La luce: materiali, colori, visione

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1 PROGETTO DI DIDATTICA ORIENTATIVA Laboratorio Fisico-Chimico per un curricolo verticale tra scuole di istruzione secondaria di 1 e 2 grado. La luce: materiali, colori, visione La finalità del progetto è di mettere in atto strategie didattiche volte a sviluppare negli allievi la consapevolezza delle finalità culturali e formative delle discipline coinvolte e la capacità di sviluppare un responsabile auto-orientamento. Nello specifico il progetto è attuato in rete da scuole di due livelli: una scuola secondaria superiore di primo grado (Scuola media Virgilio) e un altra di secondo grado (Liceo Virgilio). Per gli studenti in uscita dalla scuola secondaria di primo grado e in entrata in quella di secondo grado il progetto si propone di favorirne l'orientamento, mentre per gli studenti del primo anno del liceo (quindi ancora in obbligo scolastico) costituisce un momento di verifica ed eventualmente di ri-orientamento sulla scelta già effettuata. Infatti il corso è rivolto agli studenti di tutti gli indirizzi dei nuovi licei presenti nella scuola (scientifico, classico e linguistico). Nella fase progettuale sono stati individuati obiettivi comuni alle due discipline coinvolte, per far sì che gli studenti acquisiscano competenze di carattere scientifico e linguistico in linea con quanto previsto dal quadro di riferimento dell OCSE PISA. A tale scopo si è imposta la necessità di perseguire strategie didattiche volte, attraverso opportune curvature laboratoriali applicabili a tutte le discipline dunque senza separatezza alcuna tra quelle umanistiche e quelle scientifiche - ad una progettazione che, mirata alle competenze, parta irrinunciabilmente da azioni tese a sviluppare negli allievi la consapevolezza delle finalità culturali e formative di ogni singola disciplina e la capacità di sviluppare un responsabile auto-orientamento. Il corso, dunque, si propone di avvicinare gli alunni al mondo della fisica e della chimica prendendo spunto dai fenomeni della realtà quotidiana per cercare di interpretarne le caratteristiche salienti e arrivare a una prima generalizzazione dei fenomeni stessi. Nella scuola queste discipline vengono spesso presentate in modo astratto e formalizzato, senza una significativa mediazione laboratoriale; perciò sono considerate discipline dure, in quanto si perde la loro origine di scienze sperimentali. La presente proposta prevede un laboratorio di fisica-chimica della durata di 40h extra-curricolari (opzionali per gli studenti) a cui parteciperanno gli studenti del 1 anno dei nuovi licei del Virgilio. Le due discipline vengono introdotte contemporaneamente perchè esse hanno in comune aspetti fondamentali di contenuto, metodo e finalità, mirando a fornire un interpretazione razionale dei fenomeni naturali. E opportuno che lo studente parta da un approccio integrato per poi, nel secondo biennio e nel quinto anno, arrivare a studiarle separatamente, in modo diversificato e maggiormente formalizzato. A conclusione del corso si prevede un incontro con studenti della scuola media nel quale i ragazzi del liceo che hanno frequentato il corso illustreranno una sintesi degli incontri di fisica e di chimica.

2 Obiettivi: - acquisire capacità operative in laboratorio e in gruppo - partire dall esperimento per arrivare al modello interpretativo - arrivare alla rappresentazione geometrica degli oggetti e dei fenomeni osservati - acquisire competenze trasversali alle varie discipline (fisica, chimica, biologia, matematica) - acquisire competenze per interpretare semplici fenomeni relativi alla realtà quotidiana - acquisire competenze linguistiche per esporre in forma orale e scritta le osservazioni effettuate dei fenomeni e organizzarle in modo logico coerente Contenuti: - La luce - Il colore - La biologia della visione (le cellule della visione, l occhio, il cervello) Metodologia: - Uso del laboratorio scientifico (esperienze di laboratorio eseguite da gruppi di alunni, alunni delle scuole di 2 grado che eseguono esperienze dimostrative per gli alunni delle scuole di 1 grado) - Gli aspetti così schematizzati indicano che si tratterà di una didattica laboratoriale in senso specifico (eseguire esperienze in laboratorio) e in senso lato (far lavorare gli studenti in modo attivo e cooperativo). Valutazione Valutazione degli studenti del liceo: si prevede, a conclusione del corso, l'elaborazione di una sintesi su supporto informatico delle attività svolte, eseguita in piccoli gruppi di studenti. Valutazione del corso: verrà somministrato agli studenti un questionario per rilevare il gradimento e le difficoltà emerse. Valutazione della presentazione fatta alla scuola media: questionario somministrato ai giovani allievi della scuola media Virgilio.

3 LABORATORIO DI FISICA-CHIMICA 10 incontri di Chimica di 2 ore (tot 20 ore) I primi 9 incontri si sono svolti nel laboratorio di chimica, il decimo nel laboratorio di informatica 1 Incontro: Saggi alla fiamma Discussione. Esperienze degli alunni: l arcobaleno, la luce bianca, il sole, la lampadina, il prisma ottico, lampada al neon, lampada al sodio Esperienza in laboratorio: saggi alla fiamma con sodio, litio, potassio,ecc. 2 Incontro : Cromatografia su carta dell inchiostro Esperienza in laboratorio: cromatografia su carta dell inchiostro di colore nero, blu, rosso, verde 3 Incontro: Estrazione della clorofilla e sua cromatografia su carta 4 Incontro: Reazioni fotochimiche Discussione. Esperienze degli alunni: creme abbronzanti, occhiali che si scuriscono alla luce Esperienza in laboratorio: Reazione di precipitazione del cloruro d argento 5 Incontro: Indicatori di ph. Indicatori naturali 6 Incontro: Dissezione di un occhio di agnello 7,8,9 Incontro: La visione (determinazione del punto cieco, persistenza dell immagine, immagine consecutiva negativa e positiva, visione di oggetti a differenti distanze, il campo visivo, le illusioni ottiche, visione dei colori). 10 Incontro: Riepilogo- realizzazione di una presentazione power-point

4 10 incontri di Fisica di 2 ore (tot 20 ore) 1 INCONTRO: NIENTE DI NUOVO ALL ORIZZONTE (lab di fisica) Introduzione al tema della luce. Cosa cambia nella percezione riducendo la luminosità. La visione come fenomeno a tre attori: la luce, gli oggetti e l occhio. Concetto di sorgente, raggio, ombra. La forma delle ombre, le coniche. Esperimento qualitativo: indovinare la forma degli oggetti a partire dalle ombre. Esperimento quantitativo: misurare la lunghezza dell ombra di un asta al variare della posizione del faretto. 2 INCONTRO: DOVE L OMBRA SERVE A FAR LUCE (lab di informatica) Modello geometrico per la misura dell altezza della Piramide (Talete) e del raggio della Terra (Eratostene). 3 INCONTRO: C E OSTACOLO E OSTACOLO (lab di fisica) Assorbimento, Trasmissione, Riflessione, materiali opachi, trasparenti-translucidi, riflettenti e diffondenti. Classificare materiali vari rispetto al comportamento alla luce: carta stagnola, carta normale, slide, carta forno, carta colorata, filtri colorati Esperimento qualitativo: vedere in riflessione e trasparenza i materiali usando una candela come sorgente 4 INCONTRO: VIA LA MACCHIA (lab di fisica) Esperimento semi-quantitativo: confrontare l intensità luminosa di due sorgenti mettendo in mezzo un foglio di carta con una macchia di glicerina. Legge dell inverso del quadrato della distanza dell intensità luminosa. 5 INCONTRO: LO SPECCHIO NON SEMPRE AIUTA A VEDERE (lab di fisica) Il percorso della luce: riflessione, diffusione. Esperimento qualitativo con il laser, specchi, riflessioni multiple, carta di alluminio liscia, stropicciata, foglio bianco - progressivo avvicinamento dalla riflessione verso la diffusione. 6 INCONTRO: LA LUCE NON SEMPRE SEGUE LA RETTA VIA (lab di fisica) Il percorso della luce: La Rifrazione Esperimento qualitativo: la Moneta di Tolomeo,

5 costruzione del modello geometrico, angolo di rifrazione, angolo limite 7 INCONTRO: DOVE SI SCOPRE CHE IL BAGNINO VA COME LA LUCE (lab di informati) Il problema del bagnino: cammino minimo rispetto alla distanza o rispetto al tempo. Costruzione con Geogebra del cammino del raggio rifratto- legge di Snell 8 INCONTRO: FINALMENTE IL MONDO SI COLORA (lab di fisica) Cos è il colore? Il colore è una proprietà degli oggetti? Esperimenti qualitativi: oggetti colorati esposti a luci filtrate, scomposizione della luce con il prisma, composizione della luce, le ombre colorate. 9 INCONTRO: CONFONDIAMO UN PO LE IDEE (lab di fisica) Natura ondulatoria della luce. Esperimenti qualitativi con l ondoscopio per vedere le proprietà delle onde, diffrazione Diffrazione di luce bianca da reticolo con lavagna luminosa, separazione dei colori, la luce si allarga, tramonto artificiale nella bacinella con acqua e latte 10 INCONTRO: lab di informatica Riepilogo- realizzazione di una presentazione power-point