Laboratorio interdisciplinare chimica e matematica sulla Simmetria
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- Maurizio Natale
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1 Laboratorio interdisciplinare chimica e matematica sulla Simmetria Collegamenti: Biologia, Medicina, Scienze Naturali, Ingegneria, Filosofia, Storia, Arte, Musica Parole chiave: Simmetria, Chiralità, Molecole allo specchio Piano Lauree Scientifiche Dipartimenti Chimici
2 Responsabili interni Patrizia Mussini Maria Dedò Gruppo di Co progettazione: PatriziaMussini Mussini, Madia Dedò, Donatella Nepgen ITIS Torricelli di Milano, Anna Ciccarese IIS Maxwell di Milano L attività è articolata in: una presentazione/discussione in classe, concordata con l insegnante, ed offerta in formato elettronico o a distanza (da sviluppare in collaborazione con il CTU dell Ateneo). Sperimentazione presso le strutture universitarie (vedi oltre). Il laboratorio è a partecipazione diretta degli studenti ed è rivolto a studenti delle scuole secondarie superiori (classi di tutti i livelli) Periodo: Febbraio Maggio (le date esatte verranno decise a breve dal gruppo di co progettazione). Durata totale: circa 20 ore. Studenti per gruppo: Numero massimo di studenti: 80 Pre iscrizione: inviare un messaggio di posta elettronica a: orientamento.segreteria@unimi.it Piano Lauree Scientifiche Dipartimenti Chimici
3 Contenuti e obiettivi Per la parte matematica: Simmetrie in 2D e 3D (a cura di Maria Dedò e colleghi di Matematica) In questa parte, utilizzando tra l altro la sala/mostra interattiva "Simmetria-giochi di specchi", e il DVD "Simmetria, una visione dinamica", che esplora il tema della simmetria piana (rosoni, fregi e mosaici), si analizzeranno e maneggeranno gli elementi di simmetria, dapprima nel piano e poi nello spazio, particolarmente in funzione propedeutica alla parte complementare chimica Per la parte chimica: La chiralità (a cura di P. Mussini e colleghi di Chimica [L. Carlucci, D. Proserpio, C. Dragonetti, E. Cariati, F. Sannicolò, F. Cozzi, L. Belvisi ]) Come le nostre mani sono una l'immagine speculare dell'altra, non sovrapponibile l'una all'altra, così molte molecole di grande importanza biologica esistono in due forme ("enantiomeri") che sono una l'immagine speculare dell'altra. Esse hanno le stesse proprietà fisiche e chimiche, ma interagiscono in modo differente con la luce polarizzata e con altre molecole l chirali (così come é diverso infilare un guanto destro o sinistro i su una mano destra). Anche gli organismi biologici producono un solo enantiomero di una molecola chirale, e spesso nei sistemi viventi solo uno dei due enantiomeri di una coppia viene coinvolto nei cicli metabolici mentre l'altro viene ignorato o può anche essere dannoso. Dunque impareremo a: Identificare forme chirali nella realtà quotidiana Scoprire molecole chirali in mezzo ad altre non chirali identificandone gli elementi stereogenici. Assegnare per casi semplici di coppie di enantiomeri la rispettiva configurazione. In I importanti ti casi modello tratti tti dal campo biomedico imperniati i su una molecola l chirale decidere, considerando le due strutture possibili, qual è l'enantiomero benefico e quale quello inefficace o dannoso.
4 Modalità operative proposte Premesse: la parte matematica è propedeutica a quella chimica e quindi va svolta per prima. MATEMATICA 1 (3-4 ore) un laboratorio messo a disposizione dal Centro matematita, da effettuarsi presso il Dipartimento di Matematica ti (i (via Saldini i 50) (vedi il laboratorio a cui ci si riferisce è il numero 7 "I mosaici e il concetto di gruppo") 2 (1-2 ore) visita guidata alla mostra "Simmetria, giochi di specchi, Dip. di Matematica (via Saldini 50) 3 Le eventuali restanti ti ore a disposizionei i saranno utilizzate t conattività ità che gli insegnanti potranno svolgere autonomamente nella propria classe; proposte dettagliate per tali attività verranno fatte in un successivo incontro con i docenti interessati. NOTA BENE: per le attivita' di cui al punto 3 è necessaria la partecipazione degli insegnanti di matematica della classe; per le attivita' di cui ai punti 1 e 2 tale partecipazione non e' necessaria, ma comunque auspicabile, e diventa necessaria se si vuole proseguire il laboratorio con le attivita' di cui in 3. per le attività di cui al punto 1 e 2 è necessario prenotare la visita dalla pagina per ragioni logistiche si prevede che non sia possibile accettare la partecipazione a questo laboratorio di piu' di 5-10 classi nell'a.a
5 Modalità operative proposte CHIMICA Laboratorio Simmetria 1. Presso la Facoltà di Scienze (aula e/o aula PC; non occorre un laboratorio sperimentale): Minicorso propedeutico per l apprendimento di un semplice programma di disegno di molecole (4 ore) Incontro sulla chiralità (4 ore): Lezione introduttiva interattiva in aula PC Attività guidata di riconoscimento e descrizione prima di oggetti chirali e poi di molecole chirali Costruzione guidata di modellini Quiz di verifica Analisi di casi di interesse applicativo multidisciplinare. Per quest ultima parte di analisi dei casi si prevede di calibrare le attività in modo diverso a seconda del tipo di scuola superiore. Ad esempio: Studenti dei licei: potrebbero analizzare i casi molecolari più semplici, ma anche individuare collegamenti con le materie umanistiche (ad esempio: esempi di forme chirali in dipinti, sculture e architetture nella Storia dell Arte; i concetti di armonia, simmetria, concinnitas, sezione aurea... nell antica Grecia e nell Umanesimo e nel Rinascimento) Studenti di scuola superiore ad orientamento chimico: potrebbero analizzare strutture molecolari più raffinate e casi applicativi più complessi, e discuterli con maggiore specificità terminologica, anche in relazione a reattività e proprietà chimico fisiche. 2. Presso le scuole: Le restanti ore a disposizione saranno utilizzate per attività di consolidamento e approfondimento, che gli insegnanti potranno far svolgere autonomamente nella propria classe; proposte dettagliate per tali attività verranno elaborate a seconda del caso insieme con gli insegnanti interessati N. B. La trattazione della chiralità in sé non richiede competenze chimiche approfondite perché è questione soprattutto di geometria e di logica, e quindi può essere affrontata da studenti di ogni tipo di scuola superiore
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