Scienze della formazione primaria

Tipologia

Discipline chimiche

SSD

CHIM/06

Anno

N/D

Semestre

N/D

CFU

2

Distribuzione delle ore

16 classroom hours

Docenti

TERESA CELESTINO

Tipologia

Discipline chimiche

SSD

CHIM/03

Anno

N/D

Semestre

N/D

CFU

2

Distribuzione delle ore

16 classroom hours

Docenti

MAURO GIUSTINI

Conoscenza e capacità di comprensione
Il percorso formativo del corso non mira a fornire le basi far apprendere ai futuri maestri la Chimica nella sua struttura concettuale, ma, dopo aver rivisto alcuni concetti di base, far sperimentare una via praticabile per contribuire, insieme alle altre aree disciplinari, al raggiungimento degli obiettivi proposti dalle Indicazioni nazionali 2012 della scuola primaria e dell’infanzia.
Conoscenza e capacità di comprensione applicata
Particolare attenzione si darà alla “padronanza di tecniche di indagine”, alle pratiche di tipo osservativo che riguardano la manipolazione della materia, e all’integrazione costante tra il fare e il pensare. Ci si concentrerà sulla attività pratica di laboratorio come possibile punto di svolta nella relazione insegnamento-apprendimento. Lo studente svilupperà competenze necessarie per l’apprendimento di nuovi argomenti scientifici, di interesse generale per un insegnante, per mezzo di manuali specializzati e risorse disponibili on line.
Autonomia di giudizio
Al termine del corso lo studente deve essere in grado di saper scegliere in modo autonomo programmi ed esperienze pratiche e formative utili ai fini della trasmissione del metodo scientifico applicato all’osservazione dei fenomeni legati alla struttura della materia. Lo studente sarà capace di autovalutare in piena autonomia le proprie competenze didattiche-educative nel campo della chimica.
Abilità comunicative
Al termine lo studente deve essere in grado di illustrare con chiarezza e in maniera adeguata informazioni relative alle situazioni educative e didattiche relative al campo della chimica e facilmente osservabili nella vita di tutti i giorni usando mezzi di comunicazione “classici” e multimediali.
Capacità di apprendimento
Lo studente deve avere come obiettivi la comprensione in autonomia del metodo scientifico che passa attraverso l’osservazione fenomenologica di situazioni che vedono coinvolta la chimica. Inoltre ci si aspetta che lo studente acquisti abilità di apprendimento in team per la realizzazione di progetti collettivi.

Conoscenza e capacità di comprensione
Il percorso formativo del corso non mira a fornire le basi far apprendere ai futuri maestri la Chimica nella sua struttura concettuale, ma, dopo aver rivisto alcuni concetti di base, far sperimentare una via praticabile per contribuire, insieme alle altre aree disciplinari, al raggiungimento degli obiettivi proposti dalle Indicazioni nazionali 2012 della scuola primaria e dell’infanzia.
Conoscenza e capacità di comprensione applicata
Particolare attenzione si darà alla “padronanza di tecniche di indagine”, alle pratiche di tipo osservativo che riguardano la manipolazione della materia, e all’integrazione costante tra il fare e il pensare. Ci si concentrerà sulla attività pratica di laboratorio come possibile punto di svolta nella relazione insegnamento-apprendimento. Lo studente svilupperà competenze necessarie per l’apprendimento di nuovi argomenti scientifici, di interesse generale per un insegnante, per mezzo di manuali specializzati e risorse disponibili on line.
Autonomia di giudizio
Al termine del corso lo studente deve essere in grado di saper scegliere in modo autonomo programmi ed esperienze pratiche e formative utili ai fini della trasmissione del metodo scientifico applicato all’osservazione dei fenomeni legati alla struttura della materia. Lo studente sarà capace di autovalutare in piena autonomia le proprie competenze didattiche-educative nel campo della chimica.
Abilità comunicative
Al termine lo studente deve essere in grado di illustrare con chiarezza e in maniera adeguata informazioni relative alle situazioni educative e didattiche relative al campo della chimica e facilmente osservabili nella vita di tutti i giorni usando mezzi di comunicazione “classici” e multimediali.
Capacità di apprendimento
Lo studente deve avere come obiettivi la comprensione in autonomia del metodo scientifico che passa attraverso l’osservazione fenomenologica di situazioni che vedono coinvolta la chimica. Inoltre ci si aspetta che lo studente acquisti abilità di apprendimento in team per la realizzazione di progetti collettivi.

Conoscenze di aritmetica di base.
Capacità di lettura e comprensione di un testo.

Modulo "Storie di atomi"
Stati d’aggregazione della materia. Definizioni e unità di misura di massa, volume, densità. Proprietà della materia a livello macroscopico e nanoscopico. Nascita della teoria atomica di Dalton: Lavoisier e la legge della conservazione della massa; Proust e la legge della composizione definita e costante; Dalton e la legge delle proporzioni multiple. Bequerel e la scoperta della radioattività. Struttura semplificata dell’atomo: protoni, neutroni, elettroni. Numero atomico e numero di massa. La tavola periodica. Elementi del blocco s e del blocco p. Proprietà periodiche: raggio atomico; energia di prima ionizzazione; affinità elettronica. Proprietà chimiche degli elementi: metalli e non metalli. Atomi e ioni. Proprietà metalliche degli elementi. I gas nobili e la regola dell’ottetto di Lewis. Notazione di Lewis per gli elementi del blocco s e del blocco p. Il legame chimico: ionico, metallico, covalente (omeopolare e eteropolare). L’elettronegatività (quarta proprietà periodica). Formule di Lewis di alcuni composti inorganici.
Legame chimico e proprietà della materia: il fenomeno della conduzione elettrica nei solidi e nelle soluzioni (con esempi pratici). Geometria delle molecole: lineare, triangolare planare, tetraedrica, bipiramidale trigonale, ottaedrica. Polarità delle molecole. Interazioni tra molecole (forze intermolecolari).
Reazioni acido base. Il pH e gli indicatori di pH (con esempi pratici).


Modulo "Storie di molecole"
La chimica e ll'alchimia.
La cassetta degli attrezzi: la misura e le grandezze fisiche. Esperienze didattiche correlate alla costruzione di
strumenti di misura e al loro utilizzo.
Gli stati fisici della materia, curve di riscaldamento e diagrammi di fase di sostanze pure. Esperienze
didattiche sugli stati fisici della materia e sulla caratterizzazione delle sostanze pure.
Separazione delle miscele e relative esperienze didattiche.
Interpretazione dei fenomeni tramite il modello particellare della materia.
Le leggi fondamentali della chimica.
Argomenti pedagogici a favore di una iniziazione precoce alla chimica.
Considerazioni sulla natura del linguaggio chimico e sui legami della chimica con la letteratura e le arti
figurative.

Per il Modulo "Storie di Atomi":
Ogni testo di chimica a livello liceale è utile ad ottenere le informazioni sugli argomenti trattati nel corso. Nel caso se ne dovesse acquistare uno, si consiglia:

L- Cipolla Metodi e strumenti per l'insegnamento e l'apprendimento della chimica", II edizione, EdiSES Napoli, 2018 (disponibile anche come ebook).

Materiali didattici forniti dal docente tramite la piattaforma Moodle (https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=20516)

Per il modulo "Storie di molecole":
Celestino, T. Chimica per umanisti. Un percorso storico-concettuale per una conoscenza pedagogica dei
contenuti. Vol. I. Generis Publishing: Chișinău, MD, 2025.

Materiali didattici forniti dal docente tramite la piattaforma Moodle (https://elearning.uniroma1.it/course/view.php?id=20516)

Aquilini E., Ghibaudi E., Venturi M., Villani G. (a cura di). I tanti volti della chimica. Percorsi innovativi per insegnarla e comprenderla, CLUEB, Bologna, 2024.

Domenici V. Insegnare e apprendere chimica, Mondadori, Milano, 2018.

Fiorentini C., Aquilini E., Colombi D., Testoni A. Leggere il mondo oltre le apparenze. Per una didattica dei concetti fondamentali della chimica, Armando, Roma, 2007.

Pera T., Carpignano R. (a cura di). Le favole dell'alchimista, Il Baobab, Verbania, 2010.

R. Carpignano, G. Cerrato, D. Lanfranco, T. Pera "La chimica Maestra - La didattica della chimica per futuri maestri", BAOBAB, Verbania, 2013

Gli argomenti del corso verranno trattati a lezione con l'ausilio di presentazioni in powerpoint che forniranno anche lo stimolo per discussioni che coinvolgeranno l'intera classe.
Verranno proposti esempi di piccoli ed innoqui esperimenti pratici a dimostrazione di alcuni dei concetti presentati in forma teorica.
Sarà inoltre predisposta una visita al museo di Chimica "Primo Levi" per dar modo agli studenti di vedere le apparecchiature utilizzate nel passato per gettare le basi della disciplina oggetto dell'insegnamento.

E' fortemente raccomandata la frequenza alle lezioni.

Colloquio sugli argomenti del corso

MODULO I – Storie di Atomi
Quesito 1: Spiega la struttura semplificata dell'atomo e il criterio secondo il quale sono organizzati gli elementi nella tavola periodica? Cosa sono gruppi e periodi della tavola periodica. Perché gli elementi di un gruppo presentano proprietà chimiche simili.
Quesito 2: spiega quali sono le differenze tra l'organizzazione degli elementi proposta da Mendeleev e da Mosley.
Quesito 3: spiega quali sono le così dette “proprietà periodiche” e perché i primi elementi di ciascun gruppo di norma si comportano in modo diverso da quelli successivi.
Quesito 4: Spiega cosa si intende per legame chimico. Legame chimico: ionico, covalente e metallico. Cos'è l'elettronegatività di Pauling e qual è il suo andamento periodico.
Quesito 5: spiega come è possibile distinguere la diversa natura del legame chimico presente nella materia mediante un semplice esperimento di valutazione della conduzione dell'elettricità.
Quesito 5: Cosa sono le formule di Lewis. Sulla base di quali considerazioni è possibile risalire dalla formula di Lewis di un composto alla sua geometria tramite l’applicazione del modello VSEPR.
Quesito 6: spiega quali sono i requisiti che deve possedere una molecola per essere polare. Polarità e forze intermolecolari.
Quesito 7: spiega cosa si intende col termine “forze intermolecolari”. Descrivi il meccanismo in base al quale si forma il legame idrogeno. Spiega cosa sono le interazioni idrofobiche (forze di dispersione di London”.
Quesito 8: Descrivi un semplice esperimento per mettere in evidenza la presenza di interazioni idrofobiche e non.
Quesito 9: Elenca alcune proprietà "anomale" dell'acqua.
Quesito 10: Descrivi in cosa consiste una reazione acido-base e cosa si intende con “pH di una soluzione”
Quesito 11: Proponi un metodo grazie al quale è possibile mettere in evidenza la natura acida, neutra o alcalina di una soluzione.
MODULO II – Storie di Molecole
Spiega la differenza tra calore e temperatura.
Cos'è un diagramma di fase?
Descrivi la curva di riscaldamento di un solido.
Qual è la differenza tra capacità termica e calore specifico? Quali sono le loro unità di misura?
Quali stati della materia conosci oltre i comuni stati liquido, gassoso e aeriforme?
Spiega la differenza tra: gas e vapore; ebollizione ed evaporazione; liquefazione e condensazione.
Qual è la differenza tra una soluzione e una dispersione?
Illustra la natura e il comportamento dei colloidi.
Spiega i possibili modi per distinguere tra sistemi omogenei ed eterogenei.
Parla della distillazione.
Elenca e descrivi alcuni metodi di separazione di miscele omogenee/eterogenee.
Come funziona la liofilizzazione?
Descrivi cosa accade durante la fusione di una sostanza pura e di una miscela, e perché la differenza di comportamento osservata nei due casi può essere spiegata con il modello particellare meglio che con quello continuo della materia.
Perché il modello particellare ha impiegato così tanto tempo per affermarsi?
Descrivi in sintesi l'opera di Lavoisier illustrando i motivi della sua importanza.
Spiega il significato delle leggi di Proust e Dalton.
Illustra come Avogadro è arrivato a distinguere chiaramente elementi e composti dal punto di vista della presenza, all'interno di essi, di atomi e/o molecole.
Secondo quale procedura Dalton ha calcolato i primi pesi atomici? Quali fattori lo hanno indotto in errore?
Illustra il ruolo di Dalton e Berzelius nella formulazione del linguaggio chimico.
Cos'è il flogisto?
Descrivi il bagno pneumatico.
Descrivi alcuni metodi di isolamento delle cosiddette "arie".
Riporta alcuni esempi di evoluzione del linguaggio chimico nel tempo.

Domande di tipo didattico-pedagogico
Quesito n. 1 - Le favole rappresentano efficacemente gli schemi di opposizione binaria tipici di racconti e poemi mitici; esse possono essere usate per caratterizzare non solo l’epopea alchemica, ma anche la stessa scienza chimica. Commenta questa affermazione alla luce dei tipi di comprensione delineati da Kieran Egan.
Quesito n. 2 - I racconti e i disegni illustrati in classe, elaborati da allievi della scuola primaria, presentano elementi animistici e finalistici. Dopo averne identificati alcuni di un racconto a scelta, illustra brevemente il dibattito sull’opportunità di usare tali elementi nell’insegnamento delle scienze chimico-fisiche nella scuola di base.
Quesito n. 3 - Per Gisela Lück, professoressa di didattica della chimica all’Università di Bielefeld, una precisa fase dello sviluppo psicosociale secondo Erikson è particolarmente adatta per un primo avvicinamento alle scienze. Dopo aver identificato questa fase, spiega i motivi che hanno portato la studiosa a ritenerla cruciale, in particolare per l’avviamento alla chimica.
Quesito n. 4 - Nel testo del 1947 “Come educare il potenziale umano”, Maria Montessori (1870-1952) dedica un capitolo all’immaginazione. Sapresti delineare il ruolo dell’immaginazione nell’apprendimento della chimica, suggerendo alcune modalità per utilizzarla in modo proficuo durante la scuola dell’infanzia e primaria?
Quesito n. 5 - Nel testo del 1947 “Come educare il potenziale umano”, Maria Montessori (1870-1952) dedica ampio spazio alla storia naturale, con grande enfasi sulla chimica. Spiega perché la visione di Montessori è fortemente impregnata di animismi ed elementi teleologici, riportando alcuni esempi.
Quesito n. 6 - Illustra le critiche di Kieran Egan (1942-2022) alla teoria dello sviluppo cognitivo elaborata da Jean Piaget (1896-1980), con particolare riferimento all’apprendimento della chimica.
Quesito n. 7 - Le fasi dello sviluppo cognitivo elaborate da Jean Piaget (1896-1980) sono state oggetto di revisione. Illustra le “correzioni” apportate da alcuni studiosi sin dagli anni Ottanta, soprattutto in riferimento ad alcune capacità dei bambini importanti per l’apprendimento delle scienze chimico-fisiche.
Quesito n. 8 - Il termine “animismo” è stato introdotto nel mondo scientifico dal medico e chimico Georg Ernst Stahl (1660-1734), colui che ha ipotizzato l’esistenza del flogisto. Il concetto di “anima” in Stahl non ha connotati religiosi, denotando essenzialmente un principio vitale e immateriale. Trovi che le teorie afferenti a questo principio vitale e al flogisto abbiano degli elementi in comune? Se sì, quali?
Quesito n. 9 - Le attività sperimentali per bambini in età prescolare devono rispettare alcuni requisiti per essere sicure ed efficaci, quali? Sapresti riportare alcuni esempi?
Quesito n. 10 - La teoria della cognizione incarnata (in inglese embodied cognition) sostiene che la nostra mente non sia un’entità separata dal corpo, ma sia profondamente radicata nelle nostre esperienze corporee e nelle interazioni con il mondo fisico. Nel campo dell’educazione, questa teoria implica un apprendimento più efficace quando anche il corpo e i sensi sono pienamente coinvolti: attività pratiche, giochi ed esperienze sensoriali sono dunque fondamentali per lo sviluppo cognitivo. La pedagogia montessoriana sembra intuire l'importanza del corpo e dell'esperienza nell’apprendimento anticipando di vari decenni la teoria della conoscenza incarnata, che dunque offre una solida base scientifica a molte delle pratiche montessoriane. Oltre alle classiche attività sperimentali adatte ai bambini, sapresti ideare una attività per l’apprendimento della chimica nella scuola primaria che coinvolga la dimensione senso-motoria, così come illustrato nel video sulla cromatografia visto durante una delle lezioni del corso?
Quesito n. 11 - Come spiegheresti a un bambino di quarta primaria la differenza tra sistemi omogenei ed eterogenei?
Quesito n. 12 - Come spiegheresti a un bambino di quinta primaria la natura della combustione?
Quesito n. 13 - Come spiegheresti a un bambino di terza primaria il processo di dissoluzione dello zucchero nell'acqua?

Domande relative alle esperienze di laboratorio
Lo studente sceglie una esperienza di laboratorio da proporre nella scuola dell'infanzia o primaria spiegando il suo contesto di applicazione, le modalità per attuarla, i potenziali ostacoli alla sua realizzazione, le modalità di verifica degli apprendimenti.

• Modulo "Storie di atomi - I lezione - 2 ore: Stati d’aggregazione della materia. Definizioni
  e unità di misura di massa, volume, densità. Proprietà della materia a livello
  macroscopico e nanoscopico.  Nascita della teoria atomica di Dalton:
  Lavoisier e la legge della conservazione della massa; Proust e la legge della composizione
  definita e costante; Dalton e la legge delle proporzioni multiple.


• Modulo "Storie di atomi - II lezione - 2 ore: Bequerel e la scoperta della radioattività. Struttura
  semplificata dell’atomo: protoni, neutroni, elettroni. Numero atomico e numero
  di massa. La tavola periodica.


• Modulo "Storie di atomi - III lezione - 2 ore: La tavola periodica. Elementi del blocco s e del
  blocco p. Proprietà periodiche: raggio atomico; energia di prima ionizzazione;
  affinità elettronica. Proprietà chimiche degli elementi: metalli e non metalli.


• Modulo "Storie di atomi - IV lezione - 2 ore: Atomi e ioni. Proprietà metalliche degli
  elementi. I gas nobili e la regola dell’ottetto di Lewis. Notazione di Lewis
  per gli elementi del blocco s e del blocco p. Il legame chimico: ionico, metallico, covalente (omeopolare e eteropolare). L’elettronegatività (quarta proprietà periodica).


• Modulo "Storie di atomi - V lezione - 2 ore: Formule di Lewis di alcuni
  composti inorganici. Legame
  chimico e proprietà della materia: il fenomeno della conduzione elettrica nei
  solidi e nelle soluzioni (con esempi pratici).


• Modulo "Storie di atomi - VI lezione - 2 ore: Geometria delle molecole: lineare, triangolare
  planare, tetraedrica, bipiramidale trigonale, ottaedrica. Polarità delle
  molecole. Interazioni tra molecole (forze intermolecolari).