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I passaggi di stato della materia

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Information about I passaggi di stato della materia

Published on March 10, 2014

Author: MariaRaschello

Source: slideshare.net

Description

unità didattica di scienze: i passaggi di stato della materia
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UNITA’ DIDATTICA: I PASSAGGI DI STATO A.S. 2007/2008 CLASSI: 1^C E 1^D Prof.ssa Maria Raschello Questa unità didattica ha lo scopo di fornire agli studenti una diversa prospettiva per osservare, analizzare e comprendere, in maniera critica e consapevole, la realtà che li circonda, portandoli a riflettere sul modo di presentarsi della materia. I contenuti saranno trattati dal punto di vista macroscopico evidenziando gli aspetti fisici della materia. I passaggi di stato sono un argomento basilare nell’approccio allo studio della materia, in quanto permettono di apprezzare le caratteristiche fondamentali di essa e sono necessari per affrontare gli argomenti successivi, quali “La Sostanza” Inoltre l’unità didattica vuole far comprendere come alcuni fenomeni che osserviamo tutti i giorni siano riconducibili ai passaggi di stato. MAPPA CONCETTUALE 1

MATERIA si presenta sotto forma di SOSTANZA che possono essere ELEMENTI COMPOSTI che possono formare MISCUGLI OMOGENEI ETEROGENEI PASSAGGI DI STATO SOLIDO → LIQUIDO LIQUIDO → SOLIDO FUSIONE SOLIDIFICAZIONE LIQUIDO→GAS GAS→LIQUIDO EVAPORAZIONE/EBOLLIZIONE CONDENSAZIONE SOLIDO →GAS GAS →SOLIDO SUBLIMAZIONE BRINAMENTO all’aumentare o al diminuire della T e/o della P possono passare da uno stato all’altro che cresce o diminuisce all’ aumentare diminuire CALORE ed è f(x) della TEMPERATURA dalla quale dipende STATO MATERIA che costituisce il QUANTITA’ di MATERIA SPAZI O MASSA VOLUME CORPO tutto ciò che occupa ha indica di un LIQUIDO SOLIDO GAS PRESSIONE e della Si misura in J Si misura in °C o K T= t +273,15 Termometro con Manometro Pa con Si misura in m3 Recipienti graduati con Si misura in Kg si misura B il a n ci a a d u e p i a tt i in con Bilancia a due piatti in 2

PREREQUISITI Per seguire con profitto gli argomenti da trattare è necessario che gli studenti possiedano i seguenti prerequisiti: • conoscere le norme di comportamento e di sicurezza per il laboratorio; • conoscere il nome degli elementi col relativo simbolo chimico; • conoscere il significato di grandezza, misura, unità di misura ed i relativi strumenti di misura; • conoscere gli stati della materia; • distinguere il calore di un corpo dalla sua temperatura; • conoscere le scale termometriche e le unità di misura del calore; • conoscere il concetto di massa; • leggere e costruire grafici (istogrammi, diagrammi cartesiani...) CONTENUTI I contenuti che si intendono trasmettere sono: 1. definizione di passaggio di stato; 2. passaggi di stato: quali sono, quando e come avvengono; 3. analisi termica di una sostanza. OBIETTIVI COGNITIVI (con riferimento alla tassonomia di Bloom) Viene utilizzata la tassonomia di Bloom perché esplicita in modo strutturato e analitico tutti gli aspetti degli obiettivi dell’unità didattica. Conoscenza  conoscenza delle definizioni di: passaggi di stato, temperature caratteristiche. Comprensione  comprendere a livello macroscopico cosa avviene durante un passaggio di stato e perchè si ha una sosta termica. 3

Applicazione  capacità di effettuare l’analisi termica di una sostanza, di rilevarne i dati e di rielaborarli graficamente. Analisi  saper cogliere e relazionare gli aspetti caratterizzanti di un passaggio di stato. Sintesi  capacità di individuare elementi e definizioni comuni derivanti da differenti esperienze. Valutazione  capacità di produrre un giudizio critico sulla basa dei dati rilevati sperimentalmente in rapporto al modello teorico fornito. RISORSE UMANE • docente; • tecnici di laboratorio; • personale ATA. MATERIALI L’iter didattico è supportato dall’uso dei seguenti materiali: • lavagna; • testo in adozione; • supporti informatici; • video-proiettore; • attrezzature di laboratorio. 4

TEMPI Per lo svolgimento dell’ Ud sono previste orientativamente le seguenti tempistiche: • 5 ore di attività di laboratorio; • 3 ore di attività in classe; • 3 ore di lavoro domestico; • 2 ore di verifica; • 2 ore di attività di recupero-potenziamento. METODOLOGIA Tenuto conto che le conoscenze vengono acquisite autonomamente dall’allievo e non è possibile realizzare il trasferimento di nozioni dal docente al discente, l’insegnante si pone come promotore di un insieme di esperienze che orientano l’evoluzione delle idee iniziali degli studenti verso schemi scientifici corretti e consentono agli allievi di rendere significative le idee scientifiche che essi gradualmente acquisiscono. Lo studente è quindi attore del processo di apprendimento. Nello svolgimento del programma, occorrerà sollecitare gli studenti alla discussione cogliendo e sviluppando gli spunti che emergeranno; specialmente nell'ottica di trovare connessioni con la realtà. Il laboratorio sarà utilizzato per "costruire" l'apprendimento dei concetti teorici che poi verranno approfonditi tramite delle attività proposte in classe, ma soprattutto deve essere visto come un insostituibile strumento capace di appassionare e suscitare la curiosità e l'interesse anche dei ragazzi più difficili da coinvolgere. Inoltre, essendo attività di tipo pratico e manipolativo, permettono di emergere anche agli studenti che nella trattazione teorica trovano 5

difficoltà. Lavorando in gruppo, con un risultato da ottenere, i ragazzi imparano a collaborare e ad assumersi precise responsabilità. Si prevede quindi di lasciare all'attività di laboratorio non meno del 60% delle ore effettivamente disponibili, considerando in questo monte ore anche le ore dedicate alla spiegazione dell’esercitazione, alla rielaborazione dati, alla discussione della relazione. I docenti concordano sull’importanza di utilizzare lo strumento informatico anche all’interno della chimica (stesura di relazioni, elaborazione dati attraverso l’uso di Word ed Excell). 6

CALENDARIO ATTIVITA’: N° LEZIONE-DURATA E LUOGO CONTENUTI METODI E STRUMENTI VANTAGGI DI METODI E STRUMENTI SVANTAGGI DI METODI E STRUMENTI 1^ lezione (1h) Aula Accertamento delle preconoscenze Attività di Brainstorming Permette di riassumere e fissare in maniera schematica i concetti essenziali di un argomento già conosciuto. Potrebbe non coinvolgere completamente tutta la classe, con il rischio di sortire solo una valutazione parziale delle preconoscenze. 2^ lezione (2h) Laboratorio Trattazione del passaggio di stato solido ↔ liquido Esperienza di laboratorio -La lezione in laboratorio ha lo scopo di analizzare sperimentalmente le caratteristiche dei passaggi di stato di diverse sostanze per giungere alla costruzione e comprensione dei diagrammi di stato. Alcuni ragazzi più vivaci potrebbero interpretare le ore passate in laboratorio come momenti ricreativi prestando poca attenzione e scarso impegno all’attività, rivelandosi elementi di disturbo al normale svolgimento dell’esperienza e alla comprensione dei concetti base. 3^ lezione(1 h) Laboratorio Trattazione del passaggio di stato liquido ↔ gas -Esperienza di laboratorio -attività think pair square -La lezione in laboratorio hanno lo scopo di analizzare sperimentalmente le caratteristiche dei passaggi di stato di diverse sostanze per giungere alla costruzione e comprensione dei diagrammi di stato; -il think pair square viene usato per permettere ai ragazzi un rapido confronto tra le proprie conoscenze e quelle dei compagni al fine di discuterle e di fissarle meglio. Il think pair square può essere affrontato con leggerezza procurando un indebolimento degli obiettivi che la tecnica si propone. Inoltre il confronto con le conoscenze degli altri componenti del gruppo, se non completamente corrette, possono generare confusione. 4^ lezione(2h) Laboratorio Trattazione del passaggio di stato solido↔ gas -Esperienza di laboratorio -Mappa nel mezzo -Le lezioni in laboratorio hanno lo scopo di analizzare sperimentalmente le caratteristiche dei passaggi di stato di diverse sostanze per giungere alla costruzione e comprensione dei diagrammi di stato. -Con la tecnica mappa nel mezzo, gli studenti hanno la possibilità di confrontarsi sulle riflessioni individuali per creare una condivisone di gruppo Con l’uso della tecnica mappa nel mezzo, può accadere che alcuni gruppi non siano in grado di sviluppare una condivisone comune. 7

5^ lezione(1 h) Aula Valutazione sul lavoro di laboratorio svolto nell’Ud. Utilizzo di una tabella olistica. Tramite l’utilizzo della tabella olistica e l’autovalutazione i ragazzi comprendono in modo chiaro gli obiettivi disciplinari da raggiungere. Può trasformarsi in una tecnica usata solo come esercizio di giudizio nei confronti dei compagni. Infatti, l’utilizzo non proprio immediato della stessa rischia di distogliere l’attenzione dagli obiettivi. 6^ lezione(2 h) Aula Riassunto conclusivo degli argomenti trattati nella Ud. Utilizzo della tecnica R.A.Re.Co. -Con questa attività si consente loro di rafforzare o chiarire eventuali dubbi, stimolando la capacità di collegamento tra gli argomenti. -suggerisce un approccio sistematico nei confronti di un argomento. -I tempi di realizzazione lunghi; -difficoltà nella determinazione delle relazioni di procedure. 7^ lezione (1 h) Aula Verifica sommativa degli argomenti trattati nell’Ud. Verifica costituita da quesiti vero-falso, a completamenti e domande a scelta multipla I risultati consentono al docente di valutare lo stato delle conoscenze. 8^ lezione(2 h) Aula Recupero e approfondimento con la tecnica del tutoring. Rivisitazione degli argomenti trattati nell’ud. Con questa attività si consente loro di rafforzare o chiarire eventuali dubbi, stimolando la capacità di collegamento tra gli argomenti. Utilizzando la tecnica del tutoring si rischia di duplicare (qualora ce ne fossero) le incertezze dei tutors tramite lo scambio di informazioni tra i ragazzi. 8

ITER DIDATTICO 1^LEZIONE (1h): analisi delle preconoscenze Le preconoscenze sono individuate e definite tramite un brainstorming collettivo incentrato sul commento e sulla discussione di un argomento di attualità: la “fusione” dei ghiacciai, reperito dalla classe precedentemente per via telematica consultando siti di carattere scientifico (Focus, Newton, Quark,…) con il docente di scienze della terra. Si procede annotando alla lavagna i concetti fondamentali emersi. Brainstorming ghiacciaio bicchiere fiume inodore rubinetto mare incolore scioglimento volume lacrime ghiaccio temperatura grandine sudore precipitazione doccia insapore bottiglia vapore nebbia pioggia neve massa d’acqua Successivamente si riflette e si discute per riunire quelli simili, eliminare quelli non pertinenti e precisare quelli poco chiari classificandoli in categorie: L’ACQUA 9

Come si presenta Dove si trova Secrezioni umane Consumo di acqua Ciclo dell’acqua inodore fiume sudore rubinetto mare incolore mare lacrime bicchiere fiume insapore ghiacciaio bottiglia vapore massa d’acqua ghiaccio doccia precipitazione volume nebbia pioggia grandine scioglimento pioggia temperatura neve vapore Una volta che ai gruppi sembra di aver espresso in modo chiaro e completo tutte le conoscenze pregresse, le si trascrive sul quaderno di laboratorio. L’insegnante prende poi la parola al fine di rendere esplicite le innumerevoli connessioni fra l’argomento trattato e la realtà quotidiana, sollecitando l’intervento degli allievi al fine di riportare esempi da loro conosciuti (vengono menzionati, ad esempio: i passaggi di stato che intervengono nel ciclo dell’acqua,...). Così facendo si punta a sollecitare la partecipazione attiva e l’attenzione degli studenti. Inoltre, dal brainstorming è emersa la conoscenza dei possibili modi con cui la materia può presentarsi e ciò era abbastanza prevedibile essendo l’ultimo argomento trattato. La lettura dell’articolo “la fusione dei ghiacciai” è stata un feedback per i ragazzi, in quanto li ha stimolati a proporre parole quali ghiaccio, ghiacciaio, mare, ma ha fatto emergere anche una scarsa padronanza della terminologia scientifica riguardo ai passaggi di stato, poiché più volte è stata scelta la parola “scioglimento”. 10

2^ LEZIONE (2 h): Esperienza di laboratorio In questa seconda lezione,per riallacciarsi all’articolo letto, ai ragazzi viene proposta un’attività di laboratorio in cui si cercherà di evidenziare il passaggio di stato solido↔liquido. La lezione si tiene direttamente in laboratorio, dove vengono formati piccoli gruppi eterogenei di lavoro (3 persone) in modo da far emergere le differenti abilità degli studenti. I ragazzi troveranno sul banco di lavoro le attrezzature e le strumentazioni necessarie all’esperimento, una scheda da compilare in alcune sue parti contenente le informazioni necessarie per seguire l’esperienza e le schede di sicurezza dei reagenti utilizzati. La scheda ha la struttura di una relazione di laboratorio ed ha lo scopo di far acquisire ai ragazzi le modalità e la metodica propria di tale elaborato. Sotto l’attenta guida dell’insegnante, gli allievi preparano l’apparecchiatura preposta all’esperienza ed iniziano l’annotazione delle modalità operative anche sul quaderno di laboratorio. Ai gruppi viene chiesto di rilevare nella fase di riscaldamento di una sostanza le variazioni di temperatura in funzione del tempo. Successivamente, sulla base di una tabella opportunamente compilata, di riportare i valori suddetti su carta millimetrata. In modo analogo, viene richiesto il medesimo procedimento, applicato però alla fase di raffreddamento della stessa sostanza. L’insegnante guida e osserva tutte le fasi della realizzazione. 11

SCHEDA DI LABORATORIO: Alunno ............................................ Classe ............................................ Data ............................................ Scopo: Effettuare il riscaldamento e il raffreddamento dell’acido laurico in un intervallo di temperature durante il quale la sostanza cambia il proprio stato di aggregazione (passaggio solido-liquido). Materiale: - piastra riscaldante - 2 becher (400 mL) - provetta - bacchetta di vetro - termometro - cronometro - foglio carta millimetrata Reagenti: - 10 g acido laurico; - 300 ml di acqua distillata. Procedimento: 1) Riempire il becher fino a 300 ml con acqua distillata; 2) Pesare 10 g di acido laurico in polvere; 3) introdurre in una provetta pirex l’acido laurico e il termometro; 4) immergere nel becher la provetta e porre il tutto sulla piastra riscaldante; 5) registrare la temperatura iniziale della sostanza; 12

6) scaldare con la piastra riscaldante il sistema e agitare delicatamente con una bacchetta di vetro; 7) completare la tabella sotto riportata registrando i valori di temperatura ai tempi fissati: 8) registrare le temperature lette fino a completa scomparsa dell’ultimo cristallo; 9) spegnere il mantello riscaldante; 10) completare la tabella sotto riportata registrando i valori di temperatura ai tempi fissati: t (s) T (°C) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 13

11) Elaborare i dati delle due tabelle sopra riportate su carta millimetrata; 12) rispondere alle seguenti domande osservando il primo grafico: a) perché è necessario mescolare la sostanza durante la prova? b) descrivi sinteticamente cosa si osserva man mano che aumenta la temperatura; c) a quale temperatura osservi il cambiamento di stato dell’acido laurico ? d) perché la temperatura non aumenta durante il riscaldamento di una sostanza che passa allo stato liquido? 13) rispondere alle seguenti domande osservando il secondo grafico: a) descrivi sinteticamente cosa si osserva man mano che diminuisce la temperatura; b) a quale temperatura osservi il cambiamento di stato dell’acido laurico? t (s) T (°C) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 14

Al termine dell’esperienza, l’insegnante ritira le schede e si procede ad una discussione collettiva di quanto emerso dalle risposte, in modo da definire i concetti di fusione e solidificazione come passaggi di stato, dovuti ad una variazione di temperatura con conseguente variazione del calore del sistema. Inoltre sottolinea gli aspetti più caratterizzanti dei loro elaborati e delinea con chiarezza il concetto di “sosta termica” emerso durante la discussione. Il docente evidenzia come le temperature di fusione e solidificazione siano caratterizzanti per una sostanza. Inoltre viene esplicitato che le curve rappresentate nei grafici precedenti vengono definite curve di riscaldamento (primo grafico) e raffreddamento (secondo grafico). Infine, vengono riportati alcuni esempi analoghi ai passaggi di stato trattati, quali la fusione di un gelato a temperatura ambiente oppure la formazione di un cubetto di ghiaccio nel frizeer. 3^LEZIONE: Esperienza di laboratorio (1h) La lezione si tiene direttamente in laboratorio, dove vengono formati piccoli gruppi eterogenei (3 persone), diversi da quelli della precedente esperienza, in modo da far emergere le differenti capacità degli studenti e favorire l’integrazione. I ragazzi troveranno sul banco di lavoro le attrezzature e le strumentazioni necessarie all’esperimento, una scheda da compilare in alcune sue parti contenente le informazioni necessarie per seguire l’esperienza e le schede di sicurezza dei reagenti utilizzati. Sotto l’attenta guida dell’insegnante, gli allievi preparano l’apparecchiatura preposta all’esperienza ed iniziano l’annotazione delle modalità operative sul quaderno di laboratorio. Ai gruppi viene chiesto di rilevare nella fase di riscaldamento di una sostanza liquida le variazioni di temperatura in funzione del tempo. 15

Successivamente, sulla base di una tabella opportunamente compilata, di riportare i valori suddetti su carta millimetrata. SCHEDA DI LABORATORIO: Alunno ............................................ Classe ............................................ Data ............................................ Scopo: Effettuare il riscaldamento dell’alcool etilico in un intervallo di temperatura durante il quale la sostanza cambia il proprio stato di aggregazione (passaggio liquido-gas). Materiale: - piastra riscaldante 16

- 1 becher (250 mL) - provetta - bachetta di vetro - termometro - cronometro - foglio carta millimetrata Reagenti: - 100 ml di alcool etilico; Procedimento: 1) Prelevare 100 ml di alcool etilico; 2) introdurre nel becher l’alcool etilico e il termometro; 3) porre il tutto sulla piastra riscaldante; 4) registrare la temperatura iniziale della sostanza; 5) scaldare con la piastra riscaldante il sistema e agitare delicatamente con una bacchetta di vetro; 6) registrare la temperatura ogni 10 secondi fino a che non rimanga costante per 2 minuti 7) completare la tabella sotto riportata registrando i valori di temperatura ai tempi fissati; t (s) T (°C) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 17

8) Elaborare i dati della tabella sopra riportata su carta millimetrata; 9) rispondere alle seguenti domande osservando il grafico: a) descrivi sinteticamente cosa si osserva man mano che aumenta la temperatura; b) a quale temperatura osservi il cambiamento di stato dell’alcool etilico? c) perché la temperatura non aumenta durante il riscaldamento di una sostanza che passa allo stato gassoso? Al termine dell’esperienza, dopo che i ragazzi avranno costruito il grafico della scheda di laboratorio, il docente definisce i concetti di evaporazione, punto di evaporazione e sosta termica spiegando le analogie con il concetto spesso confuso di ebollizione. Il docente distinguerà inoltre il concetto di evaporazione, come semplice passaggio da liquido a gas, da quello di ebollizione come passaggio da liquido a gas in particolari condizioni di temperatura e pressione in tutta la massa del liquido. Gli studenti risponderanno alle domande della scheda di laboratorio a casa. Successivamente con la tecnica del think, pair, square, viene chiesto ai ragazzi di riportare alcuni esempi che conoscono di processo inverso a quello osservato in laboratorio. Nella revisione finale il docente, dopo aver eliminato eventuali esempi non pertinenti, definirà il concetto di condensazione, ponendo particolare rilievo al ruolo della temperatura nei vari passaggi di stato. 18

4^ LEZIONE (2h): Esperienza di laboratorio Quindici giorni prima dell’esperienza, agli studenti era stato chiesto di pesare 10 g di naftalina in polvere, di inserirla in sacchetti di cotone e opportunamente nominati di collocarli all’interno dell’armadio di classe. In questa lezione di laboratorio i ragazzi riprendono i sacchetti e li pesano. Ciascuno compila la tabella assegnata, riportando sia il proprio peso misurato che quello dei compagni. Utilizzando la tecnica della mappa nel mezzo, gruppi composti da quattro studenti, rispondono prima individualmente (5 minuti), scrivendo ad uno dei quattro angoli del foglio, alla domanda: “Dove è finita la naftalina che ho pesato?”; successivamente condividono le riposte (10 minuti) e le sintetizzano al centro del foglio. Ogni lavoro è esposto alla classe. Il docente prende la parola analizzando gli elaborati e definendo prima il concetto di sublimazione, quale passaggio di stato solido-gas, successivamente di brinamento, quale passaggio di stato gas-solido, con esempi pertinenti (tipo: la brina mattutina) Al fine di osservare la metodologia e l’impegno gli studenti iniziano in classe a stendere la relazione relativa a questa esperienza. SCHEDA DI LABORATORIO: Alunno ............................................ Classe ............................................ Data ............................................ 19

Scopo: Osservare il passaggio di stato solido-gas della naftalina. Materiale: - sacchetti di cotone Reagenti: - 10 g di naftalina. Procedimento: 1) Ogni studente, precedentemente ha pesato 10 g di naftalina in polvere e la chiude in un sacchetto di cotone; 2) tutti i sacchetti, opportunamente nominati sono posti nell’armadio della classe; 3) dopo 15 giorni gli studenti pesano la naftalina restante nei sacchetti; 4) riportano in tabella i pesi iniziali e finali del composto di ogni singolo alunno: campioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Peso iniziale (g) Peso finale (g) Descrizione sintetica dell’esperienza. 5^ LEZIONE (1 h): Valutazione sul lavoro di laboratorio La verifica formativa è parte integrante di questo iter didattico in quanto fondamentale per il processo di apprendimento. Ogni attività, svolta singolarmente o in gruppo, sarà fonte di informazioni sia per l’insegnante che per gli alunni: 20

- l’insegnante sonderà l’efficacia della sua azione e di conseguenza potrà prendere le decisioni didattiche più opportune; - l’alunno si renderà conto delle proprie lacune e verrà prontamente aiutato dall’insegnante a superarle. Inoltre, se i discenti conoscono con chiarezza e condividono gli obiettivi da conseguire, sono anche in grado di comprendere perché gli viene assegnato un determinato compito e di valutare il livello delle proprie prestazioni. Come verifica formativa verrà utilizzata la stesura di una relazione di laboratorio relativa all’ultima esperienza. Quest’ultima, redatta individualmente, deve contenere tutte le informazioni relative all'esperimento in forma concisa e ordinata ed utilizzando i termini tecnici appropriati al fine di presentare ad altri il proprio lavoro. La relazione deve inoltre consentire di interpretare e trarre conclusioni sull'argomento affrontato. Nella valutazione del comportamento in laboratorio e della relazione si terrà conto della correttezza di struttura e contenuto. Per la comprensione degli obiettivi da raggiungere, ogni studente di un gruppo si cimenterà nella valutazione dell’operato degli altri componenti del proprio gruppo seguendo la tabella olistica di seguito riportata, fondata sulla tassonomia di Bloom, valutando così l’elaborato della relazione prodotto a casa relativa all’esperienza del passaggio di stato solido-gas. L’autovalutazione è indispensabile per consentire all’allievo di progettare e di gestire da sé i propri percorsi di apprendimento. 21

TABELLA DI VALUTAZIONE PER STESURA RELAZIONE Scala di prestazione 9 8 7 6 5 4 ANALISI: saper cogliere e relazionare gli aspetti caratterizzanti di un passaggio di stato -Indica in modo completo gli scopi dell’esperimento evidenziando con precisione il tipo di passaggio di stato coinvolto; -pone efficacemente in rilievo le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati. -Indica in modo quasi completo gli scopi dell’esperimento evidenziando con precisione il tipo di passaggio di stato coinvolto; -pone in rilievo le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati. -Indica in modo adeguato gli scopi dell’esperimento evidenziando il tipo di passaggio di stato coinvolto; -evidenzia in maniera adeguata le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati. Indica in modo sufficientemente adeguatogli scopi dell’esperimento evidenziando il tipo di passaggio di stato coinvolto; -evidenzia in maniera sufficientemente adeguata le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati. Indica in modo parziale gli scopi dell’esperimento evidenziando il tipo di passaggio di stato; -evidenzia in maniera parziale le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati. Indica in modo Incompleto gli scopi dell’esperimento evidenziando il tipo di passaggio di stato coinvolto; -non evidenzia le connessioni tra elementi e definizioni comuni derivanti dai diversi esempi riportati. APPLICAZIONE: capacità di effettuare l’analisi termica di una sostanza, di rilevarne i dati e di rielaborarli graficamente -Riporta i dati rilevati in maniera estremamente precisa ed ordinata; - rileva e rielabora graficamente con estrema precisione e accuratezza i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in maniera completa con piena aderenza ad essa. -Riporta i dati rilevati in maniera precisa ed ordinata; -rileva e rielabora graficamente con precisione e accuratezza i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione quasi completo con aderenza ai punti richiesti. -Riporta i dati rilevati in maniera abbastanza precisa ed ordinata; -rileva e rielabora in maniera discreta i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in modo adeguato con aderenza ai punti richiesti. -Riporta i dati rilevati in maniera sufficientemente precisa ed ordinata; -rileva e rielabora in maniera sommaria i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in modo sufficientemente adeguato con aderenza ai punti richiesti. -Riporta i dati rilevati in maniera poco precisa ed ordinata; -rileva e rielabora in maniera incompleta i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in modo parziale con poca aderenza ai punti richiesti. -Riporta i dati rilevati in maniera disordinata; -rileva e rielabora in maniera dispersiva i dati relativi all’analisi termica delle sostanze; -redige la relazione in modo incompleto con scarsa aderenza ai punti richiesti SINTESI: capacità di individuare elementi e definizioni comuni derivanti da differenti esperienze -Formula con chiarezza e sicurezza elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze; -articola con linguaggio scientifico appropriato ipotesi dotate di significato e di coerenza; -elabora con linguaggio scientifico appropriato conclusioni dotate di significato e di coerenza. -Formula con chiarezza elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze; -articola con linguaggio scientifico abbastanza appropriato ipotesi dotate di significato e di coerenza; -elabora con linguaggio scientifico abbastanza appropriato conclusioni dotate di significato e di coerenza. -Formula elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze; –articola ipotesi dotate di significato e di coerenza; -elabora conclusioni dotate di significato e di coerenza; -Formula in modo sufficiente alle richieste elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze; –articola ipotesi sufficientemente dotate di significato e di coerenza; -elabora conclusioni sufficientemente dotate di significato e di coerenza; -Formula in modo parziale alle richieste elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze; –articola ipotesi non sempre corrette e dotate di significato e di coerenza; –elabora conclusioni non sempre corrette e dotate di significato e di coerenza; -Non formula in elementi e definizioni comuni derivanti dalle diverse esperienze; –non articola ipotesi corrette e dotate di significato e di coerenza; –non articola conclusioni corrette e dotate di significato e di coerenza; 22

Tot 27-25 24-22 21-19 18-16 15-13 <12 % 90-100 89-80 79-70 69-60 59-50 49-40 VOTO 9 8 7 6 5 4 Dalla discussione è emerso come i ragazzi siano tra loro molto critici nel valutarsi, poiché il voto assegnato è inferiore a quello attribuito dal docente. Il docente giustificando le sue valutazioni cerca di far comprendere che: • la stesura di una relazione di laboratorio deve avvenire in maniera organica e sistematica; • quanto osservato in laboratorio deve portare ad una considerazione finale individuale, che deve essere condivisa dall’intero gruppo della classe; • la valutazione del docente non è soggettiva ma è il frutto di una attenta osservazione oggettiva. 6^ LEZIONE (2 h): Sintesi conclusiva dell’U.d. In questa sesta lezione il docente,utilizzando la tecnica della R.A.Re.Co, effettua un ripasso sugli argomenti fino a questo momento trattati. I ragazzi vengono divisi in gruppi da 4 persone e viene proposta loro una immagine numerata. Dopo un’attenta osservazione condivisa di circa 10 minuti, realizzano le diverse fasi della struttura proposta. A conclusione del lavoro gli studenti saranno chiamati a presentare alla classe i lavori svolti con le relative riconsiderazioni emerse. Il docente prenderà la parola e chiarirà eventuali dubbi probabilmente riscontrati nella realizzazione delle relazioni delle procedure essendo una fase ricca di connessioni logiche. Fase A: Rappresentazione 23

Fase B: Descrizione Analitica N°passaggio di stato Nome Definizione Caratteristiche 1 Brinamento Passaggio da gas a solido Abbassando la temperatura, (e quindi sottraendo calore al sistema) i gas possono passare allo stato solido 2 Sublimazione Passaggio da solido a gas Aumentando la temperatura (e quindi aggiungendo calore al sistema) i solidi possono passare allo stato gassoso 3 Fusione Passaggio da solido a liquido Aumentando la temperatura i solidi possono passare allo stato liquido 4 Solidificazione Passaggio da liquido a solido Diminuendo la temperatura i solidi possono passare allo stato liquido 5 Evaporazione/ Ebollizione Passaggio da liquido a gas Aumentando la temperatura i liquidi 1 2 3 4 5 6 24

possono passare allo stato gassoso. In particolari condizioni di temperatura e pressione si ottiene il passaggio in tutta la massa del liquido 6 Condensazione Passaggio da gas a liquido Diminuendo la temperatura i gas possono passare allo stato liquido Fase C: Relazione delle procedure Stato della materia Gas Liquido Solido N° Nome I II I II I II 1 Brinamento 2 Sublimazione 3 Fusione 4 Solidificazione 5 Evaporazione 6 Condensazione Fase D: Comunicazione Analitica Stato della materia: GAS/SOLIDO: Nel brinamento diminuendo la temperatura (e quindi sottraendo calore al sistema) il gas passa allo stato solido. Mentre nel processo di sublimazione, aumentando la temperatura (e quindi aggiungendo calore al sistema) il solido passa allo stato gassoso. SOLIDO/LIQUIDO: Nel processo di fusione aumentando la temperatura il solido passa allo stato liquido. Mentre diminuendo la temperatura, il liquido passa allo stato solido e il processo prende il nome di solidificazione. GAS/LIQUIDO: Nel processo di evaporazione aumentando la temperatura il liquido passa allo stato gassoso, ma in particolari condizioni di temperatura e pressione il passaggio si realizza in tutta la massa del liquido. Diminuendo la temperatura il gas passa allo stato liquido e il processo prende il nome di condensazione. 25

FASE E:Comunicazione Discorsiva La materia può presentarsi in tre stati liquido, gassoso e solido e i passaggi da uno stato all’altro prendono il nome di passaggi di stato. Questi sono regolati dalla quantità di calore fornita o sottratta al sistema in base all’aumento o alla diminuzione della temperatura del sistema. Un gas può passare allo stato solido, processo dal nome brinamento, oppure allo stato liquido, processo, che prende il nome di condensazione, se viene diminuita opportunamente la temperatura. Mentre aumentando sufficientemente la temperatura il solido può sublimare, passare cioè alla fase gassosa, o fondere giungendo allo stato liquido. Se invece il sistema in esame è un liquido, una diminuzione di temperatura provoca la solidificazione (il passaggio allo stato solido), un aumento di temperatura, il passaggio alla fase gassosa, (processo di evaporazione) che in particolari condizioni di temperatura e pressione il passaggio si realizza in tutta la massa del liquido (processo di ebollizione). 7^ LEZIONE (1 h): Verifica sommativa La verifica sommativa si effettua al termine del percorso di apprendimento per controllare se gli obiettivi specifici sono stati raggiunti e in quale misura, per ogni singolo alunno. Per la valutazione sommativa verrà utilizzata una prova strutturata in quanto ha il vantaggio di essere oggettiva cioè di consentire la predeterminazione dei criteri di lettura delle risposte che non risentono della soggettività di chi esamina e corregge la prova stessa. Una prova oggettiva è costituita da un insieme di proposizioni da completare, di quesiti a cui rispondere o da proposizioni ai quali sono associate alcune risposte tra cui deve essere scelta quella esatta. I quesiti utilizzati nell’U.d. sono: - questi vero/ falso: permettono di valutare abilità non complesse, legate al riconoscimento di un fatto o alla conoscenza di un termine. 26

Non essendo prove molto impegnative, consentono a tutti gli alunni di immettersi con tranquillità nel compito di verifica. Per questo motivo sono stati scelti come item di apertura della prova sommativa. Non consentono di avere informazioni di grande utilità circa il tipo e la natura delle abilità possedute dagli allievi. Ad ogni risposta corretta viene assegnato 1 punto; ad ogni risposta non corretta viene sottratto 1 punto; ad risposta non data 0 punti; - Completamenti: si tratta di frasi nelle quali si chiede di inserire alcuni termini: Ad ogni risposta corretta vengono assegnati 2 punti; ad ogni risposta non corretta viene sottratto 1 punto; ad ogni risposta non data 0 punti; - Scelte multiple: si tratta di 10 quesiti accompagnati da quattro opzioni, tra le quali solo una è corretta. Ad ogni risposta corretta vengono assegnati 3 punti; ad ogni risposta non corretta viene sottratto 1 punto; ad risposta non data 0 punti; I quesiti sono stati raggruppati considerando alcune delle voci della valutazione, in modo che l’allievo sia consapevole di quale aspetto del suo percorso di formazione sta verificando nello svolgere quel particolare esercizio. Le voci della valutazione utilizzate sono: - Conoscenza: degli elementi specifici della disciplina (raggruppa esercizi volti a verificare la capacità di individuare le caratteristiche essenziali dei fenomeni; corrisponde al primo livello della 27

tassonomia di Bloom: conoscenza dei dati particolari (riconoscere proprietà, esempi, fenomeni). - Comprensione ed uso dei linguaggi specifici: raggruppa esercizi volti a verificare la capacità di interpretare o estrapolare il contenuto presentato (ad esempio essere in grado di interpretare un grafico e individuare le conseguenze che derivano dalla situazione esposta) e la capacità di utilizzare il linguaggio specifico. Corrisponde al secondo livello della tassonomia di Bloom Punteggio grezzo Giudizio sintetico % Conoscenza Comprensione 9 90 – 100 40 - 36 40 - 36 8 80 – 89 35 - 32 35 - 32 7 70 – 79 31 – 28 31 – 28 6 60 – 69 27 – 24 27 – 24 5 50 - 59 23 - 20 23 - 20 4 40 - 0 19 - 0 19 - 0 VERIFICA SOMMATIVA: Conoscenza degli elementi specifici della disciplina 1. Indica quali delle seguenti affermazioni sono vere e quali false 28

a) I passaggi di stato avvengono quando i corpi sono riscaldati o raffreddati V F b) Durante la fusione la temperatura varia V F c) Tutti i liquidi bollono alla stessa temperatura V F d) La temperatura di fusione e la temperatura di solidificazione di una stessa sostanza sono uguali V F e) L’ebollizione di un liquido avviene sempre alla stessa temperatura V F f) La sublimazione è il passaggio dallo stato solido a quello gassoso V F g) Un liquido evapora a qualsiasi temperatura V F h) La brina è un esempio di solidificazione V F i) Per eseguire un esperimento sulla sublimazione possiamo usare la naftalina V F j) Raffreddando un gas si può ottenere un solido V F 2. Indica con una crocetta il completamento che ti sembra più corretto: a) un liquido solidifica quando: 1) viene riscaldato 29

2) viene raffreddato 3) viene bollito 4) nessuna delle precedenti b) il ghiaccio fonde a: 1) 100 °C 2) 0 °C 3) 10 °C 4) – 10 °C c) la temperatura di solidificazione di una sostanza è: 1) uguale alla temperatura di ebollizione 2) uguale alla temperatura di liquefazione 3) uguale alla temperatura di fusione 4) uguale alla temperatura di sublimazione d) la sublimazione è il passaggio da 1) solido a liquido 2) liquido a solido 3) liquido a vapore 4) solido a vapore e) il cambiamento di stato inverso alla fusione è 1) condensazione 2) ghiaccio 3) solidificazione 4) sublimazione f) il punto di fusione di una sostanza è 1) il recipiente nel quale viene messa fondere la sostanza 2) la temperatura alla quale essa inizia a bollire 3) la temperatura alla quale essa passa dallo stato solido allo stato liquido g) il passaggio dallo stato gassoso allo stato liquido si chiama: 1) condensazione 2) fusione 30

3) sublimazione 4) solidificazione h) il passaggio dallo stato solido allo stato liquido si chiama 1) evaporazione 2) fusione 3) solidificazione 4) sublimazione i) i fiocchi di neve si formano: 1) grazie all’evaporazione 2) grazie alla sublimazione 3) grazie alla fusione 4) grazie alla solidificazione j) la nebbia e le nuvole si formano: 1) grazie alla condensazione 2) grazie all’evaporazione 3) grazie alla sublimazione 4) grazie alla fusione Comprensione ed uso dei linguaggi specifici 3. Nel seguente elenco segna le proposizioni vere consultando la tabella SOSTANZA PUNTO DI FUSIONE IN °C Acqua 0 Zolfo 115 Stagno 232 31

Piombo 328 Alluminio 660 Argento 960 Oro 1070 Rame 1083 g) la temperatura di fusione del piombo è 327 °C V F h) alla temperatura di fusione del piombo l’argento si trova allo stato liquido V F i) alla temperatura di fusione dell’argento lo zolfo si trova allo stato liquido V F 4.completa le frasi seguenti: a) quando una massa di aria fredda incontra aria umida, il vapore acqueo che questa contiene………………condensa……formando tante piccolissime goccioline che costituiscono le …nuvole…………; b) nelle notti molto fredde e serene, sugli oggetti che stanno all’aperto e sulla vegetazione si deposita uno strato di …….brina………… dovuta al passaggio dallo stato……gassoso…… a quello… solido…….dell’acqua; c) durante la solidificazione un corpo....perde…….calore.; d) durante la fusione la temperatura di un corpo…aumenta…….; e) durante la vaporizzazione si ha……. aumento…di calore. 5. Osserva lo schema e rispondi. Ogni freccia numerata dello schema rappresenta un passaggio di stato. Scrivi accanto al numero corrispondente il nome del passaggio di stato relativo. 32

1Fusione… 2 Solidificazione… 3 Sublimazione… 4Brinamento… 5Evaporazione… 6Condensazione… 6.Accanto al numero corrispondente a ogni freccia dello schema dell’esercizio precedente segna un punto blu se il passaggio avviene per riscaldamento, un punto nero se il passaggio avviene per raffreddamento 8^ LEZIONE (2 h): ATTIVITA’ DI SOSTEGNO E RECUPERO Per un eventuale recupero e sostegno si può usare la tecnica del tutoring, in cui gli allievi che presentano una valutazione non sufficiente (tutee) vengono affiancati a studenti che hanno riportato una buona valutazione (tutor). Ai tutors viene dato il compito di seguire i tutees nella chiarificazione degli argomenti risultati poco chiari. Al termine dell’attività, il docente proporrà ai tutees delle domande riepilogative per testare il grado finale di apprendimento. Questa prassi, ci permette di valorizzare gli studenti più insicuri negli argomenti trattati e di portarli a prestazioni più 33

elevate proprio grazie ad un colloquio orale. La valutazione del tutee si baserà su una tabella riportata di seguito opportunamente stilata dal docente e concordata con il resto della classe. Nel caso in cui il tutee abbia ottenuto un voto superiore al sei, verrà aggiunto al tutor mezzo punto in più alla sua valutazione complessiva. L’esperienza di tutoring può servire anche al tutor da approfondimento. Quesiti riepilogativi: 1) Definisci i diversi passaggi di stato e quale parametro influisce su di esso? 2) Cos’è un’analisi termica di una sostanza? Spiega perché: a) Durante l’evaporazione e la fusione, anche se viene fornito calore, la temperatura del liquido che evapora o del solido che fonde non aumenta; b) Durante la solidificazione, la temperatura del liquido che solidifica non diminuisce. 3) Raccogli dall’esperienza quotidiana alcuni esempi di cambiamenti di stato e riferiscili correttamente nei particolari. 34

TABELLA DI VALUTAZIONE 9 8 7 6 5 4 Conoscenze: conoscenza delle definizioni di: passaggi di stato, temperature caratteristiche -Dimostra completa dell’argomento rispondendo a diversi tipi di domande con con approfondimenti personali; - si esprime con con ottima proprietà di linguaggio. -Dimostra una quasi piena conoscenza dell’argomento rispondendo a diversi tipi di domande con approfondimenti personali; -si esprime con proprietà di linguaggio; -Dimostra una adeguata conoscenza dell’argomento rispondendo a diversi tipi di domande; -si esprime con adeguata proprietà di linguaggio; -Dimostra una sufficiente conoscenza dell’argomento rispondendo a diversi tipi di domande; -si esprime con sufficiente proprietà di linguaggio; -Ha scarsa padronanza delle informazioni ed è in grado di rispondere alle domande in modo superficiale e non sempre corretto; -si esprime con linguaggio non del tutto pertinente. -Non ha padronanza delle informazioni e non è in grado di rispondere alle domande poste; -Non si esprime con con linguaggio pertinente. Comprensione: comprendere a livello macroscopico cosa avviene durante un passaggio d stato e perchè si ha una sosta termica -Ha pienamente compreso cosa avviene a livello macroscopico durante un passaggio di stato apportando autonomamente e in modo appropriato esempi pertinenti; -formula opportuni collegamenti intra e inter disciplinari; -Ha compreso cosa avviene a livello macroscopico durante un passaggio di stato apportando in modo appropriato esempi pertinenti; -formula buoni collegamenti intra e inter disciplinariì; -Ha compreso in maniera adeguata cosa avviene a livello macroscopico durante un passaggio di stato; -formula discreti collegamenti intra e inter disciplinari; -Ha compreso sufficientemente cosa avviene a livello macroscopico durante un passaggio di stato; -formula sufficienti collegamenti intra e inter Disciplinari; -Ha compreso in modo non completamente sufficiente cosa avviene a livello macroscopico durante un passaggio di stato; -formula scarsi collegamenti intra e inter disciplinari. -Non ha compreso cosa avviene a livello macroscopico durante un passaggio di stato; -non formula collegamenti intra e inter disciplinari 35

Tot 18-17 16-15 14-13 12-11 10-9 <8 % 90-100 89-80 79-70 69-60 59-50 49-40 VOTO 9 8 7 6 5 4 ANALISI CRITICA-RIFLESSIVA La stesura dell’Unità Didattica è stata il risultato di un lavoro di gruppo, che ha impegnato in modo serio e costante ogni componente, con incontri puntali e a breve scadenza l’uno dall’altro. A volte, per evitare confusione e perdita di tempo, ci si è divisi in due gruppi da due, ognuno dei quali ha poi sottoposto l’elaborato al vaglio critico dell’altro. L’attività di gruppo è stato per noi molto utile, in quanto dal confronto tra persone con preparazioni ed esperienze diverse è stato possibile affrontare il lavoro con minore difficoltà, risolvendo i dubbi e arricchendo il proprio bagaglio culturale. Vedute diverse hanno portato a “conflitti interni” risolti però grazie al dialogo e alla collaborazione. BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA 36

• Chimica Progetto Modulare; A. Post Baracchi, A. Tagliabue; Ed. Lattes • Chimica: Molecole in movimento; Gentile, Tifi; Ed. Zanichellli • Chimica; Carlo Ristarà; Ed. Atlas • www.pavonerisorse.to.it/cacrt/mappe/appro.htm • www.edscuola.it • www.rivistadidattica.com • www.nonsoloscuola.org/riforma.htm • www.rivista.istruzioneer.it • www.itiscorni.it • wwwcsi.unian.it/educa 37

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