5 SCIENZE NATURALI. Nuclei tematici essenziali. Primo biennio: Scienze della Terra:

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1 5 SCIENZE NATURALI Lo studio delle scienze procede, nel corso dell intero corso di studi, integrando gli argomenti di scienze naturali, chimica e scienze della terra, sostenuti da adeguate esperienze di laboratorio. Nuclei tematici essenziali Primo biennio: Scienze della Terra: 1. l Universo e il Sistema Solare 2. il pianeta Terra e la Luna 3. la sfera dell acqua 4. la sfera dell aria Chimica: 1. unità di misura 2. struttura dell atomo 3. le leggi ponderali della chimica 4. il sistema periodico 5. la mole 6. le soluzioni Biologia: 1. l origine della vita 2. i viventi e la biodiversità 3. il regno degli animali 4. gli organismi e l ambiente 5. le molecole della vita 6. strutture e funzioni della cellula 7. mitosi e meiosi PRIMO BIENNIO conoscenze Obiettivi Conoscenza dei termini e dei concetti specifici

2 competenze Utilizzare la terminologia propria delle scienze della Terra, della Biologia e della Chimica per esprimere i concetti in modo corretto. Descrivere e spiegare le caratteristiche fondamentali dell Universo, del Sistema Solare Descrivere e spiegare le caratteristiche fondamentali della Terra ( atmosfera, idrosfera) Descrivere e spiegare le caratteristiche fondamentali dell atomo di Dalton Descrivere e spiegare le ipotesi sull origine della vita Descrivere le caratteristiche dei viventi e la biodiversità Descrivere le relazioni che intercorrono tra gli organismi e l ambiente capacità Comprendere che la Terra è un sistema complesso in equilibrio dinamico e parte integrante del sistema solare. Comprendere il sistema Terra come risultato delle interazioni di molteplici variabili, ciascuna delle quali cambia con modalità diverse nel tempo e nello spazio Descrivere e spiegare le caratteristiche fondamentali degli organismi viventi, ai livelli: molecolare e cellulare. Classe III Obiettivi. conoscenze Conoscenza dei termini e dei concetti specifici, in particolare: Biologia: - le leggi di Mendel; - geni e cromosomi; - le basi chimiche dell ereditarietà; - codice genetico e sintesi proteica; - regolazione dell espressione genica;genetica di virus e batteri; - DNA ricombinante e biotecnologie; - Evoluzione e basi genetiche. Chimica: - la mole e le soluzioni; - la struttura dell atomo; - struttura elettronica e proprietà periodiche; - il legame chimico; - forma delle molecole e proprietà delle sostanze; - nomi e formule dei composti chimici. competenze

3 - Utilizzare la terminologia propria della biologia e della chimica per esprimere i concetti in modo corretto. - Comprendere che il modello teorico di Watson e Crick è stato l inevitabile punto d arrivo di una lunga e meticolosa raccolta di dati di laboratorio - Mettere in relazione la complessa struttura del DNA con la sua capacità di contenere informazioni genetiche - Spiegare perché è importante per le cellule che il DNA si duplichi in modo rapido e preciso. - Descrivere la struttura del modello del DNA proposto da Watson e Crick. - Mettere a confronto un cromosoma procariote con uno eucariote. - Comprendere la relazione tra geni e proteine. - Comprendere perché il codice genetico sia considerato una prova fondamentale dell origine unica di tutti gli organismi viventi. - Capire l estrema precisione con cui avviene l assemblaggio di ogni specifica proteina. - Saper comprendere che anche un minimo cambiamento nella sequenza nucleotidica del DNA può indurre la disattivazione di una proteina di importanza vitale per la cellula. - Descrivere le diverse funzioni relative ai differenti geni presenti nelle cellule batteriche. - Saper comprendere le complesse strategie messe in atto dalle cellule eucariote per controllare con precisione l espressione dei suoi geni. - Comprendere il significato degli elettroni di valenza e il loro ruolo nella formazione di un legame chimico - Descrivere la struttura dell atomo - Descrivere la disposizione degli elettroni in livelli energetici - Ricavare il numero di elettroni di valenza (esterni) di un atomo sapendo la sua posizione nella tavola periodica - Spiegare il motivo per cui si forma un legame chimico - Spiegare perché gli atomi tendono ad assumere la configurazione elettronica dei gas nobili - Interpretare le reazioni chimiche alla luce della moderna teoria atomica - Comprendere il significato del coefficiente stechiometrico e dell indice (pedice) numerico - Comprendere il significato del bilanciamento delle reazioni chimiche - Individuare i passaggi e le regole necessari per il bilanciamento delle reazioni chimiche Capacità - Acquisire la consapevolezza del valore della biologia e della chimica quali componenti culturali per la lettura e l interpretazione della realtà. - Acquisire la consapevolezza dell evoluzione nel tempo delle scienze biologiche e della chimica individuando i momenti fondamentali del loro sviluppo storico. - Acquisire la consapevolezza della peculiare complessità degli organismi viventi. Programma Biologia - le leggi di Mendel; - geni e cromosomi; - le basi chimiche dell ereditarietà;

4 - codice genetico e sintesi proteica; - regolazione dell espressione genica;genetica di virus e batteri; - DNA ricombinante e biotecnologie; - Evoluzione e basi genetiche. Chimica - la mole e le soluzioni; - la struttura dell atomo; - struttura elettronica e proprietà periodiche; - il legame chimico; - forma delle molecole e proprietà delle sostanze; - nomi e formule dei composti chimici. Classe IV conoscenze Conoscenza dei termini e dei concetti specifici, in particolare: Biologia: - l organizzazione del corpo umano - il sistema nervoso centrale e periferico - il sistema endocrino - il sistema riproduttore - il sistema immunitario - il sistema cardiovascolare* - il sistema respiratorio* - il sistema digerente* - il sistema escretore* (*di questi argomenti saranno trattati solo alcuni aspetti) Chimica: - la mole e le soluzioni - nomi e formule dei composti chimici - le reazioni chimiche - energia e velocità delle reazioni - l equilibrio chimico - acidi e basi - elettrochimica. Scienze della Terra: - minerali e rocce - vulcani e terremoti. competenze Biologia - Comprendere la complessità del corpo umano. - Descrivere i vari livelli dell organizzazione strutturale gerarchica al fine di comprendere gli aspetti comuni a tutti i sistemi. - Mettere in relazione ogni sistema con la specifica funzione al fine di comprendere le interrelazioni tra essi

5 Chimica - Comprendere il valore del controllo delle condizioni corporee costanti e descrivere i meccanismi che lo rendono tale. - Descrivere le caratteristiche distintive e le relative funzioni dei diversi tipi di tessuti corporei. - Analizzare come nella maggior parte degli organismi pluricellulari il sistema circolatorio contribuisca all omeostasi e garantisca il trasporto di sostanze indispensabili a tutte le cellule - Saper mettere in relazione le varie componenti del sistema digerente umano con le loro funzioni specifiche. - Comprendere l importanza del sistema linfatico come supporto al sistema immunitario nel combattere gli agenti patogeni. - Saper mettere in relazione la struttura del nefrone con i diversi processi che portano alla formazione dell urina. - Saper integrare le peculiarità di una difesa generica ma molto rapida con l efficacia di una risposta più lenta ma mirata verso uno specifico invasore - Mettere in relazione le varie modificazioni della membrana assonica con la trasmissione dell impulso - Spiegare come una efficiente comunicazione chimica tra neuroni sia alla base del funzionamento di tutto il sistema nervoso - Comprendere l effetto delle droghe sul sistema nervoso. - Acquisire le informazioni di base per la comprensione della complessità del sistema nervoso centrale. - Comprendere le modalità mediante cui si realizzano l integrazione e la trasmissione per via ormonale delle informazioni all interno del corpo. - Comprendere il sistema riproduttore maschile ha il compito di produrre spermatozoi e di inviarli perché raggiungano il gamete femminile. - Spiegare in che modo nel sistema riproduttore femminile avvengono sia la formazione delle cellule uovo sia il loro trasferimento per favorire la fecondazione. - utilizzare la terminologia propria per esprimere i concetti in modo corretto; - definire la velocità di reazione ed esprimerla con le appropriate unità; - elencare e discutere i fattori che influenzano la velocità di reazione di una reazione chimica; - riconoscere le reazioni di combustione e calcolare il calore di combustione; - interpretare il significato di e. interna, entalpia, entropia ed e. libera nelle reazioni; - definire le reazioni endotermiche ed esotermiche; - stabilire le condizioni per una reazione spontanea; - illustrare l'equilibrio chimico; - scrivere l equazione di reazione e la costante di equilibrio di una reazione; - calcolare Keq, date le concentrazioni di equilibrio; - elencare e spiegare i fattori che influenzano l equilibrio; - applicare il principio di Le Chatelier; - classificare le sostanze acide da quelle basiche secondo il comportamento in soluzione e secondo le teorie di Arrhenius, di Broensted-Lowry e di Lewis;

6 - applicare la legge dell equilibrio mobile agli equilibri acido - base in soluzione; - calcolare il ph di acidi e basi, forti e deboli, alle varie concentrazioni; descrivere l azione degli indicatori, distinguere la forza degli acidi sulla base della costante di ionizzazione; - determinare la molarità di un acido o di una base attraverso la titolazione volumetrica; - riconoscere e descrivere le reazioni di ossido - riduzione e bilanciarle con il metodo ionico elettronico. Scienze della Terra - comprendere le proprietà dei minerali - classificare i minerali dal punto di vista chimico - descrivere e classificare i principali tipi di rocce - descrivere la struttura dei vulcani - descrivere la genesi del terremoto. capacità - Acquisire la consapevolezza del valore della biologia, della chimica e delle scienze della Terra quali componenti culturali per la lettura e l interpretazione della realtà. - Acquisire la consapevolezza dell evoluzione nel tempo delle scienze biologiche, della chimica e delle scienze della Terra individuando i momenti fondamentali del loro sviluppo storico. - Acquisire la consapevolezza della peculiare complessità degli organismi viventi. Programma Biologia: - l organizzazione del corpo umano - i tessuti del corpo umano. - Il sistema nervoso: anatomia del SNC; fisiologia del sistema nervoso; la comunicazione fra neuroni; i neurotrasmettitori; oppiacei interni e droghe. - Il sistema endocrino: anatomia e fisiologia; le ghiandole dell encefalo; tiroide, paratiroidi, ghiandole surrenali e pancreas. - Il sistema riproduttore: anatomia e fisiologia dei sistemi maschile e femminile; la fecondazione e lo sviluppo embrionale. - Il sistema linfatico e immunitario: meccanismi di difesa, immunità, linfociti T e B; malattie da immunodeficienza. - Il sistema cardiovascolare: sangue, cuore, vasi sanguigni, la pressione sanguigna.* - Il sistema respiratorio: anatomia e fisiologia; trasporto e scambio dei gas.* - Il sistema digerente: anatomia e fisiologia; enzimi digestivi, ghiandole annesse al sistema.* - Il sistema escretore: struttura del nefrone, funzione del sistema.* (*di questi sistemi verranno trattati solo alcuni aspetti)

7 Chimica: - La mole e le soluzioni. - Nomi e formule dei composti chimici. - Le reazioni chimiche: classificazione, stechiometria, il reagente limitante, reazioni in soluzione. - Energia e velocità delle reazioni chimiche: en. di legame e chimica, entalpia e calore di reazione, reazioni di combustione, spontaneità delle reazioni chimiche, velocità di reazione e fattori che la influenzano. - L equilibrio chimico: reversibilità delle reazioni, l equilibrio chimico, la legge di azione di massa, la costante di equilibrio, il principio dell equilibrio mobile, effetto della pressione, della temperatura e della concentrazione. - Acidi e basi: proprietà, acidi e basi secondo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis; ionizzazione e prodotto ionico dell acqua, ph, costante di dissociazione, reazioni acido- base, soluzioni tampone, la titolazione acido-base. - Elettrochimica: reazioni redox, bilanciamento, le pile. Scienze della Terra - Minerali e rocce: le proprietà dei minerali, classificazione; processo magmatico, sedimentario e metamorfico; principali caratteristiche delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche; il ciclo litogenetico. - I vulcani: la formazione dei magmi, eruzioni vulcaniche, edifici vulcanici. - I fenomeni sismici: le onde sismiche, energia dei terremoti, il rischio sismico in Italia. Classe V Obiettivi. L obiettivo formativo generale del corso di Geografia è l acquisizione degli elementi utili per una conoscenza dell'universo, e in particolare della Terra, di tipo dinamico, evolutivo e integrato. conoscenze - Conoscenza dei termini e dei concetti specifici. - Conoscenza dei nuclei trattati. competenze - Utilizzare la terminologia propria delle Scienze della Terra e dell Astronomia per esprimere i concetti in modo corretto. - Presentare modelli interpretativi nell ambito delle Scienze della Terra e dell Astronomia, sottoporli a verifica e valutazione critica, richiamando i dati e le conoscenze fondamentali.

8 - Localizzare il sistema Terra nello spazio e nel tempo e individuare le tappe fondamentali della sua evoluzione. - Riconoscere i principali flussi di energia che alimentano e caratterizzano il sistema Terra. - Individuare i processi fondamentali della dinamica terrestre e le loro connessioni. capacità - Comprendere che la Terra è un sistema complesso in equilibrio dinamico e parte integrante del sistema solare. - Comprendere il sistema Terra come risultato delle interazioni di molteplici variabili, ciascuna delle quali cambia con modalità diverse nel tempo e nello spazio. - Riconoscere il carattere dinamico delle conoscenze di Scienze della Terra che si sono evolute in seguito a continue verifiche e in relazione al progredire delle metodologie e delle tecniche d indagine. - Acquisire la consapevolezza dell influenza dei fenomeni geologici sullo sviluppo storico, sociale ed economico delle comunità umane e della crescente potenzialità dell uomo quale agente modificatore dell ambiente naturale. - Acquisire la consapevolezza dell essenzialità del sapere geologico per la comprensione delle problematiche ambientali e per l effettuazione di scelte responsabili per la gestione del territorio. Programma. Le stelle: le costellazioni e la sfera celeste; le distanze astronomiche; magnitudine apparente e assoluta; colore, temperatura e spettri stellari; l effetto Doppler; l evoluzione dei corpi celesti; il diagramma H-R; le galassie e la struttura dell Universo; radiogalassie e quasar; ipotesi sull origine e l evoluzione dell Universo; il sistema solare (generalità); la struttura e l attività del sole; i pianeti terrestri e gioviani; asteroidi, meteoroidi e comete; l origine e l evoluzione del sistema solare. Il pianeta Terra: forma e dimensioni; le coordinate geografiche e la determinazione della latitudine; i movimenti della Terra, prove e conseguenze; il ritmo delle stagioni e le zone astronomiche; le variazioni climatiche e le glaciazioni. La misura del tempo: giorno sidereo e solare; anno sidereo e tropico; il tempo vero, il tempo civile e i fusi orari. I minerali: proprietà fisiche e classi chimiche; le rocce: i processi litogenetici; le rocce magmatiche e la loro classificazione; l origine dei magmi; le rocce sedimentarie: rocce clastiche, organogene, chimiche; le rocce metamorfiche e la loro classificazione. Il ciclo litogenetico. I fenomeni vulcanici: il vulcanismo; edifici vulcanici, eruzioni e prodotti dell attività vulcanica; vulcanismo effusivo ed esplosivo; la distribuzione geografica dei vulcani. I fenomeni sismici: natura e origine del terremoto; propagazione e registrazione delle onde sismiche; la localizzazione dell epicentro del terremoto; la scala MCS di intensità

9 e la magnitudo. La distribuzione geografica dei terremoti. Il rischio sismico. I terremoti e l interno della Terra. La teoria della tettonica delle placche: l interno della Terra: crosta, mantello e nucleo; la geoterma; il campo magnetico terrestre; l isostasia; la teoria della Deriva dei continenti di Wegener; le dorsali oceaniche e le fosse abissali; anomalie magnetiche dei fondali; la Teoria della tettonica delle placche; il vulcanesimo e la sismicità; il motore per la tettonica delle placche. La storia della Terra: geocronologia e geocronometria; i fossili; i principali eventi che caratterizzano l era Precambriana, l era Paleozoica, l era Mesozoica, l era Cenozoica e l era Quaternaria. Le glaciazioni. L idrosfera: il ciclo dell acqua; le caratteristiche generali e la dinamica dei ghiacciai; l origine delle sorgenti; le acque incanalate, il bacino idrografico e idrogeologico; le caratteristiche dei sistemi fluviali: lunghezza, pendenza, velocità e portata. Il modellamento del rilievo terrestre: la degradazione meteorica; i fenomeni franosi e il dissesto idrogeologico; l azione geomorfica delle acque correnti superficiali; l azione solvente delle acque e il Carsismo; l azione geomorfica dei ghiacciai. Pagine di storia della geomorfologia. Esposizione e padronanza della lingua Chiara, fluida, articolata, corretta, ricca. Lessico appropriato. Quasi sempre chiara con alcune incertezze. Lessico abbastanza appropriato. Frammentaria poco chiara. Lessico improprio, generico. Confusa, molto scorretta. Lessico specifico assente o quasi. 2 1,5 1 0 Conoscenze Ampie e dettagliate con collegamenti autonomi. 6 Ampie con buoni collegamenti. 5 Essenziali, collegamenti guidati. 4 Parziali, a volte scorrette, rari collegamenti guidati. 2 Carenti e/o scorrette, non collega. 1 Approfondi menti e capacità critiche Approfondisce, possiede capacità critiche e di rielaborazione personale. 2 Approfondi mento parziale, guidato, semplici rielaborazio ni. 1,5 Superficiale, giudizi approssimativ i o non argomentati. 1 Molto superficiale e approssimati vo. 0

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