle proteine e tappe della traduzione Identificazione di un polipeptide a partire dal relativo filamento di DNA, attraverso l’RNA stampo Le mutazioni: puntiformi, cromosomiche, genomiche Struttura dei cromosomi procariote ed eucariote Regolazione genica nella cellula procariota: concetti di promotore e gene strutturale Il modello dell'operone Regolazione dell'espressione genica negli eucarioti;grado di condensazione cromosomica: eucromatina ed eterocromatina; proteine di regolazione; introni ed esoni e loro funzioni Trascrizione ed elaborazione dell'mRNA negli eucarioti. Aprile Organizzazione corporea dei mammiferi Modulo 8 – L’organizzazione del corpo Tessuti del corpo umano: epiteliale, muscolare, connettivo, nervoso umano La comunicazione fra le cellule e la rigenerazione dei tessuti L’omeostasi Aprile Struttura e funzioni dell’apparato digerente nell'uomo Funzioni delle ghiandole annesse: fegato e pancreas Modulo 9 – Nutrizione e apparato La digestione chimica e la digestione meccanica; digerente l’assorbimento Descrizione del percorso e delle modificazioni dei vari tipi di sostanze nutritive attraverso il tubo digerente L'alimentazione e il metabolismo Il controllo della digestione La dieta corretta Principali patologie dell’apparato digerente Maggio La funzione dell’apparato respiratorio: ventilazione e scambio di gas Modulo 10 – Gli scambi respiratori L’apparato respiratorio nell’uomo La meccanica della respirazione Gli scambi gassosi Il ruolo dei globuli rossi nel trasporto dell’ossigeno; il (modulo che può essere svolto con trasporto dell’anidride carbonica modalità CLIL) Alcune patologie del sistema respiratorio e prevenzione dei tumori alle vie respiratorie Maggio – Giugno Sistema circolatorio aperto oppure chiuso Evoluzione del cuore e della circolazione nei vertebrati Modulo 11 – L’apparato Il cuore umano: anatomia, ciclo cardiaco cardiovascolare Regolazione nervosa e battito cardiaco Struttura dei vasi sanguigni La pressione del sangue e la regolazione del flusso sanguigno Scambio di sostanze attraverso i capillari Composizione e funzioni del sangue Le anemie e le principali malattie cardiovascolari Attività di laboratorio In relazione ai vari moduli verranno svolte attività in laboratorio per un massimo di due ore a settimana, in compresenza con il Prof. Gallo. Le attività previste sono: 0. Corso sulla sicurezza 1. La vetreria 2. Filtrazione 3. Cristallizzazione 4. Cromatografia 5. Curva di riscaldamento di una sostanza pura 6. La conservazione dalla massa nelle reazioni chimiche 7. Preparazione di un composto: la legge di Proust 8. Calcolo della molarità di una soluzione 9. Preparazione di una soluzione a titolo noto 10. Diluizioni 11. Comportamento di sostanze in presenza di forze elettriche 12. Metalli e non metalli 13. Saggi alla fiamma 14. Estrazione del DNA 15. Osservazione di vetrini già allestiti di tessuti umani 16. Osservazione del busto anatomico 17.Dissezione del cuore di maiale 5. STRATEGIE E METODOLOGIE (Indicare con un segno di X una o più opzioni) X X X X Lezioni frontali Gruppi di lavoro Simulazione di casi Discussione guidata Attività di laboratorio X X Brainstorming Problem solving Elaborazione di mappe concettuali Elab. scritto/grafica/computerizzata di dati Altro 1. STRUMENTI (Indicare con un segno di X una o più opzioni) X Libro di testo X riviste specifiche testi da consultazione X dispense X Sussidi audiovisivi X attrezzature multimediali X attrezzature di laboratorio Altro (specificare)_______________________ 2. STRUMENTI DI VERIFICA(Indicare con un segno di X una o più opzioni) X Osservazione attenta e sistematica dei comportamenti individuali e collettivi X Interrogazioni X prove scritte prove grafiche prove scritto/grafiche prove plastiche X prove pratiche sviluppo di progetti X Questionari aperti strutturati X semistrutturati Altro (specificare) IL DOCENTE: Prof. Lucia Roncaglia Prof. Tommaso Gallo