SILSIS UNIVERSITA’ di PAVIA
LABORATORIO DIDATTICO DELLE
SCIENZE SPERIMENTALI
A0 60 I anno I semestre
terzo incontro
Docente A. Colli
Materiale di lavoro ad uso interno dei tirocinanti SILSIS
Alcune parti potrebbero provenire da fonti non citate
Mi scuso per eventuali errori ortografico o di sintassi
TERZO INCONTRO
11 febbraio
L’importanza di ciò che “l’alunno sa già”: come si fa a scoprirlo?
E se ha delle “misconoscenze”? Come individuare gli “ostacoli” che
rendono difficoltoso l’apprendimento
IN GRUPPO Preparazione di un miniquestionario relativo
all’argomento scelto dal gruppo.
COME SUPERARE GLI OSTACOLI?
STRATEGIE per una didattica “significativa”: didattica narrativa,
studio di casi, problem solving, costruzione di mappe
I progetti
Ricercare alcuni progetti riguardanti le SCIENZE SPERIMENTALI
(per i prossimi incontri)
DAI CONCETTI ALLA MAPPA
UN ESEMPIO DI MAPPA
LA DIDATTICA PER CONCETTI
CONCETTI STRUTTURANTI
DALLA MAPPA ALL’ITINERARIO DIDATTICO
IL QUESTIONARIO PER SCOPRIRE
Cosa pensa l’alunno
Cosa sa già
-Attività “normale”, senza lo spettro della valutazione
-Domande non devono suggerire le risposte
-Domande e Interpretazione legata agli alunni (età, tipo di
scuola ecc.)
-Pianificare il lavoro
-Domande aperte
-Linguaggio “comune”
-Analizzarle insieme agli alunni (discussione)
esempio
I CONCETTI possono essere organizzati in
MAPPE
Mappa iniziale con CONCETTI
STRUTTURANTI
Mappa del proprio itinerario didattico
Mappe degli alunni
ESEMPIO DI CONCETTI
PER UN PERCORSO DI GENETICA
UN PERCORSO
DI MICROBIOLOGIA
UN PERCORSO
DI ANATOMIA-FISIOLOGIA
PROVIAMO A CERCARE GLI OSTACOLI
dal Percorso di tirocinio di Emilia Ranieri Anno acc 2003-2004
UN PERCORSO DI
GENETICA
Dal DNA ai cromosomi
Gli alunni prima di affrontare il percorso didattico proposto, dovrebbero
avere acquisito il concetto di:
Atomo, legame chimico, molecola, macromolecola e cellula.
Nel corso dell’itinerario si impadroniranno dei concetti di:
DNA
Cromosoma
Cellula: somatica e germinale
Riproduzione cellulare
Mitosi
Meiosi
Fecondazione
Cariotipo
Diagnosi prenatale
Dal percorso di tirocinio di Emilia Ranieri anno acc 2003-2004
•I caratteri ereditari si trasmettono tramite il DNA che contiene l’identità
genetica di ciascun individuo
•le cellule somatiche si riproducono tramite mitosi quelle germinali tramite
meiosi
•il numero dei cromosomi è specie-specifico e si mantiene costante tramite
la gametogenesi e la fecondazione
•i caratteri ereditari vengono assortiti tramite la meiosi e la fecondazione
•il sesso di un individuo è determinato dall’eterocromosoma del gamete
paterno
•L’armonico sviluppo di un individuo è determinato dall’integrità della
struttura del DNA, contenuto nelle sue cellule, e dell’organizzazione di
questo in cromosomi
Concetto strutturante: i caratteri ereditari si trasmettono tramite il
DNA che contiene l’identità genetica di ciascun individuo
domande impostate per verificare le rappresentazioni sulla differenza
tra caratteri ereditari ed acquisisti
Immagina che ad un topolino di campagna capiti un incidente a
seguito del quale gli rimane la coda mozzata. Quando la ferita
presente sulla parte restante di coda si è rimarginata, il topolino si
accorge che oltre ad arrampicarsi meglio riesce anche a sfuggire più
rapidamente ai gatti. Secondo te i discendenti di questo topolino
avranno questa caratteristica?
Spesso i genitori, riferendosi ad un atteggiamento (vivace,
obbediente/disobbediente, ecc.) o ad una capacità (disegnare bene,
orecchio musicale, ecc.) del proprio figlio dicono: “…. È così… perché
ce lo ha nel sangue!”. Secondo Te è scientificamente corretta questa
affermazione?
Possibili ostacoli: idea lamarkiana dell’ereditarietà, oppure idea che i
caratteri ereditari siano trasmessi tramite il sangue
Nome
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Data
QUESTIONARIO
Immagina che ad un topolino di campagna capiti un incidente in seguito al quale gli rimane la coda
mozzata. Quando la ferita presente sulla parte restante di coda si è rimarginata, il topolino si accorge che
riesce a sfuggire più rapidamente ai gatti. Secondo te i discendenti di questo topolino avranno la stessa
caratteristica? Motiva la risposta.
Spesso i genitori, riferendosi ad un atteggiamento (vivace, obbediente/disobbediente, ecc.) o ad una
capacità (disegna bene, ha orecchio musicale, ecc.) del proprio figlio dicono: “…. È così… perché lo ha nel
sangue!”. Secondo Te questa affermazione è scientificamente correta? Motiva la risposta.
Secondo te nella fecondazione naturale e in quella artificiale (dalla quale si ottengono i cosiddetti “bambini
in provetta”) entrano in gioco le stesse cellule? Motiva la risposta.
Perché i figli in alcuni aspetti fisici, come il colore degli occhi o dei capelli, assomigliano ai genitori o ad
uno di essi in particolare?.
Secondo te lo Scimpanzé, che viene considerato l’animale più vicino alla specie umana, ha lo stesso
numero di cromosomi dell’uomo? Motiva la risposta.
Secondo te, il tipo di dieta seguita da una donna in gravidanza influisce in qualche modo sulla
determinazione del sesso del nascituro? Motiva la risposta
Probabilmente avrai sentito dire che quando una donna ha molti figli maschi di lei si dice che “…è una
donna da Re!!!”. Sicuramente, studiando la storia, avrai potuto riscontrare che alcuni sovrani hanno
ripudiato la loro moglie perché da lei nascevano solo figlie femmine e al regno occorreva garantire un
erede maschio. Cosa pensi di queste situazioni dal punto di vista biologico?
Alla polizia scientifica basta un capello o la saliva su un mozzicone di sigaretta lasciato sul luogo di un
delitto per risalire all’identità di un assassino. Sai spiegare perché?
Avrai certamente sentito dire che alle donne che affrontano una gravidanza dopo i 35 si consiglia di
sottoporsi ad analisi cliniche particolari. Sai dire quali sono e a che cosa servono?
10. Dopo l’incidente nucleare di Chernobyl i figli delle persone che sono state colpite dalle radiazioni nascono
spesso con gravi malformazioni e/o con gravi malattie. Secondo te per quale motivo?
1dal Percorso di tirocinio di LUCA BERTOLOTTI- Anno acc 2003-2004
MMICRORGANISMI ED ALIMENTAZIONE
1Concetto di microrganismo.
Come mai è così importante disinfettarsi una ferita, anche se lieve?
Nella classe dove ora stai svolgendo questo test, oltre a noi, ci sono altri organismi viventi? E se
si, dove si trovano?
22) Dimensioni dei batteri.
Inserisci le strutture qui indicate nel giusto raggruppamento, a seconda delle loro dimensioni(
1μm corrisponde ad 1/1000 di millimetro):
granello di sabbia
batterio;
molecola d’acqua;
cellula eucariote umana;
virus.
3
0,0001 μm 0,01 μm
0,01 μm μm
1
1 μm – 10 μm
10 μm – 100
μm
100 μm – 1000
μm
dal Percorso di tirocinio di LUCA BERTOLOTTI- Anno acc 2003-2004
MICRORGANISMI ED ALIMENTAZIONE
Concetto di sterilità.
Come mai i cibi confezionati hanno una data di scadenza?
-
Perché il cibo conservato in frigo si mantiene più a lungo?
Perché le siringhe in plastica monouso, come dice il loro nome, vengono usate una sola volta
e poi buttate?
Misconoscenza secondo la quale tutti i microrganismi sono patogeni.
-
Che faresti se qualcuno ti dicesse che lo yogurt che stai mangiando contiene molti batteri?
La cellulosa è uno dei principali costituenti dei vegetali ma è anche una sostanza molto difficile
da digerire per gli animali. Come fanno a sopravvivere, allora, tutti gli erbivori?
Concetto di trasformazione chimica e metabolismo.
Che cos’hanno in comune le bollicine dello spumante e i fori presenti in certi formaggi
(gruviera, emmenthal)?
Perché tanti alimenti (sughi pronti, ketchup, caffè, ecc..) vengono conservati semplicemente
togliendo tutta l’aria dalla loro confezione(messi sotto vuoto)?
Misconoscenza della “generazione spontanea”.
Ti sarà capitato di trovare nel frigo di casa tua un frutto o un pezzo di formaggio ammuffiti (la muffa è
un microrganismo); come ti spieghi questo fenomeno?
Dal percorso di tirocinio SIAMO CIO’ CHE MANGIAMO? di Carla Montagna anno acc 2003-2004
QUESTIONARIO
1) Perché mangiamo?
2) Può esistere un essere vivente che non mangia? Perché?
3) Prova a disegnare il tuo apparato digerente.
Cosa succede al cibo dentro al tuo corpo?
4) Se mastico per tanto tempo un pezzo di pane, sento un gusto dolce. Che cosa sarà successo in
bocca?
5) Partecipi ad un gioco di sopravvivenza: trascorrerai una settimana su un’isola deserta. Puoi portare
con te soltanto una cosa tra le seguenti: cioccolato, patatine, yogurt, acqua, pasta, salumi, frutta,
biscotti. Cosa scegli e perché?
6) Consumi sempre energia? Quando ne consumi di più? Quanta energia consumi nelle diverse
attività?
7) Prova ad assegnare un punteggio da 0 a 6 a queste diverse attività in base al consumo energetico:
sono in piedi fermo
dormo
vado in macchina
faccio ginnastica a scuola
studio
scrivo al computer
vado in bicicletta
sono seduto
faccio sport agonistico
cammino a piedi
8) Dall’anno scorso sei cresciuto di alcuni centimetri. Cosa è avvenuto secondo te nel tuo corpo? Dove
hai preso le sostanze per “allungarti”?
9) Perché, dopo aver mangiato, è buona norma lasciar passare almeno tre ore prima di fare il bagno in
acqua fredda?
10) E’ bene fare lo stesso anche prima di svolgere attività fisica, perchè?
A merenda hai mangiato pane e prosciutto; illustra con un disegno o con uno schema il cammino del
pane e del prosciutto servendoti di colori diversi (per es.giallo per il pane e rosa per il prosciutto).
Dal percorso di tirocinio di Carla Montagna anno acc 2003-2004
Alimentazione
CONCETTI STRUTTURANTI
ORGANISMO
CELLULE
NUTRIZIONE : per energia, omeostasi, crescita,svolgimento delle proprie
attività
NUTRIENTI(MACRONUTRIENTI ): molecole organiche contenute negli
alimenti.
MICRONUTRIENTI (vitamine, Sali minerali)
ACQUA
ALIMENTAZIONE : atto di ricerca di cibo(ALIMENTO). Dev’essere equilibrata
sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo per mantenere uno stato di
buona salute.
ENERGIA : capacità di compiere un lavoro. L’organismo la ricava dal cibo.
IMPORTANZA DELL’ACQUA
DIGESTIONE COME PROCESSO CONTINUO E SEQUENZIALE (visione
anatomica- statica e fisiologia-dinamica )
DIGESTIONE insieme di TRASFORMAZIONI/REAZIONI CHIMICHE (visione
dinamica)
AUTOPOIESI/AUTOCOSTRUZIONE
OMEOSTASI
DISPENDIO ENERGETICO
METABOLISMO BASALE
Dal percorso di tirocinio di Carla Montagna anno acc 2003-2004
QUESTIONARIO
PROVARE A RICERCARE GLI OSTACOLI
Possono essere
•CULTURALI Es Aborigeni
Diversi STILI di apprendimento/insegnamento
•LINGUISTICI
•EMOZIONALI o PSICOLOGICI
Es. mancanza di motivazioni, di autostima. Perché “non rispondono”?
•LOGICI mancanza basi logica (es manca concetto numero, quantità)
•CONCETTUALI mancano concetti strutturanti (atomo, molecola, trasformazione,
sistema, energia , microrganismo)
Per individuarli
QUESTIONARIO (uno dei possibili strumenti)
LETTURA SOGGETTIVA (meglio in due)
Non esistono risposte “giuste” o “sbagliate” (non può servire per la valutazione
dell’alunno)
Si colgono difficoltà e ostacoli generali” (es incapacità ad esprimersi per mancata
padronanza lingua scritta)
ESEMPIO DI RISPOSTE (dal Tirocinio di M. Maniscalco- Anno Acc. 2003-2004)
UNA VOLTA LETTE LE RISPOSTE AL QUESTIONARIO
ED INDIVIDUATI GLI OSTACOLI
BISOGNA CERCARE STRATEGIE PER SUPERARLI
STRATEGIE ADATTE
• A QUELLA CLASSE
• A QUEGLI ALUNNI
Qualche esempio:
Laboratori
Apprendimento cooperativo
Studio di casi
http://ublib.buffalo.edu/libraries/projects/cases/case.html
http://www.sciencemag.org/feature/data/150essay.shl
Problem solving
Didattica laboratoriale e “narrativa”
Dalla rete
http://www.anisn.it/scuola/didattica/ascensione/Ascensione%
20commento.htm
http://www.anisn.it/scuola/terremoti/index.htm
STRATEGIE
I laboratori
Il laboratorio può avere diverse modalità.
Dimostrativo: l’insegnante svolge l’attività, gli alunni assistono, per attività “pericolose”
o che necessitano di apparecchiature e materiali sofisticati e costosi.
Strutturato: vengono date indicazioni precise (ad esempio schede) con i materiali e le
“istruzioni”. Gli studenti devono già conoscere l’argomento. E’ importante che venga
data loro la consegna di riflettere sulle singole operazioni, di rispondere a domande, di
compilare una relazione. C’è il rischio che si limitino a “cucinare” una ricetta.
Destrutturato: le indicazioni date non sono rigide, gli alunni possono “esplorare” ed
inventare qualcosa di nuovo. E’ importante utilizzare materiale non tossico e di facile
reperibilità. Gli alunni sono chiamati a riflettere e ad agire come se fossero essi stessi
scienziati.
Misto: combina le caratteristiche delle ultime due tipologie. Si parte da una scheda con
indicazioni date dall’insegnante e si lascia poi spazio alla creatività degli alunni.
Offriremo esempi di laboratori strutturati, destrutturati e misti.
La simulazione
L’uso del computer. Cosa fanno gli scienziati, cosa possiamo fare noi
UN CORSO DI CHIMICA on line
http://www.univirtual.it/corsi/fino2001_I/miche/04.htm
COOPERATIVE LEARNING
IL COOPERATIVE LEARNING
-NASCE COME STRUMENTO PER MIGLIORARE
L'APPRENDIMENTO TRAMITE L'INTERAZIONE TRA GLI
INDIVIDUI
L'INSEGNANTE È :
ORGANIZZATORE

MEDIATORE

FACILITATORE

DELL’APPRENDIMENTO
I GRUPPI COOPERATIVI POSSONO ESSERE
1.FORMALI
per nuovi contenuti
per nuove abilità
organizzati dal docente
in tempo definito
2.INFORMALI
durano una lezione
integrano una lezione normale
3.GRUPPI DI BASE
gruppi stabili nel tempo
per aiuto reciproco
IL DOCENTE:
• DEFINISCE I CONCETTI
STRUTTURANTI
• VERIFICA “COSA SANNO GLI
ALUNNI”
• ORGANIZZA I GRUPPI
• STRUTTURA LE FASI DIDATTICHE
• STABILISCE I CRITERI DI VERIFICA
• ORGANIZZA TEMPI E SPAZI
UN ESEMPIO DI APPRENDIMENTO COOPERATIVO
SI INIZIA CON
FASE 1
(10 minuti)
PRESENTAZIONE DEL
LAVORO ALLA
CLASSE
• CONSEGNA DEI
COMPITI
INDIVIDUALI
• DEFINIZIONI DEI
COMPORTAMENTI
FASE 2
(5 minuti)
LAVORO
INDIVIDUALE
• ELABORAZIONE DI
UNA IDEA
• ELABORAZIONE DI
UNA PROPOSTA
FASE 3
(5/10 minuti)
LAVORO IN
COPPIA
• CORREZIONE
VICENDEVOLE
• DEFINIZIONE DEI
PROBLEMI
• ELABORAZIONE DI
UNA SOLUZIONE
SODDISFACENTE
FASE 4
(30 minuti)
LAVORO IN
GRUPPO
• definizione dei ruoli
• discussione sulle
soluzioni trovate
nella fase
precedente
• elaborazione della
soluzione in gruppo
FASE 5
(10/15 minuti)
PRESENTAZIONE
• Preparazione della
presentazione in
ogni gruppo
• Esposizione dei
lavori
FASE 6
(10 minuti)
Riflessione di gruppo
sul lavoro svolto
• Feed-back sul
percorso compiuto
• Rinforzo positivo sui
comportamenti
efficaci osservati
• Proposta di un
compito relativo al
problema risolto
FASE 7
(20 minuti)
LAVORO DI
GRUPPO
• Discussione comune
sul problema posto
• Elaborazione di una
soluzione accettata da
tutti
• Verifica che tutti
abbiano compreso le
motivazioni della
soluzione
FASE 8
(20 minuti)
REPORTING
• Presentazione dei
lavori
• L’insegnante
raccoglie le varie
soluzioni
• Fornisce il feedback a quanto svolto
FASE 9
(tempi a scelta)
VALUTAZIONE
• Verifica individuale
attraverso schede di
lavoro simili a quelle
utilizzate nell’attività
di gruppo
• Valutazione del
lavoro di gruppo
assegnando
punteggi
LAVORO DI GRUPPO O GRUPPO DI LAVORO?
PRO
Molti significativi apprendimenti e comprensioni
profonde derivano da conversazioni, dibattiti
.
Può aiutare a sviluppare abilità di problem solving,
perché permette di interiorizzare i processi
cognitivi impliciti nell'interazione e nella
comunicazione.
Permette di condividere prospettive diverse,
obbliga a esplicitare e comunicare le proprie
conoscenze e idee agli altri, oralmente o per
iscritto.
Il fatto di sentirsi parte di un gruppo può avere un
alto valore motivante
In molte attività si richiede di lavorare in gruppo ed
il successo dell'attività dipende soprattutto dalla
collaborazione con i colleghi.
Fuori delle agenzie educative molti apprendimenti
sono il frutto di informali interazioni di gruppo e del
supporto offerto dai pari e dai colleghi.
CONTRO
Il tradizionale contesto educativo istituzionale rende
difficile creare validi gruppi di collaborazione.
Può essere difficile costringere e mantenere valide
discussioni di gruppo costruttive.
Anche in situazioni in cui il team work e la
collaborazione sono accettati, l'esperienza di lavorare
e di apprendere in gruppo può essere vista come
dispendiosa, frustrante in termini di tempo e
conflittuale.
BUONE PRATICHE
Un esempio di PROGETTO INNOVATIVO per l’insegnamento delle SCIENZE
http://gold.indire.it/nazionale/archivio/index.php?action=read_esperienza&id_esper
ienza=BDP-GOLD0000000000197E71
La generazione spontanea della vita: educazione alle scienze e approccio
sperimentale
P. MARTINETTI Liceo scientifico
VIA MONTELLO, N.29
e-mail: [email protected]
Comune: CALUSO
prof . Maria Grazia Gillone
La generazione spontanea della vita" è l'argomento utilizzato per proporre
attività di insegnamento che aiutino gli allievi a comprendere come lavorano
gli scienziati, lavoro che è caratterizzato da un "approccio scientifico", che
consiste nell'interrogare la natura organizzando sperimentazioni nel corso
delle quali essi intervengono su fenomeni o processi per saggiare
l'accettabilità delle proprie congetture interpretative. I problemi che gli
studiosi si posero nel corso dei secoli possono essere utilizzati come
"situazioni problematiche" da proporre agli allievi, in modo che questi
possano diventare "attori" del processo di apprendimento.
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… l'insegnamento della scienza non è più l'esposizione di un unico punto di vista, quello degli
scienziati odierni, ma diventa un confronto tra parecchi punti di vista, compresi quelli degli allievi; in
altre parole, le idee degli scienziati del passato e quelle degli allievi attuali sono messe sullo stesso
piano. Tale passaggio ad una pluralità di spiegazioni possibili dei fenomeni studiati presenta un
innegabile vantaggio a livello educativo. Infatti, questa strategia didattica è focalizzata non tanto
sulla «trasmissione», da parte degli insegnanti, dei «prodotti» della scienza, quanto piuttosto sulla
comprensione della «spiegazione concettuale» e sulla sua giustificazione.
Detto in altri termini, nell'approccio costruttivista e cognitivista all'apprendimento/insegnamento
delle scienze, lo scopo non è tanto trasmettere agli allievi concetti e modelli mediante definizioni,
quanto piuttosto fare in modo che siano consapevoli dei problemi che hanno portato gli scienziati a
proporre concetti e modelli e dei modi di ragionare con i quali hanno giustificato queste loro
proposte. In questo modo si favorisce non soltanto l'apprendimento della scienza, ma anche
l'apprendimento a proposito della scienza, in quanto gli allievi devono affrontare interrogativi sul
«come si forma il sapere scientifico» e sul «come scegliere tra punti di vista diversi».
DESCRIZIONE DELL’ESPERIENZA (da scaricare)
Al sito
http://gold.indire.it/nazionale/
GOLD è la banca dati Internet delle esperienze più innovative ed interessanti
realizzate nelle scuole italiane di ogni ordine e grado.
QUI si possono trovare altri PROGETTI
Oppure cercare sui siti delle singole scuole
PROGETTI DI EDUCAZIONE AMBIENTALE
http://www.comune.pv.it/on/Home/Canalitematici/Ambienteeterritorio/C.R.E.A./Attivita/art
icolo2638.html
E PER SAPERE SE IL TUTTO HA AVUTO SUCCESSO
VERIFICHE
VALUTAZIONE
http://www.edscuola.it/archivio/valutazione.html
INDAGINE PISA
http://www.edscuola.it/archivio/norme/varie/pisa_2003.p
df
La valutazione
La valutazione è finalizzata all'analisi della qualità, dell'adeguatezza e dell'efficacia di
un processo formativo.
Operazioni della valutazione possono essere l'accertamento, la verifica, il monitoraggio
La valutazione può essere:
- formativa, con funzioni di tipo diagnostico, orientativo e di correzione; si effettua
durante l'apprendimento e ha lo scopo, da una parte, di definire il punto di partenza
(diagnosi dei requisiti) per la programmazione didattica, dall'altra, di conoscere e far
capire allo studente la sua situazione
-sommativa, per accertare la situazione finale; inevitabilmente tende ad assumere una
funzione "fiscale" e si conclude con la formulazione di un voto o di un giudizio.
-LA VALTUAZIONE si serve di strumenti che possono essere:
-quantitativi tendono ad effettuare una misura "oggettiva" con metodologie
docimologiche rigorose
- qualitativi usano invece un approccio olistico e induttivo: si tiene perciò più conto
dell'individuo rispetto a quella quantitativa.
La verifica dell'apprendimento è, contemporaneamente, anche verifica
dell'insegnamento ed è più efficace ed utile se è di tipo formativo, poiché
permette un progressivo e continuo affinamento della didattica.
La verifica si può effettuare mediante relazioni sugli esperimenti, prove
oggettive e strutturate, saggi pratici e, soprattutto, attraverso il colloquio
continuo fra docente e studenti. In particolare si possono proporre relazioni
scritte (rapporti), domande aperte, domande strutturate e problemi, ma anche
test a scelta multipla, vero/falso, a completamento, a correlazione, ecc. I test, dal
punto di vista della valutazione, hanno caratteristiche di oggettività e possono
essere gestiti anche da un computer; tuttavia essi hanno il difetto di non
considerare l'individuo e le sue competenze che non siano quelle esaminate
direttamente
E ANCORA….SI PUO’
RIPROPORRE IL QUESTIONARIO INIZIALE
ESAMINARE LE MAPPE REALIZZATE DAGLI STUDENTI ALL’ INIZIO,
IN ITINERE; ALLA FINE DI UN PERCORSO E CONFRONTARLE