La Chimica si colloca nel quadro più generale delle
scienze sperimentali con un suo ruolo specifico sul piano
culturale ed educativo.
L'educazione chimica promuove e sviluppa:
1. il potenziamento delle capacità logiche e linguis
tiche, attuando una stretta correlazione tra "fare" e "pen
sare";
2. la crescita culturale, attraverso lo studio dell'ap
porto della sc ienza chim ica a ll a evoluz ione del le
conoscenze umane e allo sviluppo della società moderna;
3. l'acquisizione di specifici strumenti di interpre
tazione e di orientamento nella realtà quotidiana e nel
mondo circostante.
Le finalità generali dell'insegnamento della Chimica si
possono così articolare:
1. far comprendere il complesso significato dell'os
servazione, degli esperimenti e dei procedimenti di classi
ficazione e di generalizzazione;
2. far comprendere il ruolo essenziale delle ipotesi e
la funzione indispensabile degli esperimenti mettendo così
in luce i procedimenti caratteristici della scienza sperimen
tale;
3. far comprendere il rapporto esistente tra matemat
ica e scienza sperimentale e, quindi, la differenza esistente
tra leggi matematiche e leggi empiriche;
4. far comprendere che la scienza, nonostante abbia
un carattere di "verità relativa", costituisce comunque lo
strumento fondamentale che l'uomo ha a disposizione per
la conoscenza del mondo fisico;
5. far comprendere la connotazione storicocritica
dei fondamentali nuclei concettuali del pensiero chimico.
Poiché la Chimica ha un suo modo di interrogare il
mondo materiale che consiste nello studio delle sostanze e
dei fenomeni ad esse collegati, gli obiettivi generali disci
plinari che discendono dalle finalità precedentemente indi
cate sono i seguenti:
1. acquisire la consapevolezza che gran parte dei
fenomeni macroscop ic i cons is te i n t rasformazioni
chimiche;
2. recepire che le trasformazioni chimiche sono in
terpretabili facendo riferimento alla natura e al comporta
mento di molecole, atomi e ioni;
3. comprendere i concetti ed i procedimenti che
stanno alla base degli aspetti chimici delle trasformazioni
naturali e tecnologiche;
4. possedere le conoscenze essenziali per la com
prensione delle basi chimiche della vita.
Al termine del corso di chimica lo studente dovrà es
sere in grado di:
1. Progettare ed effettuare una separazione dei com
ponenti di un dato miscuglio fino ad ottenere sostanze
pure, motivando le scelte delle tecniche da impiegare e
cercando di prevedere i risultati.
2. Dimostrare l'uniformità di comportamento di dif
ferenti sostanze gassose.
3. Riconoscere gli elementi distintivi di una trasfor
mazione chimica e utilizzare le reazioni chimiche per la
classificazione e per la preparazione di sostanze e per ot
tenere informazioni sulla natura dei prodotti di uso comune.
4. Costruire una scala di acidità mediante l'uso di in
dicatori.
5. Enunciare i principi di conservazione che re
golano le reazioni chimiche e i criteri operativi che perme
ttono di definire elementi e composti.
6. Riconoscere, facendo ricorso a dati sperimentali, le
leggi ponderali che regolano la combinazione di elementi
per formare composti e correlare con l'ipotesi atomica.
7. Riconoscere la differenza tra atomo e molecola
mediante il principio di Avogadro, partendo dalla costanza
dei rapporti di combinazione di gas.
8. Utilizzare il concetto di mole per mettere in luce
la relazione fra le trasformazioni chimiche e le equazioni
che le rappresentano ed eseguire calcoli elementari.
9. Preparare una soluzione di data concentrazione.
10. Correlare denominazione e formula dei composti
riconoscendo che la combinazione degli atomi è determi
nata da regole di valenza.
11. Riconoscere i criteri che presiedono alla collo
cazione degli elementi nella tavola periodica.
12. Indicare le caratteristiche delle particelle sub
atomiche e la loro organizzazione all'interno dell'atomo, corre
lando il modello atomico con le proprietà periodiche degli el
ementi.
13. Indicare la disposizione spaziale degli atomi in
molecole semplici.
14. Correlare la varietà e il numero elevato delle
sostanze organiche con le caratteristiche del carbonio.
15. Riconoscere che il comportamento chimico delle
sostanze organiche è determinato dalla presenza di gruppi
funzionali caratteristici e descrivere le proprietà chimiche e
gli usi dei composti del carbonio di grande diffusione e di
rilevante interesse tecnologico o biologico.
16. Determinare mediante semplici apparecchiature
il calore associato ad una reazione e calcolare calori di
reazione utilizzando il principio dell'additività.
17. Illustrare il ruolo dell'energia di attivazione e dei
fattori di disordine nelle reazioni, correlando la velocità di
reazione con le variabili che la influenzano.
18. Illustrare con esempi l'equilibrio dinamico dan
done un'interpretazione a livello microscopico.
19. Illustrare con esempi il contributo della chimica nella dinamica delle relazioni
uomo-ambientetecnologia.
1. Sostanze e stati di aggregazione. -- Dai miscugli alle
sostanze pure. Caratterizzazione delle sostanze mediante le
loro proprietà fisiche. Gli stati di aggregazione. Soluzioni.
Lo stato gassoso: correlazione fra P, V, T.
2. Le trasformazioni chimiche. -- Aspetti qualitativi:
preparazione di sostanze. Le reazioni come mezzo di ri
conoscimento e classificazione. pH e sua valutazione me
diante indicatore universale.
Aspetti quantitativi: conservazione della massa e
definizione operativa di elemento. Simboli degli elementi.
Costanza del rapporto di combinazione: composizione e
nome delle sostanze.
3. Atomi e molecole. -- Leggi delle proporzioni costanti
e multiple. Ipotesi atomica. Il problema della determi
nazione delle formule e delle masse atomiche relative. Re
lazioni tra gas: volumi di combinazione. Principio di Avo
gadro e misura delle masse molecolari e atomiche relative.
Concetto di mole.
Concentrazione delle soluzioni.
Equazioni chimiche. Proprietà chimiche e gruppi carat
teristici di atomi. Nomenclatura.
La valenza come rapporto di combinazione tra elementi.
La tavola di Mendeleev e la periodicità delle proprietà degli
atomi.
4. Struttura atomica e molecolare e proprietà delle
sostanze. -- Elettrolisi. Conducibilità delle soluzioni elet
trolitiche. Atomi e cariche elettriche. Ioni. Modelli della
struttura atomica. Interpretazione delle proprietà peri
odiche degli elementi.
Interazione fra atomi. Il legame chimico. Disposizione
spaziale degli atomi negli aggregati molecolari e ionici.
Isomerie. Relazione tra struttura e proprietà delle sostanze.
5. I composti del carbonio e le loro trasformazioni. --
Configurazione tetraedica, trigonale e lineare del carbonio
nei suoi composti.
Attitudine del carbonio a formare catene aperte e chiuse.
Idrocarburi; fonti naturali: petrolio e gas naturale.
I gruppi funzionali.
Concetto di macromolecola.
Strutture molecolari e macromolecolari di sostanze di
interesse biologico: lipidi, glicidi e protidi.
Le macromolecole di sintesi (materie plastiche e fibre
sintetiche).
6. Aspetti energetici e cinetici delle reazioni, equilibri. --
Scambi di energia tra sistemi chimici ed ambiente: effetti
termici, effetti elettrici.
Calore di reazione.
Costanza e additività delle energie di legame. Energia
di attivazione.
Fattori di ordine/disordine nelle reazioni.
Velocità di reazione e fattori dai quali dipende.
Stato di equilibrio da un punto di vista fenomenologico
e sua interpretazione microscopica. Fattori che influenzano
l'equilibrio.
7. La chimica come strumento di lettura della realtà, al
servizio della qualità della vita e dell'ambiente. -- Risorse
materiali ed energetiche rinnovabili e non rinnovabili.
Contributi della chimica alla comprensione dei cicli
naturali ed al controllo delle interferenze dovute alle attiv
ità umane.
La chimica, la salute e l'alimentazione.
Il problema dei rifiuti.
L'acqua: una risorsa inestimabile.
1. L'atomismo: il punto di vista dei chimici da Dalton a
Cannizzaro.
2. Il vitalismo nell'ottocento e il ruolo della chimica.
3. La teoria del calorico e teoria chimica.
4. La società e la cultura dell'epoca di Lavoisier: la ne
cessità di un linguaggio sistematico per le discipline scien
tifiche.
5. Dall'alchimia, pratica ermetica, alla chimica, scienza
sperimentale.
6. L'importanza del concetto di gas nello sviluppo della
scienza moderna.
7. Scienza e tecnologia per i beni culturali.
8. Gestione integrata del territorio.
Al termine del corso di chimica lo studente dovrà es
sere in grado di:
1. Enunciare i principi di conservazione che re
golano le reazioni chimiche e i criteri operativi che perme
ttono di definire elementi e composti.
2. Riconoscere, facendo ricorso a dati sperimentali, le
leggi ponderali che regolano la combinazione di elementi
per formare composti e correlare con l'ipotesi atomica.
3. Riconoscere la differenza tra atomo e molecola
partendo dalla costanza dei rapporti di combinazione di
gas e discutere i procedimenti utilizzati per determinare le
masse molecolari ed atomiche relative.
4. Utilizzare il concetto di mole per mettere in luce
la relazione fra le trasformazioni chimiche e le equazioni
che le rappresentano ed eseguire calcoli elementari.
5. Correlare denominazione e formula dei composti
riconoscendo che la combinazione degli atomi è determi
nata da regole di valenza.
6. Riconoscere i criteri che presiedono alla collo
cazione degli elementi nella tavola periodica.
7. Indicare le caratteristiche delle particelle sub
atomiche e la loro organizzazione all'interno dell'atomo,
correlando il modello atomico con le proprietà periodiche
degli elementi.
8. Indicare la disposizione spaziale degli atomi in
molecole semplici.
9. Individuare la correlazione tra struttura e proprietà
delle sostanze facendo riferimento ad esempi.
10. Determinare mediante semplici apparecchiature
il calore associato ad una reazione e calcolare calori di
reazione utilizzando il principio dell'additività.
11. Illustrare il ruolo dell'energia di attivazione e dei
fattori di disordine nelle reazioni.
12. Correlare la velocità di reazione con le variabili
che la influenzano evidenziando la funzione dei cataliz
zatori.
13. Illustrare attraverso esempi l'equilibrio dinamico
dandone un'interpretazione a livello microscopico.
14. Indicare il significato della legge di azione di
massa ed eseguire semplici calcoli relativi agli equilibri
acidobase.
15. Valutare se e in che senso avvengono reazioni di
ossidoriduzione facendo uso della tabella dei potenziali
redox.
16. Illustrare le opposte funzioni delle pile e delle
celle elettrolitiche, pur utilizzando entrambe reazioni
redox.
17. Correlare la velocità e il numero elevato delle
sostanze organiche con le caratteristiche del carbonio.
18. Correlare il comportamento ch imico del le
sostanze organiche con la natura dei gruppi funzionali.
19. Scrivere i possibili isomeri a partire dalla formula
molecolare di un idrocarburo.
20. Utilizzare gli effetti elettronici e sterici per inter
pretare le principali classi di reazioni organiche.
21. Illustrare strutture e caratteristiche dei composti
del carbonio di grande diffusione e di rilevante interesse
tecnologico o biologico.
22. Illustrare con esempi il contributo della chimica
nella dinamica delle relazioni uomoambientetecnologia.
1. I concetti ed il linguaggio della chimica di base. --
Richiami su concetto di reazioni chimiche, principio di
conservazione della massa, concetto di elemento e com
posto chimico. Leggi delle proporzioni costanti e multiple
e correlazione con l'ipotesi atomica. Le reazioni tra gas:
volumi di combinazione; principio di Avogadro e sue con
seguenze. Misura delle masse molecolari ed atomiche rela
tive. Formula minima e formula molecolare. La valenza
come rapporto di combinazione tra elementi.
Il linguaggio specifico della chimica: nomenclatura,
equazioni chimiche, mole, concentrazioni.
Dalle equazioni chimiche alla stechiometria.
2. Modelli chimici e proprietà delle sostanze. -- La tavola
di Mendeleev: un primo modello di periodicità delle pro
prietà degli elementi.
Conducibilità delle soluzioni elettrolitiche. Atomi e
cariche elettriche. Ioni. Modelli della struttura atomica.
Interpretazione delle proprietà periodiche degli elementi.
Interazione tra atomi. Legame chimico. Disposizione
spaziale degli atomi negli aggregati molecolari e ionici.
Isomerie.
Relazione tra struttura e proprietà delle sostanze.
Interazioni tra molecole e proprietà.
Correlazione tra struttura elettronica degli atomi e ge
ometria molecolare.
3. Aspetti energetici e cinetici delle reazioni. -- Scambi
di energia tra sistemi chimici ed ambiente: effetti termici,
effetti elettrici.
Calore di reazione.
Costanza ed additività delle energie di legame. Energia
di attivazione.
Fattori di ordine/disordine delle reazioni.
Cinetica chimica e catalizzatori.
4. L'equilibrio chimico. -- Stato di equilibrio da un
punto di vista fenomenologico e sua interpretazione mi
croscopica. Fattori che influenzano l'equilibrio. Legge
dell'azione di massa e costante di equilibrio. Equilibri
acidobase. Equilibri di idrolisi e soluzioni tampone.
5. I processi elettrochimici. -- Processi redox e aspetti
energetici connessi.
Serie elettrochimica degli elementi.
Pile e celle elettrolitiche. Fenomeni di corrosione.
Reazioni redox e reazioni acidobase da un punto di
vista unitario. Forza relativa di ossidanti e riducenti e forza
relativa di acidi e basi.
6. La chimica del carbonio. -- Configurazione tetraedi
ca, trigonale e lineare del carbonio nei suoi composti.
Attitudine del carbonio a formare catene aperte e chiuse.
Struttura e reattività delle molecole organiche.
I principali gruppi funzionali. Le principali classi di reazioni.
Effetti elettronici e sterici nella interpretazione della reattività.
Petrolio e derivati.
Composti macromolecolari.
Glucidi, Protidi, Lipidi.
7. La chimica al servizio dello sviluppo tecnologico,
della qualità della vita e dell'ambiente. -- Materie prime e
fonti energetiche, rinnovabili e non rinnovabili.
Il contributo della chimica alla educazione ambientale.
-- Modelli chimici nello studio dei fenomeni naturali: i cicli biogeochimici (aspetti esplicativi e predittivi; validazione o confutazione del modello su base sperimentale). Aria, acqua e suolo: studio di alcuni aspetti chimici della polluzione (piogge acide, caratterizzazione di terreni ed acque di superficie; raccolta, elaborazione dati e valu tazione dei risultati rispetto ai valori limite previsti dalla legislazione vigente). La chimica della vita: gli equilibri nei sistemi aperti; le strutture dissipative. La chimica e l'alimentazione.
1. Il tema 7 è da considerarsi trasversale al programma
in quanto è opportuno venga sviluppato nell'ambito di
tutti gli altri temi, onde evidenziare le interazioni tra
conoscenze scientifiche e applicazioni tecnologiche e tra
queste, l'uomo e l'ambiente.
I contenuti indicati sottolineano due aspetti di tale in
terazione, particolarmente importanti per l'educazione
dell'uomo e del cittadino.
2. I contenuti del tema 8 sono indicativi e possono es
sere integrati da altri analoghi. La scelta degli argomenti e
il loro numero è demandata al Consiglio di classe.
Al termine del corso di chimica lo studente dovrà es
sere in grado di:
1. Enunciare i principi di conservazione che re
golano le reazioni chimiche e i criteri operativi che perme
ttono di definire elementi e composti.
2. Riconoscere, facendo ricorso a dati sperimentali, le
leggi ponderali che regolano la combinazione di elementi
per formare composti e correlare con l'ipotesi atomica.
3. Riconoscere la differenza tra atomo e molecola
partendo dalla costanza dei rapporti di combinazione di
gas e discutere i procedimenti utilizzati per determinare le
masse molecolari ed atomiche relative.
4. Utilizzare il concetto di mole per mettere in luce
la relazione fra le trasformazioni chimiche e le equazioni
che le rappresentano ed eseguire calcoli elementari.
5. Correlare denominazione e formula dei composti
riconoscendo che la combinazione degli atomi è determi
nata da regole di valenza.
6. Riconoscere i criteri che presiedono alla collo
cazione degli elementi nella tavola periodica.
7. Indicare le caratteristiche delle particelle sub
atomiche e la loro organizzazione all'interno dell'atomo,
correlando il modello atomico con le proprietà periodiche
degli elementi.
8. Indicare la disposizione spaziale degli atomi in
molecole semplici.
9. Individuare la correlazione tra struttura e proprietà
delle sostanze facendo riferimento ad esempi.
10. Determinare mediante semplici apparecchiature
il calore associato ad una reazione e calcolare calori di
reazione utilizzando il principio dell'additività.
11. Illustrare il ruolo dell'energia di attivazione e dei
fattori di disordine nelle reazioni.
12. Correlare la velocità di reazione con le variabili
che la influenzano evidenziando la funzione dei cataliz
zatori.
13. Illustrare attraverso esempi l'equilibrio dinamico
dandone un'interpretazione a livello microscopico.
14. Indicare il significato della legge di azione di
massa ed eseguire semplici calcoli relativi agli equilibri
acidobase.
15. Eseguire titolazioni acidobase per via volumetrica.
16. Valutare se e in che senso avvengono reazioni di
ossidoriduzione facendo uso della tabella dei potenziali
redox.
17. Illustrare le opposte funzioni delle pile e delle
celle elettrolitiche.
18. Correlare la varietà e il numero elevato delle
sostanze organiche con le caratteristiche del carbonio.
19. Correlare il comportamento chimico delle
sostanze organiche con la natura dei gruppi funzionali.
20. Scrivere i possibili isomeri a partire dalla formula
molecolare di un idrocarburo.
21. Utilizzare gli effetti elettronici e sterici per inter
pretare le principali classi di reazioni organiche.
22. Illustrare strutture e caratteristiche dei composti
del carbonio di grande diffusione e di rilevante interesse
tecnologico o biologico.
23. Eseguire saggi di riconoscimento di glucidi, lipidi
e protidi.
24. Illustrare con esempi il contributo della chimica
nella dinamica delle relazioni uomoambientetecnologia.
1. I concetti ed il linguaggio della chimica di base. --
Richiami su concetto di reazioni chimiche, principio di
conservazione della massa, concetto di elemento e com
posto chimico. Leggi delle proporzioni costanti e multiple
e correlazione con l'ipotesi atomica. Le reazioni tra gas:
volumi di combinazione; principio di Avogadro e sue con
seguenze. Misura delle masse molecolari ed atomiche rela
tive. Formula minima e formula molecolare. La valenza
come rapporto di combinazione tra elementi.
Il linguaggio specifico della chimica: nomenclatura,
equazioni chimiche, mole, concentrazioni.
Dalle equazioni chimiche alla stechiometria.
2. Modelli chimici e proprietà delle sostanze. -- La tavola
di Mendeleev: un primo modello di periodicità delle pro
prietà degli elementi.
Conducibilità delle soluzioni elettrolitiche. Atomi e
cariche elettriche. Ioni. Modelli della struttura atomica.
Interpretazione delle proprietà periodiche degli ele
menti.
Interazione tra atomi. Legame chimico. Disposizione
spaziale degli atomi negli aggregati molecolari e ionici.
Isomerie.
Relazione tra struttura e proprietà delle sostanze.
Interazioni tra molecole e proprietà.
Correlazione tra struttura elettronica degli atomi e ge
ometria molecolare.
3. Aspetti energetici e cinetici delle reazioni. -- Scambi
di energia tra sistemi chimici ed ambiente: effetti termici,
effetti elettrici.
Calore di reazione.
Costanza ed additività delle energie di legame. Energia
di attivazione.
Fattori di ordine/disordine delle reazioni.
Cinetica chimica e catalizzatori.
4. L'equilibrio chimico. -- Stato di equilibrio da un
punto di vista fenomenologico e sua interpretazione mi
croscopica. Fattori che influenzano l'equilibrio. Legge
dell'azione di massa e costante di equilibrio. Equilibri
acidobase. Equilibri di idrolisi e soluzioni tampone.
5. I processi elettrochimici. -- Processi redox e aspetti
energetici connessi.
Serie elettrochimica degli elementi.
Pile e celle elettrolitiche. Fenomeni di corrosione.
reazioni redox e reazioni acidobase da un punto di
vista unitario. Forza relativa di ossidanti e riducenti e forza
relativa di acidi e basi.
6. La chimica del carbonio. -- Configurazione tetraedi
ca, trigonale e lineare del carbonio nei suoi composti.
Attitudine del carbonio a formare catene aperte e chiuse.
Struttura e reattività delle molecole organiche.
I principali gruppi funzionali. Le principali classi di
reazioni. Effetti elettronici e sterici nella interpretazione
della reattività.
7. I composti organici nella tecnologia. -- Petrolio e
derivati: distillazione. Processi di trasformazione. Caratter
istiche dei prodotti principali.
Composti macromolecolari: materie plastiche, gomme
e fibre sintetiche.
8. I composti organici di interesse biologico. -- Glucidi,
Protidi, Lipidi: struttura e proprietà caratteristiche.
9. La chimica al servizio dello sviluppo tecnologico,
della qualità della vita e dell'ambiente. -- Materie prime e
fonti energetiche, rinnovabili e non rinnovabili.
Il contributo della chimica alla educazione ambientale.
1. La dimensione spaziale e temporale dei processi
inquinanti: monitoraggio di una o più variabili chimiche di
rilevanza ambientale e studio degli effetti prodotti a distan
za di tempo e di spazio nelle zone circostanti l'origine.
2. I processi e la complessità delle relazioni nel sis
tema ambiente: costruzione di reti connettive di causaef
fetto; limiti delle semplificazioni ed evidenza della comp
lessità.
-- Modelli chimici nello studio dei fenomeni naturali: i cicli biogeochimici (aspetti esplicativi e predittivi; validazione o confutazione del modello su base sperimentale). Aria, acqua e suolo: studio di alcuni aspetti chimici della polluzione (piogge acide, caratterizzazione di terreni ed acque di superficie; raccolta, elaborazione dati e valu tazione dei risultati rispetto ai valori limite previsti dalla legislazione vigente). La chimica della vita: gli equilibri nei sistemi aperti; le strutture dissipative. La chimica e l'alimentazione.
1. Il tema 9 è da considerarsi trasversale al programma
in quanto è opportuno venga sviluppato nell'ambito di
tutti gli altri temi, onde evidenziare le interazioni tra
conoscenze scientifiche e applicazioni tecnologiche e tra
queste, l'uomo e l'ambiente.
I contenuti indicati sottolineano due aspetti di tale in
terazione, particolarmente importanti per l'educazione
dell'uomo e del cittadino.
2. I contenuti del tema 10 sono indicativi e possono es
sere integrati da altri analoghi. La scelta degli argomenti e
il loro numero è demandata al Consiglio di classe.
Il conseguimento degli obiettivi che il curricolo si pro pone poggia in
larga misura sull'adozione di metodologie didattiche motivanti ed adeguate allo
sviluppo cognitivo degli allievi a cui si rivolge. È opportuno che lo
sviluppo didattico della disciplina mantenga un costante riferimento all'esperienza
quotidiana e ai processi chimici naturali o industriali, onde dare senso di
concretezza ed utilità a quanto l'allievo sta apprenden do. In tal
modo egli potrà acquisire consapevolezza critica sui benefici e sui rischi
connessi alla presenza della Chimi ca nelle attività umane e sui
rimedi che possono permet tere un risparmio di materie prime e di risorse
energetiche e che possono tutelare la qualità della vita e dell'ambiente.
È utile a tal fine l'approfondimento di alcune di queste problematiche,
anche in modo integrato con le altre disci pline scientifiche. È
raccomandabile inoltre che nello sviluppo dei con tenuti si faccia riferimento
all'evoluzione storica almeno di alcuni momenti significativi dello sviluppo
del pensiero chimico. Anche nel triennio la trattazione teorica deve essere
strettamente connessa ad esperienze di laboratorio, eseguite per la maggior
parte dagli allievi riuniti in piccoli gruppi. Il metodo induttivo già
seguito dagli allievi nel biennio non va completamente abbandonato, anche se,
a questo livello evolutivo, gli allievi sono in grado di sviluppare le capacità
deduttive. L'attività di laboratorio potrà dunque precedere, ma
anche seguire la trattazione teorica per verificare quanto appreso. È
opportuno in ogni caso mantenere lo stesso atteggia mento "progettuale"
di impostazione, esecuzione ed inter pretazione dell'attività di
laboratorio, che l'allievo ha utiliz zato nel Laboratorio di Fisica e Chimica
del biennio. L'apprendimento della Chimica non potrà prescindere inoltre
dall'esecuzione di esercizi e dalla risoluzione di problemi, quali mezzi atti
a favorire una effettiva padro nanza dei concetti e a stimolare l'acquisizione
di strategie di pensiero sempre più complesse. L'uso del computer, con
cui gli allievi si sono familiar izzati già nel corso di Laboratorio
di Fisica e Chimica, trova la sua collocazione come strumento di supporto dell'attività
sperimentale (elaborazione dati, costruzione di grafici, redazione di relazioni,
ecc.), nella risoluzione di problemi, o anche nella simulazione di esperienze
e nell'interfacciamento di strumenti. Anche l'uso di film e audiovisivi può
essere utile per mostrare situazioni non gestibili direttamente a scuola o per
approfondimento di argomenti svolti. Indicazioni didattiche Per alcuni contenuti
si danno qui di seguito indicazioni specifiche, suddivise per i grandi temi
in cui è articolato il programma.
1. È indispensabile innanzitutto verificare il livello di conoscenze
acquisite dagli studenti, nel corso di Laborato rio di Fisica e Chimica
del biennio, sugli aspetti più impor tanti della fenomenologia chimica.
Successivamente è importante che l'allievo comprenda come le leggi basilari
della Chimica classica siano in grado di rappresentare un primo fondamentale
momento di sis tematizzazione e di spiegazione della fenomenologia di tipo
chimico. Nello svolgimento di questo tema l'inseg nante deve mostrare la
problematicità connessa al trasferi mento a livello microscopico
dei dati relativi alla compo sizione delle sostanze, facendo cogliere lo
stretto legame esistente tra le leggi precedentemente indicate ed il model
lo microscopico scelto. È altrettanto importante far cogliere le possibilità
offerte da queste prime ipotesi atomiche sul piano conoscitivo. È consigliare
quindi evidenziare i molteplici significati, sia a livello macroscopico che
a livel lo microscopico, delle equazioni chimiche non limitandosi soltanto
agli aspetti formali di bilanciamento e di calcolo. Particolarmente importante
è mettere in luce come il lin guaggio chimico si costruisca in parallelo
allo sviluppo dei concetti e si evolva da una funzione puramente indicativa
ad un'altra che esprime la composizione delle sostanze. È opportuno utilizzare,
soprattutto nello sviluppo di questo primo tema, la strategia di "risoluzione
dei proble mi" nell'affrontare alcuni semplici calcoli chimici, in
modo da privilegiare i momenti di ragionamento sui dati e sui procedimenti,
piuttosto che ricorrere a metodi mnemonici di risoluzione.
2. È importante far cogliere come sia possibile attuare una prima sistemazione
razionale degli elementi sulla base dei concetti di peso atomico e di valenza,
e come le proprietà delle sostanze siano connesse alla loro compo
sizione. Successivamente, l'insegnante deve far compren dere come i fenomeni
conseguenti al passaggio di cor rente nelle soluzioni elettrolitiche (fenomeni
di trasporto e processi chimici agli elettrodi) siano spiegabili in termi
ni di particelle materiali dotate di carica elettrica. Questi dati possono essere
utilizzati come una delle indicazioni che concorrono alla concezione degli atomi
come entità non semplici. Si dovrà anche mettere in luce come
mod elli anche semplificati della struttura elettronica degli atomi permettano
una trattazione generalizzata delle pro prietà periodiche degli
elementi e della formazione di legami tra gli atomi; in tal modo è possibile
mostrare, al meno in parte, come le proprietà delle molecole e i
com portamenti delle sostanze possano essere fatte risalire a un numero
limitato di caratteristiche degli atomi degli el ementi.
3. Lo studio degli scambi di energia fra sistemi chimici ed ambiente, delle
relazioni fra calore di reazione ed ener gia di legame, dei fattori di
disordine, ecc., introducono un nuovo approccio ai problemi chimici che, per
la sua ric chezza concettuale ed applicativa, è in grado di fornire
in formazioni importanti sui sistemi chimici, come, per esem pio,
quelle riguardanti i fattori che determinano, a livello microscopico, la realizzazione
di una reazione. I principi e le teorie fondamentali concernenti questi argomenti
per metteranno inoltre di cogliere ulteriori relazioni fra il macroscopico
e il microscopico. Infine, nel valutare come vari fattori possano condizionare
gli andamenti delle reazioni, emergerà che il lavoro del chimico non
si limita all'indagine sul fenomeno, ma si estende ad interventi mi rati
su di esso.
4. I fattori quali concentrazione, temperatura ecc. rive stono un ruolo
importante perché permettono di valutare il grado di completamento di
una reazione. Il significato dinamico dell'equilibrio chimico rappresenta il
ruolo cen trale di questo tema, sia per la peculiarità di questo
con cetto sia per l'interpretazione microscopica che ne deriva. Successivamente,
il significato che può assumere una costante di equilibrio approfondito
per le soluzioni acqu ose. Va anche evidenziato che il valore della costante
per mette di prevedere l'acidità, la basicità o la neutralità
di una soluzione acquosa. Infine, è importante sottolineare come gli
equilibri acidobase permettano di comprendere il meccanismo chimico alla
base dei sistemi tampone, conoscenze particolarmente importanti in campo biologi
co.
5. La trattazione dei processi redox mira essenzial
mente a fornire agli allievi uno strumento previsionale sul
verso di una reazione che comporta scambi di elettroni.
Altro concetto da sottolineare consiste nel fornire un
quadro unitario della trattazione delle reazioni redox e
acidobase come trasferimento di particelle (elettroni e
protoni rispettivamente).
6. Nello svolgimento di questo tema l 'insegnante
deve, per quanto possibile, correlare le proprietà delle
sostanze organiche con le caratteristiche strutturali e geo
metriche delle molecole, in modo da evitare che le rapp
resentazioni utilizzate si riducano a una mera descrizione
delle situazioni di legame tra gli atomi o della loro dispo
sizione nello spazio. Nel trattare le principali classi di
sostanze e reazioni organiche, l'importanza risiede non
tanto sulla ricerca di una trattazione esaustiva quanto nel
perseguimento di una effettiva comprensione, basata
sull'acquisizione dei concetti relativi alla struttura elet
tronica e alle caratteristiche spaziali. Particolare atten
zione va posta a questa correlazione in contesti nei quali
emergono alcune proprietà legate alla complessità dei
sistemi molecolari esaminati.
7. È necessario che la trattazione dei composti organici
di interesse tecnologico inizi dalle caratteristiche del petro
lio e dei suoi derivati, limitandosi alla descrizione delle
caratteristiche essenziali dei principali derivati. Va messa in
luce la loro doppia funzione di fonti di energia e di mate
riali, e i problemi indotti dalla prevalenza dell'una o
dell'altra opzione. Nella trattazione dei principali prodotti
di largo interesse socioeconomico sarà necessario riferirsi
soltanto ad alcuni esempi di maggiore rilevanza quali i car
buranti, gli oli lubrificanti, i detersivi ..., il polietilene, il
polipropilene, il polistirolo ..., il nylon e il terital.
8. È opportuno che nella trattazione dei composti or
ganici di interesse biologico, l'insegnante faccia riferimento
alle funzioni energetiche, di riserva, di struttura e di catalisi,
peculiari di tali composti. Inoltre, si possono utilmente es
eguire semplici saggi qualitativi su glucidi, protidi e lipidi.
Le indicazioni per l'area di progetto, che si prefiggono
anche l'utilizzo delle conoscenze chimiche sviluppate negli
anni precedenti, offrono lo spunto per la trattazione, in
modo integrato con le altre discipline scientifiche, di al
cune problematiche di grande rilevanza sociale.
Il processo di apprendimento/insegnamento muove da certe condizioni iniziali
per giungere a condizioni finali di verse più o meno rispondenti
agli obiettivi prefissati. Il giudizio finale (valutazione) richiesto all'insegnante
sarà motivato e fondato se riuscirà a definire chiaramente ed
esplicitamente le condizioni di partenza, le condizioni fi nali e si riuscirà
a controllare razionalmente (verifica), con continuità, il processo di
avanzamento degli allievi verso gli obiettivi terminali. I problemi della verifica
e della valutazione si presen tano con alcune caratteristiche generali
valide per tutti i curricula chimici e con altre caratteristiche specifiche
di ciascuno di essi. Per quanto riguarda gli aspetti generali i sistemi di verifica
dovranno:
1. fondarsi su prove razionalmente impostate, op portunamente analizzate
e rivolte sia all'acquisizione di el ementi informativi sull'andamento
dello sviluppo del curri colo (prove formative), sia all'acquisizione di
giudizi o voti relativi al livello di apprendimento degli allievi (prove sommative);
2. permettere di sgombrare il terreno dei rapporti
docente/allievo da elementi di arbitrarietà e di potenziale
conflittualità che incidano sulla qualità stessa del lavoro
scolastico;
3. rendere possibile la destinazione alle verifiche di
un temposcuola indicativamente intorno al 30%.
Poiché le prove di verifica hanno per oggetto il livello di conseguimento degli obiettivi specifici disciplinari la loro tipologia è funzione del tipo di obiettivi suddetti. Gli obiettivi specifici dei curricula chimici si rivolgono essen zialmente ad attività logicoformali connesse all'espres sione verbale o scritta, ad attività connesse alla risoluzione di problemi e ad attività, pratiche di laboratorio. Le prove necessarie a verificare i suddetti obiettivi saranno perciò di tre tipi orali, scritte e pratiche. Il colloquio è insostituibile poiché è necessario che l'al lievo impari ad esprimersi sinteticamente impiegando un corretto linguaggio chimico in situazioni diverse. Il do cente deve però essere avvertito che tale tipo di verifica implica un giudizio molto complesso e di carattere fonda mentalmente soggettivo per cui essa non può rappre sentare l'"elemento forte" su cui poggiare la verifica. Le prove scritte possono avere tutti i requisiti necessari (validità, attendibilità, confrontabilità) per una verifica razionale e rappresentano, perciò, le prove più adatte su cui fondare la verifica. Sarà opportuno che l'insegnante ri corra a test oggettivi solo per verifiche di ingresso o per verifiche in itinere di tipo formativo; per le verifiche di tipo sommativo non appare opportuno l'impiego di test, ma sarà necessario ricorrere a impostazioni particolari e a metodi di analisi razionali ampiamente sperimentati. Le prove pratiche di verifica, caratteristiche di ap prendimenti sperimentali come la chimica, sono importanti per tutti gli indirizzi: laddove sarà possibile far svolgere anche un minimo di attività sperimentale, sarà importante verificare anche il "saper fare" degli allievi dando più im portanza alle procedure e all'attività teorica che precede e segue l'attività pratica piuttosto che al suo prodotto. Una relazione, singola o di gruppo, costituisce l'ogget to della verifica dell'attività pratica di laboratorio; essa può essere articolata in: definizione del problema e obiettivi, metodologia, raccolta e analisi dei dati. La necessità di pervenire a modalità di verifica unitarie per i diversi indirizzi, superando le differenziazioni del passato e l'esigenza di conferire maggior rigore alla verifi ca dell'apprendimento della chimica, suggeriscono la ne cessità di ricorrere in tutti gli indirizzi a tre tipi di prove, sia pure attribuendo a ciascuno di essi un "peso" relativo differenziato, in ragione delle diverse finalità di ciascun indirizzo. In relazione a tale esigenza appare opportuno anche che la prova scritta assuma il carattere di prova cardine tra i diversi tipi di prove individuate, superando da un lato la sola tradizionale verifica orale (licei) e quella pratica (ist. tecnici). Ciò non significa che il colloquio orale non conservi il suo carattere di insostituibilità per determinati obiettivi, come pure non s'intende sminuire la necessità di effettuare prove pratiche di laboratorio; s'intende solo rilevare il maggior grado di adeguatezza e di affidabilità delle prove scritte nel momento in cui l'apprendimento della chimica è chiamato ad assolvere funzioni formative nuove rispetto al passato.
Poiché l'insegnamento/apprendimento chimico si pre senta nei diversi indirizzi con curricoli diversificati per rispondere a diverse esigenze formative, è necessario trattare l'importanza dei vari tipi di prove, la loro quantità e scansione più opportuna in relazione a ciascuno di essi. Chimica negli indirizzi umanistici La chimica si presenta qui solo in un anno con un es iguo numero di ore e non è nemmeno preceduta da un insegnamento biennale di Laboratorio di Fisica e Chimi ca. Poiché il contributo all'apprendimento fornito dal lab oratorio è da ritenersi in questi indirizzi modesto, accanto alle prove scritte si possono ipotizzare essenzialmente colloqui. Ogni quadrimestre si può prevedere l'effet tuazione di due prove scritte sommative (ciascuna prece duta da una prova formativa di tipo oggettivo) e da due colloqui; è auspicabile l'effettuazione di alcune esperien ze per gruppi di allievi seguite da apposite relazioni. Prove finali: scritta e orale. Chimica negli indirizzi Scientifico e ScientificoTecnologico La chimica si presenta qui con un numero apprezzabile di ore nell'arco del triennio ed essendo stata preceduta dal corso biennale di Laboratorio di Fisica e Chimica si può realizzare una sufficiente attività pratica di laboratorio per gruppi di allievi. La chimica concorre inoltre con altre dis cipline alla valutazione finale del lavoro relativo all'"area di progetto". Accanto ad almeno due prove scritte sommative (pre cedute sempre da prove di tipo formativo) e a due collo qui, si affiancheranno qui alcune relazioni sull'attività prat ica di laboratorio. Appare anche opportuno che nelle prove scritte, oltre a richiedere acquisizione di concetti, leggi, principi, ... e capacità di risolvere problemi chimici, si richieda anche di analizzare problemi rilevanti e situ azioni di interesse più generale attraverso saggi brevi. Prove finali: scritta e orale.
La valutazione che si esprime al termine di segmenti significativi di curricolo non è un processo discontinuo, nè emerge automaticamente dai risultati delle verifiche, ma viene costruendosi in modo processuale e trae origine dall'interazione tra i suddetti risultati e altre variabili signi ficative relative agli allievi e altre ancora riconducibili all'ambiente scolastico ed extrascolastico. Accanto alla qualità e al livelli dell'apprendimento, si possono considerare l'atteggiamento dell'allievo nei con fronti del lavoro didattico (attenzione alle lezioni, impegno e puntualità nel lavoro, contributo personale alle attività di classe ...), la frequenza alle attività scolastiche, i progressi registrati rispetto a condizioni precedenti ecc. La valutazione si traduce in un giudizio motivato e razionalmente fondato se si basa sulla raccolta del maggior numero di elementi effettuata all'inizio, durante e al ter mine del processo di apprendimento e si basa sui risultati ottenuti dalla somministrazione di prove razionali opportu namente elaborati.