Il corso di Biologia, in qualsiasi indirizzo, ha il fine di
sviluppare:
1. la consapevolezza delle dimensioni dei pro b l e m i
culturali e metodologici derivanti dalle caratteristiche peculiari
del fenomeno vita;
2. la consapevolezza del valore della biologia quale
componente culturale per la lettura e l'interpre t a z i o n e
della realtà;
3. la consapevolezza dell'evoluzione nel tempo delle
scienze biologiche, e l'individuazione dei momenti qualificanti
del loro percorso storico;
4. l'acquisizione di atteggiamenti critici attraverso l'appropriazione
della dimensione problematica della biologia
e della rivedibilità delle teorie biologiche;
5. la sistemazione in un quadro unitario e coere n t e
delle conoscenze biologiche precedentemente acquisite;
6. l'autonoma valutazione critica delle informazioni su
argomenti e problemi biologici, fornite dai mezzi di comunicazione
di massa;
7. la consapevolezza della peculiare complessità degli
organismi viventi;
8. le conoscenze e la riflessione sulle caratteristiche
specifiche dell'uomo;
9. un comportamento consapevole e responsabile nei
riguardi della tutela della salute;
10. la consapevolezza della interdipendenza tra
l'uomo, gli altri organismi viventi e l'ambiente, e la maturazione
dei relativi comportamenti responsabili;
11. la consapevolezza delle interrelazioni esistenti tra
scienze e tecnologie biologiche, e dell'impatto di tali tecnologie
sulla innovazione economica e sociale.
Nel presente indirizzo ha il fine specifico di sviluppare:
1. la consapevolezza del ruolo e dell'incidenza delle
scienze biologiche nella cultura scientifica contemporanea,
con particolare riferimento alle loro interrelazioni con le
altre scienze della natura;
2. l'uso del linguaggio specialistico necessario per comprendere
e comunicare dati biologici e per utilizzare criticamente
tutti i canali di informazione biologica e biotecnologica;
3. le conoscenze sugli ecosistemi, sulle loro modificazioni
e sull'intervento umano, nel contesto di una crescita
del senso della razionalità e della responsabilità;
4. la valorizzazione delle attività operative e di laboratorio
e il consolidamento delle abilità tecniche per la lettura
e l'interpretazione dei fenomeni biologici.
Alla fine del corso lo studente deve dimostrare di es-
sere in grado di:
1. individuare caratteristiche comuni a tutti gli esseri
viventi, ai diversi livelli di organizzazione;
2. riconoscere i processi di continua trasformazione insiti
in tutti gli organismi viventi, in termini di metabolismo,
di sviluppo, di evoluzione;
3. identificare nella cellula le principali funzioni, e le
strutture ad essa correlate;
4. distinguere le cellule secondo criteri morfologici;
5. confrontare le strutture che sottendono la stessa funzione,
sia in organismi vegetali che in quelli animali;
6. descrivere le principali classi di componenti molecolari
degli organismi viventi e l'architettura delle macromolecole;
7. correlare le proprietà strutturali delle macromolecole
con le loro funzioni biologiche;
8. descrivere strutture sopramolecolari, individuandone
le funzioni;
9. identificare l'organismo come sistema aperto;
10. spiegare lo stato stazionario dell'organismo;
11. identificare nella catalisi enzimatica il cardine delle
trasformazioni metaboliche;
12. delineare le principali vie metaboliche;
13. riconoscere gli aspetti energetici dei processi metabolici;
14. spiegare il ruolo delle macromolecole inform a z i o n a l i
nella codificazione e trasmissione del progetto biologico;
1 5 . descrivere le fasi del ciclo cellulare;
16. identificare i meccanismi della variabilità biologica;
17. riconoscere i fattori che controllano la dinamica
delle popolazioni;
18. documentare il valore della diversità biologica;
19. confrontare teorie sulla evoluzione biologica;
20. ricostruire alberi filogenetici;
21. delineare la storia biologica dell'uomo;
22. mettere in evidenza le caratteristiche specifiche
dell'uomo e il suo ruolo nella genesi della cultura;
23. fornire un quadro sistematico della morfologia fun-
zionale dell'uomo;
24. descrivere il ruolo degli ormoni;
25. descrivere il ruolo degli anticorpi nella difesa immunitaria;
26. descrivere gli aspetti salienti della re g o l a z i o n e
omeostatica e delle sue alterazioni negli stati patologici;
27. stabilire le relazioni tra componenti di un ecosistema
e le loro funzioni;
28. individuare cause di modificazione degli ecosistemi;
29. riconoscere l'impatto delle attività umane sulla dinamica
degli ecosistemi;
30. interpre t a re il ruolo dei micro rganismi nella biosfera;
31. indicare i più importanti settori delle applicazioni
biotecnologiche;
32. dare una autonoma valutazione dell'intervento
umano sulla natura vivente.
1. Gli organismi viventi: caratteristiche ai diversi livelli
di organizzazione.Molecole biologiche. Glicidi, lipidi, proteine,
acidi nucleici. Macromolecole: sequenza e conformazione.
Strutture sopramolecolari.
2. L'organizzazione a livello cellulare. Cellula procariotica
ed eucariotica. Strutture e funzioni della cellula eucariotica:
membrane e pareti; nucleo; citoplasma e
citoscheletro; organuli citoplasmatici.
Ciclo cellulare.
Dagli unicellulari ai pluricellulari. Diff e renziamento e
specializzazione delle cellule. Istogenesi e organogenesi.
Lo sviluppo dell'organismo.
3. L'organismo vivente come sistema aperto. Stato
stazionario dell'organismo. Enzimi. Metabolismo materiale
ed energetico. Fermentazione, respirazione, fotosintesi.
Sintesi proteica. Integrazione e regolazione del metabolis-
mo.Meccanismi di scambio e di trasporto. Recettori.
Replicazione del DNA e trasmissione del progetto biologico.
Regolazione genica.
4. Morfologia funzionale comparata dei principali sistemi
in organismi vegetali e animali.
5. Trasmissione ereditaria: interpretazione cromosomica
e genica. Riproduzione asessuata e sessuata.
Mutazioni cromosomiche e geniche. Va r i a b i l i t à
genotipica e fenotipica. Pool genici. Dinamica delle popolazioni.
Genetica umana. Genetica batterica e virale. DNA
ricombinante. Biotecnologie.
6. Morfologia funzionale dell'organismo umano: sistemi
di sostegno e movimento, della nutrizione, della re s p irazione,
della circolazione, della difesa immunitaria, della
escrezione, della regolazione ormonale.
Il sistema nervoso. La riproduzione umana.
La malattia come alterazione della omeostasi.
7. Ipotesi sull'origine della vita. Teorie sulla evoluzione biologica.
La diversità biologica. Criteri di classificazione e categorie
tassonomiche. Alberi filogenetici.
Storia evolutiva dell'uomo e genesi della cultura.
8. Componenti dell'ecosistema. Fattori abiotici e biotici.
P roduttori; consumatori; decompositori.
Valenza ecologica e fattori limitanti. Cicli biogeochimici.
Successioni ecologiche e climax. Biomi. Intervento
umano. Gestione delle risorse naturali. Attività dell'uomo e
applicazioni delle conoscenze biologiche. Le biotecnologie
e la innovazione nei settori della tutela della salute, della
agricoltura e alimentazione, della produzione industriale.
Biotecnologie e ambiente.
Valutazione culturale ed etica dell'intervento umano
sulla natura vivente.
Note.
I contenuti della Biologia sono suddivisi in otto gruppi
e sono da considerarsi fondamentali.
I contenuti dei gruppi 1., 2., 3., 4. sono inseriti nel terzo anno ;
i contenuti dei gruppi 5., 6. sono inseriti nel quarto anno ;
i contenuti dei gruppi 7., 8. sono inseriti nel quinto anno .
Al fine di organizzare i contenuti programmatici sono
stati tenuti presenti alcuni criteri guida che qui di seguito
si riportano:
1. caratteristiche peculiari degli organismi viventi:
diversità; unità; complessità; continuità; adattabilità;
variabilità;
2. livelli di organizzazione;
3. aspetto energetico;
4. regolazione;
5. evoluzione biologica;
6. evoluzione storica dei concetti biologici.
Attività pratica
La natura sperimentale della Biologia richiede l'esistenza
programmata di momenti di operatività, che possono
svolgersi sia nei laboratori scolastici sia in ambienti esterni
alla scuola. Si vuole infatti abituare lo studente ad operare
f requenti integrazioni tra teoria e pratica, e metterlo in
grado di impostare e risolvere semplici problemi, trovando
le strategie più adatte.
Le fasi in cui si articola ogni procedura di lavoro - impostazione,
esecuzione, interpretazione - sviluppano, ciascuna
per proprio conto, specifiche competenze e abilità e
contribuiscono alla acquisizione di una rigorosa metodologia
di lavoro.
Durante l'attività pratica è indispensabile che lo studente
acquisisca gradualmente una autonomia di lavoro attraverso
un percorso a tappe successive.
Nella prima tappa sarà richiesta un'esecuzione person-
ale di semplici protocolli di analisi.
Nella seconda lo studente dovrebbe essere messo in
grado di scegliere tra due o più protocolli quello idoneo in
funzione del risultato.
Nella terza, infine, lo studente, conquistato un certo
grado di autonomia, dovrebbe pervenire all'impostazione
progettuale di un problema proposto e alla sua soluzione.
Possono essere oggetto di attività sperimentale arg omenti
di cito-morfologia, di microbiologia, di biochimica,
di genetica.
Va previsto di conseguenza l'uso di laboratori provvisti
della attrezzatura di base e specifica per l'esecuzione delle
procedure programmate. Esse includono: osservazioni mic
roscopiche; culture di micro rganismi; analisi spettro f o t ometrica;
cromatografia ed elettroforesi, ecc., nonchè l'elaborazione
automatica dei dati.
Indicazioni didattiche
Lo sviluppo dell'insegnamento della biologia sui tre
anni, in parallelo con le altre discipline scientifiche fondamentali,
permette di assicurare agli studenti quel bagaglio
conoscitivo oggi indispensabile per la lettura e la comprensione
di una realtà sempre più complessa.
L'insegnante dovrà quindi organizzare il proprio lavoro
con una continua attenzione a fornire strumenti per interpretare
la realtà e per decodificare i molti messaggi provenienti
dai vari mezzi di informazione.
Nel primo anno si avrà cura, in una fase iniziale, di
s o n d a re presso gli studenti le conoscenze pre g resse e il
loro grado di organizzazione; solo dopo essersi resi conto
dei livelli di partenza si potrà programmare più puntualmente
l'intervento didattico che dovrà comunque avere
come primo obiettivo il recupero e la valorizzazione degli
insegnamenti del biennio. Il filo conduttore con cui sistematizzare
vecchie e nuove conoscenze è quello che passa
attraverso l'individuazione dei livelli di organizzazione; aff
rontando i livelli molecolare, cellulare, dei tessuti e
d e l l ' o rganismo l'insegnante puntualizzerà per ciascuno le
caratteristiche, le proprietà emergenti e le reciproche interrelazioni.
In particolare il livello molecolare, date le scarse
conoscenze di chimica degli studenti, e tenuto conto dei
non molti possibili agganci con il parallelo corso di chimica,
verrà affrontato prevalentemente a livello descrittivo e
utilizzando, quando possibile, semplici modelli e sussidi
didattici.
Il livello cellulare verrà sviluppato centrando l'attenzione
sulla struttura; in questo caso si cercherà di realizzare
per quanto possibile, osservazioni microscopiche dirette
di vari tipi di cellule al fine di fare emergere gli elementi
costanti e le principali differenze.
L'insegnante potrà anche guidare gli studenti nello
svolgimento di autonome esperienze di laboratorio finalizzate
all'acquisizione di una metodologia di lavoro sperimentale.
Il livello di organismo sarà aff rontato, in una prima
fase, con un taglio anatomo-comparativo in modo da mettere
in evidenza il processo evolutivo che ha portato alla
differenziazione dei principali organismi animali e vegetali.
I tre nuclei tematici successivi riguardano gli aspetti
funzionali della cellula e dell'organismo umano; sebbene
nell'elencazione dei contenuti sia indicata, per ovvie ragioni,
una determinata successione cronologica, tuttavia
essa non va intesa in realtà come rigida prescrizione.
Ciascun nucleo infatti, a seconda dei punti di vista, ha
buone ragioni per venire considerato sia come propedeutico
sia come conseguente agli altri due.
In particolare ciò vale per i blocchi 4 e 6. Il primo ha
come momento centrale lo studio della cellula quale unità
funzionale del vivente: pertanto sotto questo aspetto esso
si colloca giustamente prima della trattazione delle funzioni
vitali dell'organismo. D'altra parte qui si analizzano, a
livello molecolare, i processi che avvengono all'intern o
della cellula - e quindi anche dell'organismo - i meccanismi
di scambio di materia, energia e informazione tra la cel-
lula e l'ambiente; tutto ciò richiede che gli studenti abbiano
già un adeguato substrato conoscitivo di chimica organica
e inoltre che abbiano attivato capacità di astrazione
e di modellizzazione.
Per l'organizzazione dei contenuti previsti nel blocco 6,
che riguardano la morfologia funzionale dell'org a n i s m o
umano, si dovrà avere, come quadro di riferimento e chiave
di lettura, il concetto fondamentale che ogni funzione ha
come fine il mantenimento delle condizioni di equilibrio dinamico
dell'organismo e che di conseguenza l'instaurazione
di situazioni di alterazione dell'equilibrio devono essere int
e r p retate come uno stato patologico. Nello svolgimento di
questo nucleo l'insegnante privilegierà l'aspetto funzionale
dei vari apparati evitando di trattare l'aspetto morf o l o g i c o
come obiettivo conoscitivo autonomo.
Il blocco 5 è dedicato alla genetica; l'insegnante, stante
la molteplicità degli aspetti di questo ambito e la diversità
dei livelli di approccio che questi richiedono, potrà stabilire
priorità e gerarchie fra i contenuti fondamentali, in base ad
autonome considerazioni di programmazione. Egli dovrà
però avere cura di fare comunque emerg e re due concetti
fondamentali e strutturanti: la necessità della continuità del
p rogetto genetico e la possibilità del cambiamento.
Le attività di laboratorio relative a questi tre nuclei devono
avere come obiettivo prioritario quello di re n d e re
più comprensibili i processi metabolici che, avvenendo a
livello molecolare, non sono completamente evidenziabili
e richiedono capacità di astrazione, di modellizzazione di
tipo complesso. In funzione delle attrezzature disponibile,
l'insegnante proporrà le esperienze di laboratorio più
idonee alla verifica delle principali funzioni in semplici sistemi
biologici quali microrganismi e vegetali.
Nell'indirizzo scientifico tecnologico l'aspetto re l a t i v o
alle tecnologie biologiche, tradizionali e innovative, assume
particolare valenza formativa. In questo caso si potrà
f o rn i re agli studenti una panoramica di tali tecniche e,
qualora possibile, con la collaborazione di aziende, enti di
r i c e rca, università, si cercherà di esemplificare campi di
applicazione e limiti di impiego delle principali tecniche
nei settori della sanità, della tutela ambientale, della ricerca
o della produzione.
I blocchi di contenuti previsti per l'ultimo anno
riguardano i livelli di organizzazione biologica più complessi;
l'insegnante avrà cura di mettere in luce la dinamicità
del mondo vivente intensa come capacità degli organismi
sia di evolversi che di adattarsi ad ambienti specifici.
In particolare si tratterà la teoria dell'evoluzione in
modo sistematico e con particolare riguardo all'aspetto
storico, recuperando la centralità di tale teoria come strumento
per l'interpretazione del mondo dei viventi.
Laboratorio privilegiato per lo sviluppo di tali problematiche
sarà il Museo di storia naturale dove, attraverso
itinerari appositamente progettati, potranno essere ripercorse
le principali tappe dell'evoluzione degli organismi.
Nella trattazione dei temi riguardanti l'ecologia è opportuno
mettere in evidenza lo stato di equilibrio dei principali
ambienti sottolineando l'influenza che l'uomo e le
sue attività hanno su di esso.
In considerazione della complessità e varietà delle tematiche
affrontate e per motivare maggiormente gli studenti,
s a rebbe opportuno pro g e t t a re l'attività didattica a partire
da casi reali inerenti il territorio in cui la scuola è inserita.
I n o l t re, poiché le tematiche ecologiche presentano numerosi
punti di contatto con il parallelo insegnamento di
scienze della terra, si potranno realizzare progetti pluridisciplinari.
L'indagine sperimentale inerente questi temi verterà su
semplici ambienti naturali di cui verranno identificare e
classificate le componenti biotiche attraverso l'uso di elementari
chiavi dicotomiche. Si potranno successivamente,
ove possibile, ricerc a re semplici indicatori biologici per evid
e n z i a re eventuali situazioni di disequilibrio ambientale.
Nel caso in cui la scuola sia dotata di laboratori
adeguati, si realizzeranno anche analisi su campioni reali
per misurare i principali parametri chimico-fisici e correlarli
a possibili situazioni di inquinamento.
Nel processo formativo degli studenti la valutazione
riveste un ruolo fondamentale strettamente connesso con
tutti gli altri momenti del percorso didattico. Infatti l'analisi
della situazione, la definizione degli obiettivi, la selezione
ed organizzazione dei contenuti e dei metodi, la verifica e
la valutazione sono parti integranti ed interconnesse di un
processo ciclico.
Il primo momento di verifica, fondamentale per ogni
tipo di insegnamento e a maggior ragione per quelli del
triennio, riguarda il livello iniziale di conoscenze.
Attraverso idonei test di ingresso l'insegnante valuterà
sia lo stato delle conoscenze pre g resse, sia le capacità
possedute dagli studenti e, in funzione dei risultati ottenuti,
appronterà le opportune strategie di recupero e di omogeneizzazione
della situazione iniziale.
Le successive verifiche saranno definite sulla base della
p rogrammazione della disciplina nelle unità didattiche individuate
come momenti portanti dell'iter form a t i v o .
In tali verifiche verrà valutato il raggiungimento delle capacità
poste come obiettivi delle singole unità didattiche.
Gli strumenti di tali verifiche potranno essere diversi in
relazione al grado di complessità delle capacità da valutare .
Si potranno quindi utilizzare test o altri mezzi strutturati
(griglie di osservazione, questionari) per valutare il
raggiungimento di capacità di acquisizione di conoscenze,
ci comprensione e di osservazione ecc.
L'acquisizione e l'uso di un corretto linguaggio specifico
costituiscono uno degli obiettivi formativi prioritari di
questi indirizzi. L'insegnante porrà particolare cure nel valutare
tali capacità utilizzando come strumenti di verifica sia
la produzione scritta ed orale dello studente attraverso la
stesura di temi, relazioni o interrogazioni orali, sia la lettura
e la decodificazione di articoli scientifici di approfondimento
di particolari temi.
Un terzo livello di verifica riguarderà le capacità di or-
ganizzazione, progettazione, interpretazione critica, ricerca
in campo scientifico.
Soprattutto nell'ultimo anno l'attività progettuale di tipo
disciplinare o pluridisciplinare dovrebbe costituire un momento
fondamentale dell'attività didattica.
In tale attività lo studente, guidato dall'insegnante,
dovrà individuare il nucleo portante dell'indagine, organizzare
la ricerca bibliografica sulla base di un indice ragionato,
eff e t t u a re eventuali prove sperimentali, stendere una
relazione o tesina corretta ed esauriente sull'argomento affrontato.