PIANO ISS LEGGERE L AMBIENTE. Organismi modello: drosophila melanogaster

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1 PIANO ISS LEGGERE L AMBIENTE Organismi modello: drosophila melanogaster PRESIDIO Liceo Scientifico A: Genoino Cava de Tirreni ( Salerno) PROGETTAZIONE Le attività sperimentali con Drosophila Melanogaster concorrono a sviluppare i seguenti obiettivi : 1- favorire una didattica della scienza improntata sull osservazione 2- saper formulare ipotesi non solo per spiegare fatti e fenomeni, ma anche per organizzare correttamente l' attività laboratoriale 2- attuare tecniche sperimentali semplici, ma rigorose. 3- fornire strumenti fondamentali per la lettura dei risultati attraverso l'attività di matematizzazione ( ad es., calcolo della probabilità, elementi di statistica). 4- costruire modelli matematici interpretativi A livello di scuola secondaria di 1 grado la programmazione del percorso didattico prevede la strutturazione di unità didattiche, che a secondo dei contenuti, possono essere rivolte sia a studenti del primo anno che del terzo anno. OBIETTIVI SPECIFICI - Avvio all'acquisizione del metodo scientifico nella ricerca. - Studio del ciclo riproduttivo degli insetti e verifica del "rapporto sessi". - Acquisizione dei meccanismi della trasmissione dei caratteri ereditari autosomici e/o per via sessuale negli esseri viventi (verifica sperimentale delle leggi di Mendel e Morgan). - Applicazione della statistica e del calcolo della probabilità nel campo biologico. ABILITA' Saper distinguere gli individui di sesso maschile e femminile nella Drosophila melanogaster. Saper individuare i vari stadi di sviluppo della Drosophila melanogaster. Saper riconoscere il fenotipo selvatico e non della Drosophila melanogaster. Saper comprendere ed utilizzare termini, simboli e grafici della genetica e della biologia. Saper raccogliere e ordinare dati sperimentali. Saper confrontare i dati teorici con quelli sperimentali. Saper analizzare i dati sperimentali per formulare ipotesi Saper applicare in campo biologico il calcolo della probabilità e la statistica. Saper stendere una relazione scientifica. 1

2 TRASVERSALITA Matematica: misura, ingrandimento, elementi di statistica (media), probabilità, calcolo percentuale, Fisica: le lenti, la rifrazione Informatica: uso dei software Word ed Excel, uso della macchina digitale; Italiano: come costruire una relazione e una presentazione, uso della terminologia specifica Inglese: necessità di capire, attraverso una traduzione, eventuale materiale ricercato in Internet La progettazione del percorso si articola attraverso tre fasi FASE BASATA SU NARRAZIONE PROGETTUALE OPERATIVA Nella fase progettuale bisogna tenere conto che non SENSO basta l osservazione di un certo fenomeno per ottenere una sicura comprensione ma occorre rendere gli alunni partecipi dell attività cognitiva, attraverso: VERTICALITA - la fase della discussione collettiva e/o a piccoli gruppi - la fase sperimentale-osservativa (si osservano cose LABORATORIALITA e fenomeni e si sperimenta) - la fase della verbalizzazione scritta individuale ( anche con l aiuto di schede predisposte) TRASVERSALITA - la fase del perfezionamento della concettualizzazione REALIZZAZIONE DI ESPERIENZE PER COMPRENDERE I DIMORFISMO SESSUALE II CICLO VITALE III - ESTRAZIONE DEI CROMOSOMI DALLE GHIANDOLE SALIVARI IV TRASMISSIONE DEI CARATTERI EREDITARI V TRASMISSIONE DEI CARATTERI EREDITARI LEGATI AL SESSO DI TIPO DI VERIFICA I DISCIPLINARE II LABORATORIALE III - INTERDISCIPLINARE PERCORSO DIDATTICO L'alunno non è da considerarsi "tabula rasa", perché ha un proprio bagaglio culturale, ed è su queste conoscenze personali e diverse per ognuno che devono innestarsi quelle successive, dando luogo a rappresentazioni sempre più definite e precise. 2

3 L'accertamento delle conoscenze spontanee (nelle varie fasi dell attività) può avvenire attraverso la Conversazione clinica 1 che si articola in: 1. Domande - stimolo, predisposte in precedenza, in forma aperta e di carattere generale: es di che cosa si tratta? o l avete mai visto (se si fa osservare un barattolo con i moscerini), "che cos'è per voi il moscerino, dove è possibile trovarlo?,. "avete mai sentito parlare di drosophila melanogaster?", e possibile distinguere il moscerino maschio dalla femmina?, appena nato è uguale ai genitori, i moscerini sono tutti uguali tra loro? avete mai sentito parlare di organismi modello?. 2. Domande di specificazione per sollecitare risposte più chiare e meditate (es. "Quando...?", "Dove...?", "Da chi...?") Le risposte raccolte consentiranno di individuare il "senso" dell'attività didattica da realizzare, e di stabilire quali sono i "pre-concetti" e i "mis-concetti" da tenere presenti, ma anche quali sono i punti forti da considerare come "collegamenti" per i nuovi concetti da affrontare. FASE OPERATIVA Osservazione dei moscerini da utilizzare nell'esperienza. Primo approccio all'uso della strumentazione che sarà utilizzata (lente d ingrandimento, stereomicroscopio). Preparazione del terreno di crescita. NARRAZIONE L osservazione per essere efficace deve essere guidata da precise domande.. Si può chiedere di cogliere differenze e somiglianze, di classificare, di definire, ecc. Si invitano gli alunni a disegnare ciò che vedono prima e dopo l osservazione con la lente di ingrandimento. In seguito si ribadisce il bisogno di ricorrere all uso di altri strumenti che ingrandiscano di più per migliorare l osservazione (stereomicroscopio). Formulazione di ipotesi per la distinzione degli individui maschi dalle femmine e verifica sperimentale L uso degli strumenti ottici permette il collegamento alla fisica (Vedere attraverso mezzi diversi) e alla matematica (ingrandimento, misura) se si stimola l alunno con domande del tipo E possibile misurare il moscerino?(e/o l uovo e le diverse fasi larvale) Come? (uso della carta 1 La conversazione clinica si ricollega al colloquio clinico, che Piaget utilizzava per indagare sui processi di ragionamento infantili, e viene intesa da E.Damiano come uno strumento per esplorare quelle conoscenze spontanee dell'alunno che giocano un ruolo fondamentale nel processo di apprendimento cognitivo, scopo degli interventi didattici. 3

4 Allestimento di incroci di prova tra maschi e femmine wild. Nascita dei primi insetti adulti. Conteggio dei moscerini maschi e femmine nati Allestimento di tabelle per la raccolta dei dati sperimentali per la verifica rapporto sessi e primo approccio con la statistica. Riconoscimento delle femmine vergini di Drosophila melanogaster, indispensabili per gli incroci. Si osserverà contemporaneamente il ciclo vitale dell'insetto. Osservazione dei mutanti e allestimento di incroci per la verifica sperimentale della trasmissione dei caratteri ereditari per via autosomica e/o sessuale e verifica delle leggi di Mendel/Morgan. Conteggio e classificazione dei figli nati (1ª generazione: F1). Avvio degl'incroci per la seconda generazione (F2). Conteggio e tabulazione dei figli nati nella seconda generazione. Analisi dei dati mediante l'utilizzo di indici statistici e formulazione di ipotesi per spiegare i risultati sperimentali. millimetrata disposta sotto lo stereomicroscopio). e introdurre operativamente il concetto di ingrandimento come rapporto tra le dimensioni iniziali e quelle rilevate dopo l uso della lente e far emergere il significato di un ingrandimento maggiore con lo stereomicroscopio e con i diversi obiettivi. Il ciclo vitale può essere l input per sollevare il problema del cambiamento di un essere vivente nel tempo e dei tempi del cambiamento (nel nostro caso in rapporto alla temperatura che rappresenta la forma di relazione più immediata con l ambiente esterno) chiedendo di apportare esempi che si verificano in altri contesti e verificare che esistono diverse modalità di sviluppo(diretto e indiretto). Può essere interessante far socializzare, da parte dei ragazzi, i risultati ottenuti sulla drosophila con quelli ottenuto sull insetto stecco (entrambi insetti) per cogliere le differenze sulla modalità di riproduzione e di sviluppo. L osservazione dei ceppi mutanti da utilizzare negli incroci darà la possibilità di verificare sperimentalmente le leggi che regolano la trasmissione dei caratteri ereditari ma anche di introdurre il concetto di biodiversità genetica e della variabilità intraspecifica come pure di ricollegarsi alla matematica (media aritmetica, probabilità) Organizzatori cognitivi attivati:informazione, interpretazione, identità e cambiamento, somiglianze e differenze Le attività laboratoriali e la trasversalità saranno il filo conduttore per attivare i processi mentali riferiti ai NUCLEI TRASVERSALI DI RIFERIMENTO: - Porsi e risolvere problemi: Riconoscere situazioni problematiche. Individuare i mezzi necessari e ipotizzare possibili strategie per la loro soluzione. Valutare la coerenza dei risultati - Argomentare e congetturare: Produrre semplici congetture - Verificare le congetture prodotte testandole su casi particolari - Validare le congetture prodotte, sia empiricamente, sia mediante argomentazioni, sia ricorrendo a eventuali controesempi. - Modellizzare e rappresentare: Estrarre, riprodurre, formalizzare concetti e relazioni tra variabili di un dato sistema osservato 4

5 - Misurare: Scegliere, utilizzare, costruire strumenti per effettuare misure dirette o indirette di grandezze - Costruire modelli, passando per tutte le attività di misura vera e propria. VERIFICA E CRITERI DI VALUTAZIONE La fase di verifica avrà lo scopo di individuare le conoscenze e competenze acquisite e sarà di tipo disciplinare- laboratoriale e interdisciplinare. Dal momento che tutto il percorso didattico è basato su un approccio di scoperta e costruzione personale della conoscenza, la verifica non deve basarsi unicamente a valutare le conoscenze, è invece necessario andare a verificare anche le competenze che gli alunni dovrebbero aver acquisito al termine del percorso. La verifica può includere. - domande che prevedono di analizzare un immagine (che può rappresentare un qualcosa di osservato o osservabile oppure un modello) - domande che richiedono di ragionare sulle cause e sulle conseguenze di un certo fenomeno. - domande che richiedono di sviluppare collegamenti concettuali tra aspetti diversi dello stesso fenomeno o tra fenomeni diversi. - una relazione scritta su un attività di laboratorio. Per esempio, se il percorso didattico si articola attorno alla richiesta di comprendere il significato di ciclo vitale dimorfismo sessuale trasmissione dei caratteri ereditari, si valuterà non solo l acquisizione di informazioni e la capacità di esprimerle con un linguaggio rigoroso, ma anche la capacità di delineare il percorso concettuale che porta all interpretazione di quel fenomeno e di stabilire correlazioni tra fenomeni diversi Nelle attività laboratoriali, una relazione scritta aiuterà a valutare la capacità di operare con rigore, la precisione nel raccogliere dati e la capacità di riflessione e di interpretazione dei risultati. A livello di Presidio il percorso in verticale avrà la seguente impostazione metodologica: Livello di scuola Metodologia Che cosa fanno Attività Scuola dell infanzia Esplorazione Osservazione Rappresentazione I bambini entrano in contatto con il moscerino, lo osservano e lo rappresentano attraverso un disegno cercando di captarne le caratteristiche (occhi, ali, zampe). Caratteristiche morfologiche del moscerino Scuola primaria Esplorazione Osservazione Spiegazione Gli alunni entrano in contatto con il moscerino, lo descrivono Dimorfismo sessuale Ciclo vitale 5

6 Scuola secondaria 1 grado Scuola secondaria 2 grado Sperimentazione Elaborazione con proprie parole, osservano dei particolari (es. punta nera dell addome,.) e cercano di dare una spiegazione verificabile attraverso un esperimento. La fase di elaborazione permetterà agli alunni di applicare ciò che essi hanno imparato a nuove situazioni e, in tal modo, sviluppano una conoscenza più approfondita. Dimorfismo sessuale Ciclo vitale Verifica rapporto sessi Verifica leggi di Mendel/Morgan Dimorfismo sessuale Ciclo vitale Verifica rapporto sessi Verifica leggi di Mendel/Morgan Si allega mappa percorso drosophila.jpg 6