Progetto di una Unità di Apprendimento flipped

Transcript

1 Progetto di una Unità di Apprendimento flipped Dati dell Unità di Apprendimento Titolo: L'affascinante viaggio tra le cellule Scuola: Secondaria di I grado Materia: Scienze Classe : Prima Argomento curricolare: (indicare l argomento curricolare che si vuole affrontare con approccio flipped classroom, esempi: la struttura particellare della materia,, il Congresso di Vienna, le equazioni lineari, ecc.) Il microscopio e la cellula come unità fondamentale della vita; la sua classificazione distinguendone le diverse tipologie e caratteristiche peculiari, nonché il relativo funzionamento. La Sfida. Come si attiva l interesse e la motivazione degli allievi: (indicare come si intende stimolare l interesse, la curiosità e coinvolgere gli allievi in modo da renderli parte attiva nella costruzione delle conoscenze indicate. Tipicamente ciò avviene lanciando una sfida che può consistere nel porre una domanda a cui rispondere, un problema da risolvere, una ricerca da effettuare, un caso da analizzare in modo coinvolgente e motivante.) Come introduzione e avvicinamento al mondo delle piccole dimensioni propongo un video agli studenti tratto dai film La valle delle formiche perdute ( e Microcosmo ( che propone una visione del mondo naturale da un punto di vista dimensionale differente da noi esseri umani; tale visione funge da stimolo per la successiva comprensione dell'argomento che permetterà ai discenti di collocare correttamente i contenuti anche da un punto di vista spaziale e scalare. Successivamente viene lanciata la sfida proponendo prima di tutto delle domande e aprendo perciò una discussione: Secondo voi esiste solo quello che riusciamo a vedere e toccare? Esiste qualcosa anche se non lo vediamo? Se sì perchè non riusciamo a vederlo? Come possiamo affermarlo? Successivamente vengono proposte delle immagini senza titolo o commento e si lascia agli studenti la parola lasciando loro fare delle ipotesi su ciò che vedono. Tali immagini saranno poi quelle che si ritroveranno ad osservare al microscopio nell'attività sperimentale di laboratorio e che riusciranno ad interpretare correttamente alla fine del percorso didattico. Le varie risposte e ipotesi vengono raccolte dalla docente che le trascrive in maniera schematica alla LIM e che saranno poi riviste e commentate alla fine del percorso di apprendimento. Conclusa l'attività di brainstorming, si presenta agli allievi il progetto che si intende effettuare, soffermandosi in particolare sul compito finale e sugli indicatori che potrebbero essere utilizzati per la valutazione finale, in modo da renderli maggiormente consapevoli e responsabili del proprio agire.

2 Lancio della Sfida. Quali attività si svolgono prima o in apertura della lezione: (indicare se l azione didattica proposta prevede attività preparatorie da svolgere prima della lezione d aula. Ed esempio fruizione di risorse didattiche che costituiscano un quadro di riferimento, richiamino preconoscenze, attivino la curiosità oppure attività di verifica delle conoscenze già affrontate per mettere meglio a punto l azione in classe. Indicare le risorse digitali eventualmente utilizzate quali LMS, video, presentazioni multimediali, testi...) Per poter meglio affrontare il nuovo argomento si prevede un'attività di ripasso e sintesi mediante lezione dialogata, inerente alcune preconoscenze quali gli atomi e le molecole, la distinzione tra materia vivente e non vivente, il concetto di energia. Successivamente gli studenti dovranno svolgere a casa un'attività preparatoria consistente nella visione di un video che illustra la struttura ed il funzionamento del microscopio, nonché la preparazione di vetrini che sarà poi il lavoro che gli alunni si troveranno a svolgere. Dovranno inoltre approfondire la comprensione del materiale cartaceo a loro fornito e contenente le istruzioni operative da seguire nella lezione successiva durante l'attività sperimentale vera e propria di preparazione dei vetrini(vedi documento allegato). Condurre la sfida. Quali attività si svolgono per rispondere alla sfida: (indicare le metodologie didattiche che si intendono utilizzare in classe: lezione dialogata, lavoro di gruppo, apprendimento fra pari, studio individuale per consentire agli allievi di rispondere alla sfida proposta e costruire attivamente le conoscenze richieste, indicando anche diverse metodologie e più fasi successive.) Metodologia didattica : lavoro di gruppo con tecnica JigSaw Fase I: Procediamo alla formazione di 4 gruppi di lavoro costituiti ognuno da 5 studenti. Secondo le istruzioni operative consegnate e approfondite nella lezione precedente (vedi documento allegato), i gruppi avranno prima di tutto il compito di costruire 5 vetrini a partire dai seguenti substrati: Batteri da yougurt Epidermide di cipolla Foglia di pianta (Elodea canadensis) Goccia di acqua stagnante Epidermide di mucosa buccale A conclusione della fase di preparazione al singolo studente di ogni gruppo base verrà assegnato uno specifico vetrino per ognuno dei quali si formerà il gruppo degli esperti che, con il supporto delle istruzioni cartacee, nonchè del libro di testo e/o libera ricerca in rete, produrrà delle ipotesi/commenti su quanto visualizzato al microscopio mediante redazione di una breve relazione di sintesi per punti chiave (vedi documento allegato). Successivamente l'alunno esperto ritornerà nel suo gruppo base per esporre quanto rilevato e supportare i compagni nella corretta interpretazione del vetrino. Fase II: Conluso il lavoro tra i gruppi, la classe in toto sotto la guida della docente, mediante confronto reciproco, procede con la verifica dei risultati e la convalida delle ipotesi su quanto osservato e relazionato; la discussione si conclude con la realizzazione condivisa di una mappa cognitiva che sintetizza quanto appreso. Si fissano ulteriormente i concetti giocando con le animazioni in lingua inglese al seguente indirizzo: A chiusura del percorso di apprendimento si propone poi un video di sintesi degli argomenti trattati elaborato dalla docente che riassume e schematizza i concetti chiave, visualizzabile al seguente indirizzo:

3 Chiusura della sfida. Quali attività di verifica degli apprendimenti concludono l attività didattica: (indicare quali attività di sistematizzazione degli apprendimenti concludono l attività, e quali metodologie e strumenti di valutazione formativa e sommativa si ritiene di dover attuare per verificare e consolidare gli apprendimenti e promuovere lo sviluppo di competenze. Tipicamente ciò avviene tramite metodi di valutazione autentica. Esplicitare le tipologie di prova.) Come lavoro di sistematizzazione degli apprendimenti ad ogni gruppo verrà proposto di costruire un modellino per i vari tipi di cellula discussa; successivamente verrà assegnato il seguente compito autentico, per la cui valutazione verrà utilizzata un'apposita griglia precedentemente condivisa con gli studenti: Diventate Prof. per un giorno! Con il materiale a vostra disposizione organizzate una lezione accattivante per i vostri compagni; preparate perciò una presentazione ed una mappa concettuale che possa guidarvi nel vostro percorso. Buon lavoro e...cercate di stupire i vostri ascoltatori, mettendo in evidenza anche il vostro punto di vista sulla tematica in questione! Infine, per poter verificare gli apprendimenti acquisiti gli studenti saranno chiamati a svolgere una prova strutturata contenente items vero/ falso, corrispondenze, scelta multipla, completamento (vedi documento allegato). Riflessione finale. In che modo l approccio proposto differisce dal suo approccio tradizionale: (indicare i vantaggi dell approccio scelto rispetto all approccio tradizionale e mettere in luce le differenze con particolare riferimento all argomento curricolare scelto.) A differenza dell'approccio tradizionale la modalità flipped rende estremamente attivi i discenti, li rende curiosi e partecipi alla costruzione del loro stesso apprendimento; attraverso le modalità proposte l'argomento viene assimilato con maggiore facilità e compreso nella sua essenzialità, eliminando possibili confusioni derivabili dall'unico percorso di astrazione proposto con la lezione tradizionale. In tal modo gli studenti riescono a toccare con mano e non solo immaginare come è effettivamente organizzata la struttura della materia vivente più o meno complessa, comprendendo in modo reale e concreto quanto perfetta e affascinante sia l'organizzazione dei viventi.

4 Allegato 1 Osservazione di cellule procariote ed eucariote di tessuti vegetali e animali DOMANDA INIZIALE: hai mai pensato qual è e che dimensioni può avere la più piccola unità vivente? OBIETTIVI: saper utilizzare il microscopio ottico saper allestire preparati a fresco saper distinguere le cellule procariote da quelle eucariote, le vegetali da quelle animali potenziare le capacità operative STRUMENTI E MATERIALE OCCORRENTE: strumenti - microscopio ottico - vetrini porta e coprioggetti - pinzette - contagocce - spruzzetta - carta assorbente - spatola materiali - acqua distillata - epidermide di cipolla - cellule di sfaldamento dell epitelio boccale - acqua stagnante - yogurt - foglia di Eloudea - colorante blu di metilene Osservazione di cellule "a fresco" Con questo termine si intende l'osservazione di cellule sopravviventi, preparate in modo tale da poter essere facilmente osservate al microscopio ottico. In generale l'oggetto da osservare viene posto al centro di un vetrino portaoggetti, in una goccia d'acqua (o di soluzione salina isotonica per alcune preparazioni di cellule animali) e coperto con un vetrino coprioggetti, adagiato sulla goccia con attenzione, in modo da evitare la formazione di bolle d'aria. L'osservazione va sempre iniziata con un obiettivo a basso ingrandimento. Una volta scelta la zona da osservare e messo bene a fuoco il microscopio, passare ai successivi ingrandimenti, regolando ogni volta fuoco, illuminazione e diaframma di contrasto. Dopo aver osservato la preparazione può essere interessante colorarla, facendo penetrare tra i due vetrini una soluzione di qualche colorante (per esempio blu di metilene all'1%). Per fare questo, porre con una pipetta una piccola goccia della soluzione di colorante sul margine del vetrino coprioggetti e aiutare la diffusione del colorante tra i due vetrini assorbendo un po' del liquido dal lato opposto con un pezzetto di carta bibula. Osserviamo cellule appartenenti ad organismi diversi. CELLULE PROCARIOTICHE Le cellule procariotiche hanno generalmente dimensioni comprese tra 0.5 e 2 μm. 1. Batteri dallo yogurt

5 Lo yogurt rappresenta una coltura di batteri certamente non patogeni facile da procurarsi e quindi molto adatta per un'esercitazione. Negli yogurt in commercio i batteri più frequentemente presenti sono il Lactobacillus bulgaricus e lo Streptococcus thermophilus. Procedimento Diluire una piccola quantità di yogurt con acqua di rubinetto. Osservare al microscopio, a forte ingrandimento. Osservazione Si osserveranno batteri di forme diverse (bacilli,cocchi, a volte riuniti in catenelle) riconoscibili per costanza di forme e dimensioni,tra fiocchi di caseina coagulata. Un'eventuale colorazione con blu di metilene farà spiccare i batteri in azzurro scuro, mentre i coaguli di caseina resteranno pressoché non colorati. CELLULE EUCARIOTICHE Le cellule eucariotiche hanno generalmente dimensioni comprese tra i 20 e i 50 μm. 1. Organismi Unicellulari: protozoi Per preparare una coltura di protozoi, riempire d'acqua un recipiente a bocca larga e aggiungere qualche goccia di latte, in modo da ottenere una soluzione appena opalescente. Aggiungere acqua, fanghiglia, foglie marcescenti provenienti da uno stagno o una fontana. Il latte offrirà il nutrimento per una rapida crescita batterica, che a sua volta rappresenterà il nutrimento per una grande diversità di protozoi. La tavola acclusa mostra alcuni degli organismi più frequenti in questo tipo di colture. Procedimento Prelevare una goccia dalla coltura, preferibilmente dalla patina superficiale o dal fondo, per avere una maggiore ricchezza di organismi. Non è consigliabile alcuna colorazione. Osservazione Si osserverà una grande varietà di organismi, in gran parte unicellulari, ma anche coloniali, come molte alghe azzurre, o pluricellulari, come i funghi e i rotiferi. Il calore della sorgente di illuminazione provocherà il riscaldamento e il disseccamento della goccia di coltura e la morte dei suoi abitatori. 2. Organismi pluricellulari: cellule vegetali Epidermide di cipolla Una delle preparazioni più facili di cellule vegetali (di solito di dimensioni maggiori rispetto a quelle animali) si ottiene realizzando una "spellatura" ossia la separazione dello strato di parenchima superficiale da foglie o bulbi. Procedimento Prendere, ad esempio, una cipolla (Allium cepa), preferibilmente rossa, e tagliarla in quattro. Dalla superficie dei catafilli distaccare un piccolo lembo del tessuto epidermico, incidendo con una go e tirando con pinzette sottili. Il frammento prelevato andrà rapidamente deposto in una goccia d'acqua posta sul portaoggetti, evitando il disseccamento. Non occorre colorazione. Osservazione Nelle zone ben distese del tessuto isolato si osserveranno cellule di forma poliedrica allungata, con citoplasma che,nel caso della cipolla rossa,risulta intensamente colorato dai pigmenti caratteristici. Evidenti le pareti cellulari. 3.Organismi pluricellulari: cellule vegetali _ Elodea canadensis Le foglie di Elodea (o filloidi di muschio) vengono osservate al m.o., senza alcuna preparazione particolare. Queste foglie sono molto sottili, costituite solitamente da uno due strati di cellule a livello della lamina fogliare; è possibile perciò apprezzare la forma e le dimensioni delle singole cellule; in alcune specie di muschi si possono osservare ispessimenti o estroflessioni della parete (papille e mammille).

6 A partire dagli stessi materiali, si possono osservare i cloroplasti, che appaiono come piccoli e numerosi corpiccioli verdi, di forma pressocché sferica o ellissoidale. Se si usa Elodea, è anche possibile osservare le correnti citoplasmatiche, sotto forma di un movimento di ciclosi dei cloroplasti, soprattutto nelle cellule in prossimità della nervatura. Tali movimenti sono indotti dal calore prodotto dalla luce del microscopio diretta sul campione. 3. Organis mi pluricellulari - cellule animali: epitelio mucosa boccale Uno dei pochi esempi di cellule animali preparabili a fresco con grande semplicità è rappresentato dalle cellule di sfaldamento dell'epitelio pavimentoso pluristratificato della mucosa boccale. Procedimento Prelevare dalla superficie della propria lingua le cellule di sfaldamento, passando due o tre volte con delicatezza uno stuzzicadenti. Deporre le cellule sopra il vetrino portaoggetto ed aggiungere una goccia d'acqua (o di soluzione salina isotonica, NaCl 0,9%). Osservare le cellule non colorate e poi colorare la stessa preparazione. Osservazione Si osserveranno numerosissime cellule appiattite, poligonali, con un piccolo nucleo ben evidente e numerose granulazioni nel citoplasma (foto a sinistra). Queste strutture sono ben colorabili dal blu di metilene. SCHEDA DI LABORATORIO OSSERVAZIONI - Disegna le cellule dei batteri dello yogurt che hai osservato al microscopio con i tre diversi ingrandimenti: - Disegna le cellule dei protozoi che hai osservato al microscopio con i tre diversi ingrandimenti: - Disegna le cellule di epidermide di cipolla che hai osservato al microscopio con i tre diversi ingrandimenti, prima dell aggiunta del colorante:

7 - Disegna le cellule di epidermide di cipolla che hai osservato al microscopio con i tre diversi ingrandimenti, dopo l aggiunta del colorante: - Disegna le cellule della foglia di Elodea che hai osservato al microscopio con i tre diversi ingrandimenti, prima dell aggiunta del colorante: - Disegna le cellule della foglia di Elodea che hai osservato al microscopio con i tre diversi ingrandimenti, dopo l aggiunta del colorante: - Disegna le cellule dell epitelio boccale che hai osservato al microscopio con i tre diversi ingrandimenti, prima dell aggiunta del colorante: - Disegna le cellule dell epitelio boccale che hai osservato al microscopio con i tre diversi ingrandimenti, dopo l aggiunta del colorante:

8 - Cosa osservi effettivamente? Quali strutture cellulari riesci a riconoscere nei vari tipi di cellule?... - Che forma hanno i vari tipi di cellule?... - Dove sono localizzati i nuclei nei diversi preparati?... CONCLUSIONI - Perché viene utilizzato il colorante blu di metilene?... - Come si può riconoscere una cellula animale da una vegetale?...

9 Allegato 2 PROVA STRUTTURATA 1. INDICA SE LE SEGUENTI AFFERMAZIONI SONO VERE (V) O FALSE (F) (1 punto per ogni risposta esatta, 0 punti per ogni risposta errata o non data) Affermazione Vero Falso 1. Il vacuolo è una cavità tipica della cellula vegetale 2. I ribosomi sono assenti nei procarioti 3. Il modello a mosaico fluido spiega l organizzazione delle membrane 4. I nucleoli sono costituiti di RNA 5. I pori della membrana nucleare non servono per il passaggio di sostanze 6. Le membrane cellulari dei vegetali sono ricche di colesterolo 7. La cellula eucariote ha un nucleo ben delimitato 2. Collega le affermazioni Punteggio (.../7) Cellula Eucariote Cellula Procariote Cellula Vegetale Vacuolo Nucleo Parete cellulare Batteri Cloroplasti Punteggio (.../5) 3. Scegli la risposta esatta (2 punti per ogni risposta esatta, 0 punti per ogni risposta errata o non data) 1. Quali tra questi gruppi di organismi non sono procarioti? a) Protozoi b) Alghe azzurre c) Batteri

10 2. Come si chiamano le proteine che sporgono solo da un lato della membrana cellulare? a) Intrinseche b) Estrinseche c) Periferiche 3. Dove sono collocati i cromosomi? a) Nei cromoplasti b) Nei cloroplasti c) Nel nucleo 4. Quale, tra questi organuli, risulta coinvolto nella sintesi dell'atp? a) Apparato di Golgi b) Mitocondrio c) Centriolo 5. Quale, tra queste sostanze, è presente nei cloroplasti? a) Cloro gassoso b) Cloroformio c) Clorofilla Punteggio (.../10) 4. Inserisci negli spazi vuoti le parole chiave elencate di seguito: centrioli - citoplasma - citoscheletro cloroplasti - eucariote leucoplasti - membrana plasmatica membrane - microtubuli nucleo nucleoli - parete cellulare - plastidi - procariote - ruvido Le strutture fondamentali di una cellula sono:..,. e.. In base alla loro organizzazione le cellule possono essere catalogate in due gruppi : le. e le. L impalcatura del citoplasma cellulare è costituita dal... formato a sua volta da tre tipi di filamenti, tra cui ricordiamo i. Il reticolo endoplasmatico ospita sulle sue. numerosi ribosomi. I. possono essere di tre tipi: i.., i. e i cromoplasti. I sono strutture tipiche delle cellule animali, la.... è invece una struttura tipica delle cellule vegetali. All interno del nucleo si trovano uno o più.. Punteggio (.../8) Tabella di valutazione Minore o uguale a 13 4 Da 14 a 16 5 Da 17 a 19 6 Da 20 a 22 7 Da 23 a 25 8 Da 26 a 28 9 Da 29 a 30 10

11