Scienze Naturali - "G. Marconi", Pontedera

ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE "G. MARCONI" Via Milano n. 51 - 56025 PONTEDERA (PI)
DIPARTIMENTO DI SCIENZE SPERIMENTALI
– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 1
Quarta
MATERIA: SCIENZE NATURALI
5 ore settimanali
MATERIA: FISICA
3 ore settimanali
Monte ore annuo
165
99
Libro di Testo
Sadava, Heller,Orians, Purves, Hillis --- La Scienza della vita
A+B --- Zanichelli
Sadava, Heller,Orians, Purves, Hillis --- La Scienza della vita
C+D --- Zanichelli
Brady, Senese,---CHIMICA.blu – vol 3-4
Dal legame chimico all’elettrochimica
Elvidio Lupia Palmieri, Maurizio Parotto- Il globo terrestre e la sua
evoluzione Edizione Blu- Zanichelli
Fondamenti di fisica vol2
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker
Zanichelli
-- OTTOBRE
Liceo SA
SETTEMBRE
Contenuti
Contenuti Chimica: [Termochimica e] Termodinamica. Reazioni
esoergoniche ed endoergoniche; bilancio energetico e bilancio
entropico (calcolo bilanciato : ob. min.). ΔG di reazione; relazione
fra energia libera di Gibbs e costante di equilibrio. Versione
biochimica dello scambio energetico; accoppiamento di reazioni
esoergoniche
con
reazioni
endoergoniche;
revisione
termodinamica (all’ingrosso) di glicolisi + respirazione cellulare e
della fotosintesi; revisione dei concetti di anabolismo e
catabolismo. Cinetica chimica: diagrammi concentrazione tempo;
reazioni lente e veloci; meccanismi di reazione; reazioni lente e
veloci; catalizzatori; catalizzatori e inibitori biologici. Il discorso
sulla cinetica chimica rimane a livello per lo più qualitativo; salvo
che nei casi applicativi sperimentali, nei quali è possibile fare
almeno vedere come si rielaborano i dati.
Contenuti Biologia: Sistema endocrino. I messaggeri chimici.
L’ipofisi. L’ipotalamo. La tiroide e le paratiroidi. Il pancreas. Le
ghiandole surrenali. Gli ormoni sessuali. La regolazione della
produzione di ormoni mediante meccanismi a feedback (ob.min.).
1
Contenuti: Termologia:







min)

Calore come trasferimento di energia
Capacità termica e calore specifico (Ob. min)
L’equazione dell’equilibrio termico (Ob. min)
Il calorimetro
Il potere calorifico
La propagazione del calore (Ob. min)
I cambiamenti di stato, il calore latente (Ob.
Calorimetria ed equilibrio termico.
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DIPARTIMENTO DI SCIENZE SPERIMENTALI
– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 2
Obiettivi di
apprendimento:
abilità/competenze
disciplinari
Obiettivi di apprendimento Chimica: acquisire una visione
unitaria dell’applicazione del principio di conservazione
dell’energia nella forma di un’ “energia potenziale” chimica;
introdurre il bilancio di massa per una reazione che evolve nel
tempo; il significato della pendenza concentrazione – tempo
all’approssimarsi dell’equilibrio. Un panorama sulla versione
biochimica di tali scambi energetici. Capire il parallelo fra
potenziale elastico e potenziale chimico nei dintorni dell’equilibrio
(introduzione matematico fisica al principio di Le Châtelier.
Obiettivi di apprendimento Biologia: Comprendere l’importanza
dei vari tipi di messaggeri chimici acquisendo informazioni sulla
produzione degli ormoni (ob.min.). Acquisire informazioni sulla
distribuzione delle ghiandole endocrine nel corpo (ob.min.).
Comprendere le funzioni degli ormoni ipotalamici e le relazioni
che intercorrono tra ipotalamo e ipofisi (ob.min.). Comprendere
l’importanza vitale di una corretta secrezione di tiroxina.
Comprendere l’importanza della regolazione del glucosio ematico
e della quantità di calcio nel sangue. Capire quali sono le risposte
ormonali a una situazione di stress.
2
Obiettivi di apprendimento: Sa impostare le
condizioni dell' equilibrio termico e determinare la
temperatura di equilibrio. (Ob. min)
Obiettivi di apprendimento: abilità/competenze disciplinari
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DIPARTIMENTO DI SCIENZE SPERIMENTALI
NOVEMBRE -- DICEMBRE
– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 3
Contenuti
Contenuti di Chimica: L’equilibrio chimico: equilibri in fase
gassosa; equilibri di precipitazione; effetto dello ione a comune;
operatività del principio di Le Châtelier.
Contenuti di Biologia: Il sistema nervoso (centrale e periferico).
Le cellule gliali e la guaina mielinica. L’impulso nervoso e la sua
trasmissione. Il potenziale di riposo e la pompa sodio- potassio.
Potenziale d’azione e potenziale di soglia. Sinapsi elettrica e
sinapsi chimica. I neurotrasmettitori. Organizzazione del sistema
nervoso centrale e di quello periferico. L’encefalo umano.
3
Contenuti: la teoria cinetica dei gas

La legge di Boyle

Le due leggi di Gay Lussac

La temperatura assoluta

L’equazione di stato del gas perfetto(Ob.
min)

L’energia interna

Relazione tra pressione del gas perfetto ed
energia cinetica media delle molecole

L’analisi statistica :la velocità quadratica

L’equilibrio termodinamico ed il principio zero
(Ob. min)

Le trasformazioni termodinamiche

Le funzioni di stato

Il lavoro meccanico compiuto da un sistema
termodinamico(Ob. min)

Il 1° principio della termodinamica e le sue
applicazioni(Ob. min)
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– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 4
Contenuti
Obiettivi di
apprendimento:
abilità/competenz
e disciplinari
Obiettivi di apprendimento Chimica: lo studente
dovrebbe essere in grado di affrontare una succinta ma
significativa casistica di impostazioni di problemi per sistemi
che vanno all’equilibrio e che vengono perturbati rispetto
alla posizione dell’equilibrio; una discussione che è prima
qualitativa: che cosa ci si aspetta grosso modo? E poi
quantitativa: come si conducono i calcoli e che carattere ci
si aspetta dalle soluzioni? L’iImpostazione delle equazioni,
dei parametri al contorno, delle situazioni limite( reazione al
100% e reazione allo 0%) e discussione qualitativa del
senso dell’evoluzione del sistema in risposta alla
perturbazione – anche in assenza dei calcoli, rappresenta
l’obiettivo minimo.
Obiettivi di apprendimento Biologia: Capire in che modo,
tramite il sistema nervoso, l’organismo risponde al variare
delle condizioni ambientali (ob.min.).Acquisire informazioni
sulla struttura dei neuroni (ob.min.). Acquisire informazioni
sulla struttura dell’encefalo umano (ob.min.). Comprendere
il funzionamento della sinapsi (ob.min.). Comprendere le
funzioni dei sistemi nervosi somatico e autonomo e delle
suddivisioni di quest’ultimo in simpatico e parasimpatico
(ob.min.).
Contenuti di Chimica: L’equilibrio chimico, equilibri ionici
in soluzione acquosa. L’autoprotolisi dell’acqua e il concetto
di pH; gli acidi deboli; le basi deboli; Aldeidi e chetoni e loro
proprietà. Acidi deboli inorganici e Acidi carbossilici e loro
proprietà. Ammoniaca e Ammine. I Sali degli acidi
carbossilici. I Sali delle ammine. Le reazioni di
condensazione alla luce del Principio di Le Châtelier
Biologia: I meccanismi di difesa del corpo umano. Le
difese immunitarie innate. Le principali funzioni del sistema
linfatico. L’immunità umorale e quella mediata da cellule.
Scienze della Terra: La crosta terrestre. I minerali e le
rocce. I minerali e le loro proprietà fisiche. I minerali silicatici
e non-. Rocce magmatiche o ignee. Origine dei magmi.
Rocce sedimentarie. Rocce metamorfiche. Il ciclo
litogenetico.
4
Obiettivi di apprendimento:

Sa effettuare calcoli relativi alle varie
trasformazioni caratteristiche di un gas perfetto.(Ob. min)

Sa operare con le funzioni di stato

Sa applicare il 1° principio della termodinamica(Ob.
min)
Contenuti:

Le macchine termiche

Il 2° principio secondo Kelvin(Ob. min)

Il 2° principio secondo Clausius(Ob. min)

Equivalenza degli enunciati di Kelvin e Clausius

Trasformazioni reversibili e irreversibili

Il rendimento di una macchina termica(Ob. min)

Il teorema di Carnot(Ob. min)

Il ciclo di Carnot

Il frigorifero

La diseguaglianza di Clausius

La definizione macroscopica di entropia(Ob. min)

L’entropia in un sistema isolato ed in un sistema
non isolato

Il 3° principio della termodinamica
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DIPARTIMENTO DI SCIENZE SPERIMENTALI
GENNAIO-- FEBBRAIO
– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 5
Obiettivi di
apprendimento:
abilità/competenz
e disciplinari
Obiettivi di apprendimento Chimica: Saper impostare il
problema generale degli equilibri ionici in soluzione
acquosa in presenza dell’equilibrio di autoprotolisi; saper
discutere qualitativamente l’effetto delle perturbazioni e
saper eseguire relativamente semplici calcoli approssimati
per la determinazione del pH; anche in questo caso, si
terranno distinte la previsione qualitativa e l’esecuzione dei
calcoli quantitativi: la prima rappresenta obiettivo minimo.
Saper collegare la struttura covalente di acidi carbossilici e
ammine alla forza relativa come acidi e basi.
Biologia : Acquisire informazioni sulle diverse tipologie di
difesa che il nostro corpo attiva contro le infezioni (ob.min.).
Comprendere come il nostro sistema immunitario sia in
grado di organizzare difese a diversi livelli. Comprendere le
modalità
d’azione
della
risposta
infiammatoria.
Comprendere la funzione del sistema linfatico nella difesa
dell’organismo (ob.min.).
Scienze della Terra: Conoscenza degli elementi basilari
della struttura cristallografica dei minerali in funzione delle
loro proprietà.
Conoscenza delle proprietà fisiche dei minerali. Ob.min.
Conoscenza degli ambienti e dei processi litogenetici di
formazione delle rocce attuali e passate.
Distinguere le rocce magmatiche, le sedimentarie e le
metamorfiche ob.min; Distinguere una roccia magmatica
intrusiva da una effusiva ob.min; Classificare una roccia
sedimentaria clastica in base alle dimensioni dei frammenti
che la costituiscono; Stabilire se una roccia metamorfica è
scistosa o meno ob.min.
Comprendere il ciclo litogenetico di riciclaggio della crosta
5
obiettivi di apprendimento:
Sa interpretare cicli termodinamici attraverso i diagrammi
pressione - volume.(Ob. min)
Sa calcolare il rendimento di un qualsiasi ciclo
reversibile(Ob. min)
Sa calcolare la variazione di entropia per una qualsiasi
trasformazione termodinamica reversibile
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– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 6
terrestre.
MARZO-- APRILE
Contenuti: Onde e Oscillazioni:
Contenuti
Contenuti di Chimica: Le soluzioni tampone e il pH di
sistemi biologici importanti; il pH del sangue; il pH dell’acido
fosforico e dei suoi ioni; il ciclo del carbonio. Esteri degli
acidi carbossilici. Monosaccaridi e loro proprietà. La
struttura del glucosio. Isomeria ottica nei carboidrati.
Disaccaridi e polisaccaridi. I lipidi e le loro proprietà.
Caratteristiche strutturali degli acidi grassi comuni. Saponi e
detergenti.
Biologia:. Anatomia del sistema riproduttore femminile e di
quello maschile. Ovogenesi e spermatogenesi. Lo sviluppo
embrionale
Scienze della Terra: I fenomeni vulcanici. Edifici vulcanici,
eruzioni e prodotti dell’attività vulcanica. Vulcanismo
effusivo e vulcanismo esplosivo. La distribuzione geografica
dei vulcani. Il rischio vulcanico in Italia.
6





onde longitudinali e trasversali (Ob. min)
Grandezze tipiche.(Ob. min)
Principio di sovrapposizione.(Ob. min)
Interferenza e diffrazione.
Rifrazione e riflessione.(Ob. min)
Contenuti:
Campo Gravitazionale e sue proprietà

Elettrizzazioni

La carica elettrica
e la sua conservazione (Ob. min)

La legge di Coulomb (Ob. min)

L’induzione elettrostatica

Il campo elettrico

Le linee di campo
Il teorema di Gauss (Ob. min
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– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 7
Contenuti
Obiettivi di
apprendimento:
abilità/competenz
e disciplinari
Obiettivi di apprendimento Chimica: per quanto
riguarda le soluzioni tampone, sempre la distinzione fra
discussione qualitativa e esecuzione di calcoli; per quanto
riguarda le categorie di sostanze della chimica organica e
della biochimica a questo punto si richiede la capacità di
una descrizione dettagliata delle funzionalità e una
capacità di collegare le proprietà chimico fisiche alle
evidenze strutturali. Reinquadramento della funzione delle
biomolecole all’interno della cellula.
Biologia: Acquisire informazioni sull’anatomia e sulla
fisiologia dei sistemi riproduttori femminile e maschile
(ob.min.). Comprendere le fasi di formazione dei gameti
nell’uomo e nella donna. (ob.min.). Comprendere l’azione
degli ormoni nella regolazione del ciclo mestruale.
(ob.min.).
Comprendere la sequenza di eventi che
accompagna e segue la fecondazione
Scienze della Terra: Comprendere il fenomeno vulcanico
nei suoi molteplici aspetti.
Conoscere i materiali di partenza (magmi) e quelli di
arrivo (gas, vapori e nuove rocce)ob.min..
Conoscere le forme in cui il fenomeno vulcanico si attua
(gli edifici vulcanici)ob.min.
Comprendere il meccanismo che fa innescare i fenomeni
vulcanici; comprendere il tipico dualismo nel modo di
presentarsi dell’attività vulcanica: effusioni tranquille ed
effusioni violenteob.min.
Comprendere la non casuale distribuzione geografica
dell’attività vulcanica.
Contenuti Chimica . Struttura delle proteine.
Proprietà delle proteine. Classi di proteine in base alla loro
solubilità in acqua e in base alla loro funzione biologica. I
modelli che spiegano l’interazione enzima-substrato.
Coenzimi. I fattori che influenzano l’attività enzimatica. La
regolazione dell’attività enzimatica. Gli inibitori enzimatici.
Potenziali standard e pile. Conoscere il significato dei
potenziali di riduzione standard delle semi-reazioni
biologicamente importanti.
7
obiettivi di apprendimento: Sa descrivere un'onda
armonica attraverso la sua espressione matematica. (Ob.
min)
Obiettivi di apprendimento: Comprende il significato di
“Campo”, “carica”, linee di forza e potenziale di un campo
di forze.
(Ob. min)
Sa risolvere semplici problemi di elettrostatica con cariche
puntiformi.(Ob. min)
Sa applicare il Teorema di Gauss nel caso di particolari
distribuzioni continue (e simmetriche) di carica.(Ob. min)
Contenuti:
La circuitazione del campo elettrico
L’energia potenziale elettrica (Ob. min)
Il potenziale elettrico (Ob. min)
La distribuzione della carica nei conduttori
Campo e potenziale di un conduttore in equilibrio
elettrostatico (Ob. min)
La capacità di un conduttore (Ob. min)
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DIPARTIMENTO DI SCIENZE SPERIMENTALI
MAGGIO-- GIUGNO
– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 8
Conoscere le principali caratteristiche strutturali e funzionali
+
del NAD ,FAD e coenzimi.
Uno sguardo generale al metabolismo; bilancio energetico;
bilancio ossido riduttivo. Confronto generale fra glicolisi +
ciclo di Krebs + fosforilazione ossidativa, da una parte; foto
fosforilazione e ciclo di Calvin dall’altra; re inquadramento
finale di evoluzione procarioti  eucarioti.

Obiettivi di
apprendimento:
abilità/competenz
e disciplinari





I
Obiettivi di apprendimento Chimica: Biochimica, non è
ovviamente necessario conoscere ogni singola fase di un
ciclo (catabolico) purtuttavia ogni via catabolica (e
anabolica, in misura più succinta, e forse solo limitatamente
alla biosintesi delle proteine: terzo anno) deve poter essere
testata dal punto di vista del bilancio complessivo
energetico in equivalenti ATP/ADP; deve poter essere
testata per il confronto fra nox medio degli atomi di carbonio
(andando da glucosio a CO2 passando per il piruvato) e
bilancio complessivo di equivalenti riducenti. Saper
reintrodurre tale discorso generale sul metabolismo nel
discorso ancora più generale dell’evoluzione – in questo
caso: versione tassonomicamente semplificata (embrionale,
a dire il vero) dell’evoluzione – meno semplificata per quel
che riguarda la versione “molecolare” del discorso
sull’evoluzione.
In generale gli obiettivi minimi comuni alle due discipline
sono: saper riconoscere le strutture delle biomolecole una
volta se ne presenti la formula schematica – associare le
biomolecole alla funzione nel metabolismo cellulare.
Saper costruire un discorso (tema o esposizione orale) una
volta fornite le parole (keywords) e i dati (per lo più
termodinamici) essenziali da toccare nel discorso.
Possedere un glossario di base anche di parole di
8
I condensatori (Ob. min)
Contenuti: La Conduzione elettrica:
La corrente elettrica (Ob. min)
I generatori di tensione
Le leggi di Ohm (Ob. min)
I circuiti elettrici
Le leggi di Kirckoff (Ob. min)
Forza elettromotrice e differenza di potenziale
L’effetto Joule (Ob. min)
Carica e scarica di un condensatore (Ob. min)
circuiti RC (Ob. min)
Obiettivi di apprendimento:
Sa calcolare il campo elettrico in un punto (Ob. min)
Sa calcolare il potenziale in un punto (Ob. min)
Sa risolvere semplici problemi con conduttori e
condensatori.(Ob. min)
Sa risolvere semplici circuiti in corrente continua (Ob.
min), fino a tre maglie.
Sa risolvere semplici problemi di scarica e carica di un
condensatore e tracciare i grafici I-t e Q-t .(Ob. min)
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DIPARTIMENTO DI SCIENZE SPERIMENTALI
– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 9
derivazione completamente greca – un glossario greco,
dunque.
Avere presente un discorso generale sull’evoluzione, nella
sua versione molecolare (evoluzione delle vie metaboliche,
evoluzione delle proteine, evoluzione delle strategie
riproduttive,
evoluzione
della
conservazione
dell’informazione; evoluzione delle condizioni al contorno,
cioè evoluzione dell’atmosfera terrestre, essenzialmente.
Avere un’ idea degli ordini di grandezza delle masse (in
Dalton); delle energie (in KJ); dei tempi (cronologia della
terra); delle dimensioni (dagli atomi alle molecole alle
macromolecole ai batteri e agli eucarioti passando per i
virus).
STRUMENTI UTILIZZATI - TIPOLOGIE DI VERIFICA E CRITERI VALUTAZIONE - ALTRE OSSERVAZIONI
4A LSA
MATERIA: FISICA
3(2) ore settimanali
MATERIA: SCIENZE NATURALI
5 ore settimanali
STRUMENTI E
METODOLOGIE
UTILIZZATI
Lezione frontale; Attività di laboratorio (anche
preparativa); relazione di laboratorio;
relazione-esposizione di singoli argomenti da
parte di studenti; appunti prodotti
dall’insegnante; tabelle consultabili durante le
prove orali e le verifiche (varie sinossi)
Lezione frontale;
Cooperative Learning
Attività di laboratorio (anche preparativa);
relazione di laboratorio;
relazione-esposizione di singoli argomenti da
parte di studenti;
esercitazioni in classe.
VERIFICHE E
VALUTAZIONE
Compito in classe scritto sommativo
Interrogazione orale breve (verifica
interlocutoria) (+ o – sul registro);
interrogazione orale lunga (sommativa);
relazioni scritte a gruppi o individuali su
attività di laboratorio o su argomenti particolari
assegnati da esporre alla classe.
Valutazione dell’attività pratica in forma
interlocutoria, come per le interrogazioni revi.
Compito in classe scritto sommativo ; interrogazione orale breve (verifica
interlocutoria) (+ o – sul registro); interrogazione orale lunga (sommativa);
relazioni scritte a gruppi o individuali su attività di laboratorio o su argomenti
particolari assegnati da esporre alla classe. Valutazione dell’attività pratica
in forma interlocutoria, come per le interrogazioni brevi.
TRIMESTRE
n.scritte 2
n.orali 1
n.prat.3
9
n.scritte 2
n.orali 1
n.prat.
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– PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE– pag. 10
4A LSA
PENTAMESTRE
MATERIA: FISICA
3(2) ore settimanali
MATERIA: SCIENZE NATURALI
5 ore settimanali
n.scritte 3
n.orali 1
n.prat.5
OSSERVAZIONI E
ADATTAMENTI DELLA
PROGRAMMAZIONE
ALLA CLASSE
10
n.scritte 3
n.orali 1
n.prat.