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unità didattica di scienze: i passaggi di stato della materia
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UNITA’ DIDATTICA:
I PASSAGGI DI STATO
A.S. 2007/2008
CLASSI: 1^C E 1^D
Prof.ssa Maria Raschello
Questa unità didattica ha lo scopo di fornire agli studenti una diversa
prospettiva per osservare, analizzare e comprendere, in maniera critica e
consapevole, la realtà che li circonda, portandoli a riflettere sul modo di
presentarsi della materia. I contenuti saranno trattati dal punto di vista
macroscopico evidenziando gli aspetti fisici della materia.
I passaggi di stato sono un argomento basilare nell’approccio allo studio
della materia, in quanto permettono di apprezzare le caratteristiche
fondamentali di essa e sono necessari per affrontare gli argomenti
successivi, quali “La Sostanza” Inoltre l’unità didattica vuole far
comprendere come alcuni fenomeni che osserviamo tutti i giorni siano
riconducibili ai passaggi di stato.
MAPPA CONCETTUALE
1
MATERIA
2
PREREQUISITI
Per seguire con profitto gli argomenti da trattare è necessario che gli
studenti possiedano i seguenti prerequisiti:
conoscere le norme di comportamento e di sicurezza per il
laboratorio;
conoscere il nome degli elementi col relativo simbolo chimico;
conoscere il significato di grandezza, misura, unità di misura ed i
relativi strumenti di misura;
conoscere gli stati della materia;
distinguere il calore di un corpo dalla sua temperatura;
conoscere le scale termometriche e le unità di misura del calore;
conoscere il concetto di massa;
leggere e costruire grafici (istogrammi, diagrammi cartesiani...)
CONTENUTI
I contenuti che si intendono trasmettere sono:
1. definizione di passaggio di stato;
2. passaggi di stato: quali sono, quando e come avvengono;
3. analisi termica di una sostanza.
OBIETTIVI COGNITIVI (con riferimento alla tassonomia di Bloom)
Viene utilizzata la tassonomia di Bloom perché esplicita in modo
strutturato e analitico tutti gli aspetti degli obiettivi dell’unità didattica.
Conoscenza
conoscenza delle definizioni di: passaggi di stato, temperature
caratteristiche.
Comprensione
comprendere a livello macroscopico cosa avviene durante un
passaggio di stato e perchè si ha una sosta termica.
Applicazione
3
capacità di effettuare l’analisi termica di una sostanza, di rilevarne i
dati e di rielaborarli graficamente.
Analisi
saper cogliere e relazionare gli aspetti caratterizzanti di un
passaggio di stato.
Sintesi
capacità di individuare elementi e definizioni comuni derivanti da
differenti esperienze.
Valutazione
capacità di produrre un giudizio critico sulla basa dei dati rilevati
sperimentalmente in rapporto al modello teorico fornito.
RISORSE UMANE
docente;
tecnici di laboratorio;
personale ATA.
MATERIALI
L’iter didattico è supportato dall’uso dei seguenti materiali:
lavagna;
testo in adozione;
supporti informatici;
video-proiettore;
attrezzature di laboratorio.
TEMPI
4
Per lo svolgimento dell’ Ud sono previste orientativamente le seguenti tempistiche:
5 ore di attività di laboratorio;
3 ore di attività in classe;
3 ore di lavoro domestico;
2 ore di verifica;
2 ore di attività di recupero-potenziamento.
METODOLOGIA
Tenuto conto che le conoscenze vengono acquisite autonomamente
dall’allievo e non è possibile realizzare il trasferimento di nozioni dal
docente al discente, l’insegnante si pone come promotore di un insieme di
esperienze che orientano l’evoluzione delle idee iniziali degli studenti
verso schemi scientifici corretti e consentono agli allievi di rendere
significative le idee scientifiche che essi gradualmente acquisiscono. Lo
studente è quindi attore del processo di apprendimento.
Nello svolgimento del programma, occorrerà sollecitare gli studenti alla
discussione cogliendo e sviluppando gli spunti che emergeranno;
specialmente nell'ottica di trovare connessioni con la realtà. Il laboratorio
sarà utilizzato per "costruire" l'apprendimento dei concetti teorici che poi
verranno approfonditi tramite delle attività proposte in classe, ma
soprattutto deve essere visto come un insostituibile strumento capace di
appassionare e suscitare la curiosità e l'interesse anche dei ragazzi più
difficili da coinvolgere.
Inoltre, essendo attività di tipo pratico e manipolativo, permettono di
emergere anche agli studenti che nella trattazione teorica trovano
difficoltà. Lavorando in gruppo, con un risultato da ottenere, i ragazzi
imparano a collaborare e ad assumersi precise responsabilità.
Si prevede quindi di lasciare all'attività di laboratorio non meno del 60%
delle ore effettivamente disponibili, considerando in questo monte ore
anche le ore dedicate alla spiegazione dell’esercitazione, alla
rielaborazione dati, alla discussione della relazione.
5
I docenti concordano sull’importanza di utilizzare lo strumento informatico
anche all’interno della chimica (stesura di relazioni, elaborazione dati
attraverso l’uso di Word ed Excell).
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CALENDARIO ATTIVITA’:
N° LEZIONE-DURATA E LUOGO
CONTENUTI METODI E STRUMENTIVANTAGGI DI METODI E
STRUMENTISVANTAGGI DI METODI E
STRUMENTI
1^ lezione (1h)
Aula
Accertamento delle preconoscenze
Attività di BrainstormingPermette di riassumere e fissare in
maniera schematica i concetti essenziali di un argomento già
conosciuto.
Potrebbe non coinvolgere completamente tutta la classe, con il rischio di sortire solo una valutazione
parziale delle preconoscenze.
2^ lezione (2h)
Laboratorio
Trattazione del passaggio di stato solido liquido Esperienza di laboratorio
-La lezione in laboratorio ha lo scopo di analizzare sperimentalmente le
caratteristiche dei passaggi di stato di diverse sostanze per giungere alla
costruzione e comprensione dei diagrammi di stato.
Alcuni ragazzi più vivaci potrebbero interpretare le ore passate in
laboratorio come momenti ricreativi prestando poca attenzione e scarso
impegno all’attività, rivelandosi elementi di disturbo al normale
svolgimento dell’esperienza e alla comprensione dei concetti base.
3^ lezione(1 h)
LaboratorioTrattazione del passaggio
di stato liquido gas-Esperienza di laboratorio-attività think pair square
-La lezione in laboratorio hanno lo scopo di analizzare sperimentalmente le caratteristiche dei passaggi di stato di diverse sostanze per giungere alla
costruzione e comprensione dei diagrammi di stato;
-il think pair square viene usato per permettere ai ragazzi un rapido
confronto tra le proprie conoscenze e quelle dei compagni al fine di discuterle e di fissarle meglio.
Il think pair square può essere affrontato con leggerezza procurando un indebolimento degli obiettivi che la tecnica si propone. Inoltre il confronto
con le conoscenze degli altri componenti del gruppo, se non
completamente corrette, possono generare confusione.
4^ lezione(2h)
Laboratorio
Trattazione del passaggio di stato solido gas
-Esperienza di laboratorio-Mappa nel mezzo
-Le lezioni in laboratorio hanno lo scopo di analizzare sperimentalmente le caratteristiche dei passaggi di stato di diverse sostanze per giungere alla
costruzione e comprensione dei diagrammi di stato.
-Con la tecnica mappa nel mezzo, gli studenti hanno la possibilità di
confrontarsi sulle riflessioni individuali per creare una condivisone di gruppo
Con l’uso della tecnica mappa nel mezzo, può accadere che alcuni gruppi
non siano in grado di sviluppare una condivisone comune.
5^ lezione(1 h) Valutazione sul lavoro di Utilizzo di una tabella Tramite l’utilizzo della tabella olistica e Può trasformarsi in una tecnica usata
7
Aulalaboratorio svolto nell’Ud.
olistica.l’autovalutazione i ragazzi
comprendono in modo chiaro gli obiettivi disciplinari da raggiungere.
solo come esercizio di giudizio nei confronti dei compagni. Infatti,
l’utilizzo non proprio immediato della stessa rischia di distogliere l’attenzione
dagli obiettivi.
6^ lezione(2 h)
Aula
Riassunto conclusivo degli argomenti trattati nella Ud.
Utilizzo della tecnica R.A.Re.Co.
-Con questa attività si consente loro di rafforzare o chiarire eventuali dubbi,
stimolando la capacità di collegamento tra gli argomenti.
-suggerisce un approccio sistematico nei confronti di un argomento.
-I tempi di realizzazione lunghi;-difficoltà nella determinazione delle
relazioni di procedure.
7^ lezione (1 h)
Aula
Verifica sommativa degli argomenti trattati
nell’Ud.
Verifica costituita da quesiti vero-falso, a
completamenti e domande a scelta
multipla
I risultati consentono al docente di valutare lo stato delle conoscenze.
8^ lezione(2 h)
Aula
Recupero e approfondimento con la
tecnica del tutoring.
Rivisitazione degli argomenti trattati
nell’ud.
Con questa attività si consente loro di rafforzare o chiarire eventuali dubbi,
stimolando la capacità di collegamento tra gli argomenti.
Utilizzando la tecnica del tutoring si rischia di duplicare (qualora ce ne
fossero) le incertezze dei tutors tramite lo scambio di informazioni tra i ragazzi.
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ITER DIDATTICO
1^LEZIONE (1h): analisi delle preconoscenze
Le preconoscenze sono individuate e definite tramite un brainstorming
collettivo incentrato sul commento e sulla discussione di un argomento di
attualità: la “fusione” dei ghiacciai, reperito dalla classe precedentemente
per via telematica consultando siti di carattere scientifico (Focus, Newton,
Quark,…) con il docente di scienze della terra. Si procede annotando alla
lavagna i concetti fondamentali emersi.
Brainstorming
ghiacciaio bicchiere fiume inodore
rubinetto mare incolore scioglimento volume lacrime ghiaccio temperatura
grandine sudore precipitazione doccia insapore bottiglia vapore nebbia pioggia neve massa d’acqua
Successivamente si riflette e si discute per riunire quelli simili, eliminare
quelli non pertinenti e precisare quelli poco chiari classificandoli in
categorie:
Come si presenta
Dove si trova Secrezioni umane
Consumo di acqua
Ciclo dell’acqua
L’ACQUA
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inodore fiume sudore rubinetto mareincolore mare lacrime bicchiere fiumeinsapore ghiacciaio bottiglia vaporemassa d’acqua
ghiaccio doccia precipitazione
volume nebbia pioggiagrandine scioglimentopioggia temperaturanevevapore
Una volta che ai gruppi sembra di aver espresso in modo chiaro e
completo tutte le conoscenze pregresse, le si trascrive sul quaderno di
laboratorio. L’insegnante prende poi la parola al fine di rendere esplicite le
innumerevoli connessioni fra l’argomento trattato e la realtà quotidiana,
sollecitando l’intervento degli allievi al fine di riportare esempi da loro
conosciuti (vengono menzionati, ad esempio: i passaggi di stato che
intervengono nel ciclo dell’acqua,...). Così facendo si punta a sollecitare la
partecipazione attiva e l’attenzione degli studenti.
Inoltre, dal brainstorming è emersa la conoscenza dei possibili modi con
cui la materia può presentarsi e ciò era abbastanza prevedibile essendo
l’ultimo argomento trattato.
La lettura dell’articolo “la fusione dei ghiacciai” è stata un feedback per i
ragazzi, in quanto li ha stimolati a proporre parole quali ghiaccio,
ghiacciaio, mare, ma ha fatto emergere anche una scarsa padronanza
della terminologia scientifica riguardo ai passaggi di stato, poiché più volte
è stata scelta la parola “scioglimento”.
2^ LEZIONE (2 h): Esperienza di laboratorio
In questa seconda lezione,per riallacciarsi all’articolo letto, ai ragazzi viene
proposta un’attività di laboratorio in cui si cercherà di evidenziare il
passaggio di stato solidoliquido.
La lezione si tiene direttamente in laboratorio, dove vengono formati
piccoli gruppi eterogenei di lavoro (3 persone) in modo da far emergere le
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differenti abilità degli studenti. I ragazzi troveranno sul banco di lavoro le
attrezzature e le strumentazioni necessarie all’esperimento, una scheda
da compilare in alcune sue parti contenente le informazioni necessarie per
seguire l’esperienza e le schede di sicurezza dei reagenti utilizzati. La
scheda ha la struttura di una relazione di laboratorio ed ha lo scopo di far
acquisire ai ragazzi le modalità e la metodica propria di tale elaborato.
Sotto l’attenta guida dell’insegnante, gli allievi preparano
l’apparecchiatura preposta all’esperienza ed iniziano l’annotazione delle
modalità operative anche sul quaderno di laboratorio.
Ai gruppi viene chiesto di rilevare nella fase di riscaldamento di una
sostanza le variazioni di temperatura in funzione del tempo.
Successivamente, sulla base di una tabella opportunamente compilata, di
riportare i valori suddetti su carta millimetrata. In modo analogo, viene
richiesto il medesimo procedimento, applicato però alla fase di
raffreddamento della stessa sostanza. L’insegnante guida e osserva tutte
le fasi della realizzazione.
SCHEDA DI LABORATORIO:
Alunno ............................................
Classe ............................................
Data ............................................
11
Scopo:
Effettuare il riscaldamento e il raffreddamento dell’acido laurico in un
intervallo di temperature durante il quale la sostanza cambia il proprio
stato di aggregazione (passaggio solido-liquido).
Materiale:
- piastra riscaldante
- 2 becher (400 mL)
- provetta
- bacchetta di vetro
- termometro
- cronometro
- foglio carta millimetrata
Reagenti:
- 10 g acido laurico;
- 300 ml di acqua distillata.
Procedimento:
1) Riempire il becher fino a 300 ml con acqua distillata;
2) Pesare 10 g di acido laurico in polvere;
3) introdurre in una provetta pirex l’acido laurico e il termometro;
4) immergere nel becher la provetta e porre il tutto sulla piastra
riscaldante;
5) registrare la temperatura iniziale della sostanza;
6) scaldare con la piastra riscaldante il sistema e agitare delicatamente
con una bacchetta di vetro;
7) completare la tabella sotto riportata registrando i valori di
temperatura ai tempi fissati:
t (s) T (°C)010203040
50
607080 12
8) registrare le temperature lette fino a completa scomparsa
dell’ultimo cristallo;
9) spegnere il mantello riscaldante;
10) completare la tabella sotto riportata registrando i valori di
temperatura ai tempi fissati:
11) Elaborare i dati delle due tabelle sopra riportate su carta
millimetrata;
12) rispondere alle seguenti domande osservando il primo grafico:
a) perché è necessario mescolare la sostanza durante la prova?
b) descrivi sinteticamente cosa si osserva man mano che
aumenta la temperatura;
c) a quale temperatura osservi il cambiamento di stato dell’acido
laurico ?
d) perché la temperatura non aumenta durante il riscaldamento
di una sostanza che passa allo stato liquido?
13) rispondere alle seguenti domande osservando il secondo grafico:
a) descrivi sinteticamente cosa si osserva man mano che
diminuisce la temperatura;
b) a quale temperatura osservi il cambiamento di stato dell’acido
laurico?
t (s) T (°C)010203040
50
607080
13
Al termine dell’esperienza, l’insegnante ritira le schede e si procede ad
una discussione collettiva di quanto emerso dalle risposte, in modo da
definire i concetti di fusione e solidificazione come passaggi di stato,
dovuti ad una variazione di temperatura con conseguente variazione del
calore del sistema. Inoltre sottolinea gli aspetti più caratterizzanti dei loro
elaborati e delinea con chiarezza il concetto di “sosta termica” emerso
durante la discussione. Il docente evidenzia come le temperature di
fusione e solidificazione siano caratterizzanti per una sostanza. Inoltre
viene esplicitato che le curve rappresentate nei grafici precedenti vengono
definite curve di riscaldamento (primo grafico) e raffreddamento (secondo
grafico). Infine, vengono riportati alcuni esempi analoghi ai passaggi di
stato trattati, quali la fusione di un gelato a temperatura ambiente oppure
la formazione di un cubetto di ghiaccio nel frizeer.
3^LEZIONE: Esperienza di laboratorio (1h)
La lezione si tiene direttamente in laboratorio, dove vengono formati
piccoli gruppi eterogenei (3 persone), diversi da quelli della precedente
esperienza, in modo da far emergere le differenti capacità degli studenti e
favorire l’integrazione.
I ragazzi troveranno sul banco di lavoro le attrezzature e le strumentazioni
necessarie all’esperimento, una scheda da compilare in alcune sue parti
contenente le informazioni necessarie per seguire l’esperienza e le schede
di sicurezza dei reagenti utilizzati. Sotto l’attenta guida dell’insegnante, gli
allievi preparano l’apparecchiatura preposta all’esperienza ed iniziano
l’annotazione delle modalità operative sul quaderno di laboratorio.
Ai gruppi viene chiesto di rilevare nella fase di riscaldamento di una
sostanza liquida le variazioni di temperatura in funzione del tempo.
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Successivamente, sulla base di una tabella opportunamente compilata, di
riportare i valori suddetti su carta millimetrata.
SCHEDA DI LABORATORIO:
Alunno ............................................
Classe ............................................
Data ............................................
Scopo:
Effettuare il riscaldamento dell’alcool etilico in un intervallo di temperatura
durante il quale la sostanza cambia il proprio stato di aggregazione
(passaggio liquido-gas).
Materiale:
- piastra riscaldante
- 1 becher (250 mL)
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- provetta
- bachetta di vetro
- termometro
- cronometro
- foglio carta millimetrata
Reagenti:
- 100 ml di alcool etilico;
Procedimento:
1) Prelevare 100 ml di alcool etilico;
2) introdurre nel becher l’alcool etilico e il termometro;
3) porre il tutto sulla piastra riscaldante;
4) registrare la temperatura iniziale della sostanza;
5) scaldare con la piastra riscaldante il sistema e agitare delicatamente
con una bacchetta di vetro;
6) registrare la temperatura ogni 10 secondi fino a che non rimanga
costante per 2 minuti
7) completare la tabella sotto riportata registrando i valori di
temperatura ai tempi fissati;
8) Elaborare i dati della tabella sopra riportata su carta millimetrata;
9) rispondere alle seguenti domande osservando il grafico:
a) descrivi sinteticamente cosa si osserva man mano che
aumenta la temperatura;
t (s) T (°C)010203040
50
607080
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b) a quale temperatura osservi il cambiamento di stato dell’alcool
etilico?
c) perché la temperatura non aumenta durante il riscaldamento
di una sostanza che passa allo stato gassoso?
Al termine dell’esperienza, dopo che i ragazzi avranno costruito il grafico
della scheda di laboratorio, il docente definisce i concetti di evaporazione,
punto di evaporazione e sosta termica spiegando le analogie con il
concetto spesso confuso di ebollizione. Il docente distinguerà inoltre il
concetto di evaporazione, come semplice passaggio da liquido a gas, da
quello di ebollizione come passaggio da liquido a gas in particolari
condizioni di temperatura e pressione in tutta la massa del liquido.
Gli studenti risponderanno alle domande della scheda di laboratorio a
casa.
Successivamente con la tecnica del think, pair, square, viene chiesto ai
ragazzi di riportare alcuni esempi che conoscono di processo inverso a
quello osservato in laboratorio.
Nella revisione finale il docente, dopo aver eliminato eventuali esempi non
pertinenti, definirà il concetto di condensazione, ponendo particolare
rilievo al ruolo della temperatura nei vari passaggi di stato.
4^ LEZIONE (2h): Esperienza di laboratorio
Quindici giorni prima dell’esperienza, agli studenti era stato chiesto di
pesare 10 g di naftalina in polvere, di inserirla in sacchetti di cotone e
opportunamente nominati di collocarli all’interno dell’armadio di classe.
In questa lezione di laboratorio i ragazzi riprendono i sacchetti e li pesano.
Ciascuno compila la tabella assegnata, riportando sia il proprio peso
misurato che quello dei compagni. Utilizzando la tecnica della mappa nel
mezzo, gruppi composti da quattro studenti, rispondono prima
individualmente (5 minuti), scrivendo ad uno dei quattro angoli del foglio,
alla domanda: “Dove è finita la naftalina che ho pesato?”;
successivamente condividono le riposte (10 minuti) e le sintetizzano al
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centro del foglio. Ogni lavoro è esposto alla classe. Il docente prende la
parola analizzando gli elaborati e definendo prima il concetto di
sublimazione, quale passaggio di stato solido-gas, successivamente di
brinamento, quale passaggio di stato gas-solido, con esempi pertinenti
(tipo: la brina mattutina)
Al fine di osservare la metodologia e l’impegno gli studenti iniziano in
classe a stendere la relazione relativa a questa esperienza.
SCHEDA DI LABORATORIO:
Alunno ............................................
Classe ............................................
Data ............................................
Scopo:
Osservare il passaggio di stato solido-gas della naftalina.
Materiale:
- sacchetti di cotone
Reagenti:
- 10 g di naftalina.
Procedimento:
1) Ogni studente, precedentemente ha pesato 10 g di
naftalina in polvere e la chiude in un sacchetto di cotone;
2) tutti i sacchetti, opportunamente nominati sono posti
nell’armadio della classe;
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3) dopo 15 giorni gli studenti pesano la naftalina restante
nei sacchetti;
4) riportano in tabella i pesi iniziali e finali del composto di
ogni singolo alunno:
campioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Peso iniziale
(g)
Peso finale
(g)
Descrizione sintetica dell’esperienza.
5^ LEZIONE (1 h): Valutazione sul lavoro di laboratorio
La verifica formativa è parte integrante di questo iter didattico in quanto
fondamentale per il processo di apprendimento. Ogni attività, svolta
singolarmente o in gruppo, sarà fonte di informazioni sia per l’insegnante
che per gli alunni:
- l’insegnante sonderà l’efficacia della sua azione e di conseguenza
potrà prendere le decisioni didattiche più opportune;
- l’alunno si renderà conto delle proprie lacune e verrà prontamente
aiutato dall’insegnante a superarle.
Inoltre, se i discenti conoscono con chiarezza e condividono gli obiettivi da
conseguire, sono anche in grado di comprendere perché gli viene
assegnato un determinato compito e di valutare il livello delle proprie
prestazioni.
Come verifica formativa verrà utilizzata la stesura di una relazione di
laboratorio relativa all’ultima esperienza. Quest’ultima, redatta
individualmente, deve contenere tutte le informazioni relative
all'esperimento in forma concisa e ordinata ed utilizzando i termini tecnici
appropriati al fine di presentare ad altri il proprio lavoro. La relazione deve
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inoltre consentire di interpretare e trarre conclusioni sull'argomento
affrontato. Nella valutazione del comportamento in laboratorio e della
relazione si terrà conto della correttezza di struttura e contenuto. Per la
comprensione degli obiettivi da raggiungere, ogni studente di un gruppo si
cimenterà nella valutazione dell’operato degli altri componenti del proprio
gruppo seguendo la tabella olistica di seguito riportata, fondata sulla
tassonomia di Bloom, valutando così l’elaborato della relazione prodotto a
casa relativa all’esperienza del passaggio di stato solido-gas.
L’autovalutazione è indispensabile per consentire all’allievo di progettare e
di gestire da sé i propri percorsi di apprendimento.
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TABELLA DI VALUTAZIONE PER STESURA RELAZIONEScala di prestazione
9 8 7 6 5 4
ANALISI:
saper cogliere e relazionare gli
aspetti caratterizzanti di un passaggio di stato
-Indica in modo completo gli scopi dell’esperimento evidenziando con precisione il tipo di passaggio di stato coinvolto;-pone efficacemente in rilievo le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati.
-Indica in modo quasi completo gli scopi dell’esperimento evidenziando con precisione il tipo di passaggio di stato coinvolto;-pone in rilievo le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati.
-Indica in modo adeguato gli scopi dell’esperimento evidenziando il tipo di passaggio di stato coinvolto;-evidenzia in maniera adeguata le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati.
Indica in modo sufficientemente adeguatogli scopi dell’esperimento
evidenziando il tipo di passaggio di stato
coinvolto;-evidenzia in maniera
sufficientemente adeguata le connessioni tra elementi e definizioni
comuni derivanti dai diversi esempi riportati.
Indica in modo parziale gli scopi dell’esperimento evidenziando il tipo di passaggio di stato;-evidenzia in maniera parziale le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati.
Indica in modo Incompleto gli scopi dell’esperimento evidenziando il tipo di passaggio di stato coinvolto;-non evidenzia le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati.
APPLICAZIONE:
capacità di effettuare l’analisi
termica di una sostanza, di
rilevarne i dati e di rielaborarli
graficamente
-Riporta i dati rilevati in maniera estremamente precisa ed ordinata;- rileva e rielabora graficamente con estrema precisione e accuratezza i dati relativi all’analisi termica delle sostanze;-redige la relazione in maniera completa con piena aderenza ad essa.
-Riporta i dati rilevati in maniera precisa ed ordinata;-rileva e rielabora graficamente con precisione e accuratezza i dati relativi all’analisi termica delle sostanze;-redige la relazione quasi completo con aderenza ai punti richiesti.
-Riporta i dati rilevati in maniera abbastanza precisa ed ordinata;-rileva e rielabora in maniera discreta i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in modo adeguato con aderenza ai punti richiesti.
-Riporta i dati rilevati in maniera sufficientemente precisa ed ordinata;-rileva e rielabora in maniera sommaria i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in modo sufficientemente adeguato con aderenza ai punti richiesti.
-Riporta i dati rilevati in maniera poco precisa ed ordinata;-rileva e rielabora in maniera incompleta i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in modo parziale con poca aderenza ai punti richiesti.
-Riporta i dati rilevati in maniera disordinata;-rileva e rielabora inmaniera dispersiva i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in modo incompleto con scarsa aderenza ai punti richiesti
SINTESI:
capacità di individuare elementi e definizioni comuni
derivanti da differenti esperienze
-Formula con chiarezza e sicurezza elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze;-articola con linguaggio scientifico appropriato ipotesi dotate di significato e di coerenza;-elabora con linguaggio scientifico appropriato conclusioni dotate di significato e di coerenza.
-Formula con chiarezza elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze;-articola con linguaggio scientifico abbastanza appropriato ipotesi dotate di significato e di coerenza;-elabora con linguaggio scientifico abbastanza appropriato conclusioni dotate di significato e di coerenza.
-Formula elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze;–articola ipotesi dotate di significato e di coerenza;-elabora conclusioni dotate di significato e di coerenza;
-Formula in modo sufficiente alle richieste elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze;–articola ipotesi sufficientemente dotate di significato e di coerenza;-elabora conclusioni sufficientemente dotate di significato e di coerenza;
-Formula in modo parziale alle richieste elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze;–articola ipotesi non sempre corrette e dotate di significato e di coerenza;–elabora conclusioni non sempre corrette e dotate di significato e di coerenza;
-Non formula in elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze;–non articola ipotesicorrette e dotate di significato e di coerenza;–non articola conclusionicorrette e dotate di significato e di coerenza;
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Tot 27-25 24-22 21-19 18-16 15-13 <12
% 90-100 89-80 79-70 69-60 59-50 49-40
VOTO 9 8 7 6 5 4
Dalla discussione è emerso come i ragazzi siano tra loro molto critici nel
valutarsi, poiché il voto assegnato è inferiore a quello attribuito dal
docente. Il docente giustificando le sue valutazioni cerca di far
comprendere che:
la stesura di una relazione di laboratorio deve avvenire in maniera
organica e sistematica;
quanto osservato in laboratorio deve portare ad una considerazione
finale individuale, che deve essere condivisa dall’intero gruppo della
classe;
la valutazione del docente non è soggettiva ma è il frutto di una attenta
osservazione oggettiva.
6^ LEZIONE (2 h): Sintesi conclusiva dell’U.d.
In questa sesta lezione il docente,utilizzando la tecnica della R.A.Re.Co,
effettua un ripasso sugli argomenti fino a questo momento trattati.
I ragazzi vengono divisi in gruppi da 4 persone e viene proposta loro una
immagine numerata. Dopo un’attenta osservazione condivisa di circa 10
minuti, realizzano le diverse fasi della struttura proposta. A conclusione
del lavoro gli studenti saranno chiamati a presentare alla classe i lavori
svolti con le relative riconsiderazioni emerse.
Il docente prenderà la parola e chiarirà eventuali dubbi probabilmente
riscontrati nella realizzazione delle relazioni delle procedure essendo una
fase ricca di connessioni logiche.
Fase A: Rappresentazione
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Fase B: Descrizione Analitica
N°passaggio di stato
Nome Definizione Caratteristiche
1 Brinamento Passaggio da gas a solido
Abbassando la temperatura, (e quindi
sottraendo calore al sistema) i gas possono
passare allo stato solido2 Sublimazione Passaggio da solido a
gasAumentando la
temperatura (e quindi aggiungendo calore al
sistema) i solidi possono passare allo stato gassoso
3 Fusione Passaggio da solido a liquido
Aumentando la temperatura i solidi
possono passare allo stato liquido
4 Solidificazione Passaggio da liquido a solido
Diminuendo la temperatura i solidi
possono passare allo stato liquido
5 Evaporazione/Ebollizione
Passaggio da liquido a gas
Aumentando la temperatura i liquidi
possono passare allo stato gassoso.
1
2
3
4
5
6
23
In particolari condizioni di temperatura e pressione si
ottiene il passaggio in tutta la massa del liquido
6 Condensazione
Passaggio da gas a liquido
Diminuendo la temperatura i gas possono passare allo stato liquido
Fase C: Relazione delle procedure
Stato della materia
Gas Liquido SolidoN° Nome I II I II I II1 Brinamento2 Sublimazione3 Fusione4 Solidificazione5 Evaporazione6 Condensazione
Fase D: Comunicazione Analitica
Stato della materia:
GAS/SOLIDO: Nel brinamento diminuendo la temperatura (e quindi
sottraendo calore al sistema) il gas passa allo stato solido. Mentre nel
processo di sublimazione, aumentando la temperatura (e quindi
aggiungendo calore al sistema) il solido passa allo stato gassoso.
SOLIDO/LIQUIDO: Nel processo di fusione aumentando la temperatura il
solido passa allo stato liquido. Mentre diminuendo la temperatura, il
liquido passa allo stato solido e il processo prende il nome di
solidificazione.
GAS/LIQUIDO: Nel processo di evaporazione aumentando la temperatura il
liquido passa allo stato gassoso, ma in particolari condizioni di
temperatura e pressione il passaggio si realizza in tutta la massa del
liquido. Diminuendo la temperatura il gas passa allo stato liquido e il
processo prende il nome di condensazione.
FASE E:Comunicazione Discorsiva
24
La materia può presentarsi in tre stati liquido, gassoso e solido e i
passaggi da uno stato all’altro prendono il nome di passaggi di stato.
Questi sono regolati dalla quantità di calore fornita o sottratta al sistema
in base all’aumento o alla diminuzione della temperatura del sistema.
Un gas può passare allo stato solido, processo dal nome brinamento,
oppure allo stato liquido, processo, che prende il nome di condensazione,
se viene diminuita opportunamente la temperatura. Mentre aumentando
sufficientemente la temperatura il solido può sublimare, passare cioè alla
fase gassosa, o fondere giungendo allo stato liquido. Se invece il sistema
in esame è un liquido, una diminuzione di temperatura provoca la
solidificazione (il passaggio allo stato solido), un aumento di temperatura,
il passaggio alla fase gassosa, (processo di evaporazione) che in particolari
condizioni di temperatura e pressione il passaggio si realizza in tutta la
massa del liquido (processo di ebollizione).
7^ LEZIONE (1 h): Verifica sommativa
La verifica sommativa si effettua al termine del percorso di
apprendimento per controllare se gli obiettivi specifici sono stati raggiunti
e in quale misura, per ogni singolo alunno.
Per la valutazione sommativa verrà utilizzata una prova strutturata in
quanto ha il vantaggio di essere oggettiva cioè di consentire la
predeterminazione dei criteri di lettura delle risposte che non risentono
della soggettività di chi esamina e corregge la prova stessa.
Una prova oggettiva è costituita da un insieme di proposizioni da
completare, di quesiti a cui rispondere o da proposizioni ai quali sono
associate alcune risposte tra cui deve essere scelta quella esatta.
I quesiti utilizzati nell’U.d. sono:
- questi vero/ falso: permettono di valutare abilità non complesse,
legate al riconoscimento di un fatto o alla conoscenza di un termine.
Non essendo prove molto impegnative, consentono a tutti gli alunni
di immettersi con tranquillità nel compito di verifica. Per questo
motivo sono stati scelti come item di apertura della prova
25
sommativa. Non consentono di avere informazioni di grande utilità
circa il tipo e la natura delle abilità possedute dagli allievi.
Ad ogni risposta corretta viene assegnato 1 punto;
ad ogni risposta non corretta viene sottratto 1 punto;
ad risposta non data 0 punti;
- Completamenti: si tratta di frasi nelle quali si chiede di inserire
alcuni termini:
Ad ogni risposta corretta vengono assegnati 2 punti;
ad ogni risposta non corretta viene sottratto 1 punto;
ad ogni risposta non data 0 punti;
- Scelte multiple: si tratta di 10 quesiti accompagnati da quattro
opzioni, tra le quali solo una è corretta.
Ad ogni risposta corretta vengono assegnati 3 punti;
ad ogni risposta non corretta viene sottratto 1 punto;
ad risposta non data 0 punti;
I quesiti sono stati raggruppati considerando alcune delle voci della
valutazione, in modo che l’allievo sia consapevole di quale aspetto del suo
percorso di formazione sta verificando nello svolgere quel particolare
esercizio.
Le voci della valutazione utilizzate sono:
- Conoscenza: degli elementi specifici della disciplina (raggruppa
esercizi volti a verificare la capacità di individuare le caratteristiche
essenziali dei fenomeni; corrisponde al primo livello della
tassonomia di Bloom: conoscenza dei dati particolari (riconoscere
proprietà, esempi, fenomeni).
- Comprensione ed uso dei linguaggi specifici: raggruppa
esercizi volti a verificare la capacità di interpretare o estrapolare il
contenuto presentato (ad esempio essere in grado di interpretare un
grafico e individuare le conseguenze che derivano dalla situazione
26
esposta) e la capacità di utilizzare il linguaggio specifico.
Corrisponde al secondo livello della tassonomia di Bloom
Punteggio grezzo
Giudizio
sintetico
% Conoscenza Comprensione
9 90 – 100 40 - 36 40 - 36
8 80 – 89 35 - 32 35 - 32
7 70 – 79 31 – 28 31 – 28
6 60 – 69 27 – 24 27 – 24
5 50 - 59 23 - 20 23 - 20
4 40 - 0 19 - 0 19 - 0
VERIFICA SOMMATIVA:
Conoscenza degli elementi specifici della disciplina
1. Indica quali delle seguenti affermazioni sono vere e quali false
a) I passaggi di stato avvengono quando i corpi sono riscaldati o
raffreddati
V F
27
b) Durante la fusione la temperatura varia
V F
c) Tutti i liquidi bollono alla stessa temperatura
V F
d) La temperatura di fusione e la temperatura di solidificazione di una
stessa sostanza sono uguali
V F
e) L’ebollizione di un liquido avviene sempre alla stessa temperatura
V F
f) La sublimazione è il passaggio dallo stato solido a quello gassoso
V F
g) Un liquido evapora a qualsiasi temperatura
V F
h) La brina è un esempio di solidificazione
V F
i) Per eseguire un esperimento sulla sublimazione possiamo usare la
naftalina
V F
j) Raffreddando un gas si può ottenere un solido
V F
2. Indica con una crocetta il completamento che ti sembra più corretto:
a) un liquido solidifica quando:
1) viene riscaldato
2) viene raffreddato
3) viene bollito
4) nessuna delle precedenti
b) il ghiaccio fonde a:
1) 100 °C
28
2) 0 °C
3) 10 °C
4) – 10 °C
c) la temperatura di solidificazione di una sostanza è:
1) uguale alla temperatura di ebollizione
2) uguale alla temperatura di liquefazione
3) uguale alla temperatura di fusione
4) uguale alla temperatura di sublimazione
d) la sublimazione è il passaggio da
1) solido a liquido
2) liquido a solido
3) liquido a vapore
4) solido a vapore
e) il cambiamento di stato inverso alla fusione è
1) condensazione
2) ghiaccio
3) solidificazione
4) sublimazione
f) il punto di fusione di una sostanza è
1) il recipiente nel quale viene messa fondere la sostanza
2) la temperatura alla quale essa inizia a bollire
3) la temperatura alla quale essa passa dallo stato solido allo stato
liquido
g) il passaggio dallo stato gassoso allo stato liquido si chiama:
1) condensazione
2) fusione
3) sublimazione
4) solidificazione
h) il passaggio dallo stato solido allo stato liquido si chiama
1) evaporazione
2) fusione
3) solidificazione
29
4) sublimazione
i) i fiocchi di neve si formano:
1) grazie all’evaporazione
2) grazie alla sublimazione
3) grazie alla fusione
4) grazie alla solidificazione
j) la nebbia e le nuvole si formano:
1) grazie alla condensazione
2) grazie all’evaporazione
3) grazie alla sublimazione
4) grazie alla fusione
Comprensione ed uso dei linguaggi specifici
3. Nel seguente elenco segna le proposizioni vere consultando la tabella
SOSTANZA PUNTO DI FUSIONE IN °C
Acqua 0
Zolfo 115
Stagno 232
Piombo 328
Alluminio 660
Argento 960
Oro 1070
Rame 1083
30
g) la temperatura di fusione del piombo è 327 °C
V F
h) alla temperatura di fusione del piombo l’argento si trova allo stato
liquido
VF
i) alla temperatura di fusione dell’argento lo zolfo si trova allo stato
liquido
V F
4.completa le frasi seguenti:
a) quando una massa di aria fredda incontra aria umida, il vapore
acqueo che questa contiene………………condensa……formando
tante piccolissime goccioline che costituiscono le …nuvole…………;
b) nelle notti molto fredde e serene, sugli oggetti che stanno all’aperto
e sulla vegetazione si deposita uno strato di …….brina…………
dovuta al passaggio dallo stato……gassoso…… a quello…
solido…….dell’acqua;
c) durante la solidificazione un corpo....perde…….calore.;
d) durante la fusione la temperatura di un corpo…aumenta…….;
e) durante la vaporizzazione si ha……. aumento…di calore.
5. Osserva lo schema e rispondi. Ogni freccia numerata dello schema
rappresenta un passaggio di stato. Scrivi accanto al numero
corrispondente il nome del passaggio di stato relativo.
1Fusione…
31
2 Solidificazione…
3 Sublimazione…
4Brinamento…
5Evaporazione…
6Condensazione…
6.Accanto al numero corrispondente a ogni freccia dello schema
dell’esercizio precedente segna un punto blu se il passaggio avviene
per riscaldamento, un punto nero se il passaggio avviene per
raffreddamento
8^ LEZIONE (2 h): ATTIVITA’ DI SOSTEGNO E RECUPERO
Per un eventuale recupero e sostegno si può usare la tecnica del tutoring,
in cui gli allievi che presentano una valutazione non sufficiente (tutee)
vengono affiancati a studenti che hanno riportato una buona valutazione
(tutor). Ai tutors viene dato il compito di seguire i tutees nella
chiarificazione degli argomenti risultati poco chiari. Al termine dell’attività,
il docente proporrà ai tutees delle domande riepilogative per testare il
grado finale di apprendimento. Questa prassi, ci permette di valorizzare gli
studenti più insicuri negli argomenti trattati e di portarli a prestazioni più
elevate proprio grazie ad un colloquio orale. La valutazione del tutee si
baserà su una tabella riportata di seguito opportunamente stilata dal
docente e concordata con il resto della classe. Nel caso in cui il tutee abbia
ottenuto un voto superiore al sei, verrà aggiunto al tutor mezzo punto in
più alla sua valutazione complessiva. L’esperienza di tutoring può servire
anche al tutor da approfondimento.
Quesiti riepilogativi:
32
1) Definisci i diversi passaggi di stato e quale parametro influisce su di
esso?
2) Cos’è un’analisi termica di una sostanza? Spiega perché:
a) Durante l’evaporazione e la fusione, anche se viene
fornito calore, la temperatura del liquido che evapora o del solido
che fonde non aumenta;
b) Durante la solidificazione, la temperatura del liquido che
solidifica non diminuisce.
3) Raccogli dall’esperienza quotidiana alcuni esempi di cambiamenti di
stato e riferiscili correttamente nei particolari.
33
TABELLA DI VALUTAZIONE
9 8 7 6 5 4
Conoscenze: conoscenza delle
definizioni di: passaggi di stato,
temperature caratteristiche
-Dimostra completa dell’argomento rispondendo a diversi tipi di domande con
con approfondimenti personali;- si esprime con
con ottima proprietà di linguaggio.
-Dimostra una quasi pienaconoscenza dell’argomentorispondendo a diversi tipi didomande con
approfondimentipersonali;-si esprime con proprietà di
linguaggio;
-Dimostra una adeguataconoscenza dell’argomentorispondendo a diversi tipi didomande;-si esprime con adeguata proprietà di linguaggio;
-Dimostra una sufficiente conoscenza dell’argomentorispondendo a diversi tipi didomande;-si esprime con sufficiente
proprietà di linguaggio;
-Ha scarsa padronanza delleinformazioni ed è in grado di rispondere alle domande in modo superficiale e non sempre corretto;-si esprime con linguaggionon del tutto pertinente.
-Non ha padronanzadelle informazionie non è in grado dirisponderealle domande poste;-Non si esprime concon linguaggiopertinente.
Comprensione: comprendere a
livellomacroscopico
cosaavviene duranteun passaggio d
stato e perchè si ha una sosta termica
-Ha pienamentecompreso cosa avviene alivello macroscopico duranteun passaggio di statoapportando autonomamentee in modo appropriato esempipertinenti;-formulaopportuni collegamenti intra e interdisciplinari;
-Ha compreso cosa avviene a livello macroscopico durante un passaggio di stato apportando in modo appropriato esempi pertinenti;-formula buoni collegamenti intra e inter disciplinariì;
-Ha compreso in manieraadeguata cosa avviene a livello macroscopicodurante un passaggio di stato;-formula discreti collegamenti intra e inter disciplinari;
-Ha compresosufficientementecosa avviene a livellomacroscopico durante unpassaggio di stato;-formula sufficienticollegamenti intra e interDisciplinari;
-Ha compreso in modo non completamente sufficiente cosa avviene a livellomacroscopico durante un passaggio di stato;-formula scarsi collegamenti intra e inter disciplinari.
-Non ha compresocosa avviene a livellomacroscopico duranteun passaggio di stato;-non formula collegamentiintra e inter disciplinari
34
Tot 18-17 16-15 14-13 12-11 10-9 <8
% 90-100 89-80 79-70 69-60 59-50 49-40
VOTO 9 8 7 6 5 4
ANALISI CRITICA-RIFLESSIVA
La stesura dell’Unità Didattica è stata il risultato di un lavoro di gruppo,
che ha impegnato in modo serio e costante ogni componente, con incontri
puntali e a breve scadenza l’uno dall’altro.
A volte, per evitare confusione e perdita di tempo, ci si è divisi in due
gruppi da due, ognuno dei quali ha poi sottoposto l’elaborato al vaglio
critico dell’altro.
L’attività di gruppo è stato per noi molto utile, in quanto dal confronto tra
persone con preparazioni ed esperienze diverse è stato possibile
affrontare il lavoro con minore difficoltà, risolvendo i dubbi e arricchendo il
proprio bagaglio culturale.
Vedute diverse hanno portato a “conflitti interni” risolti però grazie al
dialogo e alla collaborazione.
BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA
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Chimica Progetto Modulare; A. Post Baracchi, A. Tagliabue; Ed.
Lattes
Chimica: Molecole in movimento; Gentile, Tifi; Ed. Zanichellli
Chimica; Carlo Ristarà; Ed. Atlas
www.pavonerisorse.to.it/cacrt/mappe/appro.htm
www.edscuola.it
www.rivistadidattica.com
www.nonsoloscuola.org/riforma.htm
www.rivista.istruzioneer.it
www.itiscorni.it
wwwcsi.unian.it/educa
36
