PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE ANNO SCOLASTICO 2014/2015 DOCENTE PROF. BIANCHI LORIS MATERIA DI INSEGNAMENTO SCIENZE NATURALI CLASSE 4°B Risultati di apprendimento in termini di Competenze Nel quarto anno di corso del secondo biennio per quanto riguarda le Scienze Naturali, si ampliano e si consolidano i contenuti disciplinari di Chimica e di Scienze della Terra affrontati nel primo biennio, per consentire una spiegazione più approfondita dei fenomeni in precedenza analizzati. In particolare per quanto riguarda la Chimica, si riprende la classificazione dei composti inorganici e la relativa nomenclatura, si introducono lo studio della natura della materia e i fondamenti della relazione fra struttura e proprietà; gli aspetti quantitativi delle trasformazioni chimiche, le teorie atomiche e i relativi modelli, il sistema periodico e le proprietà periodiche, i legami chimici, oltre a cenni di chimica nucleare; inoltre si studiano gli scambi energetici associati alle reazioni chimiche e se ne analizzano gli aspetti termodinamici e cinetici, insieme agli equilibri chimici nelle soluzioni acide e basiche, fino a concludere con accenni sull’elettrochimica. Per quanto riguarda le abilità, si vogliono perseguire la capacità di svolgere calcoli stechiometrici e di risolvere problemi chimici con applicazioni matematiche, oltre a migliorare la capacità di svolgere esperienze di laboratorio in grado di dimostrare le teorie chimiche. Per quanto riguarda le conoscenze di elementi di Scienze della Terra, si affronta lo studio della litosfera, in particolare la classificazione di minerali e rocce, e fenomeni correlati alla litosfera quali terremoti, vulcani e tettonica delle placche. Come abilità si cercherà di acquisire la capacità di riconoscere i tipi più comuni di minerali e rocce. SCANSIONE TEMPORALE Primo quadrimestre: dal 15/09/14 al 23/12/14 (Chimica) Competenze 1- ALL’INTERNO DELL’ATOMO: spiegare le proprietà delle tre particelle che compongono l’atomo; comparare i modelli atomici di Thomson e Rutherford; identificare gli elementi mediante il numero atomico e determinare la massa atomica dagli isotopi componenti; descrivere le principali trasformazioni del nucleo atomico; descrivere il comportamento ondulatorio e corpuscolare della luce; usare il concetto di livelli di energia quantizzati per spiegare lo spettro a righe dell’atomo; rappresentare la configurazione elettronica di un elemento; identificare le basi sperimentali della struttura a livelli e sottolivelli di energia dell’atomo; discutere lo sviluppo storico del concetto di periodicità; spiegare la relazione fra struttura elettronica e posizione degli elementi sulla tavola periodica; descrivere le principali proprietà periodiche che confermano la struttura a strati dell’atomo; descrivere le principali proprietà di metalli, non metalli, semimetalli e gas nobili; descrivere il comportamento ondulatorio e corpuscolare dell’elettrone; applicare il concetto di orbitale al modello atomico; descrivere le regole di riempimento degli orbitali; disegnare le strutture elettroniche dei principali elementi. 2- DAGLI ATOMI ALLE MOLECOLE: spiegare le proprietà osservabili della materia sulla base della sua struttura microscopica; comparare i diversi legami chimici; determinare la polarità dei legami covalenti sulla base delle differenze di elettronegatività; spiegare la teoria del legame di valenza e dell’ibridazione degli orbitali; determinare la geometria e la polarità delle molecole secondo il modello VSEPR; confrontare le forze di attrazione interatomiche (legame ionico, legame covalente, legame metallico) con le forze intermolecolari; classificare i solidi in base alle interazioni fra atomi e fra molecole; spiegare la formazione di soluzioni liquide, solide e gassose; preparare soluzioni a concentrazione nota (percento in peso, molarità, molalità); descrivere i fattori che determinano la solubilità di un soluto in un solvente; descrivere le proprietà colligative delle soluzioni. 3- LA NOMENCLATURA E LE REAZIONI CHIMICHE: riprendere la classificazione dei composti in base alla loro natura: ionica o molecolare, binaria e ternaria; saper assegnare il numero di ossidazione a ogni elemento combinato; riassumere le regole di nomenclatura IUPAC o tradizionale; bilanciare una reazione chimica e saperne leggere l’aspetto quantitativo in moli o in molecole; riconoscere il reagente in eccesso e il reagente limitante, rispetto alle quantità stechiometriche; riconoscere le classi di appartenenza delle reazioni chimiche; saper svolgere e bilanciare le diverse tipologie di reazioni chimiche; individuare i reagenti di alcune reazioni chimiche comuni nella vita quotidiana. Secondo quadrimestre: dal 07/01/15 al 06/06/15 (Chimica e Scienze della Terra) Competenze 4- L’ENERGIA, LE REAZIONI E L’EQUILIBRIO: definire il sistema e l’ambiente di una trasformazione; applicare il primo principio della termodinamica; calcolare la variazione di entalpia di una reazione chimica; prevedere la spontaneità di una trasformazione, conoscendo le variazioni di entalpia e di entropia; usare la teoria degli urti per prevedere l’andamento di una reazione; descrivere il comportamento di una reazione con la teoria dello stato di transizione; spiegare l’azione dei diversi parametri che influenzano la velocità di una reazione; spiegare come si può modificare l’andamento di una reazione aggiungendo un catalizzatore; descrivere i sistemi in equilibrio e la loro reversibilità; calcolare la costante di equilibrio di una reazione; prevedere la direzione in cui si muoverà un sistema per raggiungere l’equilibrio; utilizzando il principio di Le Chatelier, predire l’effetto del cambiamento del numero di moli, del volume o della temperatura sulla posizione dell’equilibrio. 5- IL TRASFERIMENTO DI PROTONI ED ELETTRONI: identificare gli acidi e le basi secondo le teorie di Arrhenius, di Bronsted e di Lewis; descrivere l’equilibrio acido-base in una soluzione acquosa e calcolarne il pH; determinare la concentrazione di acidi e di basi; descrivere il comportamento dei sali nelle soluzioni acquose. Calcolare il numero di ossidazione degli atomi; descrivere le reazioni di ossido-riduzione e bilanciarle col metodo ionico elettronico; descrivere la pila di Daniell; utilizzare i potenziali normali di riduzione per progettare le pile; applicare le leggi di Faraday ai processi elettrolitici. 6- LA LITOSFERA: spiegare la differenza tra un minerale e una roccia; elencare le principali proprietà fisiche che contraddistinguono un minerale; definire le tre classi di rocce presenti nella crosta terrestre in base alla loro origine e classificarle in base alla loro proprietà (ignee, sedimentarie e metamorfiche); comprendere che la struttura interna della Terra presenta strati di diversa composizione e densità; descrivere le caratteristiche della crosta, del mantello e del nucleo; ricostruire le prove che hanno permesso a Wegener di formulare la sua teoria; osservare che la distribuzione di vulcani e terremoti non è casuale ma è in relazione con la dinamicità della crosta terrestre; acquisire informazioni sulle cause e sulle tipologie dei terremoti; comprendere la differenza tra la scala Mercalli e la scala Richter; acquisire informazioni sulla struttura di un vulcano e sulle diverse tipologie di materiali da esso prodotti; mettere in relazione i fenomeni vulcanici e sismici in Italia con la configurazione geologica del nostro paese. Metodologia: Strategie educative, strumenti e tecniche di lavoro, attività di laboratorio, attività di progetto. METODOLOGIA Per quanto riguarda le strategie educative, si vogliono far maturare negli studenti la capacità di riflessione e l'abitudine al rigore scientifico nell'affrontare le tematiche svolte con l'obiettivo di potenziare le abilità di sintesi e analisi. Inoltre andrà sempre più incrementata la capacità di autovalutazione delle proprie prestazioni e una sempre maggiore autonomia nell’organizzazione del lavoro scolastico in classe e a casa. Si richiederà un uso sempre più preciso del linguaggio specifico della Chimica e della sua simbologia, cercando di migliorare la capacità di fare collegamenti con altri ambiti del sapere, in particolare con la Fisica e la Matematica. Nel presente anno scolastico si vogliono acquisire in primo luogo le conoscenze di base della Chimica per capire l'importanza e l'utilità di questa disciplina nelle attività umane, sia in campo agricolo e industriale, sia in quello biomedico. Si cercherà inoltre di valutare i rischi dell'inquinamento chimico per formare coscienze attente e vigili agli equilibri ambientali per la sopravvivenza del pianeta Terra. Si vorrà ancora far acquisire agli studenti competenze nella lettura dei grafici e nell'uso di tabelle, così come nell’applicazione di leggi chimiche mediante esercizi numerici. In rapporto alle tecniche di lavoro, tramite lezioni frontali, di volta in volta, saranno introdotti i nuovi temi sottolineando i fatti e i fenomeni a cui gli scienziati hanno dato interpretazioni, giungendo a definire ipotesi da verificare sperimentalmente. Il libro di testo sarà seguito piuttosto fedelmente nella sequenza degli argomenti, stimolando i ragazzi a utilizzare le pagine di verifica per un’ autovalutazione già indicativa di una sufficiente acquisizione dei punti centrali di ogni capitolo. Nella prima parte dell’anno scolastico si è ripreso il tema dell’evoluzione degli organismi elaborato dai ragazzi durante l’estate con sufficiente impegno. La prima parte del tempo a disposizione sarà dedicato a verifiche orali in cui saranno inserite richieste di chiarimenti , in modo da rendere tale momento più partecipato dalla classe . Seguirà poi il momento della lezione secondo le modalità già descritte, cercando di evitare il monologo dell’insegnante, la monotonia con la lettura di parti fondamentali del testo, integrato dall’interpretazione di figure, schemi e tabelle. Per quanto riguarda gli strumenti, una risorsa che la scuola offre è il laboratorio di Scienze che si avvale della collaborazione di un Tecnico di Laboratorio chimico e biologico. La classe potrà farvi visita almeno una volta alla settimana per farvi esperienze pratiche di osservazione con il microscopio o di altro tipo, inerenti ad alcuni argomenti del programma scolastico. Le esperienze dovranno essere oggetto di relazione che tenga conto dei materiali e dei procedimenti usati, nonché dei risultati. Tali relazioni dovranno essere compilate dagli studenti, eventualmente complete anche di grafici e disegni, durante il loro compito a casa, e potranno essere richieste durante le verifiche orali; se ne terrà quindi conto nella valutazione complessiva. È inoltre disponibile la Lavagna Interattiva Multimediale della classe, per visionare filmati di approfondimento e discussione delle diverse lezioni, argomento attinente ai contenuti di quest’anno. LIBRI DI TESTO: Valitutti, Tifi, Gentile - “La Chimica in Moduli” Zanichelli Editore. Cavazzuti, Gandola, Odone - “La Terra intorno a noi”, Zanichelli Editore. In relazione alle attività di progetto, il Consiglio di Classe ha approvato un progetto di educazione alla salute da svolgersi nel secondo quadrimestre, dal titolo “Salute e donazione”, a cura di esperti dell’ASL di Cesena. Strumenti e metodologie per la valutazione delle conoscenze e delle abilità e per il giudizio di competenza. In seguito alla riunione del Dipartimento di Scienze, tenendo conto dell’autonomia didattica di ciascun docente, è stato concordato quanto segue: Per quanto riguarda le verifiche esse saranno sia orali che scritte anche se il voto sarà unico, poiché il voto non deve essere espressione delle sole conoscenze, ma anche delle abilità e delle competenze. In qualche modo tutte le attività previste devono essere valutate e concorrere al voto finale,anche le attività di laboratorio, nonostante non prevedano una specifica voce per questo. Le verifiche scritte saranno di tipo misto: frasi da completare, scelta multipla, vero o falso, trova l'errore e sostituiscilo con il termine giusto, domande aperte che implichino capacità di analisi e/o di sintesi, esercizi e problemi soprattutto per chimica, ma non solo, completamento di tabelle, riconoscere le parti di una immagine, domande sulle attività di laboratorio. Le verifiche scritte saranno almeno una nel primo quadrimestre e almeno due nel secondo quadrimestre su tutti gli argomenti trattati in quel lasso di tempo. Se necessario si ritireranno i telefonini, e si attuerà un'attenta vigilanza onde ottenere valutazioni che siano veritiere. Eventualmente si daranno verifiche diverse per la fila A e la fila B. Per le classi quinte la modalità sarà prevalentemente quella delle domande aperte in base alla tipologia stabilita dal consiglio di classe delle quinte.. Le verifiche orali saranno almeno due per quadrimestre. Ogni verifica non positiva richiede uno studio personale aggiuntivo per poter recuperare (recupero in itinere). Ogni sezione del programma dovrà avere una valutazione finale positiva ed inoltre per avere la sufficienza in pagella occorre che la media dei voti sia maggiore o uguale a 5,65 (possibilmente con tutte le sezioni positive). Gli studenti devono sapere come gli insegnanti si comportano nella valutazione, onde riparare per tempo alle situazioni poco favorevoli. A studenti con scarse capacità e/o scarsamente impegnati occorrerà qualche verifica in più per corrispondere alle richieste che gli insegnanti stanno avanzando- (esempio voto 2 nel compito, rimediato con voto 6, la media aritmetica su quella particolare sezione del programma è 4 , lo studente dovrà farsi interrogare una volta in più magari anche su ciò che si sta facendo nell'ultimo periodo per alzare la media). Gli insuccessi nelle verifiche strutturate, per le quali la valutazione è più chiara (realizzare almeno il 60% del punteggio previsto) non determinano a priori l'insuccesso finale, perché si può recuperare con le verifiche orali; è tuttavia necessario definire la sufficienza nelle verifiche orali: lo studente conosce l'argomento anche se usa un linguaggio semplice, non fa errori nella descrizione di cose o fenomeni, fa affermazioni semplici e sensate, non cade in contraddizione, ed è abbastanza autonomo nell'esporre un argomento. Abbiamo esaminato anche il passaggio dal primo al secondo quadrimestre. Se ci sono delle sezioni da recuperare lo studente sarà tenuto a recuperare all'inizio del secondo quadrimestre con una verifica da concordare con lo studente stesso. Entro la fine dell'anno ci sarà comunque, tassativamente, una verifica sull'avvenuto recupero: il voto conseguito farà media con quelli del secondo quadrimestre e concorrerà alla valutazione finale. Se è fisiologico che nel secondo quadrimestre si cerchi di migliorare il profitto e perciò dal voto 6 si passi al voto 7, e dal voto 7 si passi al voto 8, è meno trasparente che dal voto 6 si passi al voto 8. In questo caso lo studente è invitato ad approfondire meglio la sezione del programma svolto nel primo quadrimestre su cui ha conseguito la valutazione più bassa; anche in questo caso il voto conseguito concorre al voto finale. In generale è opportuno chiarire queste condizioni agli studenti stessi in modo che terminino il primo quadrimestre nel modo più favorevole possibile. A motivo della mia condizione di non vedente, dichiaro che nel corso dell’anno scolastico, per la vigilanza nella classe durante le prove scritte e orali, e per la compilazione del registro elettronico,sarò assistito da una volontaria in accordo con il Dirigente Scolastico e in conformità con la legge 270 del 1982. Attività di supporto ed integrazione. Iniziative di recupero. In riferimento alle iniziative di recupero, le frequenti verifiche permetteranno di monitorare tempestivamente eventuali carenze nella preparazione degli alunni; in tale evenienza si solleciterà lo studente a un lavoro personale più intenso, che gli consenta di porre rimedio alle lacune dimostrate. Si tratterà quindi di un recupero da effettuarsi in itinere. SAVIGNANO S/R 31/10/2014 L’INSEGNANTE Bianchi Loris