PROGETTO PLURIENNALE AMBIENTE E TECNOLOGIA Eppur si muove : La scienza verso la tecnologia al servizio del benessere comune RETE di Scuole : ITI G. MARCONI - LICEO SCIENTIFICO N. SENSALE - SMS A. GENOVESI Nocera Inferiore ( Salerno) Collaborazioni Scientifiche : Prof. Rocco De Prisco Istituto di Chimica Molecolare del C.N.R di Napoli - ISA CNR Avellino- - A.D.A.F. ( Associazione Dottori Agronomi e Forestali) della provincia di Salerno Fondazione IDIS della Città della Scienza. Scuole Europee: Lyceè St. Joseph Toulouse ( France) DESCRIZIONE DEL PROGETTO Il progetto pluriennale, articolato in tre fasi, nasce dall esigenza di collaborare in rete su tematiche relative alla salvaguardia dell ambiente. Il progetto è realizzato in rete dall Iti Marconi SMS Genovesi Liceo Scientifico Sensale di Nocera Inferiore Avviato nell a.s.2003-2004 ha portato all allestimento di uno stand presso l EXPOSCUOLA 2004 in cui è stato riprodotto l aspetto laboratoriale dell intervento. Sono state infatti effettuate misure in loco, con la strumentazione dei due istituti Superiori, sull analisi delle acque a vari livelli, dalle più semplici utilizzando cartine tornasole alle più complesse utilizzando strumentazioni per l analisi delle acque. Il successo dell esperienza si è ottenuto con la partecipazione attiva dei visitatori, dai più piccoli ai più grandi, alle esperienze laboratoriali riprodotte in loco dagli alunni. Sono stati, inoltre, diffusi materiali informativi sullo studio delle acque Nell a.s. 2004-2005 è stata attivata la seconda annualità, su tematiche relative alle energie alternative. I risultati di tale progettazione sono stati esposti all EXPOSCUOLA 2005, sempre privilegiando l attività laboratoriale, riproducendo in loco l esperienza dell estrazione dell idrogeno con elettrolisi., oltre a tutte le analisi sulle acque già descritte. Nell a.s.2005-2006 è stata eseguita la terza annualità dedicata alle biotecnologie attraverso si nuove strumentazione in dotazione agli Istituti. In particolare l ITI ha trattato : LA QUALITA DELL AMBIENTE URBANO ATTRAVERSO IL MONITORAGGIO CON I BIONDICATORI e Il Liceo : DNA al servizio dell ambiente Ambiente e Tecnologia Marconi-Sensale-Genovesi Pag. 1 di 8
Nell a.s.2006-2007 il progetto è stato reiterato e a vari livelli sono attive le tematiche sviluppate nei tre anni ma in particolare si prosegue con l attività dedicata alle biotecnologie attraverso le nuove strumentazione in dotazione agli Istituti. Attività a.s. 2006-2007 ITI Marconi : Mappatura chimica dei pozzi del territorio di Nocera Inferiore Monitoraggio ambientale attraverso bioindicatori delle arterie principali di Nocera Inferiore Liceo Scientifico : Lavoro di ricerca sull applicazione delle biotecnologie Esperienza di tipizzazione del DNA Esperienza di bioinformatica Scuola Media : Partecipa attivamente alla raccolta dei materiali bioindicatori effettua le attività descritte di seguito sulle tematiche descritte DISTRIBUZIONE DELLE ATTIVITA all interno della rete Gli Istituti superiori effettuano : Le esperienze laboratoriali schede per gli alunni delle scuole medie ipertesti Gli alunni delle scuole medie effettuano Rielaborazione attraverso immagini ( cartelloni, fumetti) delle tematiche studiate Lavori multimediali Esperienze laboratoriali presso le sedi degli Istituti Superiori assistiti dagli alunni di tali Istituti Gli interscambi avvengono : Con la collaborazione in fase progettuale ed esecutiva dei docenti degli Istituti coinvolti con l attività tutoriale degli alunni delle Superiori a favore degli alunni delle Scuole medie. Con l utilizzo congiunto delle attrezzature degli Istituti e con l interscambio delle attività di laboratorio Obiettivi trasversali Favorire gli scambi culturali fra docenti dello stesso ambito disciplinare per la realizzazione dell obiettivo formativo lavorare in rete Favorire la ricerca metodologica didattica dei docenti e il rinnovo dei curricoli scolastici Favorire l apprendimento attraverso l insegnare agli alunni ad insegnare Favorire la crescita di capacità relazioni in contesti diversi dall abituale ambiente classe e ambiente Istituto Sensibilizzare gli allievi riguardo una corretta gestione delle risorse naturali del territorio; Favorire la crescita di una mentalità di cura del territorio Fornire gli strumenti necessari per interloquire con le istituzioni Fornire agli studenti un opportunità per verificare le loro inclinazioni e attitudini per lo studio delle discipline scientifiche Ambiente e Tecnologia Marconi-Sensale-Genovesi Pag. 2 di 8
ITI G.Marconi Liceo Scientifico N.Sensale SMS A. Genovesi Realizzare un confronto tra le realtà scolastiche in parallelo e in verticale Obiettivi specifici generali Favorire la diffusione della cultura scientifica Fornire informazioni scientificamente corrette sui progressi delle biotecnologie Acquisire comportamenti compatibili con il rispetto e la conservazione dell ambiente Sensibilizzare le coscienze dei giovani verso attività ed iniziative deduttive in armonia con la natura e con l ambiente Abituare l allievo ad interiorizzare un comportamento quotidiano, anche extrascolastico ed extraprogettuale, di rispetto e salvaguardia dell ambiente Favorire nei giovani la crescita di una coscienza critica, propositiva e scientificamente corretta per i temi dell ambiente uso autonomo dei termini acquisiti (nelle rappresentazioni e nei resoconti) Superare le resistenze all utilizzo delle nuove tecnologie Utilizzare il laboratorio come mezzo per divulgare il sapere scientifico Metodologie Metodologia laboratoriale : Il laboratorio è di per sé una situazione didattica che supera la logica della lezione in classe e si configura come spazio e momento alternativo alla trasmissione di conoscenze; esso è finalizzato al contrario alla rielaborazione della cultura e alla produzione, attraverso la metodologia della ricerca, di nuovo sapere. Il metodo della ricerca permette agli alunni di divenire da ascoltatori passivi a produttori e costruttori di significati e cultura. Il laboratorio è un luogo di produzione culturale, di elaborazione creativa. E dunque assolutamente limitativo pensare alle attività di laboratorio come all uso esclusivo di strumentazioni specifiche in uno spazio specifico attrezzato. Nella metodologia laboratoriale l ambiente non esiste solo per imporre significati, ma piuttosto per aiutare gli studenti a costruire significati, a divenire produttori di cultura, come sottolineano Postman e Weingarten. E questo grazie alla ricerca, condotta congiuntamente dal gruppo di allievi e dagli insegnanti, che diventano facilitatori del loro apprendimento (Meirieu). Le attività di laboratorio si fondano infatti sul lavoro di gruppo, che valorizza la eterogeneità dei contributi nella logica di una prospettiva collaborativa di più ampio respiro. Il laboratorio è quindi un contesto didattico in cui si opera, in cui si fa esperienza non solo di tipo fisico sugli oggetti, ma anche di tipo logico, in cui vengano messe in campo tutte le operazioni mentali, in particolar modo quelle metacognitive, quali la riflessione sul fare, la rielaborazione personale dell esperienza, la produzione creativa, un fare che viene letto ed interpretato alla luce di una teoria che non è astratta, lontana dalla esperienza, ma si inserisce in essa per darle significato. Data la complessità del sistema-ambiente, il laboratorio non può che prevedere, nella metodologia della ricerca, l intersezione di più superi disciplinari all interno di un progetto intenzionalmente elaborato. In questo senso il laboratorio non è tanto identificabile con uno spazio fisico, interno o esterno alla scuola, quanto va visto come dimensione didattica in cui sì realizza l integrazione profonda tra un sapere scolastico formale e scientifico ed un sapere extra-scolastico più frammentario e disordinato, anche se emozionalmente più coinvolgente. Il laboratorio è inteso dunque come uno spazio per attività di tipo progettuale che realizzano il collegamento e tra la ricerca e la produzione e favoriscono il passaggio dalla conoscenza dei fenomeni alla valutazione dei problemi e alla definizione di strategie di intervento. In questo senso il laboratorio diventa: luogo di ricerca su aspetti specifici, centro di raccolta dati e di documentazione delle esperienze, attivazione di una rete telematica; Con il presente progetto verrà attuata una didattica ambientale attuata attraverso il metodo della ricerca e le attività di laboratorio deve consentire agli allievi di ipotizzare percorsi e momenti in cui possa essere dato spazio allo produzione creativa. Ambiente e Tecnologia Marconi-Sensale-Genovesi Pag. 3 di 8
Metodi e strumenti ITI G.Marconi Liceo Scientifico N.Sensale SMS A. Genovesi Metodi 1. Ricognizione ambientale, ricerca-scoperta. 2. Individuazione di problemi. 3. Formulazione di ipotesi. 4. Verifica delle ipotesi mediante: raccolta e organizzazione dei dati, secondo i principi di estensione, coordinazione, causalità; descrizione e rappresentazione; analisi dei dati, lettura, individuazione delle correlazioni; conclusioni del progetto. Strumenti Gli strumenti sono quelli propri dei laboratori: 1. Della visione: percezione, comunicazione visiva; fotografico:rilievo, banca dati delle risorse ambientali; 2. cartografico: mappe, schede, stazioni di monitoraggio; 3. Campionatura: archivio 4. informatico: banca dati, costruzione di itinerari ipertestuali 5. scientifico: luogo e momento della sperimentazione. Struttura del laboratorio - Laboratorio di chimica e biologia degli Istituti in rete Risultati Le esperienze laboratoriali daranno luogo: a) alla costruzione di banche dati e presentazioni multimedia/i, animazioni ambientali (cartoni animati), ipertesti b) alla realizzazione di workshop con le Istituzioni ed Esperti. VALUTAZIONE La valutazione dell intervento formativo avviene attraverso il rilievo del livello di raggiungimento degli obiettivi specifici previsti durante la fase sperimentale e nella produzione dei prodotti finali. La valutazione del progetto avviene utilizzando quali indicatori il numero di alunni coinvolti, l effettiva realizzazione delle attività previste, con particolare riferimento alle azioni di scambio fra le reti di Scuole. Saranno utilizzati test di gradimento sia per i docenti che per gli alunni. DOCUMENTAZIONE Schede di lavoro Ipertesti Testimonianza fotografica delle misure effettuate dagli alunni delle scuole medie, su supporto multimediale Diario delle fasi del progetto scritto dagli alunni Ambiente e Tecnologia Marconi-Sensale-Genovesi Pag. 4 di 8
ATTIVITA e SCANSIONE TEMPORALE PRIMO ANNO : ANALISI DELLE ACQUE Discipline interessate : Chimica, Scienze matematiche chimiche fisiche e naturali ATTIVITA : Studio dell acqua: 1) Ciclo dell acqua 2) Analisi delle acque 3) Depurazione delle acque Esperienze di laboratorio : 1) Analisi delle acque del territorio con presentazione risultati 2) Distillazione con produzione di essenze Obiettivi specifici:. Operare secondo un metodo scientifico di ricerca; Conoscere le caratteristiche fisico-chimiche dell acqua; Conoscere i problemi storici, sociali ed ambientali relativi all acqua; Individuare sulla carta le strutture morfologiche ed idrogeologiche del territorio. Utilizzare le strumentazioni di laboratorio per eseguire semplici analisi sull acqua ed esperienze di fisica; Conoscere la normativa sulle acque potabili per uso domestico e industriale; Illustrare con cartelloni, prodotti multimediali le ricerche effettuate inerenti il tema scelto; SECONDO ANNO : ENERGIA PULITA Discipline interessate : Chimica, Fisica, Scienze matematiche chimiche fisiche e naturali ATTIVITA : Studio delle energie alternative con particolare riferimento alla risorsa idrogeno Esperienze di laboratorio : Ambiente e Tecnologia Marconi-Sensale-Genovesi Pag. 5 di 8
Produzione dell idrogeno attraverso elettrolisi, con utilizzo strumento di Hoffmann, e utilizzo dello stesso quale fonte di energia Radiazione solare Calore trattato Generatore Elettrolisi IDROGENO Attivazione ventola Obiettivi specifici: Semplice procedimento di Elettrolisi mediante elettrodi e soluzione acidulata per evidenziare il processo chimico di base. Operare secondo un metodo scientifico di ricerca Conoscere le principali fonti di energia alternative Conoscere i problemi storici, sociali ed ambientali relativi all utilizzo dell energia Conoscere le varie tecniche di estrazione dell idrogeno : chimiche, biochimiche fotobiologiche Utilizzare le strumentazioni di laboratorio per eseguire semplici analisi esperienze di produzione dell idrogeno Illustrare con cartelloni, prodotti multimediali le ricerche effettuate inerenti il tema scelto TERZO ANNO : BIOTECNOLOGIE LA QUALITA DELL AMBIENTE URBANO ATTRAVERSO IL MONITORAGGIO CON I BIONDICATORI Le piante possiedono una enorme interfaccia tra sistema biologico e ambiente fisico-chimico; prima e più di altri organismi viventi esse risentono, della presenza di sostanze nocive immesse nella atmosfera. Molte specie e varietà inquinanti gassosi e di metalli pesanti. Il vantaggio delle piante indicatrici è la facilità con cui gli effetti possono essere accertati anche da persone non esperte. Verranno prioritariamente effettuati alcuni sopralluoghi sull area oggetto del presente intervento con gli studenti delle classi seconde, unitamente al personale tecnico, rilevando gli elementi utili per la realizzazione del progetto, con l ausilio di strumentazione opportuna. Le aree da studiare saranno scelte sulla base delle seguenti indicazioni: - Aree ad intenso traffico Ambiente e Tecnologia Marconi-Sensale-Genovesi Pag. 6 di 8
- Aree adiacenti alle barriere autostradali - Aree a medio e poco traffico - Zone significative e socialmente importanti come scuole, pensionati, ospedali e uffici pubblici Verranno allestite le stazioni per il rilevamento. Sui campioni rilevati nelle stazioni verranno effettuati test tossicologici attraverso l utilizzo di indici bio-tossici estesi per la valutazione di invertebrati. Successivamente saranno effettuate le analisi biologiche e chimiche in conformità alle direttive CEE. Obiettivi specifici: Operare secondo un metodo scientifico di ricerca Conoscere le interazioni tra i fattori fisici e i fattori biologici di un ecosistema Conoscere le interazioni fra inquinamento e patologie umane Conoscere i principali organismi utilizzabili come indicatori biologici Conoscere l impiego dei saggi ecotossologici per la valutazione sugli effetti di sostanze tossiche Utilizzare le strumentazioni di laboratorio per eseguire semplici analisi biologiche e chimiche Illustrare con cartelloni, prodotti multimediali le ricerche effettuate inerenti il tema scelto IL DNA AL SERIVIZIO DELL AMBIENTE Nel campo delle Scienze della Vita e delle Biotecnologie è in corso una rapida evoluzione sulle principali tecniche di studio e di manipolazione del DNA; che sarà destinata a determinare ampie ricadute nei settori sanitario, agro-alimentare, industriale. Verranno studiate le principali tecniche di tipizzazione del DNA ed in particolare si effettueranno tecniche di polimerizzazione del dna (pcr) ed applicazione per studiare eventuali frodi alimentari. Gli alunni sono stati coinvolti in un lavoro di ricerca sull applicazione delle biotecnologie. Inoltre hanno effettuato: un esperienza di tipizzazione del DNA con enzimi di restrizione e migrazione elettroforetica su gel di acrilammide alla Città della Scienza di Napoli; un esperienza di bioinformatica con utilizzo di software RASMOL per visualizzare la struttura di molecole proteiche e del DNA; la consultazione di banche dati di molecole biologiche; la descrizione delle tecniche di PCR e elettroforesi sul gel di acrilammide per l analisi del DNA; la produzione di lavori multimediali e cartelloni che riassumono il lavoro di ricerca. Obiettivi specifici: Operare secondo un metodo scientifico di ricerca Utilizzare le strumentazioni di laboratorio per eseguire semplici esperienze Illustrare con cartelloni, prodotti multimediali le ricerche effettuate inerenti il tema scelto Conoscere struttura e funzione delle proteine; Conoscere gli acidi nucleici, il DNA dei procarioti, degli eucarioti e il genoma umano; Conoscere le principali tecniche biotecnologiche finalizzate al miglioramento dell ambiente. Saper applicare le principali tecniche biotecnologiche all ambiente per migliorare la capacità di gestione delle risorse idriche e del territorio Ambiente e Tecnologia Marconi-Sensale-Genovesi Pag. 7 di 8
ANNI SUCCESSIVI Gli Istituti in rete si riuniscono per la eventuale nuova fase triennale del progetto rielaborando le attività specifiche Docenti Referenti ITI G. MARCONI prof.ssa Fortunata Serio prof. Ernesto Pannullo prof. Alfonso Cantarella LICEO SCIENTIFICO N. SENSALE prof.ssa Maria Ventura prof.ssa Vincenza Somma SMS A. GENOVESI prof.ssa Rosa Petrosino I Dirigenti Scolastici ITI G. MARCONI prof. Maurizio de Gemmis LICEO SCIENTIFICO N. SENSALE prof. Aurelio Cuoco SMS A. GENOVESI prof. Vincenzo Petrosino Ambiente e Tecnologia Marconi-Sensale-Genovesi Pag. 8 di 8