Liceo Scientifico- Liceo Scientifico opzione Scienze ApplicateLiceo Classico- LiceoScientificoSportivo “Federico Quercia” di Marcianise DIPARTIMENTO DI SCIENZE NATURALI,CHIMICA ,GEOGRAFIA E MICROBIOLOGIA PROGRAMMAZIONE ANNUALE PER LE CLASSI PRIME e SECONDE DEL PRIMO BIENNIO ELABORATA SECONDO LE INDICAZIONI MINISTERIALI DEL 27/07/2010E IL REGOLAMENTO LICEO SPORTIVO DI CUI AL D.P.R. 52 del 5 marzo 2013 a.s. 2015/2016 PRIMO BIENNIO Il percorso liceale fornisce agli studenti gli strumenti culturali e metodologici per una comprensione approfondita della realtà. A tal fine concorre lo studio delle Scienze con il suo contributo specifico che si basa sulla strategia dell’indagine scientifica dell’osservazione e sperimentazione. Alla fine del percorso biennale, gli alunni dovranno acquisire le seguenti abilità/capacità: (ADATTATE OPPORTUNAMENTE A CIASCUN INDIRIZZO) • capacità di problem solving, che comporta il selezionare tra i propri saperi/ saper fare quelli utili per affrontare una situazione problematica e collegarli rendendoli operativi e rielaborandoli allo scopo di produrre una soluzione. • capacità di giustificare le scelte fatte /le procedure adottate per affrontare il compito o per risolvere il problema e di tenerle sotto controllo, capacità che richiede un’azione di ricostruzione. • Pianificare le fasi di un’ attività, indicando risultati attesi, obiettivi, azioni, tempi, risorse disponibili e da reperire, modalità di verifica e valutazione • Individuare un campo di indagine che meriti approfondimento, scegliere gli strumenti migliori per la misura delle variabili ritenute interessanti e rappresentare i risultati. • Organizzare i dati raccolti rappresentandoli, interpretandoli e confrontandoli in modo personale o coordinando attività di gruppo . • Confrontare e descrivere trasformazioni fisiche e trasformazioni chimiche, fenomeni naturali ( biologici, meteorologici, geologici,…) e fenomeni artificiali; ricavandone la legge interpretativa anche mediante esperienza di laboratorio, con riferimenti anche alla vita quotidiana. • predisporre tabelle e grafici che mettono in relazione grandezze variabili quali temperatura, tempo, massa, pressione, volume…; • Focalizzare: porsi domande ( Problem posing) che conducono alla esplorazione e alla ricerca e predire quello che pensano accadrà. • Osservare e descrivere fenomeni e reazioni semplici con riferimento anche a esempi tratti dalla vita quotidiana. • Comunicare i risultati riguardanti le caratteristiche studiate attraverso forme di espressione orale, scritta, grafica e con appropriato uso della terminologia specifica . • Utilizzare strutture logiche per la modellizzazione di fenomeni e risoluzione di problemi; 1 • • • • • • • • • • • • Utilizzare la rete Internet per ricercare fonti e dati di tipo scientifico. Saper condurre ricerche e approfondimenti personali utilizzando manuali, brani originali, testi di natura scientifica. Raccogliere dati attraverso l'osservazione diretta dei fenomeni naturali (fisici, chimici,biologici, geologici, ecc..) o degli oggetti artificiali. Organizzare e rappresentare i dati raccolti. Spiegare le evidenze macroscopiche delle trasformazioni fisiche e chimiche mediante il modello cinetico - molecolare della materia. Rappresentare/descrivere con il modello particellare gli stati della materia e i cambiamenti di stato Classificare le trasformazioni come chimiche o fisiche Usare gli strumenti informatici e statistici per la soluzione di problemi empirici. Utilizzare le funzioni di base dei software più comuni per produrre testi e comunicazioni multimediali, calcolare e rappresentare dati, disegnare, catalogare informazioni, cercare informazioni e comunicare in rete. Confrontare le informazioni provenienti da fonti diverse; selezionarle criticamente in base all’ attendibilità, alla funzione, al proprio scopo Saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la modellizzazione e la risoluzione di problemi; Analizzare un grafico sperimentale (riconoscere e operare con grandezze direttamente e inversamente proporzionali , con proporzionalità quadratica, correlate linearmente). Al primo biennio s’individuano per gli alunni le seguenti competenze riferite all'obbligo di istruzione ( dal D.M. 139/2007 asse scientifico-tecnologico) debitamente certificate: • • • • Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle sue varie forme i concetti di sistema e di complessità Osservare e descrivere fenomeni e reazioni semplici (il loro riconoscimento e la loro rappresentazione) con riferimento anche a esempi tratti dalla vita quotidiana. Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall'esperienza. Essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate 2 PRIMO ANNO LE CONOSCENZE E I CONTENUTI SONO DI SEGUITO RIPARTITI PER INDIRIZZO Liceo Scientifico sezione ad indirizzo sportivo SCIENZE DELLA TERRA Oggetto di studio al primo anno sono le Scienze della Terra ; con esso si completano e approfondiscono contenuti già in precedenza acquisiti, ampliando in particolare il quadro esplicativo dei moti della Terra. Si procede poi allo studio geomorfologico di strutture che costituiscono la superficie della Terra . Gli allievi dovranno acquisire le seguenti conoscenze: ( sapere, saper fare): • Individuare la posizione della Terra nel sistema solare • Conoscere i moti della Terra e relative prove e conseguenze. • Conoscere il satellite naturale della Terra: la Luna e i suoi moti. • Conoscenza dei principali mezzi di orientamento sulla superficie terrestre. • Riconoscere nella realtà quanto raffigurato da carte e illustrazioni e viceversa. • Descrivere i principali problemi inerenti la risorsa acqua e il suo uso. • Conoscenza del ciclo dell’acqua. • Conoscere la distribuzione delle riserve idriche sulla Terra • Conoscenza dei passaggi di stato dell’acqua. • Conoscenza dell’idrosfera marina e continentale. • Sapere come varia la salinità dell'acqua marina. • Conoscere la stratificazione delle acque oceaniche. • Conoscere i principali movimenti che caratterizzano le acque oceaniche. • Saper correlare i principali movimenti che caratterizzano le acque oceaniche alle cause che li generano. • Comprendere da quali fattori dipende il ciclo idrologico • Conoscere le applicazioni del ciclo idrologico ( bilancio e valutazione delle risorse sotterranee) • Conoscere e comprendere fenomeni geologici semplici. • Riconoscere negli elementi del paesaggio l’azione geomorfologica dei fiumi e dei ghiacciai • Conoscere la differenza tra porosità e permeabilità • Conoscere i meccanismi di deflusso superficiale e sotterraneo dell'acqua • Conoscere i fattori che influenzano la portata di un fiume • Descrivere le caratteristiche geomorfologiche più evidenti della regione di residenza • Saper correlare il bilancio di una massa e di un ghiacciaio al suo avanzamento o ritiro • Conoscere le principali morfologie prodotte dalle acque superficiali e sotterranee • Descrivere le principali morfologie glaciali, desertiche e costiere • Collegare un paesaggio naturale noto agli agenti esogeni che ne hanno modellato le strutture • Distinguere le principali forme di erosione marina presenti sul territorio italiano • Conoscere i fattori che determinano l'efficacia dell'attività di gara nei giochi sportivi e valutare l'impatto delle condizioni climatiche, geografiche e sociali dei luoghi in cui si svolgono le competizioni 3 • • • • • • • • • • • • Raccogliere ed analizzare dati relativi all'ambiente naturale con particolare attenzione alla Meteorologia e alla Bio-Meteorologia (importanza per l’attività sportiva: 70% per le discipline outdoor e 20% per le discipline indoor) Valutare l'adattamento del sistema di preparazione alle principali gare, alle condizioni geografiche e climatiche dei luoghi dove queste verranno disputate. Riconoscere i fattori climatici ( condizioni di clima freddo o caldo), geografici ( d’altitudine media, di cambiamento del fuso orario) che possono influenzare i sistemi di preparazione per le discipline outdoor ( vela, running, motociclismo, ecc.) Conoscere la struttura dell’atmosfera e la sua azione esogena sul suolo terrestre.Sapere che cos'è e come varia la pressione atmosferica Conoscere i differenti tipi di nubi e di precipitazioni Conoscere i principali venti del pianeta e i loro processi di formazione Conoscere i principali meccanismi di formazione delle perturbazioni Sapere quali sono le perturbazioni più comuni e quali le più pericolose Distinguere i vari tipi di venti Distinguere i vari tipi di nubi Distinguere le condizioni che generano i vari tipi di precipitazioni Leggere una carta delle isobare estrapolandone tutte le informazioni Tali conoscenze saranno acquisite dagli alunni attraverso la trattazione dei seguenti contenuti: Il sistema solare. Le leggi di Keplero. La legge di gravitazione universale. Le caratteristiche dei pianeti del sistema solare. Forma e dimensioni della Terra. Schiacciamento del globo terrestre. Il geoide. Ellissoide. Moto di rotazione. Moto di rivoluzione. Conseguenze dei moti della Terra. Altezza del Sole. Angolo di incidenza dei raggi solari. Conseguenze del moto di rotazione : alternanza del dì e della notte. Conseguenze del moto di rivoluzione : alternanza delle stagioni. Equinozi e solstizi. I fusi orari. Linea del cambiamento di data. L'orientamento e la misura del tempo. Paralleli e meridiani. Il reticolato geografico. I punti cardinali. La bussola. Le coordinate geografiche : latitudine e longitudine. L’ idrosfera marina. Il ciclo dell’acqua. Oceani e mari. Caratteristiche chimico fisiche delle acquemarine. I principali movimenti del mare (Le onde. Le maree. Le correnti) L’azione geomorfologica del mare. L’inquinamento delle acque marine. L’idrosfera continentale. Le falde idriche. I fiumi. I laghi. I ghiacciai. L’azione geomorfologica delle acque continentali. Il tempo meteorologico. L'acqua nell'atmosfera e la formazione delle nubi. Tipi di nubi e precipitazioni. La struttura dell’atmosfera.La pressione atmosferica e i venti. Le masse d'aria, i fronti e le perturbazioni. Tra quelli sviluppati in modo coordinato con i percorsi di Geografia, si indicano : Il sistema di riferimento terrestre. - Reticolato geografico e coordinate geografiche. La rappresentazione cartografica e l’orientamento. Tecniche di lettura e rappresentazione del territorio. Principali forme di rappresentazione cartografica, nei suoi diversi aspetti geografico-fisici . CHIMICA Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare): 4 • • • • • • • • • • • • • • • • • • Conoscenza delle norme di sicurezza in laboratorio; della strumentazione in uso, conoscenza della parte teorica Misurare masse e volumi di solidi irregolari e liquidi. Fare conversioni all’interno delle unità di misura del S.I. Misurare la densità. Calcolare gli errori su una grandezza fisica. Scrivere una misura con gli errori. Utilizzare la densità come fattore di conversione tra massa e volume. Comprendere il significato di misura e il rapporto esistente tra misura e sua rappresentazione. Saper utilizzare l’equazione fondamentale della calorimetria. Saper individuare le relazioni qualitative tra proprietà macroscopiche e microscopiche della materia. Rappresentare/descrivere con il modello particellare gli stati della materia e i cambiamenti di stato Saper riconoscere le forme dell’energia e i meccanismi che ne consentono la trasformazione nelle diverse forme. Saper passare da una scala termometrica all’altra. Saper convertire le calorie in Joule e viceversa. Procedere a semplici esperimenti di separazione Distinguere trasformazioni fisiche da trasformazioni chimiche Conoscenza dei miscugli omogenei ed eterogenei e dei metodi di separazione. Conoscenza delle leggi ponderali della chimica. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Strumenti per la miscelazione. Strumenti per la separazione. Reattori da laboratorio. Strumenti di misurazione. Strumenti per lo scambio termico. Strumenti per il trasferimento o il trattamento di sostanze. Strumenti per il supporto. Sistemi software. LIMS. Sicurezza in laboratorio e scienza della sicurezza. Norme di sicurezza. Teoria della Misura (in collaborazione con Fisica e con approccio costruttivista ossia applicato alla scoperta, mediante un uso diverso del laboratorio, di proprietà intensive tipo la densità, la caloria, la concentrazione, ecc.).Misura ed errore. Cifre significative. Fattori di conversione. Proprietà intensive ed estensive. Raccogliere ed analizzare dati. La Materia. Stati di aggregazione della materia (stato solido, liquido e gassoso) Proprietà della materia (massa, densità, punto di fusione, ebollizione, cristallizzazione). Trasformazioni fisiche e chimiche. Miscugli omogenei ed eterogenei, sostanze semplici e composte. Tecniche di separazione. Soluzioni e sostanze pure. Misure di concentrazione (concentrazione percentuale p/v e v/v). 5 Liceo Scientifico opzione Scienze Applicate SCIENZE DELLA TERRA Oggetto di studio al primo anno sono le Scienze della Terra ; con esso si completano e approfondiscono contenuti già in precedenza acquisiti, ampliando in particolare il quadro esplicativo dei moti della Terra. Si procede poi allo studio geomorfologico di strutture che costituiscono la superficie della Terra . Gli allievi dovranno acquisire le seguenti conoscenze: ( sapere, saper fare): • Individuare la posizione della Terra nel sistema solare • Conoscere i moti della Terra e relative prove e conseguenze. • Conoscere il satellite naturale della Terra: la Luna e i suoi moti. • Conoscenza dei principali mezzi di orientamento sulla superficie terrestre. • Riconoscere nella realtà quanto raffigurato da carte e illustrazioni e viceversa. • Descrivere i principali problemi inerenti la risorsa acqua e il suo uso. • Conoscenza del ciclo dell’acqua. • Conoscere la distribuzione delle riserve idriche sulla Terra • Conoscenza dei passaggi di stato dell’acqua. • Conoscenza dell’idrosfera marina e continentale. • Sapere come varia la salinità dell'acqua marina. • Conoscere la stratificazione delle acque oceaniche. • Conoscere i principali movimenti che caratterizzano le acque oceaniche. • Saper correlare i principali movimenti che caratterizzano le acque oceaniche alle cause che li generano. • Comprendere da quali fattori dipende il ciclo idrologico • Conoscere le applicazioni del ciclo idrologico ( bilancio e valutazione delle risorse sotterranee) • Conoscere e comprendere fenomeni geologici semplici. • Riconoscere negli elementi del paesaggio l’azione geomorfologica dei fiumi e dei ghiacciai • Conoscere la differenza tra porosità e permeabilità • Conoscere i meccanismi di deflusso superficiale e sotterraneo dell'acqua • Conoscere i fattori che influenzano la portata di un fiume • Descrivere le caratteristiche geomorfologiche più evidenti della regione di residenza • Saper correlare il bilancio di una massa e di un ghiacciaio al suo avanzamento o ritiro • Conoscere le principali morfologie prodotte dalle acque superficiali e sotterranee • Descrivere le principali morfologie glaciali, desertiche e costiere • Collegare un paesaggio naturale noto agli agenti esogeni che ne hanno modellato le strutture • Distinguere le principali forme di erosione marina presenti sul territorio italiano • Conoscere la struttura dell’atmosfera e la sua azione esogena sul suolo terrestreSapere che cos'è e come varia la pressione atmosferica • Conoscere i differenti tipi di nubi e di precipitazioni • Conoscere i principali venti del pianeta e i loro processi di formazione • Conoscere i principali meccanismi di formazione delle perturbazioni • Sapere quali sono le perturbazioni più comuni e quali le più pericolose • Distinguere i vari tipi di venti 6 • • • Distinguere i vari tipi di nubi Distinguere le condizioni che generano i vari tipi di precipitazioni Leggere una carta delle isobare estrapolandone tutte le informazioni Tali conoscenze saranno acquisite dagli alunni attraverso la trattazione dei seguenti contenuti: Il sistema solare. Le leggi di Keplero. La legge di gravitazione universale. Le caratteristiche dei pianeti del sistema solare. Forma e dimensioni della Terra. Schiacciamento del globo terrestre. Il geoide. Ellissoide. Moto di rotazione. Moto di rivoluzione. Conseguenze dei moti della Terra. Altezza del Sole. Angolo di incidenza dei raggi solari. Conseguenze del moto di rotazione : alternanza del dì e della notte. Conseguenze del moto di rivoluzione : alternanza delle stagioni. Equinozi e solstizi. I fusi orari. Linea del cambiamento di data. L'orientamento e la misura del tempo. Paralleli e meridiani. Il reticolato geografico. I punti cardinali. La bussola. Le coordinate geografiche : latitudine e longitudine. L’ idrosfera marina. Il ciclo dell’acqua. Oceani e mari. Caratteristiche chimico fisiche delle acquemarine. I principali movimenti del mare (Le onde. Le maree. Le correnti) L’azione geomorfologica del mare. L’inquinamento delle acque marine. L’idrosfera continentale. Le falde idriche. I fiumi. I laghi. I ghiacciai. L’azione geomorfologica delle acque continentali. Il tempo meteorologico. L'acqua nell'atmosfera e la formazione delle nubi. Tipi di nubi e precipitazioni. La struttura dell’ atmosfera. La pressione atmosferica e i venti. Le masse d'aria, i fronti e le perturbazioni. Tra quelli sviluppati in modo coordinato con i percorsi di Geografia, si indicano : Il sistema di riferimento terrestre. - Reticolato geografico e coordinate geografiche. La rappresentazione cartografica e l’orientamento. Tecniche di lettura e rappresentazione del territorio. Principali forme di rappresentazione cartografica, nei suoi diversi aspetti geografico-fisici . CHIMICA Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare): • • • • • • • • • • • Conoscenza delle norme di sicurezza in laboratorio; della strumentazione in uso, conoscenza della parte teorica Misurare masse e volumi di solidi irregolari e liquidi. Fare conversioni all’interno delle unità di misura del S.I. Misurare la densità. Calcolare gli errori su una grandezza fisica. Scrivere una misura con gli errori. Utilizzare la densità come fattore di conversione tra massa e volume. Comprendere il significato di misura e il rapporto esistente tra misura e sua rappresentazione. Saper utilizzare l’equazione fondamentale della calorimetria. Saper individuare le relazioni qualitative tra proprietà macroscopiche e microscopiche della materia. Rappresentare/descrivere con il modello particellare gli stati della materia e i cambiamenti di stato 7 • • • • • • • Saper riconoscere le forme dell’energia e i meccanismi che ne consentono la trasformazione nelle diverse forme. Saper passare da una scala termometrica all’altra. Saper convertire le calorie in Joule e viceversa. Procedere a semplici esperimenti di separazione Distinguere trasformazioni fisiche da trasformazioni chimiche Conoscenza dei miscugli omogenei ed eterogenei e dei metodi di separazione. Conoscenza delle leggi ponderali della chimica. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Strumenti per la miscelazione. Strumenti per la separazione. Reattori da laboratorio. Strumenti di misurazione. Strumenti per lo scambio termico. Strumenti per il trasferimento o il trattamento di sostanze. Strumenti per il supporto. Sistemi software. LIMS. Sicurezza in laboratorio e scienza della sicurezza. Norme di sicurezza. Teoria della Misura (in collaborazione con Fisica e con approccio costruttivista ossia applicato alla scoperta, mediante un uso diverso del laboratorio, di proprietà intensive tipo la densità, la caloria, la concentrazione, ecc.).Misura ed errore. Cifre significative. Fattori di conversione. Proprietà intensive ed estensive. Raccogliere ed analizzare dati. La Materia. Stati di aggregazione della materia (stato solido, liquido e gassoso) Proprietà della materia (massa, densità, punto di fusione, ebollizione, cristallizzazione). Trasformazioni fisiche e chimiche. Miscugli omogenei ed eterogenei, sostanze semplici e composte. Tecniche di separazione. Soluzioni e sostanze pure. Misure di concentrazione (concentrazione percentuale p/v e v/v). LICEO SCIENTIFICO SCIENZE DELLA TERRA Oggetto di studio al primo anno sono le Scienze della Terra ; con esso si completano e approfondiscono contenuti già in precedenza acquisiti, ampliando in particolare il quadro esplicativo dei moti della Terra. Si procede poi allo studio geomorfologico di strutture che costituiscono la superficie della Terra . Gli allievi dovranno acquisire le seguenti conoscenze: ( sapere, saper fare): • Individuare la posizione della Terra nel sistema solare • Conoscere i moti della Terra e relative prove e conseguenze. • Conoscere il satellite naturale della Terra: la Luna e i suoi moti. • Conoscenza dei principali mezzi di orientamento sulla superficie terrestre. • Riconoscere nella realtà quanto raffigurato da carte e illustrazioni e viceversa. • Descrivere i principali problemi inerenti la risorsa acqua e il suo uso. • Conoscenza del ciclo dell’acqua. • Conoscere la distribuzione delle riserve idriche sulla Terra • Conoscenza dei passaggi di stato dell’acqua. • Conoscenza dell’idrosfera marina e continentale. • Sapere come varia la salinità dell'acqua marina. • Conoscere la stratificazione delle acque oceaniche. • Conoscere i principali movimenti che caratterizzano le acque oceaniche. • Saper correlare i principali movimenti che caratterizzano le acque oceaniche alle cause che li generano. 8 • • Comprendere da quali fattori dipende il ciclo idrologico Conoscere le applicazioni del ciclo idrologico ( bilancio e valutazione delle risorse sotterranee) • Conoscere e comprendere fenomeni geologici semplici. • Riconoscere negli elementi del paesaggio l’azione geomorfologica dei fiumi e dei ghiacciai • Conoscere la differenza tra porosità e permeabilità • Conoscere i meccanismi di deflusso superficiale e sotterraneo dell'acqua • Conoscere i fattori che influenzano la portata di un fiume • Descrivere le caratteristiche geomorfologiche più evidenti della regione di residenza • Saper correlare il bilancio di una massa e di un ghiacciaio al suo avanzamento o ritiro • Conoscere le principali morfologie prodotte dalle acque superficiali e sotterranee • Descrivere le principali morfologie glaciali, desertiche e costiere • Collegare un paesaggio naturale noto agli agenti esogeni che ne hanno modellato le strutture • Distinguere le principali forme di erosione marina presenti sul territorio italiano Conoscere la struttura dell’atmosfera e la sua azione esogena sul suolo terrestre.Sapere che cos'è e come varia la pressione atmosferica • Conoscere i differenti tipi di nubi e di precipitazioni • Conoscere i principali venti del pianeta e i loro processi di formazione • Conoscere i principali meccanismi di formazione delle perturbazioni • Sapere quali sono le perturbazioni più comuni e quali le più pericolose • Distinguere i vari tipi di venti • Distinguere i vari tipi di nubi • Distinguere le condizioni che generano i vari tipi di precipitazioni • Leggere una carta delle isobare estrapolandone tutte le informazioni Tali conoscenze saranno acquisite dagli alunni attraverso la trattazione dei seguenti contenuti: Il sistema solare. Le leggi di Keplero. La legge di gravitazione universale. Le caratteristiche dei pianeti del sistema solare. Forma e dimensioni della Terra. Schiacciamento del globo terrestre. Il geoide. Ellissoide. Moto di rotazione. Moto di rivoluzione. Conseguenze dei moti della Terra. Altezza del Sole. Angolo di incidenza dei raggi solari. Conseguenze del moto di rotazione : alternanza del dì e della notte. Conseguenze del moto di rivoluzione : alternanza delle stagioni. Equinozi e solstizi. I fusi orari. Linea del cambiamento di data. L'orientamento e la misura del tempo. Paralleli e meridiani. Il reticolato geografico. I punti cardinali. La bussola. Le coordinate geografiche : latitudine e longitudine. L’ idrosfera marina. Il ciclo dell’acqua. Oceani e mari. Caratteristiche chimico fisiche delle acquemarine. I principali movimenti del mare (Le onde. Le maree. Le correnti) L’azione geomorfologica del mare. L’inquinamento delle acque marine. L’idrosfera continentale. Le falde idriche. I fiumi. I laghi. I ghiacciai. L’azione geomorfologica delle acque continentali. L'acqua nell'atmosfera e la formazione delle nubi. Tipi di nubi e precipitazioni. La struttura dell’atmosfera.La pressione atmosferica e i venti. Le masse d'aria, i fronti e le perturbazioni. Tra quelli sviluppati in modo coordinato con i percorsi di Geografia, si indicano : Il sistema di riferimento terrestre. - Reticolato geografico e coordinate geografiche. La rappresentazione cartografica e l’orientamento. Tecniche di lettura e rappresentazione del 9 territorio. Principali forme di rappresentazione cartografica, nei suoi diversi aspetti geografico-fisici . LICEO CLASSICO SCIENZE DELLA TERRA Oggetto di studio al primo anno sono le Scienze della Terra ; con esso si completano e approfondiscono contenuti già in precedenza acquisiti, ampliando in particolare il quadro esplicativo dei moti della Terra. Si procede poi allo studio geomorfologico di strutture che costituiscono la superficie della Terra . Gli allievi dovranno acquisire le seguenti conoscenze: ( sapere, saper fare): • Individuare la posizione della Terra nel sistema solare • Conoscere i moti della Terra e relative prove e conseguenze. • Conoscere il satellite naturale della Terra: la Luna e i suoi moti. • Conoscenza dei principali mezzi di orientamento sulla superficie terrestre. • Riconoscere nella realtà quanto raffigurato da carte e illustrazioni e viceversa. • Descrivere i principali problemi inerenti la risorsa acqua e il suo uso. • Conoscenza del ciclo dell’acqua. • Conoscere la distribuzione delle riserve idriche sulla Terra • Conoscenza dei passaggi di stato dell’acqua. • Conoscenza dell’idrosfera marina e continentale. • Sapere come varia la salinità dell'acqua marina. • Conoscere la stratificazione delle acque oceaniche. • Conoscere i principali movimenti che caratterizzano le acque oceaniche. • Saper correlare i principali movimenti che caratterizzano le acque oceaniche alle cause che li generano. • Comprendere da quali fattori dipende il ciclo idrologico • Conoscere le applicazioni del ciclo idrologico ( bilancio e valutazione delle risorse sotterranee) • Conoscere e comprendere fenomeni geologici semplici. • Riconoscere negli elementi del paesaggio l’azione geomorfologica dei fiumi e dei ghiacciai • Conoscere la differenza tra porosità e permeabilità • Conoscere i meccanismi di deflusso superficiale e sotterraneo dell'acqua • Conoscere i fattori che influenzano la portata di un fiume • Descrivere le caratteristiche geomorfologiche più evidenti della regione di residenza • Saper correlare il bilancio di una massa e di un ghiacciaio al suo avanzamento o ritiro • Conoscere le principali morfologie prodotte dalle acque superficiali e sotterranee • Descrivere le principali morfologie glaciali, desertiche e costiere • Collegare un paesaggio naturale noto agli agenti esogeni che ne hanno modellato le strutture • Distinguere le principali forme di erosione marina presenti sul territorio italiano • Sapere che cos'è e come varia la pressione atmosferica • Conoscere i differenti tipi di nubi e di precipitazioni • Conoscere i principali venti del pianeta e i loro processi di formazione 10 • • • • • • Conoscere i principali meccanismi di formazione delle perturbazioni Sapere quali sono le perturbazioni più comuni e quali le più pericolose Distinguere i vari tipi di venti Distinguere i vari tipi di nubi Distinguere le condizioni che generano i vari tipi di precipitazioni Leggere una carta delle isobare estrapolandone tutte le informazioni Tali conoscenze saranno acquisite dagli alunni attraverso la trattazione dei seguenti contenuti: Il sistema solare. Le leggi di Keplero. La legge di gravitazione universale. Le caratteristiche dei pianeti del sistema solare. Forma e dimensioni della Terra. Schiacciamento del globo terrestre. Il geoide. Ellissoide. Moto di rotazione. Moto di rivoluzione. Conseguenze dei moti della Terra. Altezza del Sole. Angolo di incidenza dei raggi solari. Conseguenze del moto di rotazione : alternanza del dì e della notte. Conseguenze del moto di rivoluzione : alternanza delle stagioni. Equinozi e solstizi. I fusi orari. Linea del cambiamento di data. L'orientamento e la misura del tempo. Paralleli e meridiani. Il reticolato geografico. I punti cardinali. La bussola. Le coordinate geografiche : latitudine e longitudine. L’ idrosfera marina. Il ciclo dell’acqua. Oceani e mari. Caratteristiche chimico fisiche delle acquemarine. I principali movimenti del mare (Le onde. Le maree. Le correnti) L’azione geomorfologica del mare. L’inquinamento delle acque marine. L’idrosfera continentale. Le falde idriche. I fiumi. I laghi. I ghiacciai. L’azione geomorfologica delle acque continentali. Il tempo meteorologico. L'acqua nell'atmosfera e la formazione delle nubi. Tipi di nubi e precipitazioni. L’ atmosfera: struttura. La pressione atmosferica e i venti. Le masse d'aria, i fronti e le perturbazioni. Tra quelli sviluppati in modo coordinato con i percorsi di Geografia, si indicano : Il sistema di riferimento terrestre. - Reticolato geografico e coordinate geografiche. La rappresentazione cartografica e l’orientamento. Tecniche di lettura e rappresentazione del territorio. Principali forme di rappresentazione cartografica, nei suoi diversi aspetti geografico-fisici . 11 SECONDO ANNO LE CONOSCENZE E I CONTENUTI SONO DI SEGUITO RIPARTITI PER INDIRIZZO Liceo Scientifico opzione Scienze Applicate Biologia Per il secondo anno con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare) • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Conoscere le ipotesi sulle origini della vita Conoscere negli elementi essenziali il percorso che ha portato gli scienziati dalla scoperta delle prime cellule alla teoria cellulare Individuare le caratteristiche fondamentali della cellula e riconoscerle negli organismi pluricellulari. Identificare nella cellula le principali strutture che la compongono Saper preparare semplici vetrini per microscopia Riconoscere il rapporto tra struttura e funzione nella cellula e nell’intero organismo Classificare gli esseri viventi ed individuarne le diverse strutture e complessità Conoscere e confrontare le principali teorie evolutive. Riconoscere le caratteristiche che distinguono il vivente dal non vivente Descrivere e spiegare i diversi criteri per la classificazione biologica. Descrivere la specie come fondamentale categoria tassonomica. Ricostruire il percorso filogenetico dei vertebrati fino alla specie umana. Conoscere i principali gruppi tassonomici. Conoscere le relazioni tra organismi e ambiente. Definire biosfera ed ecosistema con precisione. Saper spiegare la biosfera come livello ecologico più complesso. Saper fare esempi di ecosistemi e biomi e saper delineare struttura e caratteristiche principali. Saper individuare la struttura comune di tutte le catene e piramidi alimentari e saper fare esempi specifici relativi ad un particolare ecosistema. Saper spiegare il concetto di “nicchia” e saper individuare il ruolo delle specie in relazione alle diverse tipologie di relazione. Individuare in un ecosistema la parte biotica ed abiotica. Descrivere e classificare gli organismi che in esso vivono e/o i fenomeni che lo caratterizzano. Classificare i componenti abiotici di un ecosistema. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Lo studio scientifico della vita Livelli di organizzazione biologica: dalle molecole alla biosfera. Le molecole della Vita Cenni(verranno studiate in maniera approfondita in quarta e quinta dopo la chimica organica).Le basi chimiche della vita: atomi, molecole, legami chimici. L’acqua e le sue proprietà. Proprietà del carbonio e diversità molecolare della vita. Generalità sulle molecole biologiche: amminoacidi, acidi nucleici, lipidi, carboidrati, proteine. Origine della 12 vita. Ipotesi di Oparin. Ipotesi di Miller. Ipotesi eterotrofa. Le caratteristiche dei viventi. La cellula animale e la cellula vegetale. Il microscopio ottico, dimensioni cellulari. La cellula come base della vita: struttura e funzioni. L’esplorazione microscopica. Caratteristiche comuni e differenze fondamentali di cellule procariotiche ed eucariotiche. Strutture cellulari e loro principali funzioni: membrane cellulari, parete cellulare, citoplasma, ribosomi, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, mitocondri, cloroplasti, lisosomi, vacuoli, nucleo, cromosomi, citoscheletro. Principi di classificazione e filogenesi degli organismi viventi e basi dell’evoluzione La classificazione degli organismi viventi : da Aristotele a Linneo. Il creazionismo. Il catastrofismo. Teoria fissista ed evoluzionista. La teoria di Lamarck. La teoria di Darwin. La selezione naturale. Prove a favore della teoria dell’evoluzione. Caratteri omologhi, analoghi, vestigiali, larvali. Caratteri biochimici, genetici. Caratteri chiave e correlati. Categorie sistematiche: la specie. La nomenclatura binomia di Linneo. La suddivisione dei Regni. I domini. Unicellulari, pluricellulari. I batteri : criteri di classificazione. Caratteristiche. Archeobatteri , eubatteri. I protisti : alghe unicellulari, protozoi. Alghe pluricellulari: alghe verdi, rosse, brune. Regno dei Funghi : caratteristiche, riproduzione. Simbiosi: micorrize. Licheni. Regno delle Piante: Adattamenti delle piante terrestri. Caratteristiche delle piante terrestri. Briofite e Pteridofite: cicli vitali. Gimnosperme e Angiosperme. La riproduzione. La struttura e la funzione del fiore. Gli insetti impollinatori: coevoluzione. Regno degli Animali: Caratteristiche generali degli Animali. La riproduzione asessuata, sessuata. Invertebrati: Le Spugne. I Celenterati. I Vermi : Platelminti, Nematodi, Anellidi. I Molluschi. Gli Artropodi.Gli Echinodermi. I Cordati: caratteristiche generali. Vertebrati I Pesci. Gli Anfibi. I Rettili. Gli Uccelli. I Mammiferi. I concetti fondamentali: La biosfera. Ecosistema: fattori biotici e abiotici. I livelli di un ecosistema Struttura e dinamiche di un ecosistema: Flusso di energia. Autotrofi ed eterotrofi. La struttura e le relazioni nella comunità biologica: Catene e reti alimentari. Piramide alimentare. Predazione , competizione e simbiosi. Chimica Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare) : • • • • • • • • • • • • • Essere in grado di effettuare una separazione dei componenti di un dato miscuglio fino ad ottenere sostanze pure. Preparare una soluzione di data concentrazione. Enunciare i principi di conservazione che regolano le reazioni chimiche e i criteri operativi che permettono di definire elementi e composti. Distinguere gli stati di aggregazione della materia e le relative trasformazioni; Descrivere il modello particellare della materia. Classificare la materia e comprendere le relative definizioni operative. Conoscere il percorso storico che ha portato alla definizione delle leggi fondamentali Conoscere le leggi fondamentali e il modello atomico di Dalton. Riconoscere la formula chimica e i suoi significati. Scrivere semplici formule chimiche e semplici reazioni sapendole bilanciare Tracciare una prima classificazione degli elementi. Conoscere il significato di MA-MM assolute e relative, della mole, di NA Essere in grado di distinguere le sostanze semplici da quelle composte 13 • • • • • • • • • • • • • Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Metodo sperimentale, strumenti di laboratorio, stati della materia e loro trasformazioni Modello particellare della materia, leggi fondamentali della chimica e modello atomico di Dalton. Unità di quantità di sostanza Le molecoleElementi e composti Formule chimiche Cenni su sostanze ioniche e composti molecolarimassa atomica e massa molecolare. Mole e Massa molare. Numero di Avogadro. L’atomo e leggi ponderali Legge di Dalton e Proust. Legge di Lavoisier Molarità e molalità Preparazione soluzioni a titoli noto Calcolo delle diluizioni Tavola periodica e caratteristiche atomiche dei vari gruppi EVENTUALI APPROFONDIMENTI Per l’indirizzo del Liceo Scientifico Scienze Applicate Dalle Indicazioni nazionali per i licei scientifici opzione Scienze applicate di cui al D.P.R. 15 marzo 2010, n.89 Allegato C APPLICAZIONI DELLE SCIENZE, COMPITI/PROBLEMI E STUDI DI CASO PER L'ACQUISIZIONE DI COMPETENZE L'assenza di riferimenti concreti è un ostacolo per un apprendimento duraturo. È d'uopo che le applicazioni siano inserite in un percorso formativo e orientativo più ampio. Nell'ottica delle competenze e in ossequio al profilo specifico dello studente del liceo scientifico opzione scienze applicate, ovvero nel voler fornire allo studente competenze particolarmente avanzate negli studi afferenti alla cultura scientifico-tecnologica, con particolare riferimento alle scienze matematiche, fisiche, chimiche, biologiche e all’informatica e alle loro applicazioni” (art. 8 comma 2), accanto alla teoria, agli esercizi e alle attività di laboratorio, occorre mostrare alcune applicazioni delle scienze, le ricadute tecnologiche delle scoperte scientifiche, ma anche i nuovi metodi di indagine che tali scoperte possono aprire. Si svolgeranno dunque, approfondimenti sotto forma di studi di caso, progetti, compiti/problemi con dei percorsi pluridisciplinari; dalla geofisica alla farmacologia, medicina nucleare, dalla acustica applicata alla gestione delle risorse ambientali, ecc. Da quel che si capisce, inoltre, pare che le "vere" competenze vengano espresse in situazioni/compiti di una certa complessità e multidisciplinarietà, e che richiedano : 1. un congruo numero di ore, vista la complessità (sia per addestrare, sia per valutare) 2. lavoro di gruppo (competenze sociali) 3. autonomia e responsabilità (almeno in parte) - La competenza infatti è descritta in termini di autonomia e responsabilità 4. motivazione (imparare ad imparare) 5. analisi di fonti di informazioni (imparare ad imparare) 6. metodo scientifico (competenza di base in scienza) 7. capacità di rielaborare, esprimere, relazionare 14 8. uso delle nuove tecnologie 9. un certo bagaglio di conoscenze/abilità relative alla competenza Per il primo biennio, tra gli altri, si segnalano i seguenti studi di caso sotto forma di UDA e/o compiti/problema : 1) Studio della evoluzione della pianura alluvionale e costiera campana ( Scienze, Geografia) 2) Studio dell'evoluzione di un fiume scomparso : il Clanio ( Scienze, Storia, Geografia) 3) Il cammino della scienza : il modello atomico di Dalton 4) Che acqua beviamo : percorso dell'acqua, dall'infiltrazione alle nostre case 5) Il territorio di Marcianise, oggi e nel Pleistocene 6) Una guida per la Scienza ( visita a un parco scientifico, al centro di ricerca Biogem, Città della Scienza, ecc.) 7) Applicazione del metodo scientifico ( progettazione e realizzazione di un esperimento per la formulazione di ipotesi circa la composizione di un solido di forma irregolare) 8) Applicazione del metodo scientifico ( progettazione e realizzazione di un esperimento per la verifica della Legge di Lavoisier) o del fatto che i cambiamenti di stato avvengono a temperatura costante) 9) Altro ( progettato e realizzato nei consigli di classe) L’approccio a questi temi potrà, a seconda dei percorsi che ogni docente riterrà più proficuo seguire e della metodologia adottata, anche attraverso compiti significativi (o di realtà), unità di apprendimento, in cui gli allievi devono affrontare e risolvere dei problemi, che per certi versi sono -oltre misura- ovvero richiedono agli studenti competenze e loro articolazioni (conoscenze, abilità, capacità) che ancora non possiedono, ma che possono acquisire autonomamente, gestire situazioni contestualizzate e di esperienza e realizzare dei prodotti. Ciò in forza della potenzialità del metodo laboratoriale che porta alla scoperta ed alla conquista personale del sapere. Unità di apprendimento intese come percorsi autosufficienti (ovvero in sé compiuti) quanto tra loro collegati e articolati per fasi secondo un approccio misto (alternanza intelligente di lezioni, laboratori, compiti, esperienze, riflessioni-discussioni) che sostengano l’allievo nella conquista più che nella riproduzione della conoscenza. L’unità di apprendimento costituisce la struttura di base dell’azione formativa; insieme di occasioni di apprendimento che consentono all’allievodi entrare in un rapporto personale con il sapere, affrontando compiti che conducono a prodotti di cui egli possa andare orgoglioso e che costituiscono oggetto di una valutazione più attendibile. Si potranno avere UdA ad ampiezza massima (tutti i formatori), media (alcuni) o minima (asse culturale). Essa prevede sempre compiti reali (o simulati) e relativi prodotti che i destinatari sono chiamati a realizzare ed indica le risorse (capacità, conoscenze, abilità) che è chiesto loro di mobilitare, in responsabilità ed autonomia, per diventare competente. Ogni UdA deve sempre mirare ad almeno una competenza tra quelle presenti nel repertorio di riferimento. In forma schematica possiamo dire che l’ UdA si caratterizza per questi aspetti (definiti già nella sua progettazione): - individuazione della competenza di riferimento (e delle relative abilità e conoscenze); - interdisciplinarità nell’Asse a tra gli Assi, grazie alla collaborazione di più docenti e più discipline; - ruolo attivo degli allievi attraverso attività laboratoriali; - presenza di momenti riflessivi, nei quali vengono sollecitati a ricostruire le procedure attivate e le conoscenze acquisite; - clima e ambiente cooperativo; 15 - coinvolgimento degli allievi rispetto alla competenza da raggiungere; - trasparenza dei criteri di valutazione e attività di autovalutazione degli studenti; - verifica finale tramite prova in situazione o autentica(cfr. valutazione). Si può d’altra parte rilevare che la prova esperta, se adeguatamente introdotta, con il coinvolgimento responsabile degli studenti, riesce comunque a mobilitarne le competenze anche in presenza di percorsi didattici non necessariamente strutturati per UdA e che essa, dal punto di vista valutativo, si adatta a situazioni diverse e non necessariamente a seguire l'unità di apprendimento. Possono essere programmate, infatti, attività di preparazione di altro genere, per esempio sugli aspetti metodologici del cooperative learning e/o della riflessione metacognitiva e/o del laboratorio. Fermo restando che, sia nell'uno che negli altri casi, l'approccio per competenze richiederà di ancorare conoscenze e abilità a un problema concreto o comunque ancorato alla realtà proposto dal docente e che la cui risoluzione richiede la mobilitazione di conoscenze e abilità acquisite a scuola o in altri contesti, non formali o informali, attraverso l'impiego di capacità personali. LICEO SCIENTIFICO Biologia Per il secondo anno con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare) • • • • • • • • • • • • • • Conoscere le ipotesi sulle origini della vita Conoscere negli elementi essenziali il percorso che ha portato gli scienziati dalla scoperta delle prime cellule alla teoria cellulare Individuare le caratteristiche fondamentali della cellula e riconoscerle negli organismi pluricellulari. Identificare nella cellula le principali strutture che la compongono Saper preparare semplici vetrini per microscopia Riconoscere il rapporto tra struttura e funzione nella cellula e nell’intero organismo Classificare gli esseri viventi ed individuarne le diverse strutture e complessità Conoscere e confrontare le principali teorie evolutive. Riconoscere le caratteristiche che distinguono il vivente dal non vivente Descrivere e spiegare i diversi criteri per la classificazione biologica. Descrivere la specie come fondamentale categoria tassonomica. Ricostruire il percorso filogenetico dei vertebrati fino alla specie umana. Conoscere i principali gruppi tassonomici. Conoscere le relazioni tra organismi e ambiente. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Lo studio scientifico della vita 16 Livelli di organizzazione biologica: dalle molecole alla biosfera. Le molecole della Vita Cenni(verranno studiate in maniera approfondita in quarta e quinta dopo la chimica organica).Le basi chimiche della vita: atomi, molecole, legami chimici. L’acqua e le sue proprietà. Proprietà del carbonio e diversità molecolare della vita. Generalità sulle molecole biologiche: amminoacidi, acidi nucleici, lipidi, carboidrati, proteine. Origine della vita. Ipotesi di Oparin. Ipotesi di Miller. Ipotesi eterotrofa. Le caratteristiche dei viventi. La cellula animale e la cellula vegetale. Il microscopio ottico, dimensioni cellulari. La cellula come base della vita: struttura e funzioni. L’esplorazione microscopica. Caratteristiche comuni e differenze fondamentali di cellule procariotiche ed eucariotiche. Strutture cellulari e loro principali funzioni: membrane cellulari, parete cellulare, citoplasma, ribosomi, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, mitocondri, cloroplasti, lisosomi, vacuoli, nucleo, cromosomi, citoscheletro. Principi di classificazione e filogenesi degli organismi viventi e basi dell’evoluzione La classificazione degli organismi viventi : da Aristotele a Linneo. Il creazionismo. Il catastrofismo. Teoria fissista ed evoluzionista. La teoria di Lamarck. La teoria di Darwin. La selezione naturale. Prove a favore della teoria dell’evoluzione.. Categorie sistematiche: la specie. La nomenclatura binomia di Linneo. La suddivisione dei Regni. I domini. Sistematica vegetale. Chimica Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare) : • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Essere in grado di effettuare una separazione dei componenti di un dato miscuglio fino ad ottenere sostanze pure. Preparare una soluzione di data concentrazione. Enunciare i principi di conservazione che regolano le reazioni chimiche e i criteri operativi che permettono di definire elementi e composti. Distinguere gli stati di aggregazione della materia e le relative trasformazioni; Descrivere il modello particellare della materia. Classificare la materia e comprendere le relative definizioni operative. Conoscere il percorso storico che ha portato alla definizione delle leggi fondamentali Conoscere le leggi fondamentali e il modello atomico di Dalton. Tracciare una prima classificazione degli elementi. Conoscere il significato di MA-MM assolute e relative, della mole, di NA Essere in grado di distinguere le sostanze semplici da quelle composte Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Metodo sperimentale, strumenti di laboratorio, stati della materia e loro trasformazioni Modello particellare della materia, leggi fondamentali della chimica e modello atomico di Dalton. Unità di quantità di sostanze. Le molecole. Elementi e composti Cenni su sostanze ioniche e composti molecolarimassa atomica e massa molecolare Mole e Massa molare. Numero di Avogadro L’atomo e leggi ponderali.Legge di Dalton e Proust. Legge di Lavoisier Cenni sulla tavola periodica. 17 LICEO CLASSICO Biologia Per il secondo anno con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare) • • • • • • • • • • • • • • Conoscere le ipotesi sulle origini della vita Conoscere negli elementi essenziali il percorso che ha portato gli scienziati dalla scoperta delle prime cellule alla teoria cellulare Individuare le caratteristiche fondamentali della cellula e riconoscerle negli organismi pluricellulari. Identificare nella cellula le principali strutture che la compongono Saper preparare semplici vetrini per microscopia Riconoscere il rapporto tra struttura e funzione nella cellula e nell’intero organismo Classificare gli esseri viventi ed individuarne le diverse strutture e complessità Conoscere e confrontare le principali teorie evolutive. Riconoscere le caratteristiche che distinguono il vivente dal non vivente Descrivere e spiegare i diversi criteri per la classificazione biologica. Descrivere la specie come fondamentale categoria tassonomica. Ricostruire il percorso filogenetico dei vertebrati fino alla specie umana. Conoscere i principali gruppi tassonomici. Conoscere le relazioni tra organismi e ambiente. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Lo studio scientifico della vita Livelli di organizzazione biologica: dalle molecole alla biosfera. Le molecole della Vita Cenni(verranno studiate in maniera approfondita in quarta e quinta dopo la chimica organica).Le basi chimiche della vita: atomi, molecole, legami chimici. L’acqua e le sue proprietà. Proprietà del carbonio e diversità molecolare della vita. Generalità sulle molecole biologiche: amminoacidi, acidi nucleici, lipidi, carboidrati, proteine. Origine della vita. Ipotesi di Oparin. Ipotesi di Miller. Ipotesi eterotrofa. Le caratteristiche dei viventi. La cellula animale e la cellula vegetale. Il microscopio ottico, dimensioni cellulari. La cellula come base della vita: struttura e funzioni. L’esplorazione microscopica. Caratteristiche comuni e differenze fondamentali di cellule procariotiche ed eucariotiche. Strutture cellulari e loro principali funzioni: membrane cellulari, parete cellulare, citoplasma, ribosomi, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, mitocondri, cloroplasti, lisosomi, vacuoli, nucleo, cromosomi, citoscheletro. Principi di classificazione e filogenesi degli organismi viventi e basi dell’evoluzione La classificazione degli organismi viventi : da Aristotele a Linneo. Il creazionismo. Il catastrofismo. Teoria fissista ed evoluzionista. La teoria di Lamarck. La teoria di Darwin. La selezione naturale. Prove a favore della teoria dell’evoluzione. Categorie sistematiche: la specie. La nomenclatura binomia di Linneo. La suddivisione dei Regni. I domini. Sistematica vegetale 18 Chimica Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare) : • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Essere in grado di effettuare una separazione dei componenti di un dato miscuglio fino ad ottenere sostanze pure. Preparare una soluzione di data concentrazione. Enunciare i principi di conservazione che regolano le reazioni chimiche e i criteri operativi che permettono di definire elementi e composti. Distinguere gli stati di aggregazione della materia e le relative trasformazioni; Descrivere il modello particellare della materia. Classificare la materia e comprendere le relative definizioni operative. Conoscere il percorso storico che ha portato alla definizione delle leggi fondamentali Conoscere le leggi fondamentali e il modello atomico di Dalton. Tracciare una prima classificazione degli elementi. Conoscere il significato di MA-MM assolute e relative, della mole, di NA Essere in grado di distinguere le sostanze semplici da quelle composte Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Metodo sperimentale, strumenti di laboratorio, stati della materia e loro trasformazioni Modello particellare della materia, leggi fondamentali della chimica e modello atomico di Dalton. Unità di quantità di sostanza Elementi e composti Massa atomica e massa molecolare Mole e Massa molare Numero di Avogadro L’atomo e leggi ponderali Legge di Dalton e Proust Legge di Lavoisier Cenni sulla tavola periodica. Riguardo alla metodologia, fermo restando la libertà del singolo docente che si esplica non solo nell’arricchimento di quanto previsto nella programmazione, in ragione dei percorsi che riterrà più proficuo mettere in particolare rilievo, ma nella scelta delle strategie e delle metodologie più appropriate, in linee generali, si ricorrerà ad un approccio misto che alterna: a) lezioni frontali e lezioni partecipate, usate sia come momento di presentazione dei contenuti e che utilizzano schemi, lucidi, codici molteplici come quello verbale, quello visivo,quello audiovisivo per il tramite della lavagna interattiva multimediale, sia come spiegazione/verifica relativamente all'acquisizione di conoscenze ed abilità e sia come nel fornire spunti ed agganci per una ripresa dei contenuti attraverso la riflessione, l’esposizione, il consolidamento di quanto appreso; i contenuti saranno presentati su tracciati conoscitivi graduati, sistematici e selezionati dal più semplice al più complesso. b) Insegnamento per compiti/ problema strutturati o non strutturati secondo UDA (per il Liceo Scientifico con indirizzo Scienze Applicate) ma che conducono comunque a prodotti ovvero esperienze reali/simulate che consentono all’allievo di entrare in un rapporto personale con il sapere, che lo sollecitano ad "imparare facendo" nell'affrontare compiti e realizzare, in gruppo o individuale, prodotti di cui egli possa andare orgoglioso e che costituiscono oggetto di una valutazione più attendibile. Mettendo così in moto le 19 risorse dei destinatari, si rende possibile l’acquisizione di una cultura personale tramite un processo vitale fondato su ricerca, problemposing and solving , scoperta, lavoro cooperativo, confronto con il contesto reale. Ciò favorirà l’esperienza culturale, lo spirito di iniziativa, la socievolezza. Sono fattori che sostengono la motivazione, che rendono spendibile quanto viene appreso, in senso culturale, formativo, ma anche operativo, e che facilitano processi di transfer e di generalizzazione degli apprendimenti. In sostanza si conduce una ricerca non solo di significato, ma anche di senso. Si forma così la competenza ed è più facile per insegnanti ed allievi leggerla e capirla. c) Ricerca/azione Questa impostazione, permette di integrare le lezioni frontali con delle esercitazioni adeguate, che non sono semplici esercizi di ciò che si è appreso nelle lezioni frontali, ma sono delle esperienze che permettono di intrecciare l’apprendimento teorico e quello pratico , ovvero laboratori in cui praticare il metodo osservativo-sperimentale. L’acquisizione di questo metodo, unitamente al possesso dei contenuti disciplinari fondamentali, costituisce l’aspetto formativo e orientativo dell’apprendimento/insegnamento delle Scienze. Ogni volta che si renderà necessario, saranno organizzate ed eseguite attività sperimentali che si svolgeranno in classe, nel laboratorio di Scienze Naturali e di Informatica , al Planetario e presso strutture esterne. d) lavoro di gruppo cooperativo con utilizzo di strumenti osservativi dei comportamenti individuali e delle dinamiche di gruppo. Per quanto concerne mezzi e strumenti, saranno di volta in volta utilizzati, oltre ai libri di testo, il materiale didattico in dotazione al laboratorio di Scienze, le riviste specializzate, software applicativi scientifici. L’attività didattica sarà anche arricchita da visite guidate presso laboratori, strutture e siti di interesse scientifico : Orto Botanico, Oasi naturalistiche, Riserva naturale degli Astroni, Museo antropologico e mostre temporanee. I laboratori scientifici saranno utilizzati per la realizzazione di esperienze, i laboratori informatici per rappresentare grafici e/o ricercare le informazioni nel web. Verifica e strumenti di verifica La rilevazione degli apprendimenti, in relazione a conoscenze ed abilità, viene svolta tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto. Saranno oggetto di verifica: 1) Il possesso delle conoscenze di base. 2) Il possesso della terminologia specifica. 3) La capacità di osservazione, di comprensione, di analisi, di sintesi e valutazione. 4) La progressione nell’apprendimento. Le Prove di verifica scritte per il liceo Scientifico, per il Liceo Scientifico Scienze Applicate e per il Liceo Scientifico Sportivo (almeno due per il primo e secondo anno) avranno le seguenti tipologie: a) test a collegamento, test di tipo vero-falso (consentono di verificare i dati cognitivi); b) test a scelta multipla (consentono di misurare le capacità di analisi, di ragionamento di riflessione); c) prove strutturate a risposta aperta (misurano le abilità di organizzare in modo coerente i dati cognitivi, di esprimere valutazioni personali) unica o articolata Per ciò che riguarda la verifica delle competenze, si farà riferimento ai “prodotti” dell’attività degli studenti ( relazioni di laboratorio incluse) che costituiscono le evidenze di una valutazione attendibile, ovvero basata su prove reali in situazione o autentica ( cfr. Valutazione) 20 Recupero e approfondimento Si procederà al recupero degli alunni con carenze, ogni volta che si accerterà il mancato raggiungimento degli obiettivi fissati nella programmazione, con una pausa nello svolgimento del programma. Tematiche che stimoleranno particolarmente l’interesse degli allievi saranno invece oggetto di approfondimento. Valutazione La valutazione farà riferimento, oltre che alle conoscenze, competenze e capacità specifiche, anche al processo di maturazione globale della personalità. I voti saranno comunicati agli allievi e motivati onde abituare gli stessi ad autovalutarsi nella consapevolezza di ciò che si sa e si sa fare. Allo scopo di rendere gli studenti consapevoli del livello raggiunto, è fornita la chiave di lettura dei voti attribuiti. I descrittori e relativi voti sono attribuiti con l’ausilio di una tabella che è concordata da tutti i Docenti del Dipartimento di Scienze Naturali Per la valutazione si terrà conto anche del voto di condotta, così come previsto dalle disposizioni ministeriali (CdM 1-8-2008) Nel processo di valutazione, rivestono un ruolo centrale le Unità di apprendimento, ed il rapporto tra griglia/rubrica/voto, una relazione che conduce ad un giudizio ponderato e motivato secondo criteri riferiti alle capacità dell'allievo ed alle risorse che questi ha a disposizione per fronteggiare compiti e risolvere problemi. La valutazione è di tipo soprattutto formativo ed educativo; è per questo che durante le attività, In itinere, verranno utilizzate delle griglie di osservazione relative alla presa di consapevolezza delle competenze degli studenti acquisiste durante il percorso di studi. Nell’ambito della formazione e dell’istruzione, si constata che l’apprendimento fondato su semplici conoscenze e saperi procedurali conseguiti mediante applicazione ed esercitazioni non garantiscono la formazione di atteggiamenti funzionali alle richieste della vita e del lavoro, in particolare per quanto riguarda la capacità di problem solving, di assumere iniziative autonome flessibili, di mobilitare i saperi per gestire situazioni complesse e risolvere problemi. LA PROVA DI VALUTAZIONE FINALE (PROVA ESPERTA) NEL PROCESSO DI VALUTAZIONE DELLE COMPETENZE PER IL LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Il programma OCSE-PISA, sul finire degli anni ’90, ha rinforzato questo approccio, proponendo prove di verifica in situazione o autentiche nelle quali si chiede agli allievi di risolvere problemi della vita o elaborazione di casi, coinvolgendoli in una giustificazione riflessiva delle procedure seguite e ricorrendo altresì, per la correzione delle prove, a criteri attenti alla natura e alla tipologia delle domande poste, criteri molto interessanti da leggere per capire fino in fondo la prospettiva di tale programma in relazione alla valutazione delle competenze dello studente. La prova di valutazione finale, o "prova esperta", è un compito/problema rilevante, in grado di connettere i vari ambiti del sapere, sarà riferita a situazioni reali, aperte e problematiche, in grado di sottoporre a valutazione il grado di padronanza della persona relativamente alle competenze. Dà agli studenti l’opportunità di manifestare la padronanza completa della competenza, rispondendo a una domanda che richieda capacità di generalizzazione o di problem solving, all’interno dei tempi assegnati alla prova nel suo insieme. Emerge altresì il bisogno che attività di questo tipo informino maggiormente di sé la scuola, in quanto diventando più abituali saranno maggiormente affrontabili. Si può d’altra parte, ancora una volta, rilevare che la prova esperta, se adeguatamente introdotta, con il coinvolgimento responsabile degli studenti, riesce comunque a mobilitarne le 21 competenze anche in presenza di percorsi didattici non necessariamente strutturati per UdA e che essa, dal punto di vista valutativo, si adatta a situazioni diverse.. A tale scopo si confronteranno le medie dei risultati di ciascuna classe con le risposte date dagli insegnanti, nella scheda di sintesi, a proposito di tre variabili: se la classe sia stata coinvolta in sperimentazioni precedenti sulle competenze, se siano state proposte alla classe UdA prima della prova esperta, se vi siano state attività di preparazione di altro genere, per esempio sugli aspetti metodologici del cooperative learning e/o della riflessione metacognitiva e/o del laboratorio. In quanto tale, non può soddisfare puntualmente tutti i saperi e le competenze, ma è necessariamente selettiva rispetto a questi. Infatti concorre, assieme alle attività di valutazione di tipo formativo che riguardano la rilevazione degli apprendimenti in relazione a conoscenze ed abilità e che vengono svolte tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto, a rilevare il grado di padronanza dei saperi e delle competenze mobilitati utilizzando una metodologia che consenta di giungere a risultati certi e validi. Sarà collocata in corrispondenza della chiusura dell'anno scolastico e della scadenza formale dei corsi ( primo biennio), secondo biennio e V anno e consentirà di rilevare in forma simultanea, sulla base di un compito rilevante, la padronanza di più competenze e saperi da parte degli alunni, ampliando il numero di valutazioni per poi procedere alla valutazione ponderata dell’insieme di attività valutative, con l’attribuzione del voto finale assegnando ad essa un peso indicativo del 30%. Essa verte su compiti/ problemi riguardanti ad esempio: a) la progettazione di un prodotto( opuscolo, proposta turistica, collaudo di un oggetto....) b) la soluzione di un problema concreto che preveda più di una soluzione c) uno studio di caso nel contesto territoriale L’attività comporta, in tutti i casi, l’ analisi di dati, la messa in atto di procedure, lo svolgimento di eventuali calcoli, la comprensione/produzione di eventuali schemi, tabelle, diagrammi. Ad essa sarà associata una rubrica di valutazione che richiede l’adozione di indicatori qualitativi ed è del tipo di quella utilizzata per le simulazioni delle prove di esame di Stato in cui è prevista, così come da regolamento per i licei scienze applicate, la prova scritta di Scienze. L'altro 70% deriva dalla valutazione formativa emergente dall'insieme delle prove somministrate che riguardano la rilevazione degli apprendimenti in relazione a conoscenze ed abilità e che vengono svolte tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto. Si potrà poi procedere alla valutazione ponderata dell’insieme di attività valutative, con l’attribuzione del voto finale. In tal modo, viene superato il concetto accumulativo della valutazione come somma di prove di verifica e viene posto l’accento sulla capacità degli allievi di fronteggiare compiti/problemi mobilitando le risorse di cui sono dotati o che sono in grado di reperire. Il processo di valutazione consiste nella raccolta sistematica delle evidenze che, al termine delle varie UdA realizzate, segnalano il progresso degli apprendimenti della persona, ovvero: prodotti, processi, linguaggi, riflessioni, comportamenti… Tali evidenze sono osservate tramite una griglia unitaria di valutazione, concordata nell’ambito del consiglio di classe, che fornisce i criteri della ricognizione dei fattori utili al compito valutativo. La valutazione coinvolge tutto il consiglio di classe, così che il giudizio viene espresso con il contributo di tutti. Due sono gli esiti di tale valutazione: - la certificazione delle competenze, da formalizzare entro scadenze fissate (fine primo e secondo biennio ed in corrispondenza di ogni termine del percorso formativo; 22 - l’espressione di un voto di profitto riguardante le discipline presenti negli assi e la condotta, che in tal modo riflettono non solo la conoscenza, ma la capacità di mobilitare, a fronte di compiti gestiti in modo autonomo e responsabile, le risorse possedute. Si ricorda che anche l’allievo, tramite l’autovalutazione, è chiamato a illustrare e nel contempo diagnosticare il proprio percorso di studi scegliendo i prodotti di cui va più orgoglioso ed elaborando una scheda (presentazione) in cui espone il risultato ed il percorso seguito, esprime una valutazione ed indica i punti di forza e quelli di miglioramento. Perché ciò possa accadere, occorre che nell’atto della consegna il docente comunichi e spieghi i prodotti attesi, i comportamenti conformi, i criteri di valutazione che intende adottare. L’autovalutazione rappresenta un elemento importante della valutazione effettuata dai docenti. La coordinatrice Prof.ssa Maria Di Leva 23 Liceo Scientifico- Liceo Scientifico opzione Scienze ApplicateLiceo ClassicoLiceoScientifico Sportivo “Federico Quercia” di Marcianise DIPARTIMENTO DI SCIENZE NATURALI,CHIMICA ,GEOGRAFIA E MICROBIOLOGIA PROGRAMMAZIONE ANNUALE PER LE CLASSI TERZE E QUARTE DEL SECONDO BIENNIO ELABORATA SECONDO LE INDICAZIONI MINISTERIALI DEL 27/07/2010 a.s. 2015/2016 SECONDO BIENNIO Nel secondo biennio si ampliano, si consolidano e si pongono in relazione i contenuti disciplinari introducendo i concetti, i modelli e il formalismo che consentono una spiegazione più approfondita dei fenomeni. A tal fine gli alunni, oltre a sviluppare come un continuum quelle già previste al termine del primo biennio, dovranno acquisire le seguenti abilità/capacità: (ADATTATE OPPORTUNAMENTE DA CIASCUN INDIRIZZO) Acquisire l’abitudine a ragionare con rigore logico, ad identificare i problemi e a individuare possibili soluzioni. Essere in grado di utilizzare criticamente strumenti informatici e telematici nelle attività di studio e di approfondimento. Saper cogliere la potenzialità delle applicazioni dei risultati scientifici nella vita quotidiana. Saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la modellizzazione e la risoluzione di problemi Utilizzare programmi di simulazione per scoprire le leggi e i modelli interpretativi dei fenomeni esaminati. Applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale, anche per porsi in modo critico e consapevole di fronte ai temi di carattere scientifico e tecnologico della società attuale. S’individuano per gli alunni le seguenti competenze: • 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, • risolvere situazioni problematiche utilizzando linguaggi specifici, • applicare le conoscenze acquisite a situazioni della vita reale, anche per porsi in modo critico e consapevole di fronte ai temi di carattere scientifico e tecnologico della società attuale. 24 TERZO ANNO LE CONOSCENZE E I CONTENUTI SONO DI SEGUITO RIPARTITI PER INDIRIZZO LICEO SCIENTIFICO OPZIONE SCIENZE APPLICATE BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare): • Conoscere la differenza tra organismi autotrofi ed eterotrofi • Sapere cosa è l’energia luminosa e come è catturata dai pigmenti clorofilliani • Conoscere le tappe della respirazione cellulare • Conoscere la via di degradazione anaerobica del glucosio • Conoscere i livelli dell’organizzazione biologica con particolare riferimento ai sistemi di organi dell’uomo. • Riconoscere e confrontare i tipi principali di tessuti umani. • Riconoscere e confrontare i tipi principali di tessuti vegetali • Conoscere l’anatomia e la fisiologia degli apparati del corpo umano • Conoscere l’anatomia e la fisiologia degli apparati vegetali Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Basi di anatomia e fisiologia animale e vegetale con cenni di Microbiologia Tessuti umani Apparati del corpo umano I sistemi scheletrico e muscolare Il sistema cardiovascolare. Il sistema respiratorio. Il sistema digerente. Il sistema escretore. I sistemi linfatico e immunitario. Il sistema nervoso periferico e centrale. Il sistema endocrino. Il sistema riproduttore. Cellule, tessuti ed organi vegetali; struttura e funzione della foglia, della radice e del fusto. Accrescimento delle piante. Assorbimento e trasporto delle sostanze nutritive. Ormoni vegetali, tropismi, risposte di difesa e ritmi biologici. 25 Riproduzione ed ereditarietà La riproduzione negli animali. gameti, fecondazione, sviluppo embrionale. La riproduzione nei vegetali; struttura del fiore e impollinazione; frutti e semi CHIMICA Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: Conoscere i modelli atomici , il significato di orbitale e dei numeri quantici Interpretare e distinguere i vari tipi di legami chimici Conoscere tutte le classi di composti inorganici e saper attribuire un nome a una formula e viceversa, secondo le varie nomenclature Conoscere i vari tipi di reazioni chimiche. Saper scrivere una reazione chimica. Saper procedere nel calcolo stechiometrico. Conoscere il concetto di soluto, solvente, solubilità. Conoscere i vari modi di esprimere la concentrazione di una soluzione. Saper risolvere i problemi relativi alle soluzioni. Conoscere la struttura della molecola dell’acqua e le sue proprietà. Sapere che la temperatura e la pressione influenzano la solubilità. Sapere perché si innalza il punto di ebollizione e si abbassa il punto di congelamento di una soluzione rispetto al solvente puro. Saper calcolare il punto di ebollizione e il punto di congelamento di una soluzione. Sapere: che cosa afferma la teoria delle collisioni, che cosa sono l’energia di attivazione e il complesso attivato, quali fattori influenzano la velocità di reazione, che cos’è un catalizzatore. Sapere che nelle reazioni è importante determinare l’ energia coinvolta. Conoscere: il significato di equilibrio chimico, la definizione della costante di equilibrio, il calcolo per determinare la Keq. Conoscere i fattori che influenzano l’equilibrio chimico. Tali conoscenze comprendono i seguenticontenuti: Struttura atomica Modelli atomici. Orbitali e distribuzione elettronica Configurazione elettronica, valenza e regola dell’ottetto. Valenza e regola dell’ottetto Cenni su composti ionici e composti molecolari Legami chimici Legame ionico, covalente e dativo. Legami deboli e legame idrogeno Radicali e ioni. Nomenclatura chimica. Principali composti inorganici e organici Reazioni chimiche Stechiometria delle reazioni e bilanciamento. Tipi di reazioni (precipitazione, spostamento, ecc. 26 SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: Conoscere gli elementi costitutivi della litosfera Spiegare la differenza tra minerali e rocce definire che cos'è un minerale specificandone le caratteristiche identificative descrivere i processi che portano alla formazione dei minerali spiegare quali sono i criteri di classificazione dei minerali conoscere che cosa si intende per composizione mineralogica, struttura e tessitura di una roccia definire che cosa si intende per ciclo litogenetico spiegare cos'è il magma descrivere i processi di origine delle rocce definire le principali caratteristiche delle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche riconoscere alcuni minerali comuni attraverso le loro proprietà fisiche classificare i minerali secondo la loro composizione chimica classificare le rocce secondo la loro origine rappresentare con un modello grafico il ciclo litogenetico riconoscere e descrivere attraverso un'osservazione sul campo, in laboratorio o da fotografia alcuni tipi di rocce Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: I minerali Il ciclo litogenetico e le rocce ignee Le rocce sedimentarie e le rocce metamorfiche LICEO SCIENTIFICO BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere la differenza tra organismi autotrofi ed eterotrofi • Sapere cosa è l’energia luminosa e come è catturata dai pigmenti clorofilliani • Conoscere le tappe della respirazione cellulare • Conoscere la via di degradazione anaerobica del glucosio • Conoscere i livelli dell’organizzazione biologica con particolare riferimento ai sistemi di organi dell’uomo • Riconoscere e confrontare i tipi principali di tessuti umani • Conoscere l’anatomia e la fisiologia degli apparati del corpo umano Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • Metabolismo cellulare • Fotosintesi clorofilliana 27 • Respirazione cellulare • Fermentazione • Tessuti umani • Alcuni apparati del corpo umano CHIMICA Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere i modelli atomici , il significato di orbitale e dei numeri quantici. • Interpretare e distinguere i vari tipi di legami chimici. • Conoscere tutte le classi di composti inorganici e saper attribuire un nome a una formula e viceversa, secondo le varie nomenclature. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • La mole e il calcolo stechiometrico • Modelli atomici • La configurazione elettronica degli elementi e la Tavola periodica • I legami chimici • La nomenclatura dei composti inorganici SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere gli elementi costitutivi della litosfera • Saper definire un minerale e saperlo classificare in base alle caratteristiche fisichechimiche e mineralogiche • Sapere cosa è una roccia e saperla classificare Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • Minerali • Rocce LICEO CLASSICO BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere la differenza tra organismi autotrofi ed eterotrofi • Sapere cosa è l’energia luminosa e come è catturata dai pigmenti clorofilliani • Conoscere le tappe della respirazione cellulare • Conoscere la via di degradazione anaerobica del glucosio 28 • Alcuni apparati dell'uomo. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • Metabolismo cellulare. Fotosintesi clorofilliana. Respirazione cellulare. Fermentazione Tessuti e alcuni apparati dell’uomo CHIMICA Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere il significato di MA-MM assolute e relative, della mole, di NA • Conoscere i modelli atomici , il significato di orbitale e dei numeri quantici • Saper sistemare gli elettroni di un atomo negli orbitali secondo precise regole Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • La mole e il calcolo stechiometrico • Modelli atomici. La configurazione elettronica degli elementi SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere gli elementi costitutivi della litosfera • Saper definire un minerale e saperlo classificare in base alle caratteristiche fisichechimiche e mineralogiche • Sapere cosa è una roccia e saperla classificare Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • Minerali • Rocce 29 QUARTO ANNO LE CONOSCENZE E I CONTENUTI SONO DI SEGUITO RIPARTITI PER INDIRIZZO LICEO SCIENTIFICO OPZIONE SCIENZE APPLICATE BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere le tappe fondamentali della storia della Genetica, conoscere la figura di Mendel e le leggi mendeliane, conoscere la trasmissione dei caratteri legati al sesso. • Comprendere come gli scienziati sono arrivati a identificare nel DNA il materiale genetico degli organismi viventi. • Ripercorrere le tappe che hanno consentito di mettere a punto il modello del DNA proposto da W. e C. • Comprendere il meccanismo della duplicazione del DNA. • Comprendere che il genotipo di ciascun organismo è legato al fenotipo tramite un codice che mette in relazione la struttura del DNA con quella della proteine. • Comprendere come, modificando un mRNA è possibile ottenere proteine diverse a partire da un unico gene. • Mettere in relazione le mutazioni del DNA con la funzionalità delle proteine e il conseguente effetto sul fenotipo. • Comprendere come lo studio dei virus e dei batteri abbia contribuito a chiarire i meccanismi genetici. • Sapere che i procarioti, grazie alla funzionalità dei geni strutturali, sono in grado di regolare il proprio metabolismo. • Sapere che le cellule degli organismi eucarioti pluricellulari hanno tutte lo stesso patrimonio genetico, ma lo esprimono in modo diverso. • Sapere che nello sviluppo è importante il controllo dell’espressione genica e che le mutazioni genetiche possono provocare il cancro. • Comprendere i meccanismi responsabili dell’incremento e della conservazione della variabilità genetica all’interno di una popolazione. • Acquisire il concetto di specie e i diversi modi di definirlo e comprendere i fattori che mantengono separate le specie. • Saper interpretare i complessi processi evolutivi che portano alla comparsa di nuove specie. 30 Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • Mendel e i principi dell’ereditarietà • Gli acidi nucleici. La duplicazione del DNA. • Il legame tra gene e proteine: la sintesi proteica • Il codice genetico. Le mutazioni. • Ciclo litico e ciclo liso genico. I retrovirus: l HIV. • Il trasferimento di geni tra batteri. • La regolazione genica nei procarioti. • La specializzazione delle cellule. La regolazione della trascrizione. • Il pool genico. Il principio di Hardy-Weinberg. • Tipi di selezione naturale. Il concetto evolutivo di specie, le barriere riproduttive e le barriere geografiche. CHIMICA Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere i vari tipi di reazioni chimiche. • Saper scrivere una reazione chimica. Saper procedere nel calcolo stechiometrico. • Conoscere il concetto di soluto, solvente, solubilità. • Conoscere i vari modi di esprimere la concentrazione di una soluzione. Saper risolvere i problemi relativi alle soluzioni. • Conoscere la struttura della molecola dell’acqua e le sue proprietà. • Sapere che la temperatura e la pressione influenzano la solubilità. • Sapere perché si innalza il punto di ebollizione e si abbassa il punto di congelamento di una soluzione rispetto al solvente puro. • Saper calcolare il punto di ebollizione e il punto di congelamento di una soluzione. • Sapere: che cosa afferma la teoria delle collisioni, che cosa sono l’energia di attivazione e il complesso attivato, quali fattori influenzano la velocità di reazione, che cos’è un catalizzatore. • Sapere che nelle reazioni è importante determinare l’ energia coinvolta. • Conoscere: il significato di equilibrio chimico, la definizione della costante di equilibrio, il calcolo per determinare la Keq. • Conoscere i fattori che influenzano l’equilibrio chimico. • Conoscere la definizione di acidi e basi e la forza degli stessi. • Conoscere i procedimenti che conducono alla definizione di pH e pOH. • Saper determinare il pH di soluzioni acide e basiche. • Sapere che cosa sono e come agiscono le soluzioni tampone. • Sapere come si attua una titolazione e come si raggiunge il punto di equivalenza. • Saper riconoscere una reazione redox e saperla bilanciare. • Conoscere la conversione di energia elettrica in energia chimica e viceversa Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • Le reazioni chimiche. • Caratteristiche di una soluzione e le unità di concentrazione. • Proprietà colligative delle soluzioni. • Fattori che influiscono sulla velocità di una reazione. • Termochimica. • Equilibrio chimico. Fattori che influenzano l’equilibrio. • Acidi e basi. • pH, idrolisi e soluzione tampone • Titolazione acido-base 31 • Cenni di elettrochimica SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere gli elementi costitutivi della litosfera • Conoscere la superficie del pianeta da un punto di vista geodinamico Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Fenomeni endogeni LICEO SCIENTIFICO BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere le tappe fondamentali della storia della Genetica, conoscere la figura di Mendel e le leggi mendeliane, conoscere la trasmissione dei caratteri legati al sesso. • Comprendere come gli scienziati sono arrivati a identificare nel DNA il materiale genetico degli organismi viventi. • Ripercorrere le tappe che hanno consentito di mettere a punto il modello del DNA proposto da W. e C. • Comprendere il meccanismo della duplicazione del DNA. • Comprendere che il genotipo di ciascun organismo è legato al fenotipo tramite un codice che mette in relazione la struttura del DNA con quella della proteine. • Comprendere come, modificando un mRNA è possibile ottenere proteine diverse a partire da un unico gene. • Mettere in relazione le mutazioni del DNA con la funzionalità delle proteine e il conseguente effetto sul fenotipo. • Comprendere come lo studio dei virus e dei batteri abbia contribuito a chiarire i meccanismi genetici. • Sapere che i procarioti, grazie alla funzionalità dei geni strutturali, sono in grado di regolare il proprio metabolismo. • Sapere che le cellule degli organismi eucarioti pluricellulari hanno tutte lo stesso patrimonio genetico, ma lo esprimono in modo diverso. • Sapere che nello sviluppo è importante il controllo dell’espressione genica e che le mutazioni genetiche possono provocare il cancro. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: •Mendel e i principi dell’ereditarietà • Gli acidi nucleici. La duplicazione del DNA. • Il legame tra gene e proteine: la sintesi proteica 32 • Il codice genetico. Le mutazioni. • Ciclo litico e ciclo lisogenico. I retrovirus: l HIV. • Il trasferimento di geni tra batteri. • La regolazione genica nei procarioti. • La specializzazione delle cellule. La regolazione della trascrizione. CHIMICA Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere i vari tipi di reazioni chimiche. • Saper scrivere una reazione chimica. Saper procedere nel calcolo stechiometrico. • Conoscere il concetto di soluto, solvente, solubilità. • Conoscere i vari modi di esprimere la concentrazione di una soluzione. Saper risolvere i problemi relativi alle soluzioni. • Conoscere la struttura della molecola dell’acqua e le sue proprietà. • Sapere che la temperatura e la pressione influenzano la solubilità. • Sapere perché si innalza il punto di ebollizione e si abbassa il punto di congelamento di una soluzione rispetto al solvente puro. • Saper calcolare il punto di ebollizione e il punto di congelamento di una soluzione. • Sapere: che cosa afferma la teoria delle collisioni, che cosa sono l’energia di attivazione e il complesso attivato, quali fattori influenzano la velocità di reazione, che cos’è un catalizzatore. • Conoscere: il significato di equilibrio chimico, la definizione della costante di equilibrio, il calcolo per determinare la Keq. • Conoscere i fattori che influenzano l’equilibrio chimico. • Conoscere la definizione di acidi e basi e la forza degli stessi. • Conoscere i procedimenti che conducono alla definizione di pH e pOH. • Saper determinare il pH di soluzioni acide e basiche. • Sapere che cosa sono e come agiscono le soluzioni tampone. • Sapere come si attua una titolazione e come si raggiunge il punto di equivalenza. • Saper riconoscere una reazione redox e saperla bilanciare. • Conoscere la conversione di energia elettrica in energia chimica e viceversa Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • Le reazioni chimiche. • Caratteristiche di una soluzione e le unità di concentrazione. • Proprietà colligative delle soluzioni. • Fattori che influiscono sulla velocità di una reazione. • Equilibrio chimico. Fattori che influenzano l’equilibrio. • Acidi e basi. • pH, idrolisi e soluzione tampone • Titolazione acido-base • Cenni di elettrochimica 33 SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere gli elementi costitutivi della litosfera • Conoscere la superficie del pianeta da un punto di vista geodinamico Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Fenomeni endogeni LICEO CLASSICO BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere le tappe fondamentali della storia della Genetica, conoscere la figura di Mendel e le leggi mendeliane, conoscere la trasmissione dei caratteri legati al sesso. • Comprendere come gli scienziati sono arrivati a identificare nel DNA il materiale genetico degli organismi viventi. • Ripercorrere le tappe che hanno consentito di mettere a punto il modello del DNA proposto da W. e C. • Comprendere il meccanismo della duplicazione del DNA. • Comprendere che il genotipo di ciascun organismo è legato al fenotipo tramite un codice che mette in relazione la struttura del DNA con quella della proteine. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: • Mendel e i principi dell’ereditarietà • Gli acidi nucleici. La duplicazione del DNA. • Il codice genetico • Il legame tra gene e proteine: la sintesi proteica • Le mutazioni. CHIMICA Con lo studio della Chimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere i criteri di classificazione degli elementi chimici • La nomenclatura dei composti inorganici • Conoscere i vari tipi di reazioni chimiche. • Saper scrivere una reazione chimica. • Conoscere il concetto di soluto, solvente, solubilità. • Conoscere i vari modi di esprimere la concentrazione di una soluzione. Saper risolvere i problemi relativi alle soluzioni. • Conoscere la struttura della molecola dell’acqua e le sue proprietà. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: 34 • La Tavola periodica • I legami chimici • Nomenclatura di composti inorganici • Le reazioni chimiche. • Le soluzioni e le loro proprietà SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere gli elementi costitutivi della litosfera • Conoscere la superficie del pianeta da un punto di vista geodinamico Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Fenomeni endogeni Riguardo alla metodologia, fermo restando la libertà del singolo docente che si esplica non solo nell’arricchimento di quanto previsto nella programmazione, in ragione dei percorsi che riterrà più proficuo mettere in particolare rilievo, ma nella scelta delle strategie e delle metodologie più appropriate, in linee generali, si ricorrerà ad un approccio misto che alterna: a) lezioni frontali e lezioni partecipate, usate sia come momento di presentazione dei contenuti e che utilizzano schemi, lucidi, codici molteplici come quello verbale, quello visivo,quello audiovisivo per il tramite della lavagna interattiva multimediale, sia come spiegazione/verifica relativamente all'acquisizione di conoscenze ed abilità e sia come nel fornire spunti ed agganci per una ripresa dei contenuti attraverso la riflessione, l’esposizione, il consolidamento di quanto appreso; i contenuti saranno presentati su tracciati conoscitivi graduati, sistematici e selezionati dal più semplice al più complesso. b) Insegnamento per compiti/ problema strutturati o non strutturati secondo UDA (per il Liceo Scientifico con indirizzo Scienze Applicate) ma che conducono comunque a prodotti ovvero esperienze reali/simulate che consentono all’allievo di entrare in un rapporto personale con il sapere, che lo sollecitano ad "imparare facendo" nell'affrontare compiti e realizzare, in gruppo o individuale, prodotti di cui egli possa andare orgoglioso e che costituiscono oggetto di una valutazione più attendibile. Mettendo così in moto le risorse dei destinatari, si rende possibile l’acquisizione di una cultura personale tramite un processo vitale fondato su ricerca, problemposing and solving , scoperta, lavoro cooperativo, confronto con il contesto reale. Ciò favorirà l’esperienza culturale, lo spirito di iniziativa, la socievolezza. Sono fattori che sostengono la motivazione, che rendono spendibile quanto viene appreso, in senso culturale, formativo, ma anche operativo, e che facilitano processi di transfer e di generalizzazione degli apprendimenti. In sostanza si conduce una ricerca non solo di significato, ma anche di senso. Si forma così la competenza ed è più facile per insegnanti ed allievi leggerla e capirla. c) Ricerca/azione Questa impostazione, permette di integrare le lezioni frontali con delle esercitazioni adeguate, che non sono semplici esercizi di ciò che si è appreso nelle lezioni frontali, ma sono delle esperienze che permettono di intrecciare l’apprendimento teorico e quello 35 pratico , ovvero laboratori in cui praticare il metodo osservativo-sperimentale. L’acquisizione di questo metodo, unitamente al possesso dei contenuti disciplinari fondamentali, costituisce l’aspetto formativo e orientativo dell’apprendimento/insegnamento delle Scienze. Ogni volta che si renderà necessario, saranno organizzate ed eseguite attività sperimentali che si svolgeranno in classe, nel laboratorio di Scienze Naturali e di Informatica , al Planetario e presso strutture esterne. d) lavoro di gruppo cooperativo con utilizzo di strumenti osservativi dei comportamenti individuali e delle dinamiche di gruppo. Per quanto concerne mezzi e strumenti, saranno di volta in volta utilizzati, oltre ai libri di testo, il materiale didattico in dotazione al laboratorio di Scienze, le riviste specializzate, software applicativi scientifici. L’attività didattica sarà anche arricchita da visite guidate presso laboratori, strutture e siti di interesse scientifico : Orto Botanico, Oasi naturalistiche, Riserva naturale degli Astroni, Museo antropologico e mostre temporanee. I laboratori scientifici saranno utilizzati per la realizzazione di esperienze, i laboratori informatici per rappresentare grafici e/o ricercare le informazioni nel web. Verifica e strumenti di verifica La rilevazione degli apprendimenti, in relazione a conoscenze ed abilità, viene svolta tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto. Saranno oggetto di verifica: 1) Il possesso delle conoscenze di base. 2) Il possesso della terminologia specifica. 3) La capacità di osservazione, di comprensione, di analisi, di sintesi e valutazione. 4) La progressione nell’apprendimento. Le Prove di verifica scritte per il liceo Scientifico, per il Liceo Scientifico Scienze Applicate e per il Liceo Scientifico Sportivo (almeno due per il primo e secondo anno) avranno le seguenti tipologie: a) test a collegamento, test di tipo vero-falso (consentono di verificare i dati cognitivi); b) test a scelta multipla (consentono di misurare le capacità di analisi, di ragionamento di riflessione); c) prove strutturate a risposta aperta (misurano le abilità di organizzare in modo coerente i dati cognitivi, di esprimere valutazioni personali) unica o articolata Per ciò che riguarda la verifica delle competenze, si farà riferimento ai “prodotti” dell’attività degli studenti ( relazioni di laboratorio incluse) che costituiscono le evidenze di una valutazione attendibile, ovvero basata su prove reali in situazione o autentica ( cfr. Valutazione) Recupero e approfondimento Si procederà al recupero degli alunni con carenze, ogni volta che si accerterà il mancato raggiungimento degli obiettivi fissati nella programmazione, con una pausa nello svolgimento del programma. Tematiche che stimoleranno particolarmente l’interesse degli allievi saranno invece oggetto di approfondimento. Valutazione La valutazione farà riferimento, oltre che alle conoscenze, competenze e capacità specifiche, anche al processo di maturazione globale della personalità. I voti saranno comunicati agli allievi e motivati onde abituare gli stessi ad autovalutarsi nella consapevolezza di ciò che si sa e si sa fare. Allo scopo di rendere gli studenti consapevoli del livello raggiunto, è fornita la chiave di lettura dei voti attribuiti. I descrittori e relativi voti 36 sono attribuiti con l’ausilio di una tabella che è concordata da tutti i Docenti del Dipartimento di Scienze Naturali Per la valutazione si terrà conto anche del voto di condotta, così come previsto dalle disposizioni ministeriali (CdM 1-8-2008) Nel processo di valutazione, rivestono un ruolo centrale le Unità di apprendimento, ed il rapporto tra griglia/rubrica/voto, una relazione che conduce ad un giudizio ponderato e motivato secondo criteri riferiti alle capacità dell'allievo ed alle risorse che questi ha a disposizione per fronteggiare compiti e risolvere problemi. La valutazione è di tipo soprattutto formativo ed educativo; è per questo che durante le attività, In itinere, verranno utilizzate delle griglie di osservazione relative alla presa di consapevolezza delle competenze degli studenti acquisiste durante il percorso di studi. Nell’ambito della formazione e dell’istruzione, si constata che l’apprendimento fondato su semplici conoscenze e saperi procedurali conseguiti mediante applicazione ed esercitazioni non garantiscono la formazione di atteggiamenti funzionali alle richieste della vita e del lavoro, in particolare per quanto riguarda la capacità di problem solving, di assumere iniziative autonome flessibili, di mobilitare i saperi per gestire situazioni complesse e risolvere problemi. LA PROVA DI VALUTAZIONE FINALE (PROVA ESPERTA) NEL PROCESSO DI VALUTAZIONE DELLE COMPETENZE PER IL LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Il programma OCSE-PISA, sul finire degli anni ’90, ha rinforzato questo approccio, proponendo prove di verifica in situazione o autentiche nelle quali si chiede agli allievi di risolvere problemi della vita o elaborazione di casi, coinvolgendoli in una giustificazione riflessiva delle procedure seguite e ricorrendo altresì, per la correzione delle prove, a criteri attenti alla natura e alla tipologia delle domande poste, criteri molto interessanti da leggere per capire fino in fondo la prospettiva di tale programma in relazione alla valutazione delle competenze dello studente. La prova di valutazione finale, o "prova esperta", è un compito/problema rilevante, in grado di connettere i vari ambiti del sapere, sarà riferita a situazioni reali, aperte e problematiche, in grado di sottoporre a valutazione il grado di padronanza della persona relativamente alle competenze. Dà agli studenti l’opportunità di manifestare la padronanza completa della competenza, rispondendo a una domanda che richieda capacità di generalizzazione o di problem solving, all’interno dei tempi assegnati alla prova nel suo insieme. Emerge altresì il bisogno che attività di questo tipo informino maggiormente di sé la scuola, in quanto diventando più abituali saranno maggiormente affrontabili. Si può d’altra parte, ancora una volta, rilevare che la prova esperta, se adeguatamente introdotta, con il coinvolgimento responsabile degli studenti, riesce comunque a mobilitarne le competenze anche in presenza di percorsi didattici non necessariamente strutturati per UdA e che essa, dal punto di vista valutativo, si adatta a situazioni diverse.. A tale scopo si confronteranno le medie dei risultati di ciascuna classe con le risposte date dagli insegnanti, nella scheda di sintesi, a proposito di tre variabili: se la classe sia stata coinvolta in sperimentazioni precedenti sulle competenze, se siano state proposte alla classe UdA prima della prova esperta, se vi siano state attività di preparazione di altro genere, per esempio sugli aspetti metodologici del cooperative learning e/o della riflessione metacognitiva e/o del laboratorio. In quanto tale, non può soddisfare puntualmente tutti i saperi e le competenze, ma è necessariamente selettiva rispetto a questi. Infatti concorre, assieme alle attività di valutazione di tipo formativo che riguardano la rilevazione degli apprendimenti in relazione a conoscenze ed abilità e che vengono svolte 37 tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto, a rilevare il grado di padronanza dei saperi e delle competenze mobilitati utilizzando una metodologia che consenta di giungere a risultati certi e validi. Sarà collocata in corrispondenza della chiusura dell'anno scolastico e della scadenza formale dei corsi ( primo biennio), secondo biennio e V anno e consentirà di rilevare in forma simultanea, sulla base di un compito rilevante, la padronanza di più competenze e saperi da parte degli alunni, ampliando il numero di valutazioni per poi procedere alla valutazione ponderata dell’insieme di attività valutative, con l’attribuzione del voto finale assegnando ad essa un peso indicativo del 30%. Essa verte su compiti/ problemi riguardanti ad esempio: a) la progettazione di un prodotto( opuscolo, proposta turistica, collaudo di un oggetto....) b) la soluzione di un problema concreto che preveda più di una soluzione c) uno studio di caso nel contesto territoriale L’attività comporta, in tutti i casi, l’ analisi di dati, la messa in atto di procedure, lo svolgimento di eventuali calcoli, la comprensione/produzione di eventuali schemi, tabelle, diagrammi. Ad essa sarà associata una rubrica di valutazione che richiede l’adozione di indicatori qualitativi ed è del tipo di quella utilizzata per le simulazioni delle prove di esame di Stato in cui è prevista, così come da regolamento per i licei scienze applicate, la prova scritta di Scienze. L'altro 70% deriva dalla valutazione formativa emergente dall'insieme delle prove somministrate che riguardano la rilevazione degli apprendimenti in relazione a conoscenze ed abilità e che vengono svolte tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto. Si potrà poi procedere alla valutazione ponderata dell’insieme di attività valutative, con l’attribuzione del voto finale. In tal modo, viene superato il concetto accumulativo della valutazione come somma di prove di verifica e viene posto l’accento sulla capacità degli allievi di fronteggiare compiti/problemi mobilitando le risorse di cui sono dotati o che sono in grado di reperire. Il processo di valutazione consiste nella raccolta sistematica delle evidenze che, al termine delle varie UdA realizzate, segnalano il progresso degli apprendimenti della persona, ovvero: prodotti, processi, linguaggi, riflessioni, comportamenti… Tali evidenze sono osservate tramite una griglia unitaria di valutazione, concordata nell’ambito del consiglio di classe, che fornisce i criteri della ricognizione dei fattori utili al compito valutativo. La valutazione coinvolge tutto il consiglio di classe, così che il giudizio viene espresso con il contributo di tutti. Due sono gli esiti di tale valutazione: - la certificazione delle competenze, da formalizzare entro scadenze fissate (fine primo e secondo biennio ed in corrispondenza di ogni termine del percorso formativo; - l’espressione di un voto di profitto riguardante le discipline presenti negli assi e la condotta, che in tal modo riflettono non solo la conoscenza, ma la capacità di mobilitare, a fronte di compiti gestiti in modo autonomo e responsabile, le risorse possedute. Si ricorda che anche l’allievo, tramite l’autovalutazione, è chiamato a illustrare e nel contempo diagnosticare il proprio percorso di studi scegliendo i prodotti di cui va più orgoglioso ed elaborando una scheda (presentazione) in cui espone il risultato ed il percorso seguito, esprime una valutazione ed indica i punti di forza e quelli di miglioramento. La coordinatrice del Dipartimento Prof.ssa Di Leva Maria 38 Liceo Scientifico- Liceo Scientifico opzione Scienze Applicate- Liceo ClassicoLiceo Scientifico Sportivo “Federico Quercia” di Marcianise DIPARTIMENTO DI SCIENZE NATURALI,CHIMICA ,GEOGRAFIA E MICROBIOLOGIA PROGRAMMAZIONE ANNUALE PER LE CLASSI QUINTE ELABORATA SECONDO LE INDICAZIONI MINISTERIALI DEL 27/07/2010 a.s. 2015/2016 Nel quinto anno si potenzia l’abilità a porre in relazione i contenuti disciplinari utilizzando i concetti, i modelli e il formalismo che consentono una spiegazione più approfondita dei fenomeni. A tal fine gli alunni dovranno acquisire, apparentandole a quelle già acquisite e descritte per il primo e secondo biennio, le seguenti abilità/capacità ( ADATTATE A SECONDA DELL’ INDIRIZZO): • Identificare le interrelazioni tra i fenomeni che avvengono a livello delle diverse organizzazioni del pianeta (litosfera, atmosfera, idrosfera). • Identificare il problema da risolvere con l'utilizzo del metodo scientifico, pianificarne le fasi operative ed eseguirle • Elaborare l’analisi critica dei fenomeni considerati, la riflessione metodologica sulle procedure sperimentali e la ricerca di strategie atte a favorire la scoperta scientifica. • Comprendere il ruolo della tecnologia come mediazione tra scienza e vita quotidiana. • Utilizzare gli strumenti teorici e formali delle scienze sperimentali e matematiche. • Trattare i dati scientifico-tecnologici con gli strumenti della statistica e valutarne criticamente le informazioni che ne derivano. • Analizzare qualitativamente i principali processi biologici/biochimici e geologici riferiti a temi di attualità • Progettare e realizzare esperienze di laboratorio ed interpretarne i risultati • Organizzare e rappresentare i dati raccolti, anche attraverso l'utilizzo di strumenti informatici e saper estrapolare informazioni e discuterne il campo di applicazione • Riconoscere i nuclei concettuali implicati in una situazione problematica • Formulare ipotesi risolutive e proporre soluzioni con l'utilizzo anche di strumenti informatici. • Acquisire una documentazione esaustiva dei diversi punti di vista e dei dati oggettivi disponibili data una problematica di carattere scientifico-tecnologico di interesse sociale • ( OGM, nucleare, energie alternative..) • Elaborare una sintesi argomentata sul problema( saggio breve, articolo, presentazione..) • Utilizzare gli strumenti informatici nell'analisi dei dati e nella modellizzazione di specifici problemi scientifici • Collocare i contenuti delle scienze naturali e della tecnologia in una prospettiva sistematica, storica e critica • Usare in maniera efficace gli strumenti informatici per la modellizzazione (soluzione e simulazione) di problemi empirici o teorici. • Utilizzare programmi di simulazione per scoprire le leggi e i modelli interpretativi dei fenomeni esaminati. Nel quinto anno si potenzia l’acquisizione delle competenze, avviata già negli anni precedenti, a cui si apparentano quelle che fanno riferimento per il Liceo Scientifico opzione Scienze Applicate, 39 allo svolgimento di prove della tipologia "esperta" o "autentica" associata alla prova scritta dell'esame di Stato: • Analizzare Effettuare un’analisi del fenomeno considerato riconoscendo e stabilendo delle relazioni • Indagare Indagare attraverso la formulazione di ipotesi, scegliendo le procedure appropriate e traendone conclusioni Comunicare Organizzare informazioni ed esprimersi utilizzando il linguaggio scientifico specifico e adeguato al contesto comunicativo • Trasferire Trasferire modelli ad altri contesti. Utilizzare le conoscenze scientifiche, le procedure e i metodi di indagine propri del pensiero scientifico per leggere la realtà L E CONOSCENZE E I CONTENUTI SONO DI SEGUITO RIPARTITI PER INDIRIZZO LICEO SCIENTIFICO OPZIONE SCIENZE APPLICATE CHIMICA Con lo studio della Chimica organica e la Biochimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze (sapere, saper fare): • • • • • • • • • • • • • • • • • Definire/Spiegare le proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi e dei loro derivati, e dei principali gruppi funzionali Conoscere i meccanismi di reazione in chimica organica. Riconoscere/confrontare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione eliminazione Saper individuare il tipo di reazione che avviene in funzione del tipo di substrato (alcano, alchene, alchino o aromatico) e dei reagenti presenti. Collegare le strutture ai meccanismi di reazione. - le proprietà dei gruppi funzionali con le caratteristiche delle macromolecole. Rappresentare/determinare la configurazione dei composti chirali Collegare/argomentare la configurazione con l’attività dei composti organici e biochimici Conoscere e saper applicare a molecole organiche l’ isomeria strutturale e geometrica. Riconoscere gli isomeri di posizione e geometrici. Saper individuare il carbonio chirale e descrivere le proprietà ottiche degli enantiomeri. Saper identificare i diasteroisomeri e comprendere la differenza tra questi e gli enantiomeri Saper identificare la configurazione assoluta R o S di un certo stereoisomero. Saper rappresentare gli stereoisomeri tramite le proiezioni di Fischer o di Haworth. Saper interconvertire gli stereoisomeri dalle proiezioni di Fischer a quelle a cavalletto e viceversa. Conoscere il significato di luce polarizzata. Riconoscere/applicare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione eliminazione, condensazione. 40 • • • • • • • • • • • • • • • Conoscere l’importanza industriale delle reazioni di polimerizzazione. Conoscere la sintesi delle materie plastiche più importanti dal punto di vista commerciale e conoscerne le applicazioni. Saper descrivere la formazione di un legame ad elettroni delocalizzati in un idrocarburo aromatico. Conoscere e saper applicare il meccanismo della sostituzione elettrofila nei composti aromatici. Conoscere le proprietà chimico fisiche dei gruppi funzionali e i principali meccanismi di reazione: reattività dei radicali, dei gruppi elettrofili e nucleofili. Saper applicare alle classi di molecole organiche le reazioni di addizione, di sostituzione e di eliminazione. Conoscere l’isomeria ottica e l’importanza notevole che essa riveste nello studio delle molecole della vita. Riconoscere le principali biomolecole. Saper spiegare la relazione tra la struttura delle biomolecole (gruppi funzionali presenti, polarità, idrofilicità e lipofilicità) e le loro proprietà e funzioni biologiche. Conoscere le principali funzioni biologiche dei carboidrati. Distinguere le diverse forme in cui si presentano i monosaccaridi. Conoscere la reazione di condensazione e di idrolisi dei carboidrati. Conoscere le principali funzioni biologiche dei lipidi. Saper correlare il comportamento idrofobico alla loro struttura molecolare. Saper illustrare la modalità di produzione dei saponi Conoscere le principali funzioni biologiche delle proteine. Saper scrivere la formula generale degli amminoacidi. Saper distinguere dal punto di vista chimico le diverse caratteristiche degli amminoacidi. Saper scrivere il legame peptidico tra due amminoacidi. Saper individuare la relazione tra struttura tridimensionale degli enzimi e selettività della loro azione. Saper distinguere tra basi azotate, nucleosidi e nucleotidi. Saper descrivere la reazione di polimerizzazione dei nucleotidi • Metabolismo energetico (si riprende per una visione d’insieme perché è già stato trattato al terzo anno) • Conoscere il rapporto tra respirazione polmonare e respirazione cellulare • Saper descrivere le tappe principali della respirazione cellulare • Conoscere come viene prodotto l'ATP all'interno delle cellule • Conoscere il rapporto esistente tra catabolismo e anabolismo • Riconoscere l'importanza della fotosintesi per tutta la biosfera • Conoscere e saper descrivere le due fasi della fotosintesi • Conoscere in che modo la fotosintesi può influire sull'effetto serra e sul fenomeno del riscaldamento globale e appropriarsi di esse attraverso i seguenti contenuti: Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologica. Biochimica e metabolismi . Gli idrocarburi alifatici e aromatici: proprietà chimico-fisiche. - Gli isomeri conformazionali: la rotazione del legame C-C. - Isomeria di posizione e geometrica. Reattività degli idrocarburi saturi. Effetti elettronici, induttivi e di risonanza. Reazioni radicaliche. Principali reazioni di alcheni e alchini: addizioni. Concetto di aromaticità. Reattività dei composti aromatici. Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività Gli isomeri configurazionali. Isomeria ottica, chiralità. Enantiomeri e diastereoisomeri. Luce polarizzata e attività ottica. Configurazioni e convenzioni R-S. Proiezioni di Fischer, di Haworth e a cavalletto. Principali gruppi funzionali e loro reattività. 41 I gruppi funzionali. Proprietà chimico-fisiche di: alogenuri alchilici, alcoli, ammine, composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivati (esteri e ammidi). Principali meccanismi delle reazioni organiche e fattori che le guidano: gruppi elettrofili e nucleofili. Reazioni di addizione (ai sistemi insaturi e agli acili), di sostituzione (Sn2, Sn1) ed eliminazione (E2, E1). Cenni sulle reazioni di condensazione (aldolica, di Claisen). Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività. Carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, legami idrogeno, idrofilicità e lipofilicità), reattività e funzione biologica. Metabolismo energetico: una visione d’insieme Il metabolismo cellulare autotrofo ed eterotrofo. Flusso di energia e significato biologico della fotosintesi. Il metabolismo dei carboidrati: glicolisi, respirazione aerobica (Ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa e sintesi di ATP), e fermentazione. Aspetti fotochimici della Fotosintesi, fotofosforilazione, reazioni del carbonio. BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: Conoscere le tappe storiche della genetica molecolare che hanno consentito lo sviluppo della Tecnologia del DNA ricombinante. Comprendere l’importanza dei plasmidi e batteriofagi come vettori di DNA esogeno per la trasformazione di cellule batteriche. Comprendere la tecnologia del DNA ricombinante descrivendo l’importanza degli enzimi di restrizione e la tecnica utilizzata per separare i frammenti di restrizione. Descrivere il meccanismo della reazione a catena della polimerasi (PCR) evidenziandone lo scopo. Acquisire le conoscenze necessarie per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie per porsi in modo critico e consapevole di fronte allo sviluppo scientifico/tecnologico del presente e dell’immediato futuro. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Le applicazioni dei processi biologici : Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante Genetica di batteri e virus. Trasformazione, coniugazione e trasduzione. Batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogeno. Retrovirus .La tecnologia del DNA ricombinante: importanza dei vettori plasmidi e batteriofagi. Enzimi e siti di restrizione. Tecniche di clonaggio di frammenti di DNA. Reazione a catena della polimerasi. Applicazione e potenzialità delle biotecnologie a livello agro-alimentare, ambientale e medico. SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare): Sapere che i continenti e gli oceani non sono forme stabili nel tempo. Conoscere la geomorfologia dei fondali oceanici. • Saper indicare i fattori che influenzano la pressione atmosferica. • Saper descrivere le aree cicloniche ed anticicloniche. • Saper definire il concetto di stabilità dell’aria. 42 • • • • • • • • • • Saper spiegare come si formano le precipitazioni, per sublimazione o per coalescenza. Saper definire le masse d’aria e le loro zone di origine. Saper indicare gli elementi ed i fattori del clima. . Saper indicare le cause naturali del cambiamento climatico: ruolo dell’attività vulcanica e la variabilità solare. Saper valutare l’impatto delle attività umane sul clima globale. Il ruolo della CO2 come interruttore dei gas serra. Saper indicare le possibili conseguenze delle variazioni dei regimi climatici in relazione alle risorse idriche, all’agricoltura, agli oceani , alla riduzione del ghiaccio marino e del permafrost. Saper visualizzare il Pianeta Terra come un sistema integrato nel quale ogni singola sfera (litosfera, atmosfera, idrosfera, criosfera, biosfera) è intimamente connessa all’altra. Applicare le conoscenze acquisite ai contesti reali, con particolare riguardo al rapporto uomo-ambiente. Comprendere la vulnerabilità attuale del territorio a fronte degli impatti di eventi climatici Capire l’evoluzione del clima nel futuro, gli impatti, i relativi rischi e le opportunità; Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: La deriva dei continenti. Le dorsali oceaniche e le fosse abissali. Il pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera. Composizione, suddivisione e limite dell’atmosfera. L’atmosfera nel tempo geologico. Il bilancio termico del Pianeta Terra. La pressione atmosferica e i venti. La circolazione atmosferica generale: circolazione nella bassa e nell’alta troposfera. L’umidità atmosferica e le precipitazioni. Stabilità atmosferica e saturazione. Come si formano le precipitazioni: accrescimento per sublimazione o per coalescenza. Le perturbazioni atmosferiche. Masse d’aria e fronti. Dalla meteorologia alla climatologia. Processi climatici e le loro interazioni con la litosfera e biosfera (i suoli). Distribuzione geografica dei diversi climi (interazione atmosfera idrosfera marina). Il riscaldamento globale (interazione atmosfera-idrosfera- criosfera-biosfera). APPROFONDIMENTI PER IL LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE APPLICAZIONI DELLE SCIENZE, COMPITI/PROBLEMI E STUDI DI CASO PER L'ACQUISIZIONE DI COMPETENZE L'assenza di riferimenti concreti è un ostacolo per un apprendimento duraturo. È d'uopo che le applicazioni siano inserite in un percorso formativo e orientativo più ampio. Nell'ottica delle competenze e in ossequio al profilo specifico dello studente del liceo scientifico opzione scienze applicate, ovvero nel voler fornire allo studente competenze particolarmente avanzate negli studi afferenti alla cultura scientifico-tecnologica, con particolare riferimento alle scienze matematiche, fisiche, chimiche, biologiche e all’informatica e alle loro applicazioni” (art. 8 comma 2), accanto alla teoria, agli esercizi e alle attività di laboratorio, occorre mostrare alcune applicazioni delle scienze, le ricadute tecnologiche delle scoperte scientifiche, ma anche i nuovi metodi di indagine che tali scoperte possono aprire. Si svolgeranno dunque, approfondimenti sotto forma di studi di caso, progetti, compiti/problemi con dei percorsi pluridisciplinari; dalla geofisica alla farmacologia, medicina nucleare, dalla acustica applicata alla gestione delle risorse ambientali, ecc. Da quel che si capisce, inoltre, pare che le "vere" competenze vengano espresse in situazioni/compiti di una certa complessità e multidisciplinarietà, e che richiedano : 43 • • • un congruo numero di ore, vista la complessità (sia per addestrare, sia per valutare) lavoro di gruppo (competenze sociali) autonomia e responsabilità (almeno in parte) - La competenza infatti è descritta in termini di autonomia e responsabilità • motivazione (imparare ad imparare) • analisi di fonti di informazioni (imparare ad imparare) • metodo scientifico (competenza di base in scienza) • capacità di rielaborare, esprimere, relazionare • uso delle nuove tecnologie • un certo bagaglio di conoscenze/abilità relative alla competenza Per il quinto anno, tra gli altri, si segnalano i seguenti studi di caso sotto forma di UDA o compiti/problemi : 1) I pesci dei Simpson hanno tre occhi: le malattie genetiche 2) Il dissesto idrogeologico in Italia ( Scienze, Geografia) 3) Effetti della fotosintesi, le piante infestanti e i cambiamenti climatici 4) Una guida per la Scienza ( visita a un parco scientifico, al centro di ricerca Biogem, Città della Scienza, ecc.) 5) Bioinformatica : analisi di un software per applicazioni ( Scienze, Informatica) 6) Analisi e valutazione del rischio idraulico 7) L’attività dei principi farmacologici 8) Petrolio e derivati, polimeri di addizione, nanomateriali e nanotecnologie. 9) Polimeri di condensazione, materiali biocompatibili. 10) CFC e strato di ozono: chimica della stratosfera. 11) Fonti energetiche tradizionali e alternative. 12) Petrolio e derivati, polimeri di addizione, nanomateriali a base di carbonio. 13) Altro ( programmato nei consigli di classe) L’approccio a questi temi potrà, a seconda dei percorsi che ogni docente riterrà più proficuo seguire e della metodologia adottata, anche attraverso compiti significativi (o di realtà), unità di apprendimento, in cui gli allievi devono affrontare e risolvere dei problemi, che per certi versi sono -oltre misura- ovvero richiedono agli studenti competenze e loro articolazioni (conoscenze, abilità, capacità) che ancora non possiedono, ma che possono acquisire autonomamente, gestire situazioni contestualizzate e di esperienza e realizzare dei prodotti. Ciò in forza della potenzialità del metodo laboratoriale che porta alla scoperta ed alla conquista personale del sapere. Unità di apprendimento intese come percorsi autosufficienti (ovvero in sé compiuti) quanto tra loro collegati e articolati per fasi secondo un approccio misto (alternanza intelligente di lezioni, laboratori, compiti, esperienze, riflessioni-discussioni) che sostengano l’allievo nella conquista più che nella riproduzione della conoscenza. L’unità di apprendimento costituisce la struttura di base dell’azione formativa; insieme di occasioni di apprendimento che consentono all’allievo di entrare in un rapporto personale con il sapere, affrontando compiti che conducono a prodotti di cui egli possa andare orgoglioso e che costituiscono oggetto di una valutazione più attendibile. Si potranno avere UdA ad ampiezza massima (tutti i formatori), media (alcuni) o minima (asse culturale). Essa prevede sempre compiti reali (o simulati) e relativi prodotti che i destinatari sono chiamati a realizzare ed indica le risorse (capacità, conoscenze, abilità) che è chiesto loro di mobilitare, in responsabilità ed autonomia, per diventare competente. Ogni UdA deve sempre mirare ad almeno una competenza tra quelle presenti nel repertorio di riferimento. In forma schematica possiamo dire che l’ UdA si caratterizza per questi aspetti (definiti già nella sua progettazione): - individuazione della competenza di riferimento (e delle relative abilità e conoscenze); - interdisciplinarità nell’Asse a tra gli Assi, grazie alla collaborazione di più docenti e più discipline; 44 - ruolo attivo degli allievi attraverso attività laboratoriali; - presenza di momenti riflessivi, nei quali vengono sollecitati a ricostruire le procedure attivate e le conoscenze acquisite; - clima e ambiente cooperativo; - coinvolgimento degli allievi rispetto alla competenza da raggiungere; - trasparenza dei criteri di valutazione e attività di autovalutazione degli studenti; - verifica finale tramite prova in situazione o autentica(cfr. valutazione). Si può d’altra parte rilevare che la prova esperta, se adeguatamente introdotta, con il coinvolgimento responsabile degli studenti, riesce comunque a mobilitarne le competenze anche in presenza di percorsi didattici non necessariamente strutturati per UdA e che essa, dal punto di vista valutativo, si adatta a situazioni diverse e non necessariamente a seguire l'unità di apprendimento. Possono essere programmate, infatti, attività di preparazione di altro genere, per esempio sugli aspetti metodologici del cooperative learning e/o della riflessione metacognitiva e/o del laboratorio. Fermo restando che, sia nell'uno che negli altri casi, l'approccio per competenze richiederà di ancorare conoscenze e abilità a un problema concreto o comunque ancorato alla realtà proposto dal docente e che la cui risoluzione richiede la mobilitazione di conoscenze e abilità acquisite a scuola o in altri contesti, non formali o informali, attraverso l'impiego di capacità personali. LICEO SCIENTIFICO CHIMICA Con lo studio della Chimica organica e la Biochimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze (sapere, saper fare): • Definire/Spiegare le proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi e dei loro derivati, e dei principali gruppi funzionali • Conoscere i meccanismi di reazione in chimica organica. • Riconoscere/confrontare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione eliminazione • Saper individuare il tipo di reazione che avviene in funzione del tipo di substrato (alcano, alchene, alchino o • aromatico) e dei reagenti presenti. • Collegare le strutture ai meccanismi di reazione. - le proprietà dei gruppi funzionali con le caratteristiche delle macromolecole. • Rappresentare/determinare la configurazione dei composti chirali • Collegare/argomentare la configurazione con l’attività dei composti organici e biochimici • Conoscere e saper applicare a molecole organiche l’ isomeria strutturale e geometrica. • Riconoscere gli isomeri di posizione e geometrici. • Saper individuare il carbonio chirale e descrivere le proprietà ottiche degli enantiomeri. • Saper identificare i diasteroisomeri e comprendere la differenza tra questi e gli enantiomeri • Saper identificare la configurazione assoluta R o S di un certo stereoisomero. • Saper rappresentare gli stereoisomeri tramite le proiezioni di Fischer o di Haworth. • Saper interconvertire gli stereoisomeri dalle proiezioni di Fischer a quelle a cavalletto e viceversa. • Conoscere il significato di luce polarizzata. 45 • • • • • • • • • • • • • • • • Riconoscere/applicare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione eliminazione, condensazione. Conoscere l’importanza industriale delle reazioni di polimerizzazione. Conoscere la sintesi delle materie plastiche più importanti dal punto di vista commerciale e conoscerne le applicazioni. Saper descrivere la formazione di un legame ad elettroni delocalizzati in un idrocarburo aromatico. Conoscere e saper applicare il meccanismo della sostituzione elettrofila nei composti aromatici. Conoscere le proprietà chimico fisiche dei gruppi funzionali e i principali meccanismi di reazione: reattività dei radicali, dei gruppi elettrofili e nucleofili. Saper applicare alle classi di molecole organiche le reazioni di addizione, di sostituzione e di eliminazione. Conoscere l’isomeria ottica e l’importanza notevole che essa riveste nello studio delle molecole della vita. Riconoscere le principali biomolecole. Saper spiegare la relazione tra la struttura delle biomolecole (gruppi funzionali presenti, polarità, idrofilicità e lipofilicità) e le loro proprietà e funzioni biologiche. Conoscere le principali funzioni biologiche dei carboidrati. Distinguere le diverse forme in cui si presentano i monosaccaridi. Conoscere la reazione di condensazione e di idrolisi dei carboidrati. Conoscere le principali funzioni biologiche dei lipidi. Saper correlare il comportamento idrofobico alla loro struttura molecolare. Saper illustrare la modalità di produzione dei saponi Conoscere le principali funzioni biologiche delle proteine. Saper scrivere la formula generale degli amminoacidi. Saper distinguere dal punto di vista chimico le diverse caratteristiche degli amminoacidi. Saper scrivere il legame peptidico tra due amminoacidi. Saper individuare la relazione tra struttura tridimensionale degli enzimi e selettività della loro azione. Saper distinguere tra basi azotate, nucleosidi e nucleotidi. Saper descrivere la reazione di polimerizzazione dei nucleotidi Metabolismo energetico: (si riprende per una visione d’insieme perché è già stato trattato al terzo anno) • Conoscere il rapporto tra respirazione polmonare e respirazione cellulare • Conoscere la relazione tra ossidazione delle molecole organiche e trasferimento di energia • Saper descrivere le tappe principali della respirazione cellulare • Conoscere come viene prodotto l'ATP all'interno delle cellule • Conoscere il rapporto esistente tra catabolismo e anabolismo • Riconoscere l'importanza della fotosintesi per tutta la biosfera • Conoscere e saper descrivere le due fasi della fotosintesi • Conoscere le modalità di produzione e utilizzazione dell'ATP per la sintesi degli zuccheri • Conoscere in che modo la fotosintesi può influire sull'effetto serra e sul fenomeno del riscaldamento globale Ci si approprierà di esse attraverso i seguenti contenuti : Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologica. Biochimica e metabolismi . Gli idrocarburi alifatici e aromatici: proprietà chimico-fisiche. - Gli isomeri conformazionali: la rotazione del legame C-C. - Isomeria di posizione e geometrica. Reattività degli idrocarburi.saturi. 46 Effetti elettronici, induttivi e di risonanza. Reazioni radicaliche. Principali reazioni di alcheni e alchini: addizioni. Concetto di aromaticità. Reattività dei composti aromatici. Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività Gli isomeri configurazionali. Isomeria ottica, chiralità. Enantiomeri e diastereoisomeri. Luce polarizzata e attività ottica. Configurazioni e convenzioni R-S. Proiezioni di Fischer, di Haworth e a cavalletto. Principali gruppi funzionali e loro reattività. I gruppi funzionali. Proprietà chimico-fisiche di: alogenuri alchilici, alcoli, ammine, composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivati (esteri e ammidi). Principali meccanismi delle reazioni organiche e fattori che le guidano: gruppi elettrofili e nucleofili. Reazioni di addizione (ai sistemi insaturi e agli acili), di sostituzione (Sn2, Sn1) ed eliminazione (E2, E1). Cenni sulle reazioni di condensazione (aldolica, di Claisen). Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività. Carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, legami idrogeno, idrofilicità e lipofilicità), reattività e funzione biologica. Il metabolismo cellulare autotrofo ed eterotrofo. Flusso di energia e significato biologico della fotosintesi. Il metabolismo dei carboidrati: glicolisi, respirazione aerobica (Ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa e sintesi di ATP), e fermentazione. Aspetti fotochimici della Fotosintesi, fotofosforilazione, reazioni del carbonio. BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere le tappe storiche della genetica molecolare che hanno consentito lo sviluppo della Tecnologia del DNA ricombinante. • Comprendere l’importanza dei plasmidi e batteriofagi come vettori di DNA esogeno per la trasformazione di cellule batteriche. • Comprendere la tecnologia del DNA ricombinante descrivendo l’importanza degli enzimi di restrizione e la tecnica utilizzata per separare i frammenti di restrizione. • Descrivere il meccanismo della reazione a catena della polimerasi (PCR) evidenziandone lo scopo. • Acquisire le conoscenze necessarie per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie per porsi in modo critico e consapevole di fronte allo sviluppo scientifico/tecnologico del presente e dell’immediato futuro. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: Le applicazioni dei processi biologici : Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante Genetica di batteri e virus. Trasformazione, coniugazione e trasduzione. Batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogeno. Retrovirus .La tecnologia del DNA ricombinante: importanza dei vettori plasmidi e batteriofagi. Enzimi e siti di restrizione. Tecniche di clonaggio di frammenti di DNA. Reazione a catena della polimerasi. Applicazione e potenzialità delle biotecnologie a livello agro-alimentare, ambientale e medico. SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare): 47 Sapere che i continenti e gli oceani non sono forme stabili nel tempo. Conoscere la geomorfologia dei fondali oceanici. Saper indicare i fattori che influenzano la pressione atmosferica. Saper descrivere le aree cicloniche ed anticicloniche. Saper spiegare la circolazione nella bassa e nell’alta troposfera Saper definire il concetto di stabilità dell’aria. Saper visualizzare il Pianeta Terra come un sistema integrato nel quale ogni singola sfera (litosfera, atmosfera, idrosfera, criosfera, biosfera) è intimamente connessa all’altra. Applicare le conoscenze acquisite ai contesti reali, con particolare riguardo al rapporto uomoambiente. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: I fondali oceanici. La tettonica delle placche. Il pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera. Composizione, suddivisione e limite dell’atmosfera. L’atmosfera nel tempo geologico. Il bilancio termico del Pianeta Terra. La pressione atmosferica e i venti. La circolazione atmosferica generale: circolazione nella bassa e nell’alta troposfera. L’umidità atmosferica e le precipitazioni. Stabilità atmosferica e saturazione. Come si formano le precipitazioni: accrescimento per sublimazione o per coalescenza. Le perturbazioni atmosferiche. Masse d’aria e frontiIl riscaldamento globale (interazione atmosferaidrosfera- criosfera-biosfera). LICEO CLASSICO CHIMICA Con lo studio della Chimica organica e la Biochimica gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze (sapere, saper fare): • Definire/Spiegare le proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi e dei loro derivati, e dei principali gruppi funzionali • Conoscere i meccanismi di reazione in chimica organica. • Collegare le strutture ai meccanismi di reazione. - le proprietà dei gruppi funzionali con le caratteristiche delle macromolecole. • Rappresentare/determinare la configurazione dei composti chirali • Conoscere e saper applicare a molecole organiche l’ isomeria strutturale e geometrica. • Saper individuare il carbonio chirale e descrivere le proprietà ottiche degli enantiomeri. • Saper identificare i diasteroisomeri e comprendere la differenza tra questi e gli enantiomeri • Saper rappresentare gli stereoisomeri tramite le proiezioni di Fischer o di Haworth. • Conoscere il significato di luce polarizzata. • Riconoscere/applicare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione eliminazione, condensazione. • Saper descrivere la formazione di un legame ad elettroni delocalizzati in un idrocarburo aromatico. • Conoscere e saper applicare il meccanismo della sostituzione elettrofila nei composti aromatici. 48 • Conoscere le proprietà chimico fisiche dei gruppi funzionali e i principali meccanismi di reazione: reattività dei radicali, dei gruppi elettrofili e nucleofili. Saper applicare alle classi di molecole organiche le reazioni di addizione, di sostituzione e di eliminazione • Riconoscere le principali biomolecole. Conoscere le loro principali funzioni Metabolismo energetico (si riprende per una visione d’insieme perché è già stato trattato al terzo anno) • Conoscere il rapporto tra respirazione polmonare e respirazione cellulare • Saper descrivere le tappe principali della respirazione cellulare • Conoscere come viene prodotto l'ATP all'interno delle cellule • Conoscere il rapporto esistente tra catabolismo e anabolismo • Riconoscere l'importanza della fotosintesi per tutta la biosfera • Conoscere e saper descrivere le due fasi della fotosintesi • Conoscere in che modo la fotosintesi può influire sull'effetto serra e sul fenomeno del riscaldamento globale e appropriarsi di esse attraverso i seguenti contenuti : Gli idrocarburi alifatici e aromatici: proprietà chimico-fisiche. - Gli isomeri conformazionali: la rotazione del legame C-C. - Isomeria di posizione e geometrica. Reattività degli idrocarburi saturi. Effetti elettronici, induttivi e di risonanza. Reazioni radicaliche. Principali reazioni di alcheni e alchini: addizioni. Concetto di aromaticità. Reattività dei composti aromatici. Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività Gli isomeri configurazionali. Isomeria ottica, chiralità. Enantiomeri e diastereoisomeri. Luce polarizzata e attività ottica. Proiezioni di Fischer, di Haworth. Principali gruppi funzionali e loro reattività. I gruppi funzionali. Proprietà chimico-fisiche di: alogenuri alchilici, alcoli, ammine, composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivati (esteri e ammidi). Principali meccanismi delle reazioni organiche e fattori che le guidano: gruppi elettrofili e nucleofili. Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività. Il metabolismo cellulare autotrofo ed eterotrofo. Flusso di energia e significato biologico della fotosintesi. Il metabolismo dei carboidrati: glicolisi, respirazione aerobica (Ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa e sintesi di ATP), e fermentazione. BIOLOGIA Con lo studio della Biologia gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze: • Conoscere le tappe storiche della genetica molecolare che hanno consentito lo sviluppo della Tecnologia del DNA ricombinante. • Comprendere l’importanza dei plasmidi e batteriofagi come vettori di DNA esogeno per la trasformazione di cellule batteriche. • Comprendere la tecnologia del DNA ricombinante descrivendo l’importanza degli enzimi di restrizione e la tecnica utilizzata per separare i frammenti di restrizione. • Descrivere il meccanismo della reazione a catena della polimerasi (PCR) evidenziandone lo scopo. • Acquisire le conoscenze necessarie per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie per porsi in modo critico e consapevole di fronte allo sviluppo scientifico/tecnologico del presente e dell’immediato futuro. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: 49 Le applicazioni dei processi biologici : Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante Genetica di batteri e virus. Trasformazione, coniugazione e trasduzione. Batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogeno. Retrovirus .La tecnologia del DNA ricombinante: importanza dei vettori plasmidi e batteriofagi. Enzimi e siti di restrizione. Tecniche di clonaggio di frammenti di DNA. Reazione a catena della polimerasi. Applicazione e potenzialità delle biotecnologie a livello agro-alimentare, ambientale e medico. SCIENZE DELLA TERRA Con lo studio di Scienze della Terra gli studenti dovranno acquisire le seguenti conoscenze ( sapere, saper fare): Sapere che i continenti e gli oceani non sono forme stabili nel tempo. Conoscere la geomorfologia dei fondali oceanici Saper indicare i fattori che influenzano la pressione atmosferica. Saper descrivere le aree cicloniche ed anticicloniche. Saper spiegare la circolazione nella bassa e nell’alta troposfera Saper visualizzare il Pianeta Terra come un sistema integrato nel quale ogni singola sfera (litosfera, atmosfera, idrosfera, criosfera, biosfera) è intimamente connessa all’altra. Applicare le conoscenze acquisite ai contesti reali, con particolare riguardo al rapporto uomo-ambiente. Tali conoscenze comprendono i seguenti contenuti: I fondali oceanici. La tettonica delle placche. Il pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera. Composizione, suddivisione e limite dell’atmosfera. L’atmosfera nel tempo geologico. Il bilancio termico del Pianeta Terra. La pressione atmosferica e i venti. La circolazione atmosferica generale: circolazione nella bassa e nell’alta troposfera. Riguardo alla metodologia, fermo restando la libertà del singolo docente che si esplica non solo nell’arricchimento di quanto previsto nella programmazione, in ragione dei percorsi che riterrà più proficuo mettere in particolare rilievo, ma nella scelta delle strategie e delle metodologie più appropriate, in linee generali, si ricorrerà ad un approccio misto che alterna: a) lezioni frontali e lezioni partecipate, usate sia come momento di presentazione dei contenuti e che utilizzano schemi, lucidi, codici molteplici come quello verbale, quello visivo, quello audiovisivo per il tramite della lavagna interattiva multimediale, sia come spiegazione/verifica relativamente all'acquisizione di conoscenze ed abilità e sia come nel fornire spunti ed agganci per una ripresa dei contenuti attraverso la riflessione, l’esposizione, il consolidamento di quanto appreso; i contenuti saranno presentati su tracciati conoscitivi graduati, sistematici e selezionati dal più semplice al più complesso. b) Insegnamento per compiti/ problema strutturati o non strutturati secondo UDA (per il Liceo Scientifico con indirizzo Scienze Applicate) ma che conducono comunque a prodotti ovvero esperienze reali/simulate che consentono all’allievo di entrare in un rapporto personale con il sapere, che lo sollecitano ad "imparare facendo" nell'affrontare compiti e realizzare, in gruppo o individuale, prodotti di cui egli possa andare orgoglioso e che costituiscono oggetto di una valutazione più attendibile. Mettendo così in moto le risorse dei destinatari, si rende possibile l’acquisizione di una cultura personale tramite un processo vitale fondato su ricerca, problemposing and solving , scoperta, lavoro cooperativo, confronto con il contesto reale. Ciò favorirà l’esperienza 50 culturale, lo spirito di iniziativa, la socievolezza. Sono fattori che sostengono la motivazione, che rendono spendibile quanto viene appreso, in senso culturale, formativo, ma anche operativo, e che facilitano processi di transfer e di generalizzazione degli apprendimenti. In sostanza si conduce una ricerca non solo di significato, ma anche di senso. Si forma così la competenza ed è più facile per insegnanti ed allievi leggerla e capirla. c) Ricerca/azione Questa impostazione, permette di integrare le lezioni frontali con delle esercitazioni adeguate, che non sono semplici esercizi di ciò che si è appreso nelle lezioni frontali, ma sono delle esperienze che permettono di intrecciare l’apprendimento teorico e quello pratico , ovvero laboratori in cui praticare il metodo osservativo-sperimentale. L’acquisizione di questo metodo, unitamente al possesso dei contenuti disciplinari fondamentali, costituisce l’aspetto formativo e orientativo dell’apprendimento/insegnamento delle Scienze. Ogni volta che si renderà necessario, saranno organizzate ed eseguite attività sperimentali che si svolgeranno in classe, nel laboratorio di Scienze Naturali e di Informatica , al Planetario e presso strutture esterne. d) lavoro di gruppo cooperativo con utilizzo di strumenti osservativi dei comportamenti individuali e delle dinamiche di gruppo. Per quanto concerne mezzi e strumenti, saranno di volta in volta utilizzati, oltre ai libri di testo, il materiale didattico in dotazione al laboratorio di Scienze, le riviste specializzate, software applicativi scientifici. L’attività didattica sarà anche arricchita da visite guidate presso laboratori, strutture e siti di interesse scientifico : Orto Botanico, Oasi naturalistiche, Riserva naturale degli Astroni, Museo antropologico e mostre temporanee. I laboratori scientifici saranno utilizzati per la realizzazione di esperienze, i laboratori informatici per rappresentare grafici e/o ricercare le informazioni nel web. Verifica e strumenti di verifica La rilevazione degli apprendimenti, in relazione a conoscenze ed abilità, viene svolta tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto. Saranno oggetto di verifica: 1) Il possesso delle conoscenze di base. 2) Il possesso della terminologia specifica. 3) La capacità di osservazione, di comprensione, di analisi, di sintesi e valutazione. 4) La progressione nell’apprendimento. Le Prove di verifica scritte per il liceo scientifico(almeno due per il primo e secondo anno) avranno le seguenti tipologie: a) test a collegamento, test di tipo vero-falso (consentono di verificare i dati cognitivi); b) test a scelta multipla (consentono di misurare le capacità di analisi, di ragionamento di riflessione); c) prove strutturate a risposta aperta (misurano le abilità di organizzare in modo coerente i dati cognitivi, di esprimere valutazioni personali) unica o articolata Per ciò che riguarda la verifica delle competenze, si farà riferimento ai “prodotti” dell’attività degli studenti ( relazioni di laboratorio incluse) che costituiscono le evidenze di una valutazione attendibile, ovvero basata su prove reali in situazione o autentica ( cfr. Valutazione) Recupero e approfondimento Si procederà al recupero degli alunni con carenze, ogni volta che si accerterà il mancato raggiungimento degli obiettivi fissati nella programmazione, con una pausa nello svolgimento del programma. Tematiche che stimoleranno particolarmente l’interesse degli allievi saranno invece oggetto di approfondimento. 51 Valutazione La valutazione farà riferimento, oltre che alle conoscenze, competenze e capacità specifiche, anche al processo di maturazione globale della personalità. I voti saranno comunicati agli allievi e motivati onde abituare gli stessi ad autovalutarsi nella consapevolezza di ciò che si sa e si sa fare. Allo scopo di rendere gli studenti consapevoli del livello raggiunto, è fornita la chiave di lettura dei voti attribuiti. I descrittori e relativi voti sono attribuiti con l’ausilio di una tabella che è concordata da tutti i Docenti del Dipartimento di Scienze Naturali Per la valutazione si terrà conto anche del voto di condotta, così come previsto dalle disposizioni ministeriali (CdM 1-8-2008) Nel processo di valutazione, rivestono un ruolo centrale le Unità di apprendimento, ed il rapporto tra griglia/rubrica/voto, una relazione che conduce ad un giudizio ponderato e motivato secondo criteri riferiti alle capacità dell'allievo ed alle risorse che questi ha a disposizione per fronteggiare compiti e risolvere problemi. La valutazione è di tipo soprattutto formativo ed educativo; è per questo che durante le attività, In itinere, verranno utilizzate delle griglie di osservazione relative alla presa di consapevolezza delle competenze degli studenti acquisiste durante il percorso di studi. Nell’ambito della formazione e dell’istruzione, si constata che l’apprendimento fondato su semplici conoscenze e saperi procedurali conseguiti mediante applicazione ed esercitazioni non garantiscono la formazione di atteggiamenti funzionali alle richieste della vita e del lavoro, in particolare per quanto riguarda la capacità di problemsolving, di assumere iniziative autonome flessibili, di mobilitare i saperi per gestire situazioni complesse e risolvere problemi. LA PROVA DI VALUTAZIONE FINALE (PROVA ESPERTA) NEL PROCESSO DI VALUTAZIONE DELLE COMPETENZE PER IL LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE Il programma OCSE-PISA, sul finire degli anni ’90, ha rinforzato questo approccio, proponendo prove di verifica in situazione o autentiche nelle quali si chiede agli allievi di risolvere problemi della vita o elaborazione di casi, coinvolgendoli in una giustificazione riflessiva delle procedure seguite e ricorrendo altresì, per la correzione delle prove, a criteri attenti alla natura e alla tipologia delle domande poste, criteri molto interessanti da leggere per capire fino in fondo la prospettiva di tale programma in relazione alla valutazione delle competenze dello studente. La prova di valutazione finale, o "prova esperta", è un compito/problema rilevante, in grado di connettere i vari ambiti del sapere, sarà riferita a situazioni reali, aperte e problematiche, in grado di sottoporre a valutazione il grado di padronanza della persona relativamente alle competenze. Dà agli studenti l’opportunità di manifestare la padronanza completa della competenza, rispondendo a una domanda che richieda capacità di generalizzazione o di problem solving, all’interno dei tempi assegnati alla prova nel suo insieme. Emerge altresì il bisogno che attività di questo tipo informino maggiormente di sé la scuola, in quanto diventando più abituali saranno maggiormente affrontabili. Si può d’altra parte, ancora una volta, rilevare che la prova esperta, se adeguatamente introdotta, con il coinvolgimento responsabile degli studenti, riesce comunque a mobilitarne le competenze anche in presenza di percorsi didattici non necessariamente strutturati per UdA e che essa, dal punto di vista valutativo, si adatta a situazioni diverse.. A tale scopo si confronteranno le medie dei risultati di ciascuna classe con le risposte date dagli insegnanti, nella scheda di sintesi, a proposito di tre variabili: se la classe sia stata coinvolta in sperimentazioni precedenti sulle competenze, se siano state proposte alla classe UdA prima della prova esperta, se vi siano state attività di preparazione di altro genere, per esempio sugli aspetti metodologici del cooperative learning e/o della riflessione metacognitiva e/o del laboratorio. In quanto tale, non può soddisfare puntualmente tutti i saperi e le competenze, ma è necessariamente selettiva rispetto a questi. 52 Infatti concorre, assieme alle attività di valutazione di tipo formativo che riguardano la rilevazione degli apprendimenti in relazione a conoscenze ed abilità e che vengono svolte tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto, a rilevare il grado di padronanza dei saperi e delle competenze mobilitati utilizzando una metodologia che consenta di giungere a risultati certi e validi. Sarà collocata in corrispondenza della chiusura dell'anno scolastico e della scadenza formale dei corsi ( primo biennio), secondo biennio e V anno e consentirà di rilevare in forma simultanea, sulla base di un compito rilevante, la padronanza di più competenze e saperi da parte degli alunni, ampliando il numero di valutazioni per poi procedere alla valutazione ponderata dell’insieme di attività valutative, con l’attribuzione del voto finale assegnando ad essa un peso indicativo del 30%. Essa verte su compiti/ problemi riguardanti ad esempio: a) la progettazione di un prodotto( opuscolo, proposta turistica, collaudo di un oggetto....) b) la soluzione di un problema concreto che preveda più di una soluzione c) uno studio di caso nel contesto territoriale L’attività comporta, in tutti i casi, l’ analisi di dati, la messa in atto di procedure, lo svolgimento di eventuali calcoli, la comprensione/produzione di eventuali schemi, tabelle, diagrammi. Ad essa sarà associata una rubrica di valutazione che richiede l’adozione di indicatori qualitativi ed è del tipo di quella utilizzata per le simulazioni delle prove di esame di Stato in cui è prevista, così come da regolamento per i licei scienze applicate, la prova scritta di Scienze. L'altro 70% deriva dalla valutazione formativa emergente dall'insieme delle prove somministrate che riguardano la rilevazione degli apprendimenti in relazione a conoscenze ed abilità e che vengono svolte tramite strumenti consolidati come l’interrogazione, il test, il compito scritto. Si potrà poi procedere alla valutazione ponderata dell’insieme di attività valutative, con l’attribuzione del voto finale. In tal modo, viene superato il concetto accumulativo della valutazione come somma di prove di verifica e viene posto l’accento sulla capacità degli allievi di fronteggiare compiti/problemi mobilitando le risorse di cui sono dotati o che sono in grado di reperire. Il processo di valutazione consiste nella raccolta sistematica delle evidenze che, al termine delle varie UdA realizzate, segnalano il progresso degli apprendimenti della persona, ovvero: prodotti, processi, linguaggi, riflessioni, comportamenti… Tali evidenze sono osservate tramite una griglia unitaria di valutazione, concordata nell’ambito del consiglio di classe, che fornisce i criteri della ricognizione dei fattori utili al compito valutativo. La valutazione coinvolge tutto il consiglio di classe, così che il giudizio viene espresso con il contributo di tutti. Due sono gli esiti di tale valutazione: - la certificazione delle competenze, da formalizzare entro scadenze fissate (fine primo e secondo biennio ed in corrispondenza di ogni termine del percorso formativo; - l’espressione di un voto di profitto riguardante le discipline presenti negli assi e la condotta, che in tal modo riflettono non solo la conoscenza, ma la capacità di mobilitare, a fronte di compiti gestiti in modo autonomo e responsabile, le risorse possedute. Si ricorda che anche l’allievo, tramite l’autovalutazione, è chiamato a illustrare e nel contempo diagnosticare il proprio percorso di studi scegliendo i prodotti di cui va più orgoglioso ed elaborando una scheda (presentazione) in cui espone il risultato ed il percorso seguito, esprime una valutazione ed indica i punti di forza e quelli di miglioramento. La coordinatrice Prof.ssa Maria Di Leva 53
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