SCIENZA DELLA MATERIA:  FINALITÀ DELL'INSEGNAMENTO

La disciplina scienza della materia accorpa in un unico insegnamento contenuti di fisica e di chimica.
Essa si pone l'obiettivo non tanto di impartire una serie di nozioni, quanto di far acquisire agli allievi quella metodologia sperimentale che è stata la chiave di volta dello sviluppo e dei successi delle scienze sperimentali e che costituisce d'altronde un habitus mentale facilmente e produttivamente trasferibile ad altri contesti. I contenuti devono essere scelti tra quelli didatticamente più opportuni. Ciò vuole dire che - data la fascia di età degli allievi a cui ci si rivolge - la scelta deve cadere sui contenuti concettualmente più semplici, descrivibili con il minor numero di variabili, più facilmente sperimentabili da parte degli allievi e più vicini alla loro realtà quotidiana così come da loro stessi vissuta. Le finalità metodologiche dell'insegnamento di scienza della materia sono perseguibili solo attraverso un'intensa attività sperimentale svolta direttamente dagli allievi.

 

OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO

L'allievo dovrà raggiungere i seguenti obiettivi:
sviluppare la capacità di analizzare, di sintetizzare e di rielaborare le informazioni desunte dall'osservazione e dalla sperimentazione;
sapere avanzare ipotesi e saperne verificare la validità;
contribuire ad acquisire un linguaggio corretto e sintetico;
contribuire ad acquisire una visione organica della realtà;
prendere coscienza dell'influenza del progresso scientifico sulla società, considerata nei suoi vari aspetti economico, tecnologico, ambientale.

 

INDICAZIONI METODOLOGICHE

La metodologia sperimentale può essere perseguita solo attraverso una didattica basata sull'alternarsi di esercitazioni degli alunni in laboratorio con momenti di rielaborazione teorica. Gli esperimenti avranno carattere sia qualitativo che quantitativo. L'insegnante richiederà ai singoli allievi la stesura di una sintetica relazione scritta per ogni esercitazione di laboratorio.
Lo svolgimento di esercizi e problemi costituirà un utile momento di riflessione sull'attività svolta.

 

MODALITÀ DI VALUTAZIONE

Costituiranno elementi di verifica a fine formativo e sommativo, oltre alle consuete prove orali, anche prove oggettive opportunamente predisposte dall'insegnante e le relazioni individuali presentate dagli studenti sugli esperimenti effettuati. Dato il carattere sperimentale della disciplina, si dovrà prevedere un'accurata valutazione delle capacità e abilità connesse con l'esecuzione degli esperimenti, rivolgendo l'attenzione al processo più che ai risultati.

 

ARTICOLAZIONE DEI CONTENUTI

Tema 1. Proprietà della materia
a) Osservazioni e misure fisiche. Alcune proprietà fisiche dei corpi e delle sostanze, lunghezza, superficie, volume, massa, densità, elasticità.
b) Stati di aggregazione della materia: solidi, liquidi, aeriformi. Trasformazioni: grandezze che si conservano e grandezze che non si conservano.
c) Forza come causa di deformazione. Forza elastica. Forza peso. Pressione.
d) Effetti del raffreddamento e del riscaldamento: dilatazione termica e passaggi di stato. Introduzione ai concetti di temperatura e calore.

Tema 2. Energia e trasformazioni
a) Sistemi di riferimento. Spostamento, velocità, accelerazione.
b) Forza come causa di variazione della velocità: primo e secondo principio della dinamica. Forza come interazione tra corpi. Quantità di moto e sua conservazione. Interazione gravitazionale ed elettrostatica.
c) Lavoro, energia potenziale, energia cinetica. Energia termica e sistemi di misura. Equivalenza lavoro-calore. Conservazione dell'energia. Trasformazioni energetiche, irreversibilità.
d) Leggi dei gas e modello particellare della materia.

Tema 3. Sostanze e composti
a) Dai miscugli alle sostanze pure. Definizioni operative e procedimenti sperimentali. Caratterizzazione delle sostanze.
b) Le trasformazioni chimiche e la loro caratterizzazione qualitativa. Riproducibilità dei rapporti ponderali e conservazione della massa. Le reazioni come mezzo di riconoscimento e preparazione di composti e di elementi. Comportamento chimico e classificazione delle sostanze.
c) Aspetti fenomenologici delle reazioni acido-base e ossido-riduzioni.
d) L'equilibrio chimico dal punto di vista fenomenologico. Fattori influenti sull'equilibrio chimico.
e) Costanza di composizione e costituzione molecolare. Massa relativa di molecole e atomi. Formula chimica. Equazione chimica. Valenza. Il legame chimico con relazione di adiacenza tra gli atomi.
f) Reazione acido-base e ossido-riduzione.
g) Il carbonio. Catena di atomi. Isomeria. Gruppi funzionali.

Tema 4. Elettricità
a) La corrente elettrica e la differenza di potenziale. Passaggio di corrente nei solidi: conduttori ohmici e non-ohmici. Passaggio di corrente nei liquidi: elettrolisi.
b) Gli effetti della corrente elettrica: effetto Joule, effetto magnetico.
c) Il magnetismo naturale e la sua interpretazione.
d) L'induzione elettromagnetica e la corrente alternata.

Tema 5. Radiazione luminosa
a) La propagazione rettilinea della luce: riflessione e rifrazione.
b) I fenomeni di diffrazione e interferenza. Propagazione delle onde sulla superficie di un liquido come modello della teoria ondulatoria della luce.
c) Colore e lunghezza d'onda della luce. Spettroscopia.

Tema 6. Scienza, tecnologia e società
a) Risorse materiali ed energetiche.
b) Prodotti tecnologici (composti inorganici, materie plastiche, strumentazione elettronica ecc.).
c) Il problema dello smaltimento dei rifiuti.
(Dai contenuti indicati in quest'ultimo tema saranno tratti alcuni spunti che - opportunamente inseriti dal docente nel corso dello svolgimento del programma - illustrino esemplarmente il contributo delle scienze sperimentali alla dinamica delle relazioni uomo-ambiente-tecnologia).