Questionario di SCIENZE LS-OSA - Analisi preliminare e Report

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1 Questionario di SCIENZE LS-OSA - Analisi preliminare e Report Comitato Scientifico: Alberto Conte presidente Accademia delle Scienze Torino Settimio Mobilio Direttore Dipartimento di Fisica ROMATRE predisposizione questionario: Anna Brancaccio DGO - MIUR raccolta dati: Federico Beghini Docente Informatica IS Carlo Anti Villafranca di Verona elaborazione dati e report: Claudio Pardini Dirigente IS Carlo Anti Villafranca di Verona N. Docenti che hanno risposto: 446 N. Risposte N significative: 20 (per percentuali non corrette o nulle) N. Risposte Elaborate: 426 Ripartizione Geografica Abruzzo 14 Basilicata 4 Calabria 9 Campania 36 Emilia Romagna 32 Friuli 10 Lazio 30 Liguria 11 Lombardia 76 Marche 11 Molise 3 Piemonte 43 Puglia 37 Sardegna 6 Sicilia 17 Toscana 15 Trentino Alto Adige 10 Umbria 9 Veneto 53 Sezione Risposte dei Docenti 1) Considerando il carico didattico totale della FICA per il V anno, si ritiene adeguata la percentuale di ore prevista per lo svolgimento dei seguenti moduli? Modulo A: Il binomio struttura/funzione nella chimica organica e biologica. Biochimica e metabolismi. (75 h) Modulo B: Le applicazioni dei processi biologici (45 h) Modulo C. Il Pianeta Terra come sistema integrato (45 h)

2 Molti Docenti hanno risposto facendo riferimento alla ripartizione percentuale globale e cosìhanno risposto n (di non essere d'accordo) ma poi hanno proposto il medesimo valore Si è deciso pertanto di interpretare la volontà dei Docenti analizzando le risposte una per una, aggiungendo ai valori i numeri assoluti dei Docenti che hanno risposto s (sonoo d'accordo) 300 Ore dedicate al Modulo A N D o c e n t i Ore dedicate al Modulo B N D o c e n t i

3 300 Ore dedicate al Modulo C N D o c e n t i ) Rispetto all unità didattica laa chimica del carbonio indicare i contenuti considerati irrinunciabili: Gli idrocarburi alifatici e aromatici: proprietà chimico-fisiche. Gli isomeri conformazionali: la rotazione del legame C-C Isomeria di posizione e geometrica Reattività degli idrocarburi saturi Effetti elettronici, induttivi e di risonanza Reazioni radicaliche Principali reazioni di alcheni e alchini: addizioni Concetto di aromaticità Reattività dei composti aromatici Argomenti Irrinunciabili Gli idrocarburi alifatici e aromatici: proprietà chimico-fisiche. Argomenti Irrinunciabili Gli isomeri conformazionali: la rotazione del legame C-C 4% 19% 96% 81%

4 Argomenti Irrinunciabili Isomeria di posizione e geometrica Argomenti Irrinunciabili Reattività degli idrocarburi saturi 9% 11% 91% 89% Argomenti Irrinunciabili Effetti elettronici, induttivi e risonanza di Argomenti Irrinunciabili Reazioni radicaliche 26% 41% 59% 74% Argomenti Irrinunciabili Principali reazioni di alcheni alchini: addizioni e Argomenti Irrinunciabili Concetto di aromaticità 6% 6% 94% 94% Argomenti Irrinunciabilii Reattività dei composti aromatici 30% 70%

5 Argomenti Irrinunciabili valori % Reattività dei composti aromatici Concetto di aromaticità Principali reazioni di alcheni e alchini: addizioni Reazioni radicaliche Effetti elettronici, induttivi e di risonanza Reattività degli idrocarburi saturi Isomeria di posizione e geometrica Gli isomeri conformazionali: la rotazione del legame C-C Gli idrocarburi alifatici e aromatici: proprietà chimico-fisiche. 0% 20% 40% 60% 80% 100% 3) Rispetto all unità didattica la acquisire elencate? Spiegare le proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi e dei loro derivati Riconoscere gli isomeri di posizione e geometrici Spiegare le cause dell isomeria conformazionale Riconoscere le principali categorie di composti alifatici Saper individuare il tipo di reazione che avviene in funzione del tipo di substrato (alcano, alchene, alchino o aromatico) e dei reagenti presenti Riconoscere un compostoo aromatico 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 Abilità da Acquisire Spiegare le proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi e dei loroo derivati chimica del carbonio si ritengono coerenti le abilità da Abilità da Acquisire Riconoscere gli isomeri di posizione e geometrici 5% 10% 95% 90%

6 Abilità da Acquisire Spiegare le cause dell isomeria conformazionale Abilità da Acquisire Riconoscere le principali categorie di composti alifatici 33% 5% 67% 95% Abilità da Acquisire Abilità da Acquisire Saper individuare il tipo di Riconoscere un composto reazione che avviene in aromatico funzione del tipo di substrato 20% 8% 92% 80% Abilità da Acquisire Saper definire il concetto di aromaticità e le sue implicazioni sulla reattività dei composti aromatici Abilità da Acquisire Spiegare il meccanismo delle principali reazioni degli idrocarburii saturi, insaturi e aromatici 17% 25% 83% 75%

7 Abilità da acquisire Spiegare il meccanismo delle principali reazioni degli idrocarburi saturi, insaturi e aromatici Saper definire il concetto di aromaticità e le sue implicazioni sulla reattività dei composti aromatici Riconoscere un composto aromatico Saper individuare il tipo di reazione che avviene in funzione del tipo di substrato (alcano, alchene, alchino o aromatico) e dei reagenti Riconoscere le principali categorie di composti alifatici Spiegare le cause dell isomeria conformazionale Riconoscere gli isomeri di posizione e geometrici Spiegare le proprietà fisiche e chimiche degli idrocarburi e dei loro derivati % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%100% 4) Rispetto ai contenuti irrinunciabili ed alle abilità da acquisire per l unità didattica la chimica del carbonio si ritengono coerenti le competenze elencate? Formulare ipotesi sulla reattività di sostanze organiche in base alle caratteristiche chimico- di fisiche fornite Trarre conclusioni o verificare ipotesi in base ai risultati ottenuti in esperimenti laboratorio opportunamente progettati ed eseguiti Comunicare in modo corretto conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio scientifico specifico Saper formulare ipotesi sull impatto di alcune tecnologie industriali, sulla salute dell uomo e sull ambiente

8 Competenze da Acquisire Formulare ipotesi sulla reattività di sostanze organiche in base alle caratteristiche chimico-fisiche fornite Competenze da Acquisire Trarre conclusioni o verificare ipotesi in base ai risultati ottenuti in esperimenti di laboratorio opportunamente progettati ed eseguiti 20% 80% 42% 58% Competenze da Acquisire Comunicare in modo corretto conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio scientifico specifico 3% Competenze da Acquisire Saper formulare ipotesi sull impatto di alcune tecnologie industriali, sulla salute dell uomo e sull ambiente 97% 40% 60% Competenze da acquisire Saper formulare ipotesi sull impatto di alcune tecnologie industriali, sulla salute dell uomo e sull ambiente Comunicare in modo corretto conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio scientifico specifico Trarre conclusioni o verificare ipotesi in base ai risultati ottenuti in esperimenti di laboratorio opportunamente progettati ed eseguiti Formulare ipotesi sulla reattività di sostanze organiche in base alle caratteristiche chimico-fisiche fornite % 20% 40% 60% 80% 100%

9 5) Rispetto all unità didattica Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività indicare i contenuti considerati irrinunciabili: Gli isomeri configurazionali Isomeria ottica, chiralità Enantiomeri e diastereoisomeri Luce polarizzata e attività ottica Configurazioni e convenzioni R-S Proiezioni di Fischer, di Haworth e a cavalletto Gli isomeri configurazionali 7% Isomeria ottica, chiralità 6% 93% 94% Enantiomeri e diastereoisomeri Luce polarizzata e attività ottica 21% 26% 79% 74% Configurazioni e convenzioni R-S Proiezioni di Fischer, di Haworth e a cavalletto 51% 49% 54% 46%

10 5 Proiezioni di Fischer, di Haworth e a cavalletto Configurazioni e convenzioni R-S Luce polarizzata e attività ottica Enantiomeri e diastereoisomeri Isomeria ottica, chiralità Gli isomeri configurazionali % 20% 40% 60% 80% 100% 6) Rispetto all unità didattica Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività si ritengono coerenti le abilità da acquisire elencate? Saper individuare il carbonio chirale e descrive le proprietà ottiche degli enantiomeri Saper identificare la configurazione assoluta R o S di un certo stereoisomero Conoscere il significato di luce polarizzata Saper rappresentare gli stereoisomeri tramite le proiezioni di Fischer o di Haworth Saper interconvertire gli stereoisomeri dalle proiezioni di Fischer a quelle a cavalletto e viceversa Saper identificare i diasteroisomeri e comprendere la differenza tra questi e gli enantiomeri Rappresentare/determinare la configurazione dei composti chirali Collegare la configurazione con l attività dei composti organici, comprese le biomolecole Abilità da Acquisire Saper individuare il carbonioo chirale e descrive le proprietà ottiche degli enantiomeri 6% Abilità da Acquisire Saper identificare la configurazione assoluta R o S di un certo stereoisomero 94% 49% 51%

11 Abilità da Acquisire Conoscere il significato di luce polarizzata Abilità da Acquisire Saper rappresentare gli stereoisomeri tramite le proiezioni di Fischer o di Haworth 20% 80% 54% 46% Abilità da Acquisire Saper interconvertire gli stereoisomeri dalle proiezioni di Fischer a quelle a cavalletto e viceversa Abilità da Acquisire Saper identificare i diasteroisomeri e comprendere la differenza tra questi e gli enantiomeri 75% 25% 44% 56% Abilità da Acquisire Rappresentare/determinare la configurazione dei composti chirali Abilità da Acquisire Collegare la configurazione con l attività dei composti organici, comprese le biomolecole 48% 52% 30% 70%

12 abilità da acquisire Collegare la configurazione con l attività dei composti organici, comprese le biomolecole Rappresentare/determinare la configurazione dei composti chirali Saper identificare i diasteroisomeri e comprendere la differenza tra questi e gli enantiomeri Saper interconvertire gli stereoisomeri dalle proiezioni di Fischer a quelle a cavalletto e viceversa Saper rappresentare gli stereoisomeri tramite le proiezioni di Fischer o di Haworth Conoscere il significato di luce polarizzata Saper identificare la configurazione assoluta R o S di un certo stereoisomero Saper individuare il carbonio chirale e descrive le proprietà ottiche degli enantiomeri % 50% 100% 7) Rispetto ai contenuti irrinunciabili ed alle abilità da acquisire per l unità didattica Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività si ritengono coerenti le competenze elencate? Classificare e rappresentare la chiralità le sostanze in base alla loro struttura tridimensionale utilizzando modelli grafici Riconoscere e stabilire le relazioni spaziali fra gli atomi all interno delle molecole e fra molecole diverse Coerenza delle Competenze Riconoscere e stabilire le relazioni spaziali fra gli atomi all interno delle molecole e fra molecole diverse Coerenza delle Competenze Classificare e rappresentare la chiralità le sostanze in base alla loro struttura tridimensionale utilizzando modelli grafici 50% 50% 50% 50% 7a

13 8) Rispetto all unità didattica Principali gruppi funzionali e loro reattività indicare i contenuti considerati irrinunciabili: I gruppi funzionali Proprietà chimico-fisiche di: alogenuri alchilici, alcoli, ammine, composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivatii (esteri e ammidi). Principali meccanismi delle reazioni organiche e fattori che le guidano: -gruppi elettrofili e nucleofili Reazioni di addizione (ai sistemi insaturi e agli acili), di sostituzione (Sn2, Sn1) ed eliminazione (E2, E1) Cenni sulle reazioni di condensazione (aldolica, di Claisen) I gruppi funzionali 3% 97% 6% Proprietà chimico-fisiche di: alogenuri alchilici, alcoli, ammine, composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivati (esteri 94% Principali meccanismi delle reazioni organiche e fattori che le guidano: gruppi elettrofili e nucleofili 14% 75% 86% Cenni sulle reazioni di condensazione (aldolica, di Claisen) 25% Reazioni di addizione (ai sistemi insaturi e agli acili), di sostituzione (Sn2, Sn1) ed eliminazione (E2, E1) 39% 61%

14 Cenni sulle reazioni di condensazione (aldolica, di Claisen) Reazioni di addizione (ai sistemi insaturi e agli acili), di sostituzione (Sn2, Sn1) ed eliminazione (E2, E1) Principali meccanismi delle reazioni organiche e fattori che le guidano: -gruppi elettrofili e nucleofili Proprietà chimico-fisiche di: alogenuri alchilici, alcoli, ammine, composti carbonilici, acidi carbossilici e loro derivati (esteri e ammidi) I gruppi funzionali % 20% 40% 60% 80% 100% 9) Rispetto all unità didattica Principali gruppi funzionali e loro reattività si ritengono coerenti le abilità da acquisire elencate? Rappresentare le formula di struttura applicando le regole della nomenclatura IUPAC Riconoscere i gruppi funzionali e le diverse classi di composti organici Definire/Spiegare le proprietà fisiche e chimiche dei principali gruppi funzionali Collegare le caratteristiche elettroniche dei gruppi funzionali alla loro reattività. Riconoscere/applicare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione eliminazione, condensazione. Rappresentare le formula di struttura applicando le regole della nomenclatura IUPAC 5% Riconoscere i gruppi funzionali e le diverse classi di composti organici 2% 95% 98%

15 Definire/Spiegare le proprietà fisiche e chimiche dei principali gruppi funzionali 5% 95% Collegare le caratteristiche elettroniche dei gruppi funzionali alla loro reattività. 20% 80% Riconoscere/applicare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione eliminazione, condensazione. 29% 71% Riconoscere/applicare i principali meccanismi di reazione: addizione, sostituzione eliminazione, Collegare le caratteristiche elettroniche dei gruppi funzionali alla loro reattività Definire/Spiegare le proprietà fisiche e chimiche dei principali gruppi funzionali Riconoscere i gruppi funzionali e le diverse classi di composti organici Rappresentare le formula di struttura applicando le regole della nomenclatura IUPAC % 20% 40% 60% 80% 100%

16 10) Rispetto ai contenuti irrinunciabili ed alle abilità da acquisire per l unità didattica Principali gruppi funzionali e loro reattività si ritengono coerenti le competenze elencate? Riconoscere e stabilire relazioni fra la presenza di particolari gruppi funzionali e la reattività di molecole Classificare le sostanze chimiche in insiemi basati su caratteristiche di reattività comuni Trarre conclusioni o verificare ipotesi in base ai risultati ottenuti in esperimenti di laboratorio opportunamente progettati ed eseguiti Formulare ipotesi in base ai dati forniti da un problema Comunicare in modo corretto conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio scientifico specifico Saper analizzare da un punto di vista chimico ciò che ci circonda in modo da poter comprendere come gestire situazioni di vita reale Riconoscere e stabilire relazioni fra la presenza di particolari gruppi funzionali e la reattività di molecole 6% 94% Classificare le sostanze chimiche in insiemi basati su caratteristichee di reattività comuni 24% 76% Trarre conclusioni o verificare ipotesi in base ai risultati ottenuti in esperimenti di laboratorio opportunamente progettati ed 45% 55% Formulare ipotesi in base ai dati forniti da un problema 34% 66% Comunicare in modo correttoo conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio scientifico specifico 5% Saper analizzare da un punto di vista chimico ciò che ci circonda in modo da poter comprendere come gestire situazioni di vita reale 33% 95% 67%

17 Saper analizzare da un punto di vista chimico ciò che ci circonda in modo da poter comprendere come gestire Comunicare in modo corretto conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio scientifico specifico Formulare ipotesi in base ai dati forniti da un problema Trarre conclusioni o verificare ipotesi in base ai risultati ottenuti in esperimenti di laboratorio opportunamente progettati ed Classificare le sostanze chimiche in insiemi basati su caratteristiche di reattività comuni Riconoscere e stabilire relazioni fra la presenza di particolari gruppi funzionali e la reattività di molecole % 20% 40% 60% 80% 100% 11) Rispetto alla indicazione nazionale Nel quinto anno si approfondisce lo studio della chimica organica, con particolare riferimento a materiali di interesse tecnologico e applicativo e si affronta lo studio di concetti basilari della scienza dei materiali e delle loro principali classi quali contenuti non presenti nel Percorso Didattico elaborato dai docenti delle scuole polo del progetto LS-OSA, si ritiene siano irrinunciabili? Polimeri Leghe metalliche Materiali ceramici Scienza dei materiali Semiconduttori Biomateriali Polimeri Leghe metalliche 15% 22% 78% 85%

18 Materiali ceramici Scienza dei materiali 6% 19% 94% 81% Semiconduttori Biomateriali 16% 84% 44% 56% Titolo del grafico Biomateriali Semiconduttori Scienza dei materiali Materiali ceramici Leghe metalliche Polimeri % 20% 40% 60% 80% 100%

19 12) Rispetto all unità didattica Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività indicare i contenuti considerati irrinunciabili: Carboidrati: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, legami idrogeno, idrofilicità) reattività e funzione biologica Lipidi: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, e lipofilicità) reattività e funzione biologica Proteine: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, legami idrogeno, idrofilicità e lipofilicità) reattività e funzione biologica Acidi nucleici: approfondimenti sulla struttura e funzione biologica Contenuti Irrinnciabili Carboidrati: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, legami idrogeno, idrofilicità) reattività e funzione biologica 3% Contenuti Irrinnciabili Lipidi: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, e lipofilicità) reattività e funzione biologica 4% 97% 96% Contenuti Irrinnciabili Proteine: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, legami idrogeno, idrofilicità e lipofilicità) reattività e funzione biologica Contenuti Irrinnciabili Acidi nucleici: approfondimenti sulla struttura e funzione biologica 4% 5% 96% 95% Acidi nucleici: approfondimentii sulla struttura e funzione biologica Proteine: loro struttura, proprietà chimico- fisiche (polarità, legami idrogeno, Lipidi: loro struttura, proprietà chimico- e fisiche (polarità, e lipofilicità) reattività Carboidrati: loro struttura, proprietà chimico-fisiche (polarità, legami % 93% 94% 95% 96% 97% 98% 99% 100%

20 13) Rispetto all unità didattica Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività si ritengono coerenti le abilità da acquisire elencate? 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 Riconoscere le principali biomolecole 4% Saper spiegare la relazione tra la struttura delle biomolecole (gruppi funzionali presenti, polarità, idrofilicità e lipofilicità) e le loro proprietà e funzioni biologiche 5% 96% 95% 14) Rispetto ai contenuti irrinunciabili ed alle abilità da acquisire per l unità didattica Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività si ritengono coerenti le competenze elencate? Osservare, descrivere, analizzare e interpretare fenomeni della realtà naturale e artificiale, riconoscendo nelle diverse espressioni i concetti di sistema e di complessità Saper correlare la presenza di gruppi funzionali e la struttura tridimensionalee delle biomolecole alle funzione che esse esplicano a livello biologico. Osservare, descrivere, analizzare e interpretare fenomeni della realtà naturale e artificiale, riconoscendoo nelle diverse espressioni i concetti di sistema e di complessità Saper correlare la presenza di gruppi funzionali e la struttura tridimensionale delle biomolecole alle funzione che esse esplicano a livello biologico. 13% 32% 68% 87%

21 15) Rispetto all unità didattica Metabolismo energetico indicare i contenuti considerati irrinunciabili: Il metabolismo cellulare autotrofo ed eterotrofo. Flusso di energia e significato biologico della fotosintesi. Il metabolismo dei carboidrati Glicolisi Ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa e sintesi di ATP Fermentazione Aspetti fotochimici della Fotosintesi Foto-fosforilazione Reazioni del carbonio. Il metabolismo cellulare autotrofo ed eterotrofo. Flusso di energia e significato biologico della fotosintesi 4% 7% 96% 93% Il metabolismo dei carboidrati Glicolisi 9% 4% 91% 96% Ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa e sintesi di ATP 7% Fermentazione 7% 93% 93%

22 Aspetti fotochimici della Fotosintesi Foto-fosforilazione 23% 77% 36% 64% Reazioni del carbonio. 40% 60% Reazioni del carbonio. Foto-fosforilazione Aspetti fotochimici della Fotosintesi Fermentazione Ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa e sintesi di ATP Glicolisi Il metabolismo dei carboidrati Flusso di energia e significato biologico della fotosintesi. Il metabolismo cellulare autotrofo ed eterotrofo % 20% 40% 60% 80% 100%

23 16) Rispetto all unità didattica Metabolismo energetico si ritengono coerenti le abilità da acquisire elencate? Comprendere il bilancio energetico delle reazioni metaboliche e del trasporto biologico associate alla sintesi o al consumo di ATP. Comprendere il ruolo dell input energetico della luce nei processi fotosintetici. Comprendere la differenza fra autotrofia ed eterotrofia Comprendere il bilancio energetico delle reazioni metaboliche e del trasporto biologico associate alla sintesi o al consumo di ATP. 6% Comprendere il ruolo dell input energetico della luce nei processi fotosintetici. 13% 87% 4% 94% Comprendere la differenza fra autotrofia ed eterotrofia 96% Comprendere la differenza fra autotrofia ed eterotrofia Comprendere il ruolo dell input energetico della luce nei processi fotosintetici. Comprendere il bilancio energetico delle reazioni metaboliche e del trasporto biologico associate alla sintesi o % 80% 85% 90% 95% 100%

24 17) Rispetto ai contenuti irrinunciabili ed alle abilità da acquisire per l unità didattica Metabolismo energetico si ritengono coerenti le competenze elencate? Riconoscere e stabilire relazioni fra trasporto biologico e conservazione dell energia. Comunicare in modo corretto conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio specifico. Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia Saper riconoscere, in situazioni della vita reale, le conoscenze acquisite quali, ad esempio, la relazione fra adattamenti morfo-funzionali delle piante e degli animali alle caratteristiche dell ambiente o ai predatori. Riconoscere e stabilire relazioni fra trasporto biologico e conservazione dell energia. Comunicare in modo corretto conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio specifico. 4% 26% 74% 96% Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia Saper riconoscere, in situazioni della vita reale, le conoscenze acquisite quali, ad esempio, la relazione fra adattamenti morfo-funzionali delle piante e degli animali alle caratteristiche dell ambiente o ai predatori. 38% 62% 42% 58% Saper riconoscere, in situazioni della vita reale, le conoscenze acquisite quali, ad esempio, la relazione fra adattamenti morfo-funzionali delle piante e degli animali alle caratteristiche dell ambiente o ai predatori Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia Comunicare in modo corretto conoscenze, abilità e risultati ottenuti utilizzando un linguaggio specifico Riconoscere e stabilire relazioni fra trasporto biologico e conservazione dell energia % 50% 100%

25 18) Rispetto all unità didattica Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante indicare i contenuti considerati irrinunciabili: Genetica di batteri e virus Trasformazione, coniugazione e trasduzione Batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogeno Retrovirus La tecnologia del DNA ricombinante Importanza dei vettori: plasmidi e batteriofagi Enzimi e siti di restrizionee Tecniche di clonaggio di frammenti di DNA Reazione a catena della polimerasi Applicazione e potenzialità delle biotecnologie a livello agro-alimentare, ambientale e medico. Genetica di batteri e virus 6% Trasformazione, coniugazione e trasduzione 8% 94% Batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogeno 9% 92% La tecnologia del DNA ricombinante 2% 91% 98% Importanza dei vettori: plasmidi e batteriofagi 5% Enzimi e siti di restrizione 6% 95% 94%

26 Tecniche di clonaggio di frammenti di DNA Reazione a catena della polimerasi 10% 7% 90% 93% Applicazione e potenzialità delle biotecnologie a livello agroalimentare, ambientale e medico. 15% 85% Applicazione e potenzialità delle Reazione a catena della polimerasi Tecniche di clonaggio di Enzimi e siti di restrizione Importanza dei vettori: plasmidi La tecnologia del DNA Retrovirus Batteriofagi: ciclo litico e ciclo Trasformazione, coniugazione e Genetica di batteri e virus % 80% 85% 90% 95% 100%

27 19) Rispetto all unità didattica Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante si ritengono coerenti le abilità da acquisire elencate? Conoscere le tappe storiche della genetica molecolare che hanno consentito lo sviluppo della Tecnologia del DNA ricombinante Comprendere l importanza dei plasmidi e batteriofagi come vettori di DNA esogeno per la trasformazione di cellule batteriche Comprendere la tecnologia del DNA ricombinante descrivendo l importanza degli enzimi di restrizione e la tecnica utilizzata per separare i frammenti di restrizione Descrivere il meccanismo della reazione a catena della polimerasi (PCR) evidenziandone lo scopo. Acquisire le conoscenze necessarie per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie per porsi in modo critico e consapevole di fronte allo sviluppo scientifico/tecnologico del presente e dell immediato futuro Conoscere le tappe storiche della genetica molecolare che hanno consentito lo sviluppo della Tecnologia del DNA ricombinante Comprendere l importanza dei plasmidi e batteriofagi come vettori di DNA esogeno per la trasformazione di cellule batteriche 5% 28% 72% 95% Comprendere la tecnologia del DNA ricombinante descrivendo l importanza degli enzimi di restrizione e la tecnica utilizzata per separare i frammenti di restrizione Descrivere il meccanismo della reazione a catena della polimerasi (PCR) evidenziandone lo scopo. 9% 5% 91% 95% Acquisire le conoscenze necessarie per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie per porsi in modo critico e consapevole di fronte allo sviluppo scientifico/tecnologico del presente e dell immediato futuro 18% 82%

28 Acquisire le conoscenze necessarie per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie per porsi in modo critico e Descrivere il meccanismo della reazione a catena della polimerasi (PCR) evidenziandone lo scopo Comprendere la tecnologia del DNA ricombinante descrivendo l importanza degli enzimi di restrizione e la tecnica utilizzata per Comprendere l importanza dei plasmidi e batteriofagi come vettori di DNA esogeno per la trasformazione di cellule batteriche Conoscere le tappe storiche della genetica molecolare che hanno consentitoo lo sviluppo della Tecnologia del DNA ricombinante % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%100% 20) Rispetto ai contenuti irrinunciabili ed alle abilità da acquisire per l unità didattica Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante si ritengono coerenti le competenze elencate? Saper disporre in ordine cronologico le conoscenze che hanno reso possibile lo sviluppo delle moderne biotecnologie. Saper utilizzare le procedure tipiche di tale disciplina comprendendo come viene applicato il metodo scientifico. Saper costruire schemi di sintesi individuando i concetti chiave ed utilizzando il linguaggio formale specifico della disciplina. Saper spiegare le relazioni tra struttura e funzione delle molecole di DNA Comprendere l importanza della duplicazione semi-conservativa del DNA evidenziando la complessità del fenomeno e le relazioni con la vita della cellula. Saper spiegare come le conoscenze acquisite nel campo della biologia molecolare vengono utilizzate per mettere a punto le biotecnologie. Effettuare un analisi critica dei fenomeni considerati ed una riflessione metodologica sulle procedure sperimentali utilizzate al fine di trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti e sulle ipotesi verificate Cogliere la logica dello sviluppo della ricerca scientifica e tecnologica anche in riferimento alla relazione che le lega ai bisogni e alle domande di conoscenza dei diversi contesti. Riconoscere le conoscenze acquisite in situazioni di vita reale: l uso e l importanza delle biotecnologie per l agricoltura, l allevamento e la diagnostica e cura delle malattie. Comprendere come si ottengono organismi geneticamente modificatii e acquisire le conoscenze necessarie per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie

29 Saper disporre in ordine cronologico le conoscenze che hanno reso possibile lo sviluppo delle moderne biotecnologie. Saper utilizzare le procedure tipiche di tale disciplina comprendendo come viene applicato il metodo scientifico % % Saper costruire schemi di sintesi individuando i concetti chiave ed utilizzando il linguaggio formale specifico della disciplina. 57 Saper spiegare le relazioni tra struttura e funzione delle molecole di DNA 32 92% 87% Comprendere l importanza della duplicazione semi-conservativa del DNA evidenziando la complessità del fenomeno e le relazioni con la vita della cellula. 32 Saper spiegare come le conoscenze acquisite nel campo della biologia molecolare vengono utilizzate per mettere a punto le biotecnologie % 87% Effettuare un analisi critica dei fenomeni considerati ed una riflessione metodologica sulle procedure sperimentali utilizzate al fine di trarre conclusioni basate sui risultati ottenuti e sulle ipotesi verificate Cogliere la logica dello sviluppo della ricerca scientifica e tecnologica anche in riferimento alla relazione che le lega ai bisogni e alle domande di conoscenza dei diversi contesti % %

30 Riconoscere le conoscenze acquisite in situazioni di vita reale: l uso e l importanza delle biotecnologie per l agricoltura, l allevamento e la diagnostica e cura delle malattie. 50 Comprendere come si ottengono organismi geneticamente modificati e acquisire le conoscenze necessarie per valutare le implicazioni pratiche ed etiche delle biotecnologie 53 88% 88% Comprendere come si ottengono organismi Riconoscere le conoscenze acquisite in Cogliere la logica dello sviluppo della ricerca Effettuare un analisi critica dei fenomeni Saper spiegare come le conoscenze acquisite Comprendere l importanza della duplicazione Saper spiegare le relazioni tra struttura e Saper costruire schemi di sintesi individuando Saper utilizzare le procedure tipiche di tale Saper disporre in ordine cronologico le % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%100%

31 21) Rispetto all indicazione nazionale In raccordo con la chimica si illustrano i processi biochimici che coinvolgono le principali molecole di interesse biologico. Si approfondisce lo studio della biologia molecolare, in particolare analizzando i passi e le conquiste che hanno condotto allo sviluppo dell ingegneria genetica (retrovirus, enzimi di restrizione, DNA ricombinante, PCR) e alle sue principali applicazioni (terapie geniche, biotecnologie), sia considerandone gli aspetti prettamente tecnologici, sia ponendo l accento sui problemi che esse pongono al mondo contemporaneo. Si potranno anche esplorare, facendo riferimento a fonti autorevoli, campi emergenti di indagine scientifica avanzata (genomica, proteomica eccetera), per acquisirne in modo consapevole e critico i principi fondamentali quali contenuti non presenti nel Percorso Didattico elaborato dai docenti delle scuole polo del progetto LS-OSA, si ritiene siano irrinunciabili?0 Genomica Proteomica Genomica Proteomica 45% 27% 55% 73% 22) Rispetto all unità didattica Ill pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera indicare i contenuti considerati irrinunciabili: Composizione, suddivisione e limite dell atmosfera L atmosfera nel tempo geologico Il bilancio termico del Pianeta Terra La pressione atmosferica e i venti La circolazione atmosferica generale: circolazione nella bassa e nell alta troposfera L umidità atmosferica e le precipitazioni Stabilità atmosferica e saturazione Come si formano le precipitazioni (accrescimento per sublimazione o per coalescenza) Le perturbazioni atmosferiche. Masse d aria e fronti Dalla meteorologia alla climatologia Processi climatici e le loroo interazioni con la litosfera e biosfera (i suoli) Distribuzione geografica dei diversi climi (interazione atmosferaidrosfera marina) Il riscaldamento globale (interazione atmosfera-idrosfera-criosferabiosfera

32 Composizione, suddivisione e limite dell atmosfera L atmosfera nel tempo geologico 15% 48% 52% 85% Il bilancio termico del Pianeta Terra La pressione atmosferica e i venti 23% 20% 77% 80% La circolazione atmosferica generale: circolazione nella bassa e nell alta troposfera L umidità atmosferica e le precipitazioni 25% 75% 22% 78% Stabilità atmosferica e saturazione Come si formano le precipitazioni (accrescimento per sublimazione o per coalescenza) 47% 53% 35% 65%

33 Le perturbazioni atmosferiche. Masse d aria e fronti Dalla meteorologia alla climatologia 32% 43% 68% 57% Processi climatici e le loro interazioni con la litosfera e biosfera (i suoli) Distribuzione geografica dei diversi climi (interazione atmosfera idrosfera marina) 53% 47% 50% 50% Il riscaldamento globale (interazione atmosfera idrosfera criosfera biosfera) 21% 79% Il riscaldamento globale (interazione atmosfera-idrosfera-criosferabiosfera) Distribuzione geografica dei diversi climi (interazione atmosfera idrosfera Processi climatici e le loro interazioni con la litosfera e biosfera (i suoli) Dalla meteorologia allaa climatologia Le perturbazioni atmosferiche. Masse d aria e fronti Come si formano le precipitazioni (accrescimento per sublimazione o per Stabilità atmosferica e saturazione L umidità atmosferica e le precipitazioni La circolazione atmosferica generale: circolazione nella bassa e nell alta La pressione atmosferica e i venti Il bilancio termico del Pianeta Terra L atmosfera nel tempo geologico Composizione, suddivisione e limite dell atmosfera % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

34 23) Rispetto all unità didattica Ill pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera si ritengono coerenti le abilità da acquisire elencate? Saper indicare i fattori che influenzano la pressione atmosferica Saper descrivere le aree cicloniche ed anticicloniche Saper spiegare la circolazione nella bassa (modello di circolazione a tre celle: polare, Ferrel, Hadley) e nell alta troposfera (correnti a getto subtropicali e polari, correnti occidentali e orientali) Saper definire il concetto di stabilità dell aria Saper spiegare come si formano le precipitazioni, per sublimazione o per coalescenza Saper definire le masse d aria e le loro zone di origine Saper definire i fronti Saper indicare gli elementi ed i fattori del clima Saper indicare la classificazione dei climi secondo Koppen Saper indicare le cause naturali del cambiamento climatico: ruolo dell attività vulcanica e la variabilità solare Saper valutare l impatto delle attività umane sul clima globale. Il ruoloo della CO2 come interruttore dei gas serra Saper leggere ed analizzare i grafici dell IPCC e descrivere i diversi scenari per il riscaldamento globale Saper indicare le possibilii conseguenze delle variazioni dei regimi climatici in relazione alle risorse idriche, all agricoltura, agli oceani, alla riduzione del ghiaccio marino e del permafrost Saper indicare i fattori che influenzano la pressione atmosferica Saper descrivere le aree cicloniche ed anticicloniche 19% 21% 81% 79% Saper spiegare la circolazione nella bassa e nell alta troposfera Saper definire il concetto di stabilità dell aria 31% 69% 58% 42%

35 Saper spiegare come si formano le precipitazioni, per sublimazione o per coalescenza Saper definire le masse d aria e le loro zone di origine 37% 63% 38% 62% Saper definire i fronti Saper indicare gli elementi ed i fattori del clima 38% 62% 30% 70% Saper indicare la classificazione dei climi secondo Koppen Saper indicare le cause naturali del cambiamento climatico: ruolo dell attività vulcanica e la variabilità solare 56% 44% 32% 68% Saper valutare l impatto delle attività umane sul clima globale. Il ruolo della CO2 come interruttore dei gas serra Saper leggere ed analizzare i grafici dell IPCC e descrivere i diversi scenari per il riscaldamento globale 18% 82% 62% 38%

36 Saper indicare le possibili conseguenze delle variazioni dei regimi climatici in relazione alle risorse idriche, all agricoltura, agli oceani, alla riduzione del ghiaccio marino e del permafrost 40% 60% Saper indicare le possibili conseguenze delle Saper leggere ed analizzare i grafici dell IPCC e Saper valutare l impatto delle attività umane Saper indicare le cause naturali del Saper indicare la classificazione dei climi Saper indicare gli elementi ed i fattori del clima Saper definire i fronti Saper definire le masse d aria e le loro zone di Saper spiegare come si formano le Saper definire il concetto di stabilità dell aria Saper spiegare la circolazione nella bassa Saper descrivere le aree cicloniche ed Saper indicare i fattori che influenzano la % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%100% 24) Rispetto ai contenuti irrinunciabili ed alle abilità da acquisire per l unità didattica Il pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera si ritengono coerenti le competenze elencate? Saper visualizzare il Pianeta Terra come un sistema integrato nel quale ogni singola sfera (litosfera, atmosfera, idrosfera, criosfera, biosfera) è intimamente connessa all altra Applicare le conoscenze acquisite ai contesti reali, con particolare riguardo al rapporto uomoambiente Saper visualizzare il Pianeta Terra Applicare le conoscenze acquisite ai come un sistema integrato nel quale contesti reali, con particolare ogni singola sfera (litosfera, riguardo al rapporto uomo-ambiente % 76%

37 25) Rispetto all unità didattica I considerati irrinunciabili: modelli della tettonica globale indicare i contenuti Teorie interpretative: deriva dei continenti (Wegener 1913); tettonica a zolle (Hess, Vine, Wilson) Principali processi geologici ai margini delle placche Verifica del modello globale: il paleomagnetismo, i punti caldi Strutture geografiche: continentali (tavolati, cratoni, orogeni, rift), oceaniche (piattaforma continentale, scarpata, archi insulari, dorsali) Teorie interpretative: deriva dei Principali processi geologici ai continenti (Wegener 1913); tettonica a margini delle placche zolle (Hess, Vine, Wilson) 3% 3% 97% 97% Verifica del modello globale: il paleomagnetismo, i punti caldi Strutture geografiche: continentali (tavolati, cratoni, orogeni, rift), oceaniche (piattaforma continentale, scarpata, archi insulari, dorsali) 6% 11% 94% 89% Strutture geografiche: continentali (tavolati, cratoni, orogeni, rift), oceaniche (piattaforma continentale, scarpata, archi Verifica del modello globale: il paleomagnetismo, i punti caldi Principali processi geologici ai marginii delle placche Teorie interpretative: deriva dei continenti (Wegener 1913); tettonica a zolle (Hess, Vine, Wilson) % 84% 86% 88% 90% 92% 94% 96% 98%100%

38 26) Rispetto all unità didattica I abilità da acquisire elencate? modelli della tettonica globale si ritengono coerenti le Saper descrivere i meccanismi a sostegno delle teorie interpretative Saper correlare le zone di alta sismicità e di vulcanismo ai margini delle placche Saper distinguere i margini continentali passivi da quelli trasformi Saper distinguere la crosta continentale da quella oceanica Saper descrivere le principali strutture della crosta continentale, come cratoni e tavolati, e il concetto di isostasia Saper descrivere le principali strutture della crosta oceanica: margini continentali attivi e passivi, bacini oceanici profondi, dorsali oceaniche, sedimenti dei fondi oceanici Saper descrivere il processo orogenetico legato alla subduzione di litosfera oceanica o alla collisione tra placche continentali Saper descrivere i meccanismi a sostegno delle teorie interpretative 7% Saper correlare le zone di alta sismicità e di vulcanismo ai margini delle placche 3% trasformi 8% 93% Saper distinguere i margini continentali passivi da quelli 4% 97% Saper distinguere la crosta continentale da quella oceanica 92% 96% Saper descrivere le principali strutture della crosta continentale, come cratoni e tavolati, e il 14% concetto di isostasia Saper descrivere le principali strutture della crosta oceanica: margini continentali attivi e passivi, bacini oceanici profondi... 7% 86% 93%

39 Saper descrivere il processo orogenetico legato alla subduzione di litosfera oceanica o alla collisione tra placche continentali 3% 97% Saper descrivere il processo orogenetico legato alla subduzione di litosfera oceanica o alla Saper descrivere le principali strutture della crosta oceanica: margini continentali attivi e Saper descrivere le principali strutture della crosta continentale, come cratoni e tavolati, e il Saper distinguere la crosta continentale da quella oceanica Saper distinguere i margini continentali passivi da quelli trasformi Saper correlare le zone di alta sismicità e di vulcanismo ai margini delle placche Saper descrivere i meccanismi a sostegno delle teorie interpretative % 80% 85% 90% 95% 100% 27) Rispetto ai contenuti irrinunciabili ed alle abilità da acquisire per l unità didattica I modelli della tettonica globale si ritengono coerenti le competenze elencate? Essere in grado di scegliere e utilizzare modelli esistenti appropriati per descrivere situazioni geologiche reali Essere in grado di scegliere e utilizzare modelli esistenti appropriati per descrivere situazioni geologiche reali 24% 76%

40 28) Rispetto agli argomenti di approfondimento interdisciplinare previsti dalle Indicazioni Nazionali, quali contenuti non presenti nel Percorso Didattico elaborato dai docenti delle scuole polo del progetto LS-OSA si ritiene siano irrinunciabili? Ecologia Risorse Fonti energetiche tradizionali e rinnovabili Cicli biogeochimici Nanotecnologie Ecologia Risorse 42% 34% 58% 66% Fonti energetiche tradizionali e rinnovabili Cicli biogeochimici 46% 54% 51% 49% Nanotecnologie 75% 25% Nanotecnologie Cicli biogeochimici Fonti energetiche tradizionali e Risorse Ecologia % 20% 40% 60% 80% 100%

41 29) Si ritengono necessarie azioni di aggiornamento dei docenti, anche in modalità e-learning, per le seguenti unità didattiche di apprendimento? La chimica del carbonio Stereoisomeria: relazionee tra struttura e attività Principali gruppi funzionali e loro reattività Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività Metabolismo energetico Genetica dei microrganism e tecnologia del DNA ricombinante Il pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera I modelli della tettonica globale Azioni di Aggiornamento La chimica del carbonio Azioni di Aggiornamento Stereoisomeria: relazione tra struttura e attività 62% 38% 45% 55% Azioni di Aggiornamento Principali gruppi funzionali e loro reattività Azioni di Aggiornamento Le biomolecole: struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività 55% 45% 59% 41% Azioni di Aggiornamento Metabolismo energetico Azioni di Aggiornamento Genetica dei microrganismi e tecnologia del DNA ricombinante 57% 43% 26% 74%

42 Azioni di Aggiornamento Il pianeta come sistema integrato di biosfera, litosfera, idrosfera, criosfera e atmosfera Azioni di Aggiornamento I modelli della tettonica globale 49% 51% 67% 33% Azioni di Aggiornamento richieste I modelli della tettonica globale Il pianeta come sistema integrato di Genetica dei microrganismi e Metabolismo energetico Le biomolecole: struttura, Principali gruppi funzionali e loro Stereoisomeria: relazione tra struttura La chimica del carbonio % 20% 40% 60% 80% 100%