IIS "G.VERONESE" - Documento di progettazione V D Liceo Scienze Applicate prof.ssa Roberta Predonzan INDICE

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1 IIS "G.VERONESE" - Documento di progettazione V D Liceo Scienze Applicate prof.ssa Roberta Predonzan INDICE A. NORMATIVA DI RIFERIMENTO A1. Il profilo culturale, educativo e professionale dei licei A2. Indicazioni Nazionali e OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO A3. Il progetto LS-OSA e Quadro di riferimento della II prova di scienze dell'esame di stato per i Licei Scientifici opzione scienze applicate B. PROGRAMMAZIONE DIDATTICA B1 REQUISISTI DI ACCESSO E LIVELLI DI PARTENZA B2 CONOSCENZE E CONTESTI declinati in unità di apprendimento B3 METODOLOGIA E ATTIVITÀ INTEGRATIVE B4 VERIFICA E VALUTAZIONE B5 ATTIVITA DI RECUPERO - 1 -

2 A. NORMATIVA DI RIFERIMENTO La progettazione disciplinare nel triennio dei nuovi licei rimanda ai documenti relativi al "Regolamento del 15 marzo 2010 sulla revisione dell assetto ordinamentale, organizzativo e didattico dei Licei e all allegato Profilo culturale, educativo e professionale dei Licei". A1. Il profilo culturale, educativo e professionale dei licei I percorsi liceali forniscono allo studente gli strumenti culturali e metodologici per una comprensione approfondita della realtà, affinché egli si ponga, con atteggiamento razionale, creativo, progettuale e critico, di fronte alle situazioni, ai fenomeni e ai problemi, ed acquisisca conoscenze, abilità e competenze sia adeguate al proseguimento degli studi di ordine superiore, all inserimento nella vita sociale e nel mondo del lavoro, sia coerenti con le capacità e le scelte personali. (art. 2 comma 2 del regolamento recante Revisione dell assetto ordinamentale, organizzativo e didattico dei licei ). Per raggiungere questi risultati occorre il concorso e la piena valorizzazione di tutti gli aspetti del lavoro scolastico: lo studio delle discipline in una prospettiva sistematica, storica e critica; la pratica dei metodi di indagine propri dei diversi ambiti disciplinari; l esercizio di lettura, analisi, traduzione di testi letterari, filosofici, storici, scientifici, saggistici e di interpretazione di opere d arte; l uso costante del laboratorio per l insegnamento delle discipline scientifiche; la pratica dell argomentazione e del confronto; la cura di una modalità espositiva scritta ed orale corretta, pertinente, efficace e personale; l uso degli strumenti multimediali a supporto dello studio e della ricerca. Risultati di apprendimento comuni a tutti i percorsi liceali: a conclusione dei percorsi di ogni liceo gli studenti dovranno: 5. Area scientifica, matematica e tecnologica Comprendere il linguaggio formale specifico della matematica, saper utilizzare le procedure tipiche del pensiero matematico, conoscere i contenuti fondamentali delle teorie che sono alla base della descrizione matematica della realtà. Possedere i contenuti fondamentali delle scienze fisiche e delle scienze naturali (chimica, biologia, scienze della terra, astronomia), padroneggiandone le procedure e i metodi di indagine propri, anche per potersi orientare nel campo delle scienze applicate. Essere in grado di utilizzare criticamente strumenti informatici e telematici nelle attività di studio e di approfondimento; comprendere la valenza metodologica dell informatica nella formalizzazione e modellizzazione dei processi complessi e nell individuazione di procedimenti risolutivi. Opzione Scienze applicate Nell ambito della programmazione regionale dell offerta formativa, può essere attivata l opzione scienze applicate che fornisce allo studente competenze particolarmente avanzate negli studi afferenti alla cultura scientifico-tecnologica, con particolare riferimento alle scienze matematiche, fisiche, chimiche, biologiche e all informatica e alle loro applicazioni (art. 8 comma 2). Risultati di apprendimento per il liceo delle scienze applicate: gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a raggiungere i risultati di apprendimento comuni, dovranno: aver appreso concetti, principi e teorie scientifiche anche attraverso esemplificazioni operative di laboratorio; elaborare l analisi critica dei fenomeni considerati, la riflessione metodologica sulle procedure sperimentali e la ricerca di strategie atte a favorire la scoperta scientifica; analizzare le strutture logiche coinvolte ed i modelli utilizzati nella ricerca scientifica; individuare le caratteristiche e l apporto dei vari linguaggi (storico-naturali, simbolici, matematici, logici, formali, artificiali); comprendere il ruolo della tecnologia come mediazione fra scienza e vita quotidiana; 2

3 saper utilizzare gli strumenti informatici in relazione all analisi dei dati e alla modellizzazione di specifici problemi scientifici e individuare la funzione dell informatica nello sviluppo scientifico; saper applicare i metodi delle scienze in diversi ambiti. A2. Indicazioni Nazionali e OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO Il quadro orario delle Scienze Naturali nel liceo delle scienze applicate è il seguente: Scienze naturali (Biologia Chimica - Scienze della Terra) 1 biennio 2 biennio anno anno anno (3 ore settimanali) 4 ore 5 ore 4 anno ore 5 anno ore Obiettivi Specifici di Apprendimento (indicazioni nazionali) - II biennio e quinto anno Nel secondo biennio si ampliano, si consolidano e si pongono in relazione i contenuti disciplinari, introducendo in modo graduale ma sistematico i concetti, i modelli e il formalismo che sono propri delle discipline oggetto di studio e che consentono una spiegazione più approfondita dei fenomeni. SCIENZE DELLA TERRA Secondo biennio * Minerali e rocce * Vulcanismo, sismicità, orogenesi * La superficie del pianeta dal punto di vista geodinamico Quinto anno * La tettonica delle placche come modello unificante * Approfondimenti su temi degli anni precedenti CHIMICA Adeguato spazio si darà agli aspetti quantitativi e quindi ai calcoli relativi e alle applicazioni. Secondo biennio I composti inorganici e la loro nomenclatura Dalla struttura atomica al legame chimico: relazione tra struttura e proprietà della materia, Le proprietà periodiche Stechiometria Cenni di chimica organica La termodinamica Equilibri chimici Reazioni redox e acido-base Fondamenti di elettrochimica BIOLOGIA Si pone l accento soprattutto sulla complessità dei sistemi e dei fenomeni biologici, sulle relazioni che si stabiliscono tra i componenti di tali sistemi e tra diversi sistemi e sulle basi molecolari dei fenomeni stessi. * Molecole informazionali: Struttura e funzione del DNA, sintesi proteica, codice genetico, meccanismi di regolazione genica * Forma e funzione degli organismi, in particolare dell'uomo: anatomia e funzioni metaboliche CHIMICA-BIOLOGIA Quinto anno Chimica Nel quinto anno si approfondisce lo studio della chimica organica, con particolare riferimento a materiali di interesse tecnologico e applicativo (polimeri, compositi ecc.) e si affronta lo studio di concetti basilari della scienza dei materiali e delle loro principali classi (metalli, ceramiche, semiconduttori, biomateriali ecc.). Biologia * Biochimica (molecole biologiche e processi biochimici * Biologia molecolare: Ingegneria genetica (retrovirus, enzimi di restrizione, DNA ricombinante, PCR) e biotecnologie e terapie geniche * Bioetica * Campi emergenti della biologia: genomica, proteomica ecc. 3

4 A3. Il progetto LS-OSA e Quadro di riferimento della II prova di scienze dell'esame di stato per i Licei Scientifici opzione scienze applicate Il MIUR ha messo in atto una serie di misure di accompagnamento per aiutare le scuole nella progettazione dei nuovi licei e soprattutto nella preparazione delle nuove prove per l'esame di Stato. Tra queste misure trova vita il progetto LS-OSA cui partecipano il Ministero dell'istruzione (Direzione Generale Ordinamenti), l'università di Roma3 e l'accademia delle Scienze di Torino. Dopo la riunione di restituzione dei risultati del Convegno di Torino del progetto LS-OSA, tenutasi a Verona l 11 luglio 2014, sul sito del MIUR furono pubblicati i percorsi formativi del V anno per Fisica e per Scienze, assieme a una relazione di accompagnamento del prof. Settimio Mobilio (Roma 3). I percorsi costituivano una prima riflessione su come l'opzione scienze applicate si stava sviluppando e affermando nelle scuole. Essi sono stati sottoposti all esame e a una valutazione da parte di tutte le scuole LS-OSA per una loro condivisione a livello nazionale. " I percorsi curriculari sono strutturati in moduli didattici ciascuno dei quali articolato in unità; per ciascun argomento sono stati individuati: i prerequisiti, cioè conoscenze, abilità e competenze da sviluppare negli anni precedenti che gli studenti dovranno aver acquisito all inizio del V anno; i contenuti irrinunciabili, le abilità e le competenze che gli studenti dovranno acquisire al termine del V anno. Per Scienze i moduli sono tre e precisamente: Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologica. Biochimica e metabolismi, composto dalle unità didattiche La Chimica del Carbonio, Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività, Principali gruppi funzionali e loro reattività, Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività, Metabolismo energetico ; il modulo Le applicazioni dei processi biologici, composto dalla unità didattica Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante, e il modulo Il Pianeta Terra come sistema integrato, composto dalle unità didattiche Il pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera e I modelli della tettonica globale. Il peso dei tre moduli e del 45%, 27.5% e 27.5% rispettivamente " Per quanto riguarda le simulazioni di seconda prova d'esame, il Ministero produsse uno stock di prove che furono somministrate nelle scuole nell'anno scolastico ; lo scorso anno non ci furono simulazioni a testimonianza della complessità relativa alla messa a punto di prove ancora non basate su un quadro di riferimento nazionale per la II prova di scienze. A luglio 2016 è stata pubblicata in piattaforma una versione del Quadro per una condivisione con la comunità dei docenti di Scienze. L iter prevedeva che il Ministero subito dopo l estate nominasse una Commissione di Esperti per la validazione del documento prima della sua pubblicazione ufficiale, come già avvenuto per il Quadro di Fisica. La versione pubblicata presentava elementi di novità rispetto al syllabus del 2014 ed elementi di criticità che dovevano essere attentamente valutati per la messa a punto di un curricolo in grado di garantire una preparazione sicura degli studenti al sostenimento della prova d'esame. Durante l'estate 2017, sulla parte riservata del sito è stata pubblicata la versione definitiva del Quadro di Riferimento della II prova scritta dell'esame di Stato elaborata dal Tavolo Tecnico nominato dal Direttore della Direzione Generale per gli Ordinamenti scolastici e la Valutazione del Sistema Nazionale di Istruzione dott.ssa Carmela Palumbo. Il Tavolo ha elaborato la nuova versione, a partire dalla versione del luglio 2016 e tenendo in considerazione anche i numerosi suggerimenti pervenuti in piattaforma. Il Quadro non sarà pubblicato ufficialmente dal Ministero nell'immediato, in quanto sarà mantenuto all interno delle attività previste dalla delega sulla valutazione (DL 62/2017) prevista dalla L. 107/2015. Il Quadro verrà pubblicato, quindi, successivamente come risultato della delega sulla valutazione; ad oggi però la situazione sembra congelata; nè ministero nè piattaforma riportano voci di novità rispetto a quanto riferito sopra. La versione attuale del Quadro può essere utilizzata nelle scuole per la programmazione didattica della disciplina di Scienze. Il documento individua le conoscenze, abilità e competenze dello studente nella disciplina Scienze, che potranno essere oggetto di verifica durante l esame di Stato del Liceo Scientifico opzione scienze applicate, in particolare nella seconda prova scritta. E quindi da considerare come Quadro di Riferimento della II prova di Scienze dell esame di Stato e non come Programmazione didattica del V anno, che potrà e dovrà considerare anche altri contenuti la cui scelta è affidata alla libera programmazione didattica delle scuole e dei docenti. Il Quadro è articolato in moduli e, quando necessario, in unità didattiche; per ciascun modulo (o unità didattica) vengono individuati i prerequisiti, i contenuti irrinunciabili, le abilità relative ai contenuti irrinunciabili e le competenze di settore. I prerequisiti attengono alle attività didattiche svolte nel corso dei 5 anni scolastici; essi potranno essere oggetto della verifica solo in modo indiretto, cioè funzionale ai contenuti, alle abilità e alle competenze previste dal Quadro. Sarà la programmazione didattica delle singole scuole a sceglierne la collocazione temporale ottimale ai fini dell apprendimento. La scelta dei contenuti irrinunciabili, oltre a tenere conto delle Indicazioni Nazionali, è basata sugli aspetti più moderni e orientativi delle discipline; è stata operata con l obiettivo fondamentale di individuare relazioni e quindi interdisciplinarità fra i vari ambiti, in modo da gestirli come un corpo unico di conoscenze integrate che hanno alla base lo stesso metodo sperimentale e che dovrebbero rappresentare per lo studente del quinto anno la sintesi e l applicazione di quanto appreso nei precedenti bienni. 4

5 Gli argomenti a scelta dell unità didattica MATERIALI DI INTERESSE TECNOLOGICO E APPLICATIVO potranno essere oggetto solo della prova orale e della terza prova scritta, ma non della seconda prova scritta. Rispetto alla precedente versione c'è uno snellimento degli argomenti di chimica organica perché previsti al secondo biennio. COMPETENZE GENERALI DELLA DISCIPLINA SCIENZE desunte dalla rubrica delle competenze in scienze, utilizzata nelle simulazioni esami di stato (allegato 1) 1. Analizzare: Effettuare un analisi del fenomeno considerato riconoscendo e stabilendo delle relazioni. 2. Indagare: Indagare attraverso la formulazione di ipotesi, scegliendo le procedure appropriate e traendone conclusioni. 3. Comunicare: Organizzare informazioni ed esprimersi utilizzando il linguaggio scientifico specifico e adeguato al contesto comunicativo. 4. Trasferire: Trasferire modelli ad altri contesti. B PROGRAMMAZIONE DIDATTICA B1 REQUISITI D ACCESSO E LIVELLI DI PARTENZA La classe è composta da 17 allievi. Il profilo generale della classe evidenzia alunni che possiedono capacità e abilità diversificate, così come eterogeneo è lo studio individuale e l'impegno nell'applicazione e sviluppo delle consegne scolastiche. Non si sottraggono alle proposte didattiche a cui partecipano con diversificato interesse ma i risultati, in termini di apprendimento, non sono per tutti soddisfacenti; come si può desumere dalle prove di verifica. Molti risultati scadenti sono da attribuirsi ad uno studio, per molti, concentrato solo per la preparazione alle verifiche e non maturato da un impegno continuo. 5

6 B2 CONOSCENZE E CONTESTI declinati in unità di apprendimento quinto anno Sadava, Hillis, Heller, Berenbaum, Ranaldi Il carbonio, gli enzimi, il DNA - S Zanichelli A. Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologia. Biochimica e metabolismi (85 ore) Competenze generali di programma: 1. Analizzare: Effettuare un analisi del fenomeno considerato riconoscendo e stabilendo delle relazioni (evidenze scientifiche, campi di applicazione, metodi, tecniche di analisi, rapporti tra le discipline ecc.) 2. Indagare: Indagare attraverso la formulazione di ipotesi, scegliendo le procedure appropriate e traendone conclusioni. 3. Comunicare: Organizzare informazioni ed esprimersi utilizzando il linguaggio scientifico specifico e adeguato al contesto comunicativo 4. Trasferire: Trasferire modelli ad altri contesti MODULO 1: CHIMICA DEI MATERIALI UNITà DIDATTICA 1: LE MACROMOLECOLE ABILITÀ COMPETENZE SETORIALI C1 Chimica organica una visione d'insieme 1. I composti del carbonio 2. L'isomeria 3. Le caratteristiche dei composti organici N.B la maggior parte dei contenuti trattati in questo capitolo sono già stati trattati al quarto anno Definizione di molecola organica e breve storia della chimica organica Caratteristiche del carbonio Ibridazione orbitalica dell atomo di carbonio e conseguenze (tipo di legami e geometria molecolare) Tipi di idrocarburi e loro formula grezza Nome e formula dei gruppi funzionali e delle relative classi chimiche dei composti organici Caratteristiche delle formule di struttura (topologica, condensata, razionale e di Lewis) delle molecole organiche. Periodo: SETTEMBRE - OTTOBRE Classificare in base alla formula gruppi atomici e molecole. Collegare la struttura dei prodotti al meccanismo di reazione che li ha generati. Collegare la reattività alle caratteristiche strutturali di un atomo, di un gruppo di atomi o di una molecola. Riconoscere dalla formula grezza generale i vari tipi di idrocarburi e dalla formula di struttura i gruppi funzionali e la classe chimica di appartenenza. Individuare all interno di una molecola organica eventuali atomi elettrofili e/o nucleofili. Individuare all interno di una molecola organica eventuali atomi e gruppi atomici elettronattrattori ed elettron-donatori. Distinguere i prodotti della rottura omolitica di un legame covalente da quelli di una rottura eterolitica dello stesso legame. Riconoscere dalla formula di struttura i diversi tipi di isomeria: di struttura e stereo isomeria. Classificare una molecola come simmetrica o asimmetrica, chirale o achirale, individuando la presenza o assenza di uno o più elementi di simmetria, la presenza o assenza di carboni asimmetrici. Descrivere le proprietà ottiche degli enantiomeri. Cogliere la relazione tra la struttura degli stereoisomeri e la loro nomenclatura. Saper identificare la configurazione assoluta R o S di uno stereoisomero. Saper rappresentare gli stereoisomeri tramite le formule di Fisher. Saper interconvertire gli stereoisomeri dalle proiezioni di Fischer a quelle a cavalletto e viceversa. Comprendere la differenza tra enantiomeri e diastereoisomeri. Collegare la configurazione con l'attività dei composti organici, comprese le biomolecole. MODULO 1 Analizzare: gli svariati campi di applicazione delle macromolecole e delle materie plastiche. Indagare: individuare le opportune reazioni per la produzione di polimeri a partire dai monomeri, riflettendo sulle loro proprietà e sull eventuale biodegradabilità del prodotto finale. Comunicare Saper discutere e produrre elaborati in cui linguaggio, forma e contenuti esprimano rigore e adeguate conoscenze specifiche. Trasferire Acquisire consapevolezza dei problemi ambientali legati al ciclo produzione utilizzo- riciclosmaltimento come rifiuti dei polimeri di sintesi, valutando in che misura le materie plastiche inquinanti possano essere sostituite da materiali biodegradabili. 6

7 C2 Chimica organica: gli idrocarburi 1. Gli alcani. 2. I ciclo alcani 3. Gli alcheni 4. Gli alchini 5. Gli idrocarburi aromatici Periodo: NOVEMBRE C 3 - Chimica organica: i derivati degli idrocarburi 1. Gli alogenuri alchilici 2. Gli Alcoli, gli eteri e i fenoli 3. Le Aldeidi e i Chetoni 4. Gli Acidi carbossilici 5. I Derivati degli acidi carbossilici 6. Le Ammine e derivati azotati Periodo: DICEMBRE Classificare un idrocarburo. Cogliere la relazione tra la struttura degli idrocarburi e la loro nomenclatura. Spiegare le proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi e dei loro derivati. Formulare ipotesi sul numero e sulla struttura dei possibili isomeri di un idrocarburo. Descrivere e rappresentare le reazioni delle varie classi di idrocarburi, individuando il tipo di reazione in funzione del tipo di substrato (alcano, alchene, alchino o aromatico. Prevedere la selettività della reazione di addizione elettrofila, in presenza di reagenti asimmetrici. Riconoscere un composto aromatico e saper definire il concetto di aromaticità e le sue implicazioni sulla reattività dei composti aromatici. Spiegare il meccanismo delle principali reazioni degli idrocarburi saturi, insaturi e aromatici. Riconoscere i gruppi funzionali e le diverse classi di composti organici. Definire e spiegare le proprietà fisiche e chimiche dei principali gruppi funzionali. Collegare le caratteristiche elettroniche dei gruppi funzionali alla loro reattività. Rappresentare le formule di struttura applicando le regole della nomenclatura IUPAC. Riconoscere e applicare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione e eliminazione, condensazione. Classificare i composti studiati individuandone classe e sottoclasse di appartenenza. Formulare ipotesi sul numero e sulla struttura dei possibili isomeri dei composti studiati. Laboratorio: reazioni di ossidazione di alcoli primari, secondari e terziari C 4 I polimeri 1. I materiali polimerici 2. La sintesi dei polimeri 3. I polimeri di condensazione 4. Le proprietà dei polimeri Periodo: GENNAIO UNITà DIDATTICA 2: MATERIALI DI INTERESSE TECNOLOGICO E APPLICATIVO Collegare le proprietà di un polimero alle sue caratteristiche chimico fisiche: presenza di gruppi funzionali, ramificazioni, peso molecolare medio. Riconoscere e descrivere il tipo di reazione che, a partire da uno specifico monomero, origina il polimero. Riconoscere un polimero naturale, derivato o sintetico analizzandone la formula di struttura e individuando i monomeri di partenza e il tipo di sintesi. Definire il concetto di biodegradabilità e di biocompatibilità. Fornire esempi di materiali biocompatibili e delle possibili applicazioni. ABILITÀ 7

8 CAP. 5 : I MATERIALI Questa sezione, nel quadro di riferimento, è considerata opzionale e non riguarda gli argomenti oggetto di II prova scritta, si consiglia di trattarne un argomento a scelta finalizzato al colloquio. Pertanto ci si riserva di valutarne la trattazione in relazione al tempo e agli interessi degli studenti Riconoscere le principali biomolecole. Saper spiegare la relazione tra la struttura delle biomolecole (gruppi funzionali presenti, polarità, idrofilicità e lipofilicità) e le loro proprietà e funzioni biologiche. Laboratorio: riconoscimento degli zuccheri, determinazione del contenuto di proteine e DNA per via spettrofotometrica. B1 Biochimica: Le biomolecole struttura, caratteristiche chimico - fisiche e reattività 1. I Carboidrati 2. I lipidi 3. Gli amminoacidi e le proteine 4. I nucleotidi e gli acidi nucleici Periodo: FEBBRAIO MODULO 2: METABOLISMO E PROCESSI BIOCHIMICI DELLE PRINCIPALI MOLECOLE BIOLOGICHE UNITà DIDATTICA: 1.METABOLISMO ENERGETICO ABILITÀ COMPETENZE SETTORIALI B2 Biochimica: l'energia e gli enzimi 1. L'energia nelle reazioni biochimiche 2. Il ruolo dell'atp 3. Che cosa sono gli enzimi 4. Come funzionano gli enzimi 5. La regolazione dell'attività enzimatica 6. B3 Biochimica: il metabolismo energetico 1. Il metabolismo cellulare: una visione d'insieme 2. La glicolisi 3. La fermenrtazione 4. La respirazione cellulare 5. Altre vie metaboliche del glucosio 6. Il metabolismo dei lipidi e delle proteine 7. La regolazione delle vie metaboliche B4 Biochimica: la fotosintesi, energia dalla luce 1. Caratteri generali della fotosintesi 2. Le reazioni della fase luminosa 3. Il ciclo di Calvin e la sintesi degli zuccheri 4. Gli adattamenti delle piante Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia nei sistemi biologici. Riconoscere e stabilire relazioni fra vie cataboliche e anaboliche e conservazione dell energia. Riconoscere il ruolo di ATP, NAD(P)H, FAD nell accoppiamento energetico delle reazioni. Saper riconoscere, nei processi presi in esame, reazioni redox e scambio di elettroni. Individuare il ruolo della catalisi enzimatica e la sua importanza in tutte le fasi dei processi (in particolare il complesso dell ATP sintetasi e la rubisco). Correlare le diverse lunghezze d onda della luce con i livelli energetici dei pigmenti foto sintetici Definire il ruolo dei viventi nel ciclo del carbonio e la loro importanza nei livelli trofici di un ecosistema Periodo: MARZO MODULO 2 Analizzare i processi metabolici alla luce dei rapporti tra i viventi negli ecosistemi Indagare il bilancio energetico delle reazioni metaboliche e del trasporto biologico associate alla sintesi o al consumo di ATP nei vari processi cellulari. Comunicare in modo sintetico ma efficace e rigoroso le principali tappe dei processi analizzati illustrandone gli aspetti essenziali Trasferire: riconoscere il ruolo degli esseri viventi nel determinare il passaggio da atmosfera anossica ad atmosfera ricca di ossigeno molecolare e nel mantenimento dell odierno equilibrio. Individuare il ruolo delle attività umane dell economia legata al petrolio nell alterazione del ciclo naturale del carbonio. Discutere l importanza di nuove tecnologie per la 8

9 conversione di energia che utilizzino processi biologici. UNITà DIDATTICCHE 1 E 2 BIOLOGIA MOLECOLARE E INGEGNERIA GENETICA MODULO 3: BIOLOGIA MOLECOLARE E INGEGNERIA GENETICA (40 ore) ABILITÀ COMPETENZE SETTORIALI B5 Biotecnologie: i geni e la loro regolazione 1. Definizione di biotecnologie. 2. Breve storia delle biotecnologie. 3. Conoscenze e proprietà fondanti: Genetica di batteri e virus, trasformazione, coniugazione e trasduzione, Batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogeno, Retrovirus, trasposoni, enzimi di restrizione. 4. La tecnologia del DNA ricombinante, criteri e strategie: importanza dei vettori, plasmidi e batteriofagi, enzimi e siti di restrizione, DNA ligasi, elettroforesi su gel. 5. Tecniche di clonaggio di frammenti di DNA. 6. Reazione a catena della polimerasi. 7. Le librerie genomiche e a cdna. 8. Analizzare il DNA: il sequenziamento e il progetto Genoma Umano. 9. La tecnica DNA fingerprinting. Saper correlare i meccanismi di regolazione dell espressione genica alle differenze fra genoma e trascrittoma. Saper spiegare i principi alla base del sequenziamento del DNA. Saper illustrare le possibili applicazioni del sequenziamento genico nella diagnostica molecolare. Individuare i principi alla base della PCR e le possibili applicazioni in diversi campi di indagine. Individuare i principi base della metodologia e i risultati che si possono ricavare tramite la tecnica DNA fingerprinting. Discutere i profili elettroforetici. Saper spiegare l uso di plasmidi e virus come vettori di DNA esogeno. Saper spiegare l uso degli enzimi di restrizione nella tecnica del DNA ricombinante. Ricostruire i processi alla base della produzione di organismi geneticamente modificati. Saper spiegare l uso di plasmidi e virus come vettori di DNA esogeno. Saper spiegare l uso degli enzimi di restrizione nella tecnica del DNA ricombinante. Ricostruire i processi alla base della produzione di organismi geneticamente modificati MODULO 3 Analizzare gli aspetti fondamentali delle tecniche di analisi del DNA e i meccanismi di regolazione alla base del differenziamento Indagare: essere in grado di individuare le possibili applicazioni fornite dal sequenziamento dei genomi ed in particolare del genoma umano Comunicare: organizzare le informazioni utilizzando il linguaggio scientifico specifico e adeguato al contesto comunicativo Trasferire: essere in grado di individuare le applicazioni delle tecniche di analisi del DNA in campo genomico e in genetica forense 9

10 B7: Biotecnologie: le applicazioni 1. Dalle biotecnologie tradizionali alle biotecnologie moderne 2. Le biotecnologie in agricoltura 3. Le biotecnologie per l'ambiente e l'industria 4. Le biotecnologie in campo biomedico Periodo: APRILE - MAGGIO Analizzare l origine naturale degli strumenti dell ingegneria genetica siano essi enzimi o vettori di clonaggio Indagare: utilizzare i modelli e le informazioni derivanti dall'ingegneria genetica sia in ambito sanitario che agroalimentare Comunicare in modo corretto ed efficace, con una padronanza sia del linguaggio specifico che dei metodi di indagine propri delle biotecnologie UNITà DIDATTICA 1: L'ATMOSFERA E L'INTERAZIONE CON LE ALTRE COMPONENTI DEL SISTEMA TERRA C. Il pianeta Terra come sistema integrato (40 h) Processi e modelli delle Scienze della Terra - DeAgostini MODULO 4: IL PIANETA TERRA COME SISTEMA INTEGRATO ABILITÀ Trasferire: essere in grado di valutare il potenziale impatto delle biotecnologie sull ambiente e la salute dell uomo, nel rispetto delle normative e delle problematiche bioetiche. COMPETENZE SETTORIALI 1. Composizione, suddivisione e caratteristiche dell atmosfera. 2. L atmosfera nel tempo geologico 3. La temperatura dell aria: misura e andamenti. 4. Il bilancio termico del Pianeta Terra. 5. Gas serra. 6. Dinamica dell atmosfera: aree cicloniche e anticicloniche, i venti. 7. L umidità dell aria e le precipitazioni. 8. Le piogge acide. 9. Perturbazioni atmosferiche e loro interazione con il territorio e con le attività antropiche. 10. Gli elementi del tempo meteorologico e del clima. Saper definire composizione e strati dell'atmosfera. Saper descrivere l atmosfera nel tempo geologico collegandola con l importanza della comparsa dell ossigeno per l evoluzione della vita. Definire, analizzare e interpretare dati meteorologici e climatici. Descrivere la circolazione nella bassa e nell alta troposfera. Definire le condizioni di stabilità e instabilità atmosferica e le grandi perturbazioni. Differenziare il clima dalle condizioni meteorologiche. Definire il concetto di riscaldamento globale e l effetto serra. Discutere i cambiamenti climatici e i loro effetti sulle componenti del sistema Terra. MODULO 4 Analizzare i processi atmosferici e il ruolo del clima e la loro relazione con idrosfera, litosfera, criosfera e biosfera con riferimento agli effetti sull ecosistema. Riconoscere gli effetti dei cambiamenti climatici nel paesaggio fisico in termini di pericolosità, vulnerabilità e rischi geologicogeomorfologici, anche contestualizzandole nel territorio Indagare: scoprire i nessi dinamici tra le diverse componenti del sistema Terra e ricostruirne l evoluzione alla luce delle più moderne conoscenze. Comunicare: Utilizzare il linguaggio scientifico specifico e adeguarlo al contesto comunicativo utilizzando anche supporti cartografici e le nuove tecnologie informatiche 10

11 Trasferire essere in grado di effettuare collegamenti interdisciplinari relativi alle conseguenze dei cambiamenti climatici (rischi e impatti ambientali, economici, sociali, storici, sugli ecosistemi, sui beni naturali e culturali, sulla sfera antropica) UNITà DIDATTICA 2: I MODELLI DELLA TETTONICA GLOBALE ABILITÀ COMPETENZE SETTORIALI Unità 6 la deformazione delle rocce e l'attività sismica 1. Le deformazioni delle rocce 2. I terremoti e le onde sismiche 3. La misura e gli effetti dei terremoti 4. Il rischio sismico e la previsione dei terremoti 5. L'interno della Terra Cap. 7 La tettonica delle placche: una teoria unificante 1. La deriva dei continenti e la teoria della tettonica delle placche 2. I margini divergenti 3. I margini convergenti 4. I margini trasformi e l'evoluzione della litosfera 5. L'orogenesi e le regioni continentali stabili 6. I punti caldi, i pennacchi e le forze che muovono le placche 7. L'evoluzione dei continenti e la formazione dell'italia Unità 5: L'attività vulcanica 1. Le eruzioni vulcaniche 2. Tipi di eruzioni e edifici vulcanici 3. L'attività vulcanica in Italia Descrivere i principi fondamentali delle teorie della Deriva dei Continenti, dell'espansione dei fondali oceanici e della Tettonica delle placche. Discutere le prove geologiche del modello globale. Individuare le relazioni tra attività vulcanica, sismica e tettonica delle placche e i relativi effetti sul clima terrestre e sull uomo Saper individuare e descrivere il rapporto tra assetto geologico del territorio e presenza dell uomo: la previsione e la prevenzione dei rischi. Saper distinguere gli elementi di pericolosità, vulnerabilità e rischio geologico Saper riconoscere il ruolo dello studio e del monitoraggio la prevenzione del rischio. Analizzare le evidenze geologiche e geofisiche della teoria della tettonica delle placche, individuandone i punti forti e le criticità Indagare le relazioni a grande e piccola scala dei fenomeni geologici trattati, evidenziandone inoltre le connessioni interdisciplinari (in particolare con la fisica e la chimica) Comunicare con linguaggio scientifico proprio della disciplina, anche facendo riferimento a pubblicazioni scientifiche e materiale divulgativo, con attenzione al ruolo delle Scienze della Terra nella società. Trasferire: essere in grado di descrivere situazioni geologiche reali, anche in relazione alle pericolosità e ai rischi, con riferimento in particolare alla geologia dell Italia. Organizzazione oraria dei moduli Moduli Totale ore Scansione settimanale A. Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologica. Biochimica e metabolismi 85 ore 4 ore settimanali a quadrimestre B. Le applicazioni dei processi biologici 40 ore C. Il pianeta Terra come sistema integrato 40 ore 1 ora settimanale a quadrimestre 11 STRUMENTI DI LAVORO Libri di testo:

12 Sadava et al, S Il carbonio, gli enzimi, il DNA _ chimica organica e dei materiali, biochimica e biotecnologie. Zanichelli, Bologna 2016 G. LONGHI Processi e modelli di Scienze della Terra Edizione BLU Volume unico + Libro digitale B3 METODOLOGIA ATTIVITÀ INTEGRATIVE Nelle IN, le linee generali per la progettazione delle discipline scientifiche prevedono per il triennio (II biennio e quinto anno) un approccio maggiormente attento alle leggi, ai modelli, e all approfondimento dei contenuti disciplinari anche in chiave orientativa e all acquisizione di strumenti culturali e metodologici necessari ad una comprensione approfondita della realtà. Il richiamo è costantemente teso al dialogo tra le discipline dello stesso ambito disciplinare e tra i diversi ambiti. B4 VERIFICA E VALUTAZIONE La valutazione periodica degli apprendimenti nelle classi degli istituti di istruzione secondaria di secondo grado è regolata da: C.M. n. 94 del 18 ottobre 2011; C.M. n. 89 del 18 ottobre 2012; C.M. n. 52 del 7 ottobre 2013; Nota MIUR del 26 novembre Dalla normativa risulta che: 1. le Scienze naturali nel liceo scientifico opzione scienze applicate sono materie soggette a valutazione orale e scritta; 2. la valutazione è espressione dell'autonomia professionale del docente che adotta modalità e forme di verifica ritenute funzionali all'accertamento dei risultati di apprendimento; comunque concertate in sede di programmazione di indirizzo, di dipartimento, di classe e rispondenti ai criteri espressi nel piano dell'offerta formativa dell'istituto, documenti di programmazione a cui si rimanda. 3. il voto unico, anche negli scrutini intermedi, si fonda su una pluralità di prove riconducibili a diverse tipologie, coerenti con le strategie metodologico - didattiche adottate; 4. le scienze naturali nel liceo opzione scienze applicate possono essere oggetto di verifica nella seconda prova scritta nazionale dell'esame di Stato conclusivo. B5 ATTIVITA DI RECUPERO Per quanto riguarda le attività di recupero formali queste saranno attuate secondo le disposizioni del Collegio docenti. Per ogni disciplina è prevista un attività di recupero antimeridiana, curricolare, all interno del 20% del monte ore settimanale. Altre tipologie di sostegno recupero prevedono il lavoro autonomo guidato. Chioggia, novembre 2018 La docente, Roberta Predonzan 12