L’ELABORAZIONE DEL CURRI-COLO DI CHIMICA

L’elaborazione del curricolo di ChimicaIl testo cartaceo di Chimica, Alimenti, Sostenibilità presta molta attenzione al soggetto che apprende. La stessa attenzione, nella Guida, è rivolta al soggetto che in-segna, per aiutarlo a rendere più efficace possibile il suo insegnamento, al fine di ot-tenere apprendimenti soddisfacenti e partecipi.Fatta questa scelta di campo, è «fisiologico» partire dalla programmazione curricolare, seguendo un percorso che inizia dalle Indicazioni Nazionali per approdare al curricolo di Chimica. Lungo questo percorso evidenziamo l’importanza di un sapere chimico imperni-ato molto sulle competenze, particolarmente curate nel testo. In questa Guida, illustri-amo quali tipologie di competenze, contenutistiche-metodologiche di cittadinanza, sia possibile conseguire grazie alle indicazioni presenti all’inizio di ogni Unità, alle verifiche di competenze di ogni fine Unità e alle verifiche di competenze di cittadinanza poste alla fine del Volume. Ampliamo il campo con le competenze che si possono conseguire grazie alla parte laboratoriale inserita online.Successivamente, affrontiamo un problema cruciale, che è abbastanza nuovo per la scuola italiana: «È possibile valutare le competenze?». Sì è possibile, e forniamo indicazioni nella Guida, ricorrendo a metodi collaudati, che fanno parte del patrimonio della scuola italiana, e a nuovi metodi che valutano il processo che porta al completa-mento di determinate attività di indagine. Per fare conseguire meglio delle competenze, bisogna dare un senso all’offerta forma-tiva: ecco l’importanza di inserire nella programmazione curricolare delle idee guida, che destino interesse e motivazione tra gli studenti. Una di queste è la sostenibilità: bisogna convincere ed educare lo studente sulla necessità della realizzazione di un mondo sostenibile. Crediamo che, oggi, un corso di Chimica debba evidenziare, in modo semplice e graduale, le relazioni esistenti tra i contenuti fondanti della Chimica e le risorse naturali;cosa possano fare, e possono fare tanto, le conoscenze, le metodologie e le produzioni

chimiche: la Chimica può rispondere bene ai bisogni delle presenti e delle future generazioni.

1. Dalle indicazioni nazionali ai curricoli disciplinariNel linguaggio degli insegnanti, permane ancora l’espressione «svolgere il pro-gramma»: ha le sue radici nell’esistenza, nel passato, dei Programmi Ministeriali, a cui ogni docente doveva attenersi. Però, i Programmi Ministeriali sono stati sostituiti dalle Indicazioni Nazionali, che hanno un altro significato. Infatti, i Programmi Ministeriali prescrivevano liste di obiettivi e di contenuti (spesso solo liste molto lunghe di con-tenuti), definiti centralmente, senza considerare la grande varietà di situazioni che in-

contra un insegnante quotidianamente. Gli insegnanti dovevano, comunque, prendere atto di questi programmi ed applicarli.Invece, le Indicazioni Nazionali propongono solo quegli obiettivi e contenuti che garantiscono l’unitarietà del sistema nazionale. Rappresentano il quadro di riferimento delle scelte didattiche, che sono affidate alla progettazione delle singole scuole e dei loro insegnanti.Non sono differenze di poco conto! Infatti, i Programmi Ministeriali erano molto pre-scrittivi, pur salvaguardando la libertà di insegnamento sulle scelte metodologiche. Le Indicazioni Nazionali presentano, invece, pochi aspetti prescrittivi: infatti, vanno contestualizzati tenendo conto: dei bisogni degli alunni; delle aspettative della società; delle risorse disponibili all’interno delle singole scuole; delle risorse disponibili nell’ambiente e nel territorio circostanti le singole scuole.

In altri termini, le Indicazioni Nazionali vanno «metabolizzate» dalle varie realtà scolas-tiche.La «metabolizzazione» si concretizza nel Curricolo di Istituto, che è l’elemento cen-trale del POF, essendo il suo «cuore didattico». Il Curricolo di Istituto, che comprende i Curricoli disciplinari, viene predisposto da ogni istituzione scolastica, nel rispetto degli orientamenti e dei vincoli posti, appunto, dalle Indicazioni Nazionali: la sua elaborazione è il terreno su cui si misura concreta-mente la capacità progettuale di ogni scuola. La progettazione curricolare è un’operazione che coinvolge tutti i fattori connessi con il processo educativo, dai contenuti-obiettivi agli esiti formativi, dalle modalità di real-izzazione ai condizionamenti dovuti alle situazioni socio-ambientali. Insomma, il luogo delle decisioni didattiche si sposta molto dal Ministero alla singola istituzione scolas-tica. Tuttavia, il Curricolo di Istituto, che presenta una forte autonomia, non può essere un’altra cosa rispetto alle Indicazioni Nazionali.Questa ultima affermazione sembra contraddire quanto detto finora. Ma non è così; in-fatti, il progetto della scuola deve integrarsi con le richieste del Ministero. La costruzione del curricolo deve manifestare una forte coerenza tra l’istanza centrale e l’istanza particolare. Così inteso, il curricolo costituisce «un mosaico» di un disegno unitario nazionale: deve essere il risultato dell’integrazione delle esigenze che ogni scuola e ogni classe hanno saputo fare emergere, nel dialogo con la propria realtà di appartenenza, con le richieste che, attraverso le Indicazioni Ministeriali, la comunità nazionale esprime.

In definitiva, al Ministero compete stabilire: i principali assi culturali; le principali discipline che a essi si riferiscono; le irrinunciabili conoscenze, abilità e competenze che gli studenti di ogni scuola del

Paese devono sviluppare.

A ogni Istituzione scolastica compete: specificare meglio, e più dettagliatamente, gli obiettivi da raggiungere, in termini di

conoscenze, abilità e competenze; integrare, eventualmente, la gamma degli insegnamenti; prestare particolare attenzione alle specificità del contesto di riferimento, alle sue at-

tese e ai suoi problemi; valutare le risorse che si possono impiegare.

Il processo di costruzione del curricolo non si conclude una volta per tutte, all’inizio di ogni anno scolastico, ma subisce modificazioni cammin facendo. Infatti, si configura

come ricerca continua, grazie all’azione dei docenti, che diventano professionisti rif-lessivi, impegnati in un costante lavoro di analisi e di rielaborazione delle loro pratiche scolastiche.Ciò valorizza la professionalità degli insegnanti. Infatti, nel caso del Programma nazionale, si richiedeva agli insegnanti di essere dei buoni esecutori di un testo elabo-rato altrove. Nel caso del curricolo di Istituto, si chiede loro di essere coelaboratori, protagonisti ed esecutori delle scelte effettuate: insomma, l’insegnante «non svolge più il programma», ma «progetta e gestisce il curricolo».

2. Il sapere chimico: un importante asse culturale dei curricoli di istitutoIl sapere chimico è un importante asse culturale della scuola secondaria di secondo grado, anche se gli viene assegnato un numero esiguo di ore settimanali. Infatti, for-nisce un solido substrato, che permette una migliore comprensione della realtà e cos-tituisce la base per ulteriori occasioni di apprendimento, non solo chimiche e scien-tifiche.Ciò lo realizza grazie ai suoi contenuti, al suo linguaggio e al suo metodo. Quest’ultimo non è importante solo nell’apprendimento della Chimica. Infatti il metodo scien-tifico-sperimentale costituisce, nella scuola secondaria di secondo grado, un fonda-mento didattico-metodologico basilare per la costruzione di contenuti di diversi saperi. Pertanto, il notevole valore formativo di questo metodo va ribadito continuamente dagli insegnanti delle discipline scientifiche, soprattutto nei Consigli di classe e nei Col-legi dei Docenti.L’insegnamento chimico non va sottovalutato dagli insegnanti di altre discipline e nemmeno dai genitori degli alunni: questa sottovalutazione ha arrecato, e continua ad arrecare, danni notevoli agli studenti, come persone, come cittadini e come futuri la-voratori. Infatti, la sua originalità nell’indagare e spiegare il mondo che ci circonda, basandosi sui fatti e utilizzando strategie di indagine, procedure sperimentali e lin-guaggi specifici, lo rendono fortemente formativo.Grazie a questo insegnamento/apprendimento chimico, gli studenti non solo potranno acquisire nuove competenze nell’analizzare fenomeni attinenti al mondo della Chim-ica, ma potranno essere anche in grado di effettuare delle scelte consapevoli in molteplici aspetti, individuali e collettivi, della loro vita reale.

3. La scelta di idee guidaÈ bene che il docente di Chimica, prima di procedere alla stesura del curricolo disci-plinare, individui delle idee guida a cui ispirarsi, per dare un forte senso formativo e motivante a questo insegnamento. Riteniamo che le idee guida fondamentali di un corso rivolto a studenti del biennio della Scuola Secondaria di secondo grado siano:l’integrazione;la trasversalità;la sostenibilità.

Queste idee trasmettono un’immagine educativa e moderna della disciplina. Vediamo perché e come.

L’integrazione diviene particolarmente importante nel momento in cui, nel primo bi-ennio della Scuola Secondaria di secondo grado, Chimica, Fisica, Scienza della Terra e Biologia sono giustamente connotate come Scienze integrate. Quindi è più che mai necessario procedere, nell’elaborazione della programmazione disciplinare e delle Unità di apprendimento, all’integrazione di queste discipline: solo così viene favorita negli studenti la formazione di un’immagine unitaria del sapere sci-entifico, così com’è oggi, in cui non esiste più nei fatti una divisione netta tra queste scienze sperimentali.L’integrazione diviene ancora più necessaria se si considera che in qualsiasi attività scientifica, condotta in laboratori, in luoghi di produzione, nell’ambiente, nel territorio, si ha il concorso di più settori delle scienze: ciò permette di confluire a un quadro d’in -sieme di un certo respiro, capace di conferire alle singole informazioni un senso, all’in-terno di campi di indagine ben identificati.L’integrazione con Fisica, Scienza della Terra e Biologia può essere realizzata medi-ante diversificazioni di contenuti con equivalenza di obiettivi concernenti:la natura della scienza;i procedimenti della scienza;i concetti e i processi unificanti;la spiegazione scientifica del mondo.

L’equivalenza di obiettivi potrà portare anche alla progettazione e realizzazione di per-corsi multidisciplinari scientifici.

L’integrazione tra discipline scientifiche favorisce la trasversalità, in quanto il grad-uale possesso integrato di contenuti e metodi scientifici è una condizione essenziale per una visione unitaria del sapere, che è la grande prospettiva a cui si deve comin-ciare a tendere nel primo biennio della Scuola Secondaria di secondo grado.La trasversalità si realizza, inizialmente, grazie al dialogo e all’intreccio dei diversi punti di vista disciplinari. In prospettiva formativa, i vari insegnamenti devono mirare a favorire un apprendimento unitario e interdisciplinare, in modo da dare un senso alla molteplicità di informazioni che arrivano agli studenti, sia all’interno della scuola (conoscenze formali) sia dall’esterno (conoscenze non formali). Successivamente, può portare all’interdisciplinarietà.L’interdisciplinarietà si configura come sapere di sintesi; come modalità di soluzione di problemi relativamente complessi. La scuola ha successo quando aiuta l’alunno a fare personale sintesi di quanto gli viene proposto, e a trovare il nesso tra la sua espe-rienza, i suoi bisogni e quanto la cultura gli offra.

La scelta della sostenibilità come terza idea base della programmazione diviene ob-bligatoria, oggi. Infatti, non è più pensabile insegnare discipline scientifiche in modi che trattino marginalmente le grandi problematiche ambientali, planetarie e locali, del nostro tempo.Si realizzerebbe un insegnamento/apprendimento scientifico chiuso in se stesso, che tra l’altro risulterebbe poco motivante per gli studenti.Allora, così come nel testo, può essere scelta la sostenibilità ambientale come filo con-duttore della programmazione biennale delle discipline scientifiche; se è possibile, ci si può aprire trasversalmente anche alla sostenibilità, che ha forti connotazioni sociali, fi-nanziarie, economiche, umane: non a caso, la sostenibilità è considerata da molti la questione più pressante della realtà contemporanea.Grazie a questa scelta, gli studenti acquisiranno la consapevolezza della necessità della realizzazione, non più procrastinabile, di un mondo sostenibile che riservi partico-lari cure a tutte le risorse terrestri, comprese quelle umane. Pertanto, nelle programmazioni curricolari delle discipline scientifiche assumono ruoli da protagonisti i grandi problemi che affliggono il nostro pianeta, che vanno dall’alter-

azione del clima agli inquinamenti di acqua, aria, suolo, dall’eccessivo e sfrontato sfruttamento di risorse materiali ed energetiche all’emergenza alimentare mondiale.Di questi problemi, nel testo vengono fornite non solo informazioni, ma anche prospet-tive di risoluzione.

Questo modo di proporre i contenuti scientifici apre gradualmente a sistemi complessi, quali la produzione e l’equa distribuzione di risorse materiali ed energetiche, gli eco-sistemi, il futuro delle popolazioni umane.Pertanto la sostenibilità, oltre che coinvolgere molto gli studenti e renderli più respons-abili, palesa una notevole integrazione e trasversalità, favorendo anche «contami-nazioni» interdisciplinari con la Matematica e le le Scienze storico-geografiche-sociali.Insomma, la sostenibilità può diventare il «filo rosso» che colleghi le discipline scien-tifiche del biennio, e queste con altre discipline. Ciò porterà gli studenti ad assumere nuovi comportamenti virtuosi, in particolare as-sumere comportamenti sostenibili molto attenti:all’ambiente;al proprio territorio;al proprio futuro;al futuro umano.

4. Al centro dei curricoli disciplinari: le competenzeIl Curricolo di Istituto comprende i vari Curricoli Disciplinari. In ognuno di questi ultimi, le competenze da conseguire da parte degli studenti vanno sistematicamente evidenziate e messe in stretta relazione con i vari percorsi contenutistici, come abbi-amo fatto, nel Testo, nelle Aperture di ogni Unità.La stretta correlazione tra conoscenze, abilità e competenze è indispensabile. Infatti, affinché gli studenti possano fronteggiare efficacemente richieste didattiche particolari e problemi di una certa difficoltà, devono andare al di là del solo possesso di conoscenze e abilità. Ma quali significati diamo, nel testo, ai termini «conoscenze» «abilità» e «compe-tenze»?

Le conoscenze sono costituite dai fatti, dalle definizioni, dalle idee, acquisiti at-traverso lo studio, la ricerca, l’osservazione o l’esperienza: designa un insieme di infor-mazioni che vanno memorizzate o comprese dallo studente. Insomma, costituiscono il sapere. Le abilità costituiscono il saper fare di base. Alcune abilità sono legate a conoscenze, altre no. Per esempio, «sapere effettuare una semplice successione di facili operazioni sperimentali» non è legato in genere a conoscenze: è un saper fare fine a se stesso. Invece, «sapere risolvere semplici problemi sulla densità» è un saper fare legato a conoscenze, anche se relativamente facili. Per quanto riguarda le competenze, lo studente possiede una competenza ogniqual-volta «sa utilizzare conoscenze e abilità». Quindi, anche la competenza è un «saper fare», legato però a conoscenze di un livello non facile e ad abilità. Siamo convinti che un apprendimento basato su relazioni sinergiche tra conoscenze, abilità e competenze, sia molto più efficace di un apprendimento meccanico-ripetitivo, e che esso renda veramente formativo il processo di insegnamento/apprendimento della Chimica. Infatti, solo così i saperi fondanti di questa disciplina (trasformazione della materia, energia chimica e sue trasformazioni, reattività chimica, struttura della materia, acidi e basi, elettrochimica...) non rimarranno saperi emarginati e pretta-

mente scolastici, ma potranno contribuire alla crescita mentale e operativa dello stu-dente, come persona, come cittadino e come futuro lavoratore. L’acquisizione di competenze è indagata, nel Testo, sia alla fine di ogni Unità, sia alla fine del Volume.

5. Le competenze di fine UnitàAlla fine di ogni Unità, sono inserite Verifiche di abilità e competenze, suddivise in varie tipologie, che consentono di valutare specifiche abilità e competenze, soprat-tutto queste ultime. Esse vanno aldilà della rilevazione di generiche abilità e compe-tenze; infatti, permettono di focalizzare quali tipi di competenze sono state acquisite.Le principali classi di abilità e competenze indagate sono:Risolvere problemi (a volte, suddivisi in numerici e non numerici);Osservare e interpretare;Comunicare;Collegare e mettere in relazione;Imparare a imparare.

Queste classi di abilità e competenze permettono agli studenti di imparare a:risolvere situazioni poste in modo problematico;individuare analogie e differenze;distinguere aspetti differenti di fenomeni simili;riferire a principi unitari fenomeni apparentemente diversi;distinguere i fenomeni dalle loro interpretazioni,comunicare in modo rigoroso scientificamente e in una forma chiara ed efficace;stabilire corrispondenze, legami, dipendenze e interconnessioni tra fenomeni e con-

cetti differenti;reperire e recepire, criticamente, informazioni da vari fonti, comprese quelle online e

mediatiche, sapendole utilizzare e riferire nel modo più autonomo e finalizzato possi-bile.

6. Le competenze di cittadinanzaAlla fine del Volume, sono inserite le Verifiche di competenze di cittadinanza, sempre suddivise in varie tipologie: aiutano gli studenti a sviluppare capacità che per-metteranno loro di esercitare sempre di più, e meglio, nel presente e soprattutto nel futuro, una cittadinanza consapevole, attiva, critica e partecipativa.Le competenze di cittadinanza scelte sono:individuare relazioni tra molteplici concetti;comunicare molteplici concetti;risolvere problemi impegnativi;imparare a imparare;cooperare ed elaborare.Analizziamole.

Individuare relazioni tra molteplici aspetti permette di effettuare e rappresentare collegamenti e relazioni tra fenomeni, eventi e concetti diversi, appartenenti anche ad

altri ambiti disciplinari. Si individuano analogie e differenze, coerenze e incoerenze, cause ed effetti.

È una competenza di cittadinanza che, partendo dal mondo chimico, porta a un at-teggiamento mentale, anche trasversale e interdisciplinare, che propende al rigore: nell’osservare;nel porre in relazione; nel classificare; nell’interpretare.

Comunicare molteplici concetti permette di sviluppare la comprensione di mes-saggi di genere diverso e di rappresentare fenomeni, concetti e procedure, caratteriz-zati da linguaggi diversi (verbale, simbolico, scientifico...), mediante diversi supporti (cartacei, informatici, multimediali...).

È una competenza di cittadinanza oggi fondamentale. Infatti, è una capacità indis-pensabile per cominciare a sapersi muovere, con un minimo di sicurezza, in una vari-età di contesti e di situazioni caratterizzati dalla compresenza e dall’interazione di una pluralità di linguaggi, media, forme e modalità espressive.Si basa molto sulle capacità di:scegliere e utilizzare, in ogni circostanza, il linguaggio più appropriato ed efficace; usare altri supporti, oltre a quello cartaceo.

Risolvere problemi impegnativi permette di affrontare situazioni problematiche relativamente complesse raccogliendo e valutando i dati, proponendo soluzioni, utiliz-zando contenuti e procedure inserite in più Sezioni, ricorrendo al metodo scientifico-sperimentale proprio delle discipline scientifiche.

Lo sviluppo di questa competenza di cittadinanza richiede il possesso di saperi chimici legati all’ambito del problema da affrontare e l’acquisizione di base della metodologia del problem solving.Si basa molto sulle capacità di: individuare le strategie di soluzione di un problema; definirne i passaggi necessari; utilizzare adeguatamente le conoscenze acquisite; mettere in relazione diversi concetti; formulare ipotesi di soluzione di un problema e verificarne la correttezza.

Imparare ad imparare permette di organizzare il proprio apprendimento, individ-uando, scegliendo e utilizzando varie modalità di informazione e formazione (formale, non formale), in funzione delle proprie strategie.

Lo sviluppo di questa competenza di cittadinanza parte dal possesso di sicure basi dis-ciplinari, in modo da sapere apprezzare e valutare le varie fonti e modalità di infor-mazione e formazione, che possono essere: formali, cioè erogate dalla scuola;

non formali, cioè erogate da contesti diversi dalla scuola e che determinano ricadute, anche se non intenzionali, sull’apprendi-mento scolastico.

Si basa molto sulle capacità di: partecipare attivamente ai processi di apprendimento; arricchire e mettere in relazione i saperi chimici con informazioni tratte all’esterno del

contesto di studio.

Cooperare ed elaborare porta a interagire in gruppo, comprendendo i diversi punti di vista, valorizzando le proprie e le altrui capacità, contribuendo all’apprendimento comune e alla elaborazione e realizzazione di attività collettive.

Questa competenza di cittadinanza può essere considerata la più difficile, ma anche la più completa dal punto di vista formativo e sociale, perché richiede il possesso: dei saperi chimici legati alle attività da svolgere; delle regole connesse al funzionamento della vita comunitaria.

Si basa molto sulle capacità di: rapportarsi con gli altri; ascoltare e comprendere le diverse argomentazioni;negoziare e gestire conflitti; accettare le regole e individuare soluzioni condivise; prestare attenzione alle esigenze di tutti.

La valutazione delle competenzePer quanto riguarda, in generale, le fonti informative sulla base delle quali esprimere un giudizio di competenze, sono molto importanti, ma non esaustive, i risultati ottenuti nell’esecuzione di quesiti/problemi del tipo di quelli proposti, nel testo, nelle Verifiche di competenze, alla fine di ogni Unità, e nelle Verifiche di competenze di cittadi-nanza, alla fine del volume. Infatti, la valutazione delle competenze deve vertere non solo sul processo ma anche sul prodotto. La valutazione delle competenze viene effet-tuata anche sulle fasi di apprendimento e di lavoro, e non solo alla sua conclusione, ri-correndo a particolari strumenti di verifica.Ma come si può valutare il processo?Diviene importante la «narrazione di sé» da parte dello studente, come descrizione sia del come sia del perché ha svolto in un determinato modo il compito assegnatogli.Per chiarire questo concetto, cominciamo con la valutazione delle competenze per quanto concerne l’acquisizione del metodo scientifico-sperimentale; questa non solo è una competenza disciplinare ma anche una competenza di cittadinanza attiva, in quanto fa conquistare agli studenti degli strumenti che determinano in loro dei com-portamenti fortemente caratterizzati da scientificità di approccio ai problemi.

1. Valutazione dell’acquisizione del metodo scientifico-sperimentaleEsistono dei collaudati strumenti di verifica per rilevare come gli studenti si muovono e si orientano durante le attività sperimentali. E conducono a una valutazione che non ha come protagonisti solo i risultati sperimentali; anzi, questi ultimi assumono un ruolo minore rispetto alle modalità teorico-operative, che permettono di pervenire ad essi.I principali strumenti di controllo del raggiungimento di competenze metodologico-sperimentali sono:l’osservazione delle modalità di porsi e di organizzarsi degli studenti, nelle attività lab-

oratoriali;l’analisi dei loro contributi nei dialoghi collettivi;i risultati di verifiche, scritte o orali, che presentino domande mirate sulle attività sper-

imentali eseguite.

2. L’osservazione del lavoro degli studentiPer rilevare le loro modalità di porsi e di organizzarsi nelle attività laboratoriali, l’inseg-nante deve ricorrere all’osservazione diretta degli studenti mentre svolgono tali attiv-ità.Poiché tale rilevazione può rivelarsi complessa e soggetta ad ampi margini di dis-crezionalità, e per non correre il rischio di perdere molte indicazioni utili, è opportuno predisporre delle griglie di valutazione. Le griglie sono efficaci per verificare il grado di accuratezza e di destrezza manifestato da uno studente nell’operare su apparecchia-ture e strumenti, ma anche per cogliere le sue abilità di collegamento di aspetti speri-mentali con aspetti teorici, come si può notare nei seguenti due esempi.

Esempio 1 – Abilità nella lettura di strumentia. Prima di effettuare una lettura, prende nota della sensibilità e della portata dello stru-mento.

 empre  ai  ualche volta b. Nella lettura di un valore, evita errori di parallasse, ponendosi in posizione adeguata.

 empre  ai  ualche volta c. Usa il numero corretto di cifre significative.

 empre  ai  ualche volta d. Nell’usare le burette, le sistema in posizione verticale.

 empre  ai  ualche volta e. Effettua la lettura della buretta portando il menisco all’altezza dell’occhio.

 empre  ai  ualche volta

Esempio 2 – Abilità di utilizzo di apparecchiature

a.Nell’uso dei liquidi, ricorre a recipienti di capacità adeguata al volume del liquido da manipolare.

 empre  ai  ualche volta b.Per determinare con alto grado di precisione volumi di liquidi, ricorre a pipette o bu-

rette, piuttosto che a cilindri graduati. empre  ai  ualche volta

c. Collega correttamente i tubi che portano l’acqua nel refrigerante di un distillatore. empre  ai  ualche volta

d.Assicura bene, mediante pinze, le varie parti di un’apparecchiatura da predisporre per un esperimento.

 empre  ai  ualche volta e.Si accerta che una soluzione liquida riempia lo spazio sotto il rubinetto della buretta.

 empre  ai  ualche volta

3. I contributi nei dialoghi collettiviNei dialoghi collettivi, l’insegnante, partendo dalle risposte a domande riportate in un’apposita scheda, del tipo di quelle suggerite nel per le esperienze dei Chimica in azione, inserite online, avvia un dibattito per cogliere come:gli studenti analizzano il lavoro sperimentale;verificano la coerenza, o meno, tra i risultati ottenuti e le ipotesi e le aspettative

espresse prima dell’esecuzione delle esperienze;individuano le cause degli errori.

Vengono valutati positivamente coloro che mostrano di «aver fatto e di aver capito quello che hanno fatto», cioè quelli che raggiungono un soddisfacente livello di «fare consapevole». La valutazione diviene ancora più positiva, se gli studenti mostrano abilità nell’elaborazione concettuale.Vengono valutati negativamente coloro che palesano un livello non accettabile di «fare consapevole» e si disinteressano della discussione o vi partecipano in modo su-perficiale o frammentario.

4. Le verifiche su attività sperimentaliLe verifiche scritte o orali riguardanti le attività sperimentali consistono in domande a risposta aperta, a cui lo studente può rispondere in modo adeguato, solo se ha:realizzato in modo consapevole l’attività laboratoriale;studiato le relazioni intercorrenti tra gli aspetti operativi e quelli teorici.

L’impostazione di questo tipo di verifica non è complesso, come si può notare nel seguente esempio di prova scritta, riferito all’uso del fornello bunsen.

Esempio 3 – Verifica scritto-pratica relativa all’uso del Bunsena.Quando hai acceso il fornello, hai aperto o chiuso il foro di aerazione? Perché?b.Per riscaldare in modo normale, come usi i fori di aerazione?c. Nelle fasi in cui non usi il fornello come tieni il foro di aerazione? Perché?

d.Per diminuire l’intensità del riscaldamento del fornello, su che cosa agisci?.e.Quando riscaldi direttamente sul fornello bunsen un liquido contenuto in una

provetta, verso quale zona punti la provetta?.

È bene ricorrere a prove scritte, od orali, con tali caratteristiche, perché si riesce a val-utare se lo studente ha realizzato con consapevolezza l’esperimento. In particolare, le prove orali permettono di verificare:le modalità di ragionamento dello studente su quanto sperimentato;l’esistenza, o meno, di abilità nel cogliere le molteplici opportunità di collegamento

degli aspetti pratici con quelli teorici.

5. Un intelligente dosaggio di strumenti di verificaIn definitiva, ben dosando questi tre strumenti di verifica, l’insegnante possederà di tutti gli elementi necessari per valutare se il metodo scientifico-sperimentale è stato acquisito. Infatti, ognuno di questi strumenti riesce a rilevare parti importanti di com-petenze pratico-teoriche, legate alla realizzazione di attività laboratoriali o di indagine condotte non solo in laboratori, ma anche a casa, nell’ambiente o nel territorio.

6. La valutazione della stesura di documentiNell’esecuzione di attività, indagini e ricerche, del tipo di quelle richieste per le Com-petenze, riguardanti le competenze laboratoriali, ma anche quelle riguardanti «Im-parare a imparare», «Cooperare ed elaborare» e «Progettare», gli studenti devono stendere appropriati documenti, alcuni concordati in gruppi di lavoro. Questi documenti, che si configurano nella «narrazione di sé», danno l’opportunità all’insegnante di valutare importanti competenze.Innanzitutto, permettono di verificare se gli studenti sanno esporre sinteticamente e compiutamente resoconti delle attività svolte: in altri termini, permettono di rilevare se lo studente sa collegare bene aspetti teorico-sperimentali con lo scopo di una ricerca, scegliendo in modo appropriato i dati ed eseguendo in modo efficace le elabo-razioni, che spesso non sono soltanto chimiche, ma investono conoscenze tecno-logiche, economiche, sociali. Infatti, un buon documento deve presentare le modalità peculiari delle comunicazioni scientifiche, che possono essere sintetizzate nella sigla «3 C», in quanto deve essere:chiaro,completo,conciso.

Ai fini di una valutazione più dettagliata del documento, si può impostare una griglia di valutazione che tenga conto dei seguenti aspetti:la qualità dell’organizzazione dei contenuti inseriti;il valore lessicale, in termini di adeguatezza e correttezza dei termini, degli enunciati,

delle formule, delle equazioni, usati;il grado di significatività dei contenuti riportati;i livelli sia della documentazione, sia della sua «sintesi e metabolizzazione»;l’esistenza, o meno, di un percorso logico, dall’inizio alla fine;il grado di chiarezza della comunicazione;

la frequenza della puntualità di collegamento degli argomenti del documento con gli argomenti oggetto di studio;

l’esistenza, o meno, di elaborazione autonoma;lo standard di funzionalità di tabelle, grafici, illustrazioni.

Insomma, anche la valutazione di un documento evidenzia competenze di un certo rilievo, che non sono meramente disciplinari, ma presentano forti connotazioni trasver-sali e interdisciplinari. Per agevolare la valutazione delle competenze di processo, è stato inserito online il Registro delle competenze.

Un grande obiettivo del curricolo di Chimica: educare alla sostenibilità1. Discipline scientifiche e sviluppo sostenibileL’umanità ha cominciato a reagire, anche se tardivamente e con lentezza, alle situ-azioni di degrado delle nostre città e del nostro pianeta, allo scopo di invertirne la ten-denza. Ciò sta avvenendo soprattutto grazie alla ricerca scientifica, che elabora e mette in opera conoscenze, strumenti di monitoraggio, apparecchiature di bonifica, progetti di recupero.Da come, e da quanto, l’umanità saprà reagire a questa situazione, dipendono il nos-tro benessere e il futuro delle prossime generazioni. E il grande obiettivo di salvezza del pianeta e dell’umanità è sintetizzato dal concetto di sviluppo sostenibile: è un obiettivo che mira a uno sviluppo in cui si realizzi un equilibrio tra protezione dell’am-biente, progresso economico e sviluppo sociale. In altri termini, si realizza un mondo sostenibile migliorando la qualità della vita e, al tempo stesso, proteggendo l’ambi-ente, in modo che, in tutto il mondo, le future generazioni possano progredire e pros-perare.Anche la scuola può, e deve, fare la sua parte per educare alla sostenibilità: questo compito è soprattutto affidato alle discipline scientifiche, compresa la Chimica. Il nostro testo cerca di incoraggiare gli insegnanti a intraprendere percorsi molto at-tenti alla sostenibilità. Di conseguenza, le relazioni tra Chimica, realtà quotidiana, re-altà ambientale ed edificazione di un mondo sostenibile sono continuamente presenti nel testo. Inoltre, insistiamo in modo ricorrente su quanto sia importante che le risorse del pianeta vengano risparmiate, impiegate con intelligenza ed efficienza, riciclate.Abbiamo scelto questo taglio perché riteniamo che protendere gli studenti alla sosteni-bilità debba costituire uno degli elementi maggiormente qualificanti del curricolo di Scienze.

2. Un approccio didattico semplice e gradualeUn’educazione scientifica così intesa è un metodo di azione che aiuta gli ragazzi a capire meglio il mondo in cui vivono, cogliendo gradualmente la complessità e l’inter-connessione di problemi quali il degrado ambientale, il degrado urbano, i pericoli per la salute, la povertà, il consumismo, la perdita della biodiversità.

Fare educazione scientifica con questa prospettiva presenta delle difficoltà, che però sono agevolmente superabili se si opera con semplicità e gradualità, evitando di voler dire e fare tutto e subito, compresi gli aspetti più complessi. L’insegnante deve essere consapevole che la formazione di una coscienza sostenibile richiede tempo: non ci sono scorciatoie! Vanno scelti, con pazienza, contenuti, attività, indagini opportune, che permettano di raggiungere il traguardo della costruzione di una buona coscienza sostenibile: il nostro testo, operando delle scelte opportune di contenuti, schede, richieste di attività di indagini, problemi, quesiti e verifiche, aiuta molto gli insegnanti che intraprendono questo percorso, che valorizza molto la loro professionalità. Infatti, se un insegnante si pone in questa prospettiva, può raggiun-gere, eventualmente anche con l’aiuto di esperti esterni, risultati veramente significa-tivi.La semplicità e la gradualità sono, quindi, i due principi ispiratori dell’approccio didat-tico che conduce a una consapevolezza sostenibile.È una scelta inevitabile se si vogliono raggiungere buoni risultati di insegnamento/ap-prendimento. Infatti, nel campo dell’educazione scientifica calata nel reale, si opera in una situazione caratterizzata da una complessità, che coinvolge simultaneamente tanti piani, ambiti, attori, interlocutori e tanti portatori di bisogni ed esigenze: una complessità di situazioni che si evolvono nel tempo e che, alcune volte, non sono facil -mente interpretabili e prevedibili. Pertanto, è continuamente necessaria un’azione saggia e intelligente di mediazione didattica, con scelta di argomenti e attività relati-vamente semplici, alla portata degli studenti.Ciò non significa che bisogna rinunciare al rigore scientifico, ma solo semplificarne l’approccio teorico-sperimentale, senza banalizzarlo. In altri termini, suggeriamo agli insegnanti approcci didattici simili a quelli che abbiamo scelto nel libro.Con progetti del genere, cresce la qualità dell’insegnamento/apprendimento e si dif-fonde, tra gli studenti, la consapevolezza sulla realtà e, in particolare, sui gravi prob-lemi ambientali globali. Inoltre, a livello locale, avvicina i ragazzi al proprio territorio, nei confronti del quale acquisiranno un senso di appartenenza sempre più forte e con-creto, senza chiudersi in esso perché vanno acquisendo contemporaneamente una consapevolezza globale.Insomma, in questi progetti, il livello globale si intreccia con quello locale e i ragazzi colgono questa interdipendenza: è un grande risultato formativo!

3. Nascita del concetto di sviluppo sostenibile e agende 21 scolasticheIl concetto di sviluppo sostenibile fu definito, nel 1987, dalla norvegese Gro Harlem Brundtland, all’epoca a capo della Commissione Ambiente e Sviluppo delle Nazioni Unite, così:

uno sviluppo risulta sostenibile se è in grado di soddisfare i bisogni delle gener-azioni attuali, senza compromettere la possibilità che le generazioni future riescano a soddisfare i propri.

L’idea della Brundtland riscosse immediatamente un certo consenso, perché fu ri-conosciuta come un’inversione di tendenza rispetto ai modelli di sviluppo esistenti, che stavano (e stanno) determinando nel mondo effetti molto preoccupanti (esauri-mento delle risorse naturali, inquinamenti, perdita di biodiversità, fame nel mondo).La prima grande conseguenza internazionale determinata da questo concetto fu l’or-ganizzazione, nel 1992, a Rio de Janeiro, della Conferenza Mondiale sull’Ambiente e

sullo Sviluppo. In quell’occasione, venne redatto un documento molto importante: l’Agenda 21.Essa conteneva un ampio e articolato programma di azioni per lo Sviluppo sostenibile del pianeta, fino al termine del XXI secolo (da qui, il numero 21). Infatti, gli Stati che firmarono l’Agenda 21 si impegnarono a dare priorità a politiche volte a ottimizzare l’uso delle risorse e a minimizzare la quantità di rifiuti prodotti. Ciò doveva avvenire fa-vorendo il miglioramento dell’efficienza dei processi produttivi e incoraggiando il pas-saggio a un modello di consumo e di stile di vita più sostenibili. In quel documento, si invitavano gli Enti Locali, quindi anche le Province e i Comuni, a delineare le Agende 21 Locali.L’Agenda Locale rappresenta un impegno ferreo assunto da un Comune, una Provin-cia, una Regione, per la definizione e l’attuazione di un Piano di azione ambientale che guardi al XXI secolo.Grazie all’Agenda 21, gli Enti Locali stanno assumendo un ruolo chiave nella tran-sizione verso uno sviluppo sostenibile, perché sono dei luoghi dove è possibile ripen-sare, in modo realistico e concreto, un diverso rapporto tra sviluppo e ambiente, stando a stretto contatto con i cittadini. Infatti, bisogna partire dalle esigenze dei citta-dini, per formulare le migliori strategie per riqualificare, da un punto di vista ambien-tale e sociale, un territorio; in particolare, vanno riqualificate le aree più degradate, quelle urbane, per migliorare la convivenza sociale e la qualità della vita di tutti i citta-dini.In Italia, in Europa e nel Mondo, il numero di Enti locali che hanno aderito all’Agenda 21 cresce sempre più, e notevolmente. Di conseguenza, si sono molto diffusi pro-grammi innovativi sostenibili che hanno riguardato, per esempio, la gestione dei rifiuti, l’utilizzo di energie rinnovabili, l’integrazione tra aree urbane e aree naturali.Anche tante scuole sono diventate protagoniste di Agende 21 Locali. Infatti, in parec-chie realtà, i diversi rappresentanti della comunità scolastica hanno elaborato un Piano d’Azione Locale, che, a partire da una visione comune proiettata al futuro, ha stabilito sia degli obiettivi sostenibili per la scuola sia gli strumenti per raggiungerli.Il processo ha coinvolto gli insegnanti, il dirigente scolastico, gli studenti, il personale non docente, i genitori e anche enti e persone che avevano legami con la scuola ed er-ano interessati a progetti del genere, come associazioni che gestivano attività di edu-cazione sostenibile. La partecipazione di questi soggetti agli incontri organizzati dagli Enti Locali, in genere dal Comune in cui era ubicata la scuola, ha portato alla redazione di una dichiarazione di sostenibilità condivisa da tutti e a delineare una serie di azioni capaci di integrarsi con il contesto urbano che ospitava la scuola.Così sono nati progetti di risparmio energetico, di installazione nella scuola di pannelli solari e fotovoltaici, di ristrutturazioni di edifici scolastici applicando sistemi di architet-tura sostenibile, di rilancio degli ecosistemi costituiti dagli edifici scolastici e dal loro verde circostante ecc.Nel nostro testo, sistematicamente proponiamo argomenti e suggeriamo comporta-menti, che vanno nel senso dei Piani d’Azione Locali e che, quindi, potranno sensibiliz-zare gli studenti verso la costituzione di un’Agenda 21 Locale Scolastica.

4. È l’ora di applicare il protocollo di KyotoNel 1997 avvenne la stesura del Protocollo di Kyoto, promosso dall’ONU. Questo documento, che dovrebbe essere aggiornato nel 2020, impegnava i Paesi industrializ-zati e quelli a economia in via di transizione a ridurre le emissioni dei principali gas re-sponsabili dell’effetto serra.Questo protocollo, purtroppo ancora poco applicato nel mondo (la concentrazione di gas serra nell’atmosfera continua ad aumentare), oltre a puntare a limitare le emis-sioni di anidride carbonica e di altri gas serra, aveva lo scopo di promuovere lo

sviluppo sostenibile attraverso l’utilizzazione di forme di energia rinnovabile e la ri-mozione di gas inquinanti e pericolosi.Oggi l’idea di sviluppo sostenibile si è diffusa; però, le relative iniziative di applicazione sono ancora insufficienti per determinare una vera svolta rispetto alle altre tipologie di sviluppo, fino a oggi dominanti. La nostra società, tuttavia, se non vuole suicidarsi umanamente, socialmente, economicamente, dovrà inevitabilmente andare verso lo sviluppo sostenibile.La Chimica, con il suo patrimonio di conoscenze, strumenti e metodi di indagine e di ricerca, assume un ruolo fondamentale nella realizzazione di iniziative di sviluppo sostenibile, sia di informazione sia di intervento. Innanzitutto, svolge un ruolo essen-ziale per la comprensione dei legami tra sfruttamento di risorse naturali, ambiente e salute.Poi, il suo contributo è decisivo per sanare l’attuale situazione e per superare gli at-tuali modelli di produzione e di consumo di risorse materiali ed energetiche. Tanti di questi modelli sono, purtroppo, insostenibili, in quanto comportano un uso eccessivo di risorse naturali, con conseguenze gravi: un loro eccessivo sfruttamento continua a produrre ingenti danni alle persone e agli ecosistemi.Alcune risorse naturali, prima abbondanti, cominciano a diventare scarse: devono es-sere pertanto protette, preservate e opportunamente razionalizzate, perché ne traggano benefici anche le generazioni future. È una situazione che richiede soluzioni urgenti, orientate verso un uso minore e più efficiente delle risorse non rinnovabili e verso la promozione di quelle rinnovabili.

Gli studenti sono molto sensibili a questi temi e ne risultano coinvolti. Infatti, colgono che sono decisivi per il futuro del mondo e, quindi, per il loro futuro, sia come singoli individui sia come membri della comunità mondiale.Inoltre, colgono che il futuro del nostro pianeta dipende anche da loro, che devono di-ventare cittadini consapevoli delle conseguenze delle loro azioni.Per tutti questi motivi, nell’elaborazione del testo, abbiamo dato ampio spazio a tem-atiche di sostenibilità. Un’opportuna programmazione curricolare permetterà, a ogni insegnante, di inserire, in modo ricorrente, questi temi nel corso di Chimica, conferen-dogli così un senso formativo alto. Infatti, gli studenti potranno cogliere come la conoscenza chimica sia veramente indispensabile per la realizzazione di un mondo sostenibile.

La rimozione di concezioni difformiMolte delle ricerche sulle difficoltà di apprendimento dei concetti scientifici hanno ampiamente messo in evidenza che le concezioni personali di chi apprende giocano un ruolo importante nel processo di acquisizione di nuove conoscenze. Infatti, lo studente cerca di appropriarsi di nuovi concetti appoggiandosi alle strutture concettuali di cui già dispone, ristrutturandole, al fine di integrare i nuovi concetti. In altri termini, l’apprendimento può essere considerato un processo dinamico di trasformazione-integrazione della struttura cognitiva: è il risultato dell’interazione tra ciò che viene insegnato all’allievo e le idee che questi già possiede; è una continua trasformazione dei suoi schemi concettuali.

1. La vecchia teoria della «tabula rasa»

L’insegnamento scientifico tradizionale considerava l’allievo un ricettore passivo, prati-camente una tabula rasa. Invece, chi impara dispone già di proprie strutture mentali, a cui bisogna riferirsi per realizzare un efficace e corretto processo di insegnamento/ap-prendimento. Queste strutture mentali preesistenti presentano spesso delle concezioni difformi. Le concezioni difformi non si accordano con concezioni corrispondenti che siano ac-creditate scientificamente. Sono considerate accreditate le conoscenze ritenute, at-tualmente, valide dalla comunità scientifica internazionale. Nel testo, si «dà la caccia» alle concezioni difformi in tanti quesiti. Lo scopo di questi quesiti è di verificare se esistono idee errate nella mente degli studenti sugli argo-menti studiati nell’Unità o nella Sezione.

2. Le conoscenze spontaneeLe concezioni difformi si suddividono in misconcetti e in conoscenze spontanee, en-trambi spesso impiegati erroneamente come sinonimi delle concezioni difformi. È vero che sia le conoscenze spontanee sia i misconcetti divergono dalle concezioni accreditate scientificamente; però, la loro specificazione permette di distinguere se le concezioni difformi individuate sono relative ad argomenti già studiati dall’alunno.Un misconcetto è una concezione divergente da quella accreditata, relativa a nozioni

studiate.Una conoscenza spontanea è una concezione divergente da quella accreditata, rela-

tiva a nozioni ancora non studiate.

All’inizio della Scuola secondaria di secondo grado sono già tanti sia i misconcetti sia le conoscenze spontanee presenti tra gli studenti. Per esempio, la maggior parte degli studenti è convinta che i gas non abbiano massa, che il peso e la massa siano due sinonimi, che temperatura e calore siano interscambi-abili, che l’atomo sia visibile con microscopi molto sensibili.Queste concezioni difformi possono essere misconcetti o concezioni spontanee, a sec-onda che siano stati già studiati, o no, negli anni precedenti. Una volta individuati, i misconcetti e le concezioni spontanee vanno «sgretolati» con interventi didattici mirati; altrimenti, permangono negli studenti. Pertanto, il processo di apprendimento è caratterizzato da continui incontri-scontri tra concezioni difformi e conoscenze accreditate: le concezioni difformi oppongono una tenace «resistenza» alla «aggressione» delle conoscenze accreditate. Analizziamo la «resistenza opposta» dalle conoscenze spontanee. La conoscenza spontanea del ragazzo è il tentativo che egli fa di dare senso al mondo:

è il risultato della sua interazione con l’ambiente, è la traduzione della sua espe-rienza.

La conoscenza accreditata è formale e meno direttamente esperienziale: è la conoscenza trasmessa soprattutto dal sistema di istruzione.

Ogni conoscenza spontanea rappresenta un modello che il ragazzo si è fatto della re-altà: di ciò bisogna tener conto nell’insegnamento delle discipline scientifiche. Infatti, l’apprendimento della conoscenza formale, scientificamente accreditata, è fortemente influenzato e condizionato da questo sistema privato di credenze, sperimentato di per-sona dallo studente e, per questo motivo, estremamente convincente per lui. Anche la conoscenza chimica nasce dall’esperienza e ha il merito di rappresentare un sistema di conoscenze coerente e completo. Si tratta però di un’esperienza conosci-tiva stratificata e strutturata; infatti, è stata trasmessa da una generazione di scien-ziati a un’altra, non è direttamente esperienziale come la conoscenza spontanea.

3. Un problematico conflittoEcco dunque che le conoscenze spontanee e le conoscenze chimiche rappresentano due strutture conoscitive, che non tendono solitamente a convergere: spesso, può sta-bilirsi un insidioso parallelismo tra esse. Insomma, è del tutto comprensibile la resistenza attiva o passiva dello studente ad ab-bandonare, o meglio a integrare e a ristrutturare, il proprio sistema di conoscenze spontanee per adottare un sistema garantito dall’esperienza e dall’autorità di altri, ma spesso controintuitivo dal suo punto di vista. Perciò, l’incontro tra conoscenza spon-tanea e conoscenza scientifica non può che essere conflittuale.Oltretutto, il passaggio dall’una all’altra implica una ulteriore capacità di differenzi-azione mentale tra sé e il mondo, e una capacità di imparare a rinunciare progressiva-mente al rapporto ingenuo con la realtà. Infatti, lo studente è costretto a prendere co-scienza che quella che aveva considerato la realtà era solo il proprio modello person-ale di realtà, troppo debole e semplicistico, troppo solitario, per avere a che fare con la complessità del mondo esterno.

4. I misconcettiIl sapere chimico è una costruzione faticosa, che implica l’analisi dei fatti sperimentali e la confutazione delle concezioni spontanee. Nella maggior parte degli studenti, i modelli delle scienze non sostituiscono facilmente le rappresentazioni mentali basate sull’osservazione diretta. In alcuni casi, vengono giudicati inutilizzabili e, quindi, accantonati; in altri, si affiancano e interagiscono con il sistema precedente di conoscenze. Una cattiva integrazione tra i concetti e i modelli esplicativi di tipo intuitivo, presenti nelle conoscenze spontanee, e i concetti, i modelli e le teorie che costituiscono la conoscenza scientifica, determinano la formazione di misconcetti. Si possono formare numerosi misconcetti nelle varie fasi dell’insegnamento-apprendi-mento della Chimica: il passaggio dal sapere quotidiano, «empirico», a quello scien-tifico è tutt’altro che lineare.Purtroppo, nel programmare attività didattiche, spesso si sa qual è la coerenza che si richiede a chi apprende, ma poco si sa della coerenza che deve essere superata: si deve fronteggiare una struttura cognitiva che, dopo aver fatto i suoi conti con il mondo dell’es-perienza, deve ristrutturarsi per poterli fare con il mondo organizzato della tradizione cul-turale. Per esempio, rimane spesso nelle menti degli studenti un modello continuo della ma-teria, nonostante le informazioni che vengono loro fornite sulle particelle, gli atomi, le molecole, già dalla Scuola Secondaria di primo grado, se non (in modo didatticamente avventuroso) dalla Scuola Primaria. Il «modello discontinuo» risulta più debole dell’antagonista «modello continuo».

5. Strategie di interventoQuesti limiti possono essere superati soltanto passando a un più alto livello di as-trazione, che va raggiunto grazie a pazienti e graduali interventi didattici mirati, ricor-renti nel nostro testo, che evidenzino continuamente le differenze tra:

il mondo macroscopico, cioè dell’osservabile, e il mondo microscopico, cioè dell’invisi-bile;

i fenomeni e le loro interpretazioni.

Se non si impiegano queste strategie, lo studente difficilmente eliminerà, per esempio, i suoi misconcetti sugli atomi; infatti, una volta che la mente considera il modello atomico come un oggetto della realtà macroscopica (oggetto a palline), invece che come un «oggetto» del mondo microscopico, si apre un largo varco per tutte quelle strategie che tendono a ripristinare l’ipotesi continuista. La stabilizzazione e la cristallizzazione di strutture coerenti, ma scientificamente scor-rette, sono spesso i principali responsabili della deformazione del processo di ap-prendimento. Da ciò si comprende perché i misconcetti debbano essere espulsi du-rante il processo di apprendimento.

6. Suggerimenti per l’eliminazione delle concezioni dif-formiI suggerimenti che elenchiamo possono essere utili per eliminare concezioni difformi, siano esse misconcetti o conoscenze spontanee, sulla natura della materia. È opportuno graduare l’introduzione dei diversi aspetti dei modelli e delle teorie.È necessario che i modelli e le teorie vengano impiegati dagli studenti in un campo ab-

bastanza vasto di situazioni, cercando di trovare connessioni tra aspetti dei modelli e aspetti dei fenomeni osservati e analizzati.

Bisogna evitare che vi sia un’accettazione superficiale di un modello da parte degli studenti, dovuta all’idea che esso sia solo esercizio scolastico, piuttosto che qual-cosa da impiegare per dare un senso all’esperienza quotidiana.

Bisogna valorizzare e, nello stesso tempo, controllare il potere di immaginazione dell’allievo. Infatti, da un lato, questo potere gli permette di effettuare costruzioni mentali che lo mettono in grado di spiegare gli eventi; dall’altro lato, lo ostacola nell’apprendimento di nuovi concetti. Teniamo presente che un allievo abbandona le sue vecchie idee solo se quelle nuove lo convincono. La maggioranza degli studenti che sembra aver abbandonato l’idea del continuo, per una visione particellare, quando usa le particelle non tende a pensarle come immutabili in se stesse: spesso, assume che le particelle abbiano le stesse proprietà macroscopiche delle sostanze di cui fanno parte (atomi che fondono, bollono...). In altri termini, assimila le idee parti-cellari entro la visione delle proprietà della materia che precedentemente possedeva.

È necessario verificare se gli studenti sappiano usare le idee teoriche o i modelli che vengono loro presentati, e se li vedano utili e appropriati per interpretare eventi re-ali, piuttosto che verificare solo che li abbiano capiti o, peggio, imparati esclusiva-mente a memoria.

7. Un insegnante attento alle concezioni difformi Purtroppo, il modello che ancora domina nel campo dell’insegnamento è quello della trasmissione/ricezione del sapere: lo studente viene considerato un ricettore passivo, una sorta di contenitore vuoto, che si può riempire di conoscenze; oppure viene con-siderato come la plastilina, che si può modellare a piacere.

L’evidente insuccesso della formazione scientifica tradizionale ha spinto non pochi ed-ucatori a mettere in discussione questo modello e a puntare l’attenzione sul ruolo gio-cato da colui che impara nel complesso processo di insegnamento/apprendimento. L’istruzione va vista come l’incontro tra un sapere strutturato (libro di testo, inseg-nante...) e il sapere iniziale del discente. È quindi importante riuscire a capire come le conoscenze siano organizzate nella mente del discente, sia per elaborare un’efficace strategia di insegnamento sia per valutarne i risultati. Per elaborare un’efficace strategia di insegnamento, bisogna individuare sia i punti di aggancio del nuovo sapere sia le concezioni difformi da superare. Per valutare i risultati dei vari interventi, vanno verificati anche i cambiamenti che sono avvenuti nell’organizzazione del sapere dello studente, e non solo cogliere le conoscenze mnemoniche o meccaniche acquisite, spesso destinate a svanire rapida-mente. Si deve tendere al conseguimento di una memoria a lungo termine, riguardo agli argo-menti e ai concetti affrontati. Però, perché l’integrazione sia reale e permanente, occorre che lo studente comprenda le informazioni ricevute, ancori i nuovi elementi alle conoscenze precedenti, proceda alla riorganizzazione del suo reticolo semantico-con-cettuale. Invece, l’insegnamento scientifico tradizionale consiste nella trasmissione di conoscenze dall’insegnante, depositario del sapere e soggetto attivo, all’allievo, ricet-tore passivo, considerato una tabula rasa. Tale tipo di insegnamento non considera che le conoscenze scientifiche fondamentali vanno ricostruite da parte di chi impara.

8. La ricostruzione delle conoscenzeIl processo di ricostruzione delle conoscenze è uno degli aspetti fondamentali dell’in-segnamento scientifico contemporaneo. Se un insegnante è in grado di conoscere ciò che l’allievo pensa a proposito di un certo soggetto di insegnamento, può organizzare le attività didattiche in modo da aiutare l’allievo a trasformare le proprie concezioni difformi in conoscenze sempre più vicine a quelle della scienza. Per aiutare tale ricostruzione delle conoscenze, l’insegnante deve considerare le capacità logiche degli studenti; purtroppo, però, numerosi progetti didattici partono dall’ipotesi im-plicita che gli studenti abbiano capacità logiche simili a quelle di un adulto esperto in una determinata disciplina. Spesso gli insegnanti, nello stendere programmazioni didattiche, fanno riferimento all’immagine che essi hanno della disciplina, così come si è venuta strutturando nelle loro menti, attraverso un lungo percorso costituito dalle loro esperienze scolastiche, universitarie e di insegnamento. Si aspettano, di conseguenza, che gli studenti siano in grado, in poco tempo, di comprendere, assimilare, rielaborare definizioni e teorie, di scegliere tra diverse soluzioni di un problema, di individuare, isolare, controllare vari-abili. Invece, occorre tracciare delle linee strategiche che permettano, lentamente e con pazienza, la sostituzione delle concezioni difformi con le leggi, le teorie, i principi della Chimica.Per l’insegnante, una strategia possibile è quella di ripercorrere le sequenze logiche temporali, attraverso cui ha costruito il suo sapere chimico. La consapevolezza dei propri livelli di partenza e dei punti nodali che gli hanno perme-sso di accrescere e di ristrutturare le sue conoscenze, potrà essergli molto utile per capire gli studenti e aiutarli nell’approccio alla Chimica. Ciò richiede che l’insegnante, già in possesso di una conoscenza strutturata, faccia un tentativo di destrutturarla, per guardare i fenomeni con l’occhio «ingenuo» di chi si accosta per la prima volta a un

sapere che è il risultato di secoli di lavoro di scienziati. Non basta che l’insegnante conosca bene i contenuti della disciplina; occorre anche che si metta dalla parte dello studente (che non la conosce) e tenga conto degli ostacoli che potrà incontrare lungo il percorso e dei misconcetti che potrebbero crearsi. Certi rallentamenti e disturbi del processo di apprendimento spesso appaiono inspie-gabili; invece, costituiscono la diretta conseguenza dell’esistenza di questi miscon-cetti. In conclusione, la conoscenza delle concezioni difformi degli studenti è un requi-sito non trascurabile di una programmazione didattica di Chimica.

9. Fenomeni e termini scientificiOccorre prevedere strategie di intervento, per eliminare via via le concezioni difformi. Alcune le abbiamo già proposte, ne suggeriamo altre due:ricorrere a semplici attività sperimentali anche da eseguire a casa, del tipo Chimica in

azione. Durante tali attività, lo studente, sollecitato a trovare delle spiegazioni, cerca di dare un’interpretazione ai fenomeni che ha osservato, anche se non possiede nozioni sufficienti per la loro corretta interpretazione. Quindi, l’azione sci-entifica stimola il ragazzo a esprimere le proprie idee, alcune delle quali a volte sono concezioni difformi, che così emergono;

prestare grande attenzione ai significati che gli studenti associano ai termini scientifici che sono chiamati a usare. Questi significati spesso sono tratti dal sapere quotidi-ano; pertanto, un’analisi attenta del linguaggio degli studenti, o meglio dei significati che essi attribuiscono ai vari termini, può fornire utili indicazioni. Per esempio, la Chimica usa espressioni e termini del linguaggio comune, come calore, equilibrio, neutralizzazione, ridefinendone i significati. Gli studenti, invece, alla luce dei propri preconcetti tendono ad attribuire a quei termini i significati del linguaggio comune.

Si determinano così delle distorsioni concettuali; per esempio, tanti studenti identifi-cano il calore con la temperatura. In tutti i casi che si prestano a equivoci del genere, l’insegnante deve chiarire bene i significati scientifici dei termini adoperati.

In definitiva, è importante che un insegnante stia attento alle possibili concezioni dif-formi che possiedono gli studenti o che si possono formare durante l’attività di inseg-namento/apprendimento, per eliminarli prontamente.

Il ruolo decisivo dell’insegnante, sin dalla programmazioneLa realizzazione di una programmazione curricolare è un’operazione complessa. L’insegnante, infatti, non deve considerare solo i contenuti, i metodi, i linguaggi e le strutture fondamentali della Chimica, ma deve anche tener conto:delle finalità contenute nelle indicazioni ministeriali di riferimento;del POF della programmazione educativa del Consiglio di classe;della situazione di partenza della classe;delle dotazioni dell’istituto in cui opera;delle capacità di apprendimento degli studenti legate al loro sviluppo evolutivo;degli interessi manifestati dagli studenti;del tempo disponibile, nell’anno scolastico, per tutte le attività della disciplina, che è

molto limitato.

Il testo facilita la definizione di alcuni dei suddetti punti; infatti, contempla una serie di interventi e di rubriche, che si prefiggono di:fare emergere gli interessi e le motivazioni degli studenti;accertare, durante e dopo l’apprendimento, il conseguimento degli obiettivi (Stop &

go e Verifiche in ogni Unità);

gestire un insegnamento/apprendimento, caratterizzato dalla programmazione didat-tica e da un notevole intreccio tra l’acquisizione di conoscenze e la costruzione di una mentalità metodologico-sperimentale.

1. Una pluralità di strumentiTra gli strumenti che permettono di realizzare la programmazione didattica, il libro di testo occupa una posizione centrale, ma non esclusiva; infatti, l’insegnante può prevedere l’impiego di una serie di strumenti (testi, archivi, materiali e apparecchia-ture del laboratorio scientifico, l’online, DVD, computer, CD-Rom). Tenendo conto della pluralità di strumenti richiesti dalla programmazione, il nostro li-bro di testo è stato concepito soprattutto come un manuale che consenta allo stu-dente di organizzare con efficacia lo studio della disciplina. Grazie alla flessibilità mod-ulare e alla vasta tipologia di sezioni e rubriche, esso fornisce agli studenti gli stru-menti necessari, a casa, per apprendere efficacemente gli argomenti, per risolvere correttamente i problemi, per autoverificarsi. Tuttavia, un libro di testo diviene vera-mente efficace, se tra esso e lo studente opera come interfaccia l’insegnante, con la sua indispensabile funzione di mediazione didattica. Tale funzione diviene ancora più preziosa se viene estesa a tutte le attività progettate. Un insegnante-interfaccia svolge un ruolo parzialmente diverso rispetto a quello tradizionale: infatti, dà meno spazio alle lezioni frontali, per fare posto ad attività di-dattiche in cui l’allievo sia più sollecitato a un lavoro di apprendimento in classe e nei laboratori. La scuola diviene, così, il principale luogo dell’apprendimento, in cui il docente pro-getta, guida e accerta, comunicando agli studenti le conoscenze, le abilità, le compe-tenze che devono acquisire, gestendo le attività, verificando il conseguimento o meno del successo nelle attività svolte. Insomma, l’insegnante non svolge più un ruolo prettamente esecutivo, ma un ruolo propositivo e creativo: non è più «l’insegnante che rispetta il programma», ma «l’in-segnante che programma». È un regista che progetta, organizza, dirige, valuta.

2. L’individuazione della struttura logica del testoLa struttura logica di un testo è costituita dall’insieme delle informazioni, principali e secondarie, in esso contenute. Per padroneggiare la struttura di questo testo, lo studente deve:individuarne le idee/informazioni principali,cogliere le relazioni tra le idee/informazioni principali;individuarne le idee/informazioni secondarie;effettuare collegamenti e confronti con altri argomenti, studiati in precedenza.

È difficile che da soli gli studenti riescano a individuarla compiutamente. Allora, entra in campo l’insegnante-interfaccia che esplica un’attività didattica in cui aiuta gli stu-

denti a migliorare la qualità del loro apprendimento, in quanto sviluppa competenze di un certo valore, importanti non solo scolasticamente. L’insegnante deve soprattutto guidarli nella distinzione delle idee/informazioni princi-pali e secondarie.Ma in un corso di Chimica quali idee/informazioni si possono definire principali e quali secondarie?Le idee/informazioni principali costituiscono l’asse portante di un corso di Chimica, cioè la sua struttura essenziale, che fornisce le conoscenze, le abilità e le competenze fondamentali. In genere, ogni capoverso del testo contiene un’idea-informazione prin-cipale, insieme alle parole chiave che la esprimono.Le idee/informazioni principali contenute nel testo sono:fatti, sia osservativi sia sperimentali (livello macroscopico);interpretazioni di fatti/osservazioni (spesso, livello microscopico);ipotesi;verifiche sperimentali di ipotesi;leggi; teorie;formule;definizioni;classificazioni;gerarchie concettuali;confronti tra due situazioni, entità, proprietà;sequenze di fatti o di operazioni.

Il testo è completato da idee/informazioni secondarie, che non svolgono un ruolo «sec-ondario»; anzi, spesso sono indispensabili per un reale apprendimento di un determi-nato argomento. Le idee/informazioni secondarie contenute nel testo sono:richiami/anticipazioni, utilizzati per orientare lo studente;chiarificazioni: consistono nel ripetere definizioni in termini più accessibili, o nel precis-

are i termini usati; consistono anche nel delineare i limiti di un’osservazione o di un’affermazione;

approfondimenti/arricchimenti, spesso inseriti nelle schede; consistono in esami più at-tenti di uno o più particolari, o nella loro espansione;

esemplificazioni: consistono nell’inserimento di esempi, numerici e no, al fine di ren-dere più espliciti e reali i concetti, le formule, le definizioni esposti;

digressioni: consistono in riflessioni di una certa ampiezza, anch’esse spesso inserite nelle schede, che contengono in genere agganci degli argomenti trattati con espe-rienze e realizzazioni sostenibili.

Insomma, la tipologia delle idee/informazioni, principali e secondarie, della struttura logica del testo è piuttosto varia e articolata; quindi, è difficile che da soli gli studenti riescano a individuarla, anche se è favorita da una ricca tipologia di soluzioni grafiche.Pertanto, una didattica finalizzata all’individuazione delle strutture logiche presenti in Unità e Sezioni del nostro testo è imprescindibile, non solo perché permette una più efficace comprensione del testo, ma anche perché migliora le capacità di analisi tes-tuale degli studenti, che è una competenza di notevole respiro formativo.

3. La componente emozionale

Nella stesura di questo libro, siamo stati sensibili anche alla componente emozionale degli studenti, che non va assolutamente trascurata, perché influisce molto sul loro rendimento. Con il termine componente emozionale intendiamo l’insieme delle sensazioni e dei sentimenti che lo studente si trova a vivere a scuola. Essa è il frutto della storia per-sonale, scolastica e no, di ciascuno e del contesto in cui vive. Spesso condiziona l’at-tenzione e il rendimento scolastico. Per un orientamento positivo di questa componente, l’insegnante può attivare delle strategie che anche il libro applica e favorisce. Accenniamo, per il momento, a quelle principali:prima strategia: far lavorare i ragazzi in piccoli gruppi. In questo modo si sentono a

proprio agio, poiché possono esprimersi con maggiore facilità e disinvoltura, sia in aula sia nei laboratori.

seconda strategia: partire dalla quotidianità, affrontando questioni che interessano i ragazzi e collegando i contenuti disciplinari alla soluzione di problemi reali. Il libro punta molto su questo aspetto. Di tutti gli argomenti presentati sono evidenziati i legami con la realtà quotidiana, in modo particolare nelle schede Chimica e sostenibilità, incentrate su questioni concernenti le risorse, l’ambiente, la si-curezza, la tecnologia.

terza strategia: cercare, per quanto possibile, di mantenere in aula e in laboratorio un ambiente sereno e di reciproca collaborazione fra studenti e insegnante. Questo si può attuare, per esempio:– dando agli studenti la possibilità di esprimersi con tranquillità e libertà;– comunicando gli obiettivi che si intendono raggiungere alla fine di una Unità o di una Sezione, concordando con loro tempi di lavoro e di discussione;– riflettendo insieme agli studenti sulla significatività di ciò che si intende proporre; si rendono significativi degli argomenti, illustrando perché ha senso studiarli, qual è il loro ruolo all’interno della disciplina, quale valore assumono per capire meglio se stessi e il mondo circostante.

Il fine ultimo della terza strategia è di creare curiosità nello studente nei confronti della disciplina che si insegna. Anche su questo aspetto il testo punta molto, con uno stile comunicativo attento a creare interesse e attenzione.

L’impianto del libro di testo: un aiuto per la programmazioneNel testo, gli argomenti del corso sono svolti graduando la loro complessità, senza trascurare di suggerire i metodi di studio adeguati per comprenderli e saperli appli-care.

Sezione 1 – Grandezze, miscugli e sostanze pure La prima Sezione si occupa inizialmente dell’individuazione di un sistema di riferi-mento riconosciuto internazionalmente per la scelta, caso per caso, delle unità di misura più appropriate.

Su questo tracciato, la Sezione affronta grandezze che non si possono definire propria-mente chimiche, ma la cui conoscenza è imprescindibile se si vuole affrontare in modo rigoroso l’apprendimento basilare di questa scienza.

Unità 1 – Concetti e grandezze essenziali affronta il problema della misura, in-iziando dalla definizione delle grandezze e delle unità di misura del Sistema inter-nazionale.Le prime parti sono dedicate alla notazione esponenziale, alle cifre significative e all’arrotondamento dei numeri: sono operazioni matematiche da non trascurare; infatti permettono, nella risoluzione di problemi chimici, di evitare errori banali per pervenire a risultati rigorosi, dotati di un apprezzabile livello di attendibilità e precisione.Poi si passa alla specificità chimica. Infatti, la lunghezza e il volume hanno aperto la Sezione, per permettere allo studente di imparare ad addentrarsi con rigore nel mondo delle misurazioni; ora, si esaminano due grandezze, la massa e la densità, che saranno riferimenti ricorrenti in questo corso che riserva, giustamente, spazi rilevanti agli aspetti quantitativi della Chimica.

Unità 2 – Dai miscugli agli elementi affronta un percorso prettamente macroscop-ico, per fare acquisire agli studenti competenze adeguate di orientamento tra i vari liv-elli di complessità della materia.L’Unità pone l’attenzione soprattutto su aspetti qualitativi, come i metodi di sepa-razione dei miscugli; ma presenta anche stimolanti aspetti quantitativi, come la trat-tazione della solubilità delle soluzioni.La parte finale, riguardante le sostanze pure e la loro classificazione, cura un aspetto epistemologicamente importante concernente le definizioni di sostanze pure, composti ed elementi, in base a criteri sperimentali. Gli studenti coglieranno la loro oggettività, nell’ambito dell’osservabile e del misurabile.

Sezione 2 – Interpretazioni di fenomeni e nomen-claturaLa Sezione si occupa dei concetti di atomo e molecola, la cui conoscenza è indispens-abile per classificare e denominare semplici composti, inorganici e organici.

Unità 3 – Reazioni, leggi e teoria atomica parte dalla distinzione tra fenomeni chimici e fisici, per «involarsi» verso le reazioni chimiche e le principali leggi della Chimica.Poi l’Unità affronta, in termini perfettamente comprensibili per gli studenti, due con-cetti epistemologici importantissimi: modello e teoria scientifici. E sottolinea – aspetto fortemente formativo – quanto la plausibilità di interpretazione di fenomeni e leggi conferisca loro validità scientifica. Ciò si verificò, nel suo periodo e in quello immedi-atamente successivo, sia per la teoria atomica di Dalton sia per il relativo modello.

Unità 4 – Classificazioni e nomi di composti presenta una «carrellata» delle più semplici classi di composti inorganici e organici, fornendo i criteri per attribuire i nomi a composti di ognuna di tali classi.Nell’affrontare questa Unità bisogna aver presente che lo studio della nomenclatura chimica non rappresenta uno dei fini di un curricolo di Chimica per il primo biennio della Scuola secondaria di secondo grado. Bensì rappresenta un mezzo linguistico che permette agli studenti di sapersi meglio addentrare e orientare nella parte essenziale del mondo della Chimica. Per questo motivo, l’Unità presenta anche semplici classifi-cazioni e denominazioni di composti organici: sono le sostanze pure prevalenti nella biosfera e nelle attività produttive; di conseguenza, devono essere chiamate in causa sin dai primi concetti fondanti di un corso di Chimica.

Sezione 3 – La mole, unità fondamentale della Chim-icaLa prima parte della Sezione tratta aspetti stechiometrici essenziali per la lettura cor-retta di equazioni chimiche, in modo da trarre preziose informazioni quantitative. Seguendo questa scia didattica, viene presentata un’unità di misura fondamentale per informazioni quantitative chimiche: la mole. Questa unità assume un ruolo da protagonista anche tra le concentrazioni, soprattutto nei settori dell’analisi e della ricerca scientifiche, e della produzione industriale. Es-sendo l’unità fondamentale della Chimica, è indispensabile inoltre per lo studio dei gas ideali impiegati in trasformazioni chimiche e fisiche.

Unità 5 – Moli ed equazioni chimiche si prefigge inizialmente di far imparare agli studenti come si bilancia e si legge un’equazione chimica, in modo che colgano quante informazioni possa fornire sulle molecole, ma anche sugli atomi, che partecipano a una reazione.Queste informazioni diventano ancora più preziose se le equazioni chimiche vengono lette in termini di moli, poiché si passa da quantità non pesabili (quelle di atomi e molecole) a quantità pesabili (quelle delle moli). È fondamentale che gli studenti com-prendano questo salto di qualità, che ha fatto compiere passi da gigante alla ricerca, all’analisi e alle produzioni chimiche e, in generale, scientifico-tecnologiche.

Unità 6 – Moli e concentrazioni parte dalla mole. Questa unità, che fu frutto di raffi-nate elaborazioni, apre con la molarità, che si sviluppa con altre note unità di concen-trazione, comprese quelle a cui si ricorre per il monitoraggio degli inquinamenti.In questa Unità gli studenti devono acquisire competenze stechiometriche; pertanto, un certo numero di schede Problem solving fa loro comprendere quali siano i criteri più funzionali per risolvere problemi riguardanti le concentrazioni.

Unità 7 – Moli, gas e teoria cinetica non si limita a un elenco di leggi, principi, equazioni riguardanti i gas, in particolare quelli ideali, ma pone come tema dominante il ruolo che i gas assumono nelle trasformazioni, in particolare quelle chimiche. E gli studenti, dopo aver imparato a leggere le equazioni chimiche in termini di molecole e di moli, impareranno che è possibile leggerle anche in termini di volumi, se sono pre-senti gas. Questa Unità affinerà le competenze stechiometriche degli studenti; infatti li porrà da-vanti a una serie di situazioni, consuete e inconsuete, per le cui risoluzioni dovranno far tesoro di conoscenze e competenze acquisite nell’Unità, ma anche nelle prece-denti. Le dovranno usare con intelligenza, insieme a metodi di problem solving prece-dentemente acquisiti. Alla fine dell’Unità vengono descritte interpretazioni, a livello particellare, di leggi dei gas ideali mediante la teoria cinetica. È un’altra interessante occasione per gli studenti di rif-lessione epistemologica sulle relazioni tra fenomeni e loro interpretazioni.

Sezione 4 – Energia e velocità delle reazioni La Sezione tratta due aspetti fondamentali delle reazioni:gli scambi energetici che le coinvolgono;i fattori che determinano la loro velocità.

All’interno della trattazione di questi aspetti, si studiano argomenti di notevole inter-esse sociale, quali le combustioni, i combustibili, le energie rinnovabili e non rinnov-

abili, gli inquinanti atmosferici e loro «antidoti» tecnologici esemplificati dai converti-tori catalitici.

Unità 8 – Scambi energetici, combustibili ed energie rinnovabili presenta il seguente percorso: scambi di energia nelle reazioni chimiche R importanza delle reazioni esotermiche R combustione R combustibili fossili R inquinanti e inquinamenti atmosferici R effetto serra R rimedi contro inquinanti ed effetto serra R energie rinnov-abili R biocarburanti.Il percorso evidenzia il ruolo centrale che questa Unità assume in tutto il corso di Chimica. Infatti, la trattazione di aspetti energetici delle reazioni chimiche conduce gli studenti a riflettere sulle loro ripercussioni, positive e negative, nella nostra società, nella realtà quotidiana e ambientale, nella situazione climatica mondiale.Potrebbe apparire a prima vista un’Unità anomala. Ma non è così, perché parte sem-pre da conoscenze rigorose scientifiche, essenziali per la formazione di base di uno studente della Scuola secondaria di secondo grado e, successivamente, fa cogliere le loro relazioni con il nostro pianeta e con l’umanità. Insomma, nell’Unità si coglie l’oc-casione, su dati scientifici ineccepibili, di rendere gli studenti consapevoli della gravità di alcuni problemi ambientali, che portano da tempo danni alla salute umana e ambi-entale: si realizza così un’educazione alla cittadinanza attiva, grazie a conoscenze e competenze scientifiche.Infine, l’Unità evidenzia come la Chimica possieda notevoli strumenti di conoscenze e competenze per contribuire a sanare le gravi situazioni terrestri.

Unità 9 – Reazioni istantanee, veloci e lente tratta, dopo le indicazioni di come si determinino le velocità di trasformazioni chimiche, i principali fattori cinetici calandoli nel mondo sperimentale e nella realtà quotidiana. Nella parte finale, evidenzia quanto sia diffuso il ricorso a interventi contemporanei di più fattori cinetici su reazioni chimiche, allo scopo di ottenere variazioni rilevanti delle loro velocità. E a più fattori cinetici ricorrono le marmitte catalitiche e i FAP, per trasfor-mare sostanze nocive in sostanze innocue.Grazie a queste presentazioni, gli studenti potranno cogliere che dispositivi del genere sono dei laboratori chimici altamente efficienti: anche questi sono esempi significativi di utilizzo sostenibile della Chimica.

Sezione 5 – Proprietà degli elementi e strutture atomiche Nella Sezione si ritorna agli atomi, di cui si è cominciato a parlare nella Sezione 2.Questa volta si va al loro interno per:scoprire quali sono le principali particelle subatomiche;analizzare i modelli atomici, fino a quello riconosciuto valido oggi.

Si finisce con gli elettroni di valenza, che risulteranno i più importanti, nelle Sezioni successive, per capire proprietà di molecole e di reazioni.

Unità 10 – Tavole degli elementi, particelle e grandezze atomiche parte dal Sistema periodico degli elementi, per sfociare nella trattazione delle principali parti-celle subatomiche. In seguito si riprendono i modelli atomici, mostrando i limiti di quello di Dalton e la va-lidità di quello di Rutherford, perché forte di alcune prove sperimentali che lo hanno reso più convincente.

Il modello di Rutherford permise di stabilire grandezze per individuare e caratterizzare atomi, ma mostrò anch’esso dei limiti, come è evidenziato nella parte finale dell’Unità: tali limiti determineranno la sua sostituzione.Dal punto di vista epistemologico, l’Unità riprende il discorso, iniziato nell’Unità 3, su modelli e teorie scientifiche. E evidenzia ancora di più, grazie a una varietà maggiore di pezze sperimentali di appoggio, quanto la plausibilità di interpretazione di esperi-menti conferisca maggiore o minore validità scientifica a modelli e teorie. Ciò si veri-ficò, nel passaggio da Dalton a Rutherford e poi…In definitiva, questa prima Unità della Sezione, grazie ai ricchi contenuti epistemo-logici, non presenta solo un carattere informativo, ma è contrassegnata anche da un forte carattere formativo.

Unità 11 – I moderni modelli atomici parte dal modello di Bohr, più plausibile rispetto a quello di Rutherford, per approdare, infine, a quello attuale, ancora più plausibile, che si basa sulla teoria meccanica quantistica ed è caratterizzato dagli orbitali atomici.La teoria meccanica quantistica è molto complessa, ma è presentata in modo sem-plice, privilegiando gli aspetti essenziali e più comprensibili; comunque, quanto es-posto viene trattato con molto rigore.Si passa, poi, alle collocazioni degli elettroni nei vari orbitali, evidenziando le coerenze, soprattutto per quanto riguarda le configurazioni esterne, con il sistema periodico degli elementi.L’Unità si conclude con gli ioni, di cui è importante evidenziare agli studenti quanto sia sufficiente la perdita, o l’acquisto, di un elettrone per cambiarne le loro proprietà rispetto agli atomi neutri: ciò è conseguenza di differenti configurazioni esterne.Questo fatto permette di sottolineare che esistono strette relazioni tra strutture micro-scopiche e proprietà macroscopiche delle sostanze pure: è uno degli aspetti concettuali fondamentali del corso di Chimica.In definitiva anche questa Unità, oltre a un indubbio carattere informativo, presenta un forte carattere formativo. Inoltre, parecchi suoi contenuti presentano un marcato carattere propedeutico, soprattutto per gli argomenti delle Unità della successiva Sezione.

Sezione 6 – Molecole inorganiche e organiche La Sezione tratta proprietà e caratteristiche di molecole inorganiche e organiche, re-lazionandole ai loro legami atomici e molecolari, e alle loro strutture anche inter-molecolari.Il passaggio da molecole piccole a molecole grandi, fino ai polimeri, è opportunamente graduato. La Sezione si chiude con il DNA, il polimero della vita.

Unità 12 – Legami chimici e composti inorganici inizia con la presentazione di due importanti grandezze, il potenziale di ionizzazione e l’affinità elettronica, la cui conoscenza è indispensabile per capire i legami chimici.Si passa poi ai legami atomici covalenti e ionici, di cui si evidenziano caratteristiche, proprietà e suddivisioni, supportandole con una serie di esemplificazioni concernenti i composti inorganici. Nel corso di tali trattazioni, viene presentata un’altra grandezza, l’elettronegatività. Il legame idrogeno, come esempio di legame molecolare, conclude questa Unità di grande importanza nell’ambito della strutturistica chimica.

Unità 13 – Composti organici presenta le classi relativamente semplici di composti organici, corrispondenti ai principali gruppi funzionali.

Sia le classificazioni sia le denominazioni di questi composti ruotano intorno:alla tetravalenza degli atomi di carbonio dei composti organici;ai legami semplici, doppi e tripli, che si instaurano tra gli atomi di carbonio dei com-

posti organici;a varie situazioni isomeriche.

Nel complesso gli studenti, grazie allo studio degli argomenti dell’Unità, acquisiscono un quadro d’insieme che costituisce, per loro, una base culturale di notevole impor-tanza, considerando anche la notevole presenza e rilevanza dei composti organici nella nostra società. A tale proposito, è particolarmente interessante Chimica e sostenibilità, sulla rigenerazione degli oli usati, in quanto evidenzia, ancora una volta, quanto conoscenze e metodologie chimiche siano utili per limitare lo spreco di risorse, grazie alla realizzazione di encomiabili recuperi sostenibili.

Unità 14 – Polimeri allarga il discorso di Chimica organica, inserendo questa classe di macromolecole organiche, la cui presenza e importanza è cresciuta enormemente nell’ultimo mezzo secolo, e continua a crescere. E ciò avviene non solo per i polimeri sintetici, sempre più «pervasivi» nella nostra società, ma anche per i polimeri naturali, di cui vengono trattati carboidrati, proteine e DNA. I polimeri naturali vengono spesso trascurati nei curricoli di Chimica. E ciò risulta negativo ai fini della formazione cultur -ale degli studenti; infatti, colgono solo gli aspetti produttivi e consumistici relativi ai polimeri sintetici, e non l’importanza che assumono i polimeri naturali negli organismi viventi. Le conoscenze dei polimeri naturali aiutano molto gli studenti nel capire veramente, e non solo mnemonicamente, il funzionamento di organi, apparati, sistemi degli organ-ismi viventi, in particolare di quello umano. Su queste basi, potranno sviluppare nel tempo una cultura della salute impostata su un’intelligente e responsabile preven-zione. Anche in questa Unità, la scheda Chimica e sostenibilità sui rifiuti polimerici rappre-senta un ennesimo, e virtuoso, esempio di interventi scientifico-tecnologici sostenibili.

Sezione 7 – Le reazioni di equilibrio La Sezione inizia trattando le proprietà e le caratteristiche fondamentali delle reazioni di equilibrio, evidenziando i concetti fondamentali che costituiscono il loro «substrato».Successivamente, affronta reazioni di equilibrio più importanti riguardanti gli acidi, le basi, le ossidoriduzioni e l’elettrochimica.

Unità 15 – L’equilibrio chimico affronta inizialmente il significato di stato di equilib-rio chimico, la cui comprensione è essenziale per imparare a operare sulle trasfor-mazioni più comuni in Chimica: le reazioni di equilibrio.Successivamente si affrontano le «ricadute sperimentali» che comporta l’esistenza di questo stato. Si parla, allora, di costanti di equilibrio e, soprattutto, della governabilità di questo tipo di reazioni chimiche, che le caratterizza rispetto a quelle irreversibili.Questa governabilità va molto ribadita agli studenti, in modo che colgano che possono essere qualcosa di più che semplici «spettatori» della maggior parte dei fenomeni chimici, ma anche di fenomeni scientifici in generale. Invece, possono essere «protag-onisti», come è descritto nell’Unità, di interventi indirizzati a soddisfare bisogni ed esi-genze produttivi, terapeutici, sociali.Questa ultima connotazione può, e deve, essere sfruttata per interventi che condu-cano a uno sviluppo sostenibile.

Unità 16 – Acidi e Basi parte dal riconoscimento macroscopico di acidi e basi per passare, immediatamente, ad aspetti interpretativi e teorici, che portano al pH e alle costanti di acidità e basicità.Questa prima parte è molto importante dal punto di vista didattico-epistemologico, perché ne rappresenta un modello di offerta formativa disciplinare. Infatti è sempre opportuno che, prima di esporre teorie, si sottopongano agli studenti fenomeni, espe-rienze, prove sperimentali. Questo, oltre che far crescere il loro interesse verso la dis-ciplina, rende più plausibili le interpretazioni e conferisce maggiore validità scientifica alle teorie. In questa Unità viene presentata una delle grandezze più note agli studenti, sia perché l’hanno studiata nella Scuola Secondaria di primo grado, sia perché è molto menzion-ata nei media, soprattutto dal punto di vista pubblicitario: il pH. Nella Scuola Secondaria di secondo grado, gli studenti devono migliorare la qualità for-male di questo apprendimento, in primo luogo inserendolo nel contesto degli equilibri esistenti in soluzioni acquose; in secondo luogo, ampliando il campo di conoscenza della presenza di questa grandezza e delle conseguenze e ripercussioni che i suoi val -ori possono determinare. Inoltre, bisogna evidenziare la sua importanza sociale e am-bientale; per esempio, descrivendo quanto interventi sui suoi valori possano migliorare lo stato di acque, suoli e aria, come è evidenziato più volte nell’Unità.Infine, l’Unità offre anche l’opportunità agli studenti di migliorare le loro competenze stechiometriche, grazie ai numerosi problemi proposti, di cui vengono spiegati i mec-canismi principali nelle schede Problem solving posizionate nei punti più opportuni di-datticamente.

Sezione 8 – Trasformazioni elettrochimiche e alimen-tari Unità 17 – Ossidoriduzioni, pile e celle elettrolitiche segue questo percorso logico-didattico: stati di ossidazione R reazioni redox R pile R potenziali di riduzione standard R celle elettrolitiche. È un percorso che, partendo da concetti e reazioni di notevole importanza, affronta due dispositivi elettrochimici, le pile e le celle elettrolitiche, che manifestano una notevole presenza nella nostra realtà: dai giocattoli ai mezzi di trasporto, dalla ricerca scientifica alla produzione di manufatti.La base concettuale di questi dispositivi e, in generale, delle reazioni redox è costituita dai potenziali di riduzione standard, in quanto questi permettono di prevedere il verso delle reazioni di pile, di celle elettrolitiche e, in generale, di reazioni redox. Ciò va particolarmente evidenziato agli studenti, per far loro cogliere quanto siano impor-tanti, nelle attività scientifico-tecnologiche, conoscenze e competenze precedentemente acquisite: solo così, diviene possibile fare razionalmente, e con alte possibilità di con-ferma, previsioni di reazioni e di funzionamenti di dispositivi scientifico-tecnologici.L’Unità si conclude con le celle a combustibile. Va sottolineato agli studenti che l’ener-gia da idrogeno, da esse prodotta, costituisce una grande speranza di salvezza per il nostro pianeta e, soprattutto, per l’umanità, essendo rinnovabile e pulita. In altri ter-mini, risolverebbe i problemi di approvvigionamento energetico, inquinamento ambi-entale e incremento dell’effetto serra.Questo è il messaggio sostenibile più forte che si possa trasmettere agli studenti, alla fine del corso di Chimica. Il quale, oltre che presentare i concetti, le metodologie, le applicazioni fondamentali di questa disciplina, si prefigge di educare alla cittadinanza attiva. Questo testo si è impegnato, dall’inizio alla fine, perché lo studente possa di-ventare un cittadino consapevole dei gravi problemi che oggi affliggono il nostro pi-aneta e ogni territorio, e affinché acquisisca, per la loro risoluzione, comportamenti virtuosi e responsabili.

Unità 18 – Alimenti, Chimica, e Sostenibilità segue questo percorso logico-didat-tico: classificazione degli alimenti R principi nutritivi R conservanti e additivi alimentari R elementi di sostenibilità nella produzione, nei consumi, negli imballaggi e negli scarti alimentari.È un percorso non solo informativo, ma fortemente formativo perché parte dai con-sumi individuali per giungere a grandi problemi dell’umanità e del nostro pianeta. Il percorso è stato inserito alla fine del testo in quanto richiede conoscenze, abilità e competenze che vanno acquisite dagli studenti nelle precedenti 17 Unità. Infatti gli ali-menti sono «impregnati di Chimica», sia per situazioni naturali sia per interventi umani mirati che puntano alla valorizzazione, conservazione e trasformazione dei cibi.Un’ultima notazione: gli alimenti, svolgendo un ruolo importante nella vita di ogni indi-viduo, vanno consumati con intelligenza, prendendo in considerazione anche problemi generali riguardanti l’esaurimento di risorse materiali ed energetiche, il surriscaldamento globale, gli inquinamenti... Ecco perché, in tutta la filiera che va dalla loro produzione ai loro rifiuti, la sostenibilità deve sempre più imporsi come un punto di riferimento perma-nente. Infatti, anche gli scarti alimentari sono delle vere e proprie risorse, per niente trascurabili.

Tavole di programmazione curricolareNelle pagine seguenti riportiamo le tavole di programmazione curricolare, una per ogni Unità del libro di testo. Queste tavole possono costituire uno strumento utile all’insegnante nella fase di elaborazione della propria programmazione annuale, sia per preparare la documentazione da consegnare all’inizio dell’anno scolastico, sia per la propria «scaletta» di lavoro. La prima colonna di ogni tavola riporta in ore la Durata prevista per lo svolgimento dell’Unità, che comprende la presentazione degli argomenti, l’esecuzione delle prove sperimentali, le verifiche. Segue l’elenco dei Contenuti, dei Prerequisiti (suddivisi in Conoscenze, Abilità e Com-petenze) e degli Obiettivi, anch’essi suddivisi in Conoscenze, Abilità e Competenze.Le ultime due colonne elencano gli Strumenti didattici e le Prove di valutazione disponibili per l’Unità, con riferimento a materiali specifici contenuti nel libro di testo e nella presente Guida.

TAVOLA DI PROGRAM-MAZIONE

Durata

Contenuti

Prerequisiti

Obiettivi

Strumenti didattici

Verifiche evalutazione

Conoscenze

Abilità e Competenze

ConoscenzeAbilità

Competenze

ConoscenzeAbilità

Competenze