Convegno Nazionale RILEVANZA DELLA CHIMICA FISICA NEI NUOVI ORDINAMENTI DIDATTICI 25 - 26 Maggio 2007 Demetrio PITEA L'insegnamento della Chimica Fisica nelle Scienze Ambientali 1 Aspetti generali Riferimento: “La didattica chimico-fisica nelle classi non chimiche. Situazione attuale e prospettive in vista della attuazione del D.M. 270” 2 Un caso di studio I Corsi di Studio a UNIMIB Laurea (LT) Storicamente (Laurea 5 anni), forte interdisciplinarietà ed ‘equivalenza’ nei contenuti culturali di base: 1) Biologia, Chimica, Scienze delle Terra 2) Ecologia 3) Fisica, Informatica, Matematica, Economia, Diritto. Abbastanza mantenuta nel passaggio al 3 + 2. Messa in difficoltà sul piano formale dalle successive ‘innovazioni’ tabellari ma, per ora, resa possibile dalla volontà ‘politica’ locale di mantenere questa impostazione culturale. 3 Un caso di studio I Corsi di Studio a UNIMIB Laurea Specialistica o Magistrale (LM) Storicamente (Laurea 5 anni), ultimi due anni parzialmente e approssimativamente diversificati su due ‘percorsi culturali’, presenti nelle attività di ricerca del DISAT: 1) Aree ‘poco’ antropizzate, con prevalenza dei contenuti di tipo naturalistico e di conservazione. 2) Aree ‘fortemente’ antropizzate, con prevalenza dei contenuti utili per lo studio degli effetti delle attività umane sulla salute e sul territorio ( Ambiente) 4 Un caso di studio I Corsi di Studio a UNIMIB Laurea Specialistica o Magistrale (LM) Abbastanza mantenuta nel passaggio alla LM, con particolare riguardo all’aspetto valutativo e gestionale delle complesse tematiche ambientali e concretizzata in due ‘percorsi’: 1. Valutazione e gestione del rischio e degli impatti ambientali. 2. Gestione e valutazione delle risorse ambientali e territoriali. 5 Generalizzazione In teoria, questa organizzazione apre non trascurabili spazi per i contenuti tipici delle Scienze Chimiche. Questi contenuti però sono oggettivamente ‘ingessati’ dalle rigide divisioni imposte dai SSD. Conseguenze: In funzione del tipo di insegnamento, del suo SSD e degli interessi e capacità del singolo docente, molti contenuti vengono ripetuti più volte, sempre parcellizzati e a livelli diversi, che non sempre sono coerenti nel loro sviluppo temporale e di approfondimento. 6 Generalizzazione In altre parole, gli interessi e le necessità di ‘sopravvivenza’ di singoli docenti e/o di singoli SSD finiscono con il prevalere rispetto alla formazione degli studenti. 7 Laurea (LT) In tutte le sedi sembrano ‘non alienabili’ 8 CFU di CHIM/03 e 8 CFU di CHIM/06 e rimane, non sempre, una disponibilità di 8 CFU, spesso attribuiti a CHIM/01. Tipico programma di Chimica generale e inorganica (I° anno) Atomi monoelettronici e polielettronici. La tabella periodica e le proprietà periodiche. Il legame chimico ionico, covalente, metallico. Geometria molecolare (VSEPR). Orbitali ibridi, legami multipli, risonanza. Elettrochimica: celle galvaniche, elettrolisi. Tipico programma di Chimica organica (II° anno) I composti organici naturali ed i composti organici di sintesi. Struttura elettronica e legame chimico. 8 Frammentazione dei contenuti di base tipici della Chimica Fisica in più insegnamenti, con perdita della cultura (metodologia), di visibilità della disciplina e della responsabilità didattica del docente Quindi…. Da un lato, c’è un obiettivo riconoscimento (!!) dell’importanza dei contenuti chimico-fisici nella formazione di base, anche nelle tesi di laurea. Sono poche le tesi che non contengono un capitolo sulle misure di parametri chimico-fisici e, spesso, purtroppo anche sul loro significato e sulla loro interpretazione. Dall’altro, questi contenuti vengono dispersi in più insegnamenti non ‘etichettati’ CHIM/02. Laurea (LT) Si deve capire e accettare che l’insegnamento della Chimica nelle Scienze Ambientali richiede un approccio diverso. SI DEVE OPERARE PER CONTENUTI E NON PER DISCIPLINE 10 Laurea (LT) SI DEVE OPERARE PER CONTENUTI E NON PER DISCIPLINE: L’utopia di un primo corso di ‘Chimica di base’ (la metodologia, ossia la CF!) affiancato dalla Stechiometria (studio dei bilanci di materia – e di energia? – nelle reazioni chimiche) e dal Laboratorio (gli strumenti fondamentali per operare in laboratorio) I composti inorganici e il loro ruolo e comportamento nell’ambiente I composti organici e il loro ruolo e comportamento nell’ambiente Tecniche e metodi per il campionamento, il riconoscimento e la quantificazione dei composti nelle matrici ambientali. 11 Laurea (LT) Quali contenuti di base? La struttura atomica e molecolare Termodinamica classica (sistemi all’equilibrio) Elementi di termodinamica dei sistemi non all’equilibrio Cinetica chimica e cinetica delle reazioni di biodegradazione Elementi di spettroscopia molecolare Elementi di elettrochimica 12 Laurea Magistrale (LM) ‘Completamento’ delle basi chimico fisiche, comunque importanti indipendentemente dalla specificità delle sedi. Esempi: Processi di trasporto di materia ed energia Proprietà colligative e diagrammi di fase Tensione superficiale e sistemi colloidali La funzione entropia, la neghentropia, entropia e informazione Stato solido, adsorbimento e desorbimento Principi chimico-fisici che regolano la distribuzione dei contaminanti tra i comparti ambientali …… 13 Laurea Magistrale (LM) ‘Espansione’ dei contenuti chimico fisici in funzione dell’organizzazione specifica e degli obiettivi che ciascuna sede vuole raggiungere. IN AMBEDUE I CASI È FONDAMENTALE L’INTERAZIONE E L’INTEGRAZIONE CON GLI INSEGNAMENTI ATTUALMENTE ETICHETTATI CHIM/12. 14