L’APPARATO CIRCOLATORIO Anna Attanasio Attività didattica numero 1 L’APPARATO CIRCOLATORIO Progetto completo Anna Attanasio

Presentazione dell’attività

Introduzione Il progetto propone un percorso didattico della durata di 3 ore, rivolto ad alunni della classe Quinta, finalizzato alla conoscenza degli elementi fondamentali che regolano il funzionamento dell’apparato circolatorio negli esseri umani, attraverso studio di contenuti, esperimenti pratici, verifiche di apprendimento e attività ludiche. Le attività verranno svolte all’interno dell’aula.

Inclusività del progetto I contenuti didattici e gli strumenti formativi di questo progetto sono stati selezionati, adattati e sviluppati con l’obiettivo di rendere il percorso di apprendimento accessibile all’intero gruppo classe, incluse le tre alunne H che seguono il programma didattico curriculare attraverso l’utilizzo di strumenti e strategie didattiche indicate nel PEI.

Alunni della Classe Quinta Panoramica Alunni della Classe Quinta 3 ore complessive Attività all’interno dell’aula

Obiettivi di apprendimento Conoscere i compiti e le funzioni fondamentali dell’apparato circolatorio, nonché l’interazione di esso con altri sistemi e apparati dell’organismo. Conoscere organi e tessuti che compongono l’apparato: il sangue, i vasi sanguigni, il cuore Conoscere la dinamica dell’apparato circolatorio.

Metodi Lezione frontale Visione di filmati Esperimenti scientifici Esercitazioni di apprendimento in itinere Attività ludiche

Raccordi interdisciplinari Scienze: studio e comprensione dei principi fondamentali che regolano il funzionamento dell’apparato circolatorio Tecnologia: assemblaggio, manipolazione ed utilizzo di materiali per le attività di sperimentazione pratica. Arte: realizzazione del gioco didattico Circulation Game, attraverso la colorazione corretta.

Strumenti e materiali Materiali per l’esperimento sulla combustione. Gioco didattico Circulation Game. Libro di testo Tavole illustrate Mappe concettuali Animazioni 3D Cartoni animati Test di verifica

Svolgimento

Sintesi del percorso formativo A cosa serve l’apparato circolatorio? Com’è fatto il sangue? Dove e come circola il sangue? Il cuore: la pompa del sangue Giochiamo insieme con l’apparato circolatorio Curiosità

A cosa serve l’apparato circolatorio? Argomento 1 di 5 A cosa serve l’apparato circolatorio? SVILUPPO DELL’ARGOMENTO Per raggiungere tale obiettivo, è necessario che gli alunni sperimentino direttamente il fenomeno della combustione per comprendere cosa accade nella cellula, quali sono gli elementi indispensabili affinché la combustione si verifichi e cosa produce la combustione. Gli alunni verranno invitati ad assistere ad un esperimento che prevede l’interruzione di combustione in assenza di ossigeno e l’osservazione delle sostanze di scarto. L’osservazione dei risultati dell’esperimento verrà riportata sul quaderno seguendo precise linee guida predisposte dal docente. Prima di entrare in merito alla struttura dell’apparato circolatorio, al suo funzionamento e agli elementi che lo compongono, è necessario che gli alunni conoscano i principi fondamentali relativi al processo di combustione, senza cui non è possibile comprendere a fondo la funzione dell’apparato circolatorio. LEZIONE FRONTALE 20 minuti SPERIMENTAZIONE

Sperimentiamo la combustione Materiali necessari: 1 candela. 1 fiammifero. 1 vasetto di vetro con diametro superiore a quello del piattino. Procedimento: Accendere la candela con il fiammifero. Non appena la combustione ha inizio, porre il vasetto di vetro sopra il piattino.

Osserviamo i risultati dell’esperimento Dopo pochi secondi il fuoco si spegne. Cosa è avvenuto? Tutto l’ossigeno presente all’interno del vasetto si è trasformato in anidride carbonica e la combustione della candela ha prodotto sostanze di rifiuto, come il fumo che si è depositato alle pareti del vasetto. Durante la combustione però, è stata prodotta energia, sotto forma di calore e luce.

Applichiamo i risultati dell’esperimento Anche all’interno delle cellule avviene un processo di combustione che fornisce l’energia necessaria a svolgere i loro compiti. Le cellule bruciano le sostanze nutritive che provengono dall’apparato digerente e per bruciarle hanno bisogno dell’ossigeno che proviene dai polmoni. Le cellule hanno continuamente bisogno di ossigeno e di sostanze nutritive, ma al tempo stesso hanno bisogno continuamente di buttare via l’anidride carbonica e le sostanze di scarto.

1 2 Abbiamo posto sul tavolo una candela accesa La candela brucia grazie all’........................ presente nell’aria. 2 Poniamo un vasetto di vetro sopra la candela La candela continua a bruciare grazie all’........................ presente all’interno del vasetto di vetro. ESERCITAZIONE: Riportiamo i risultati dell’esperimento

3 4 Dopo un po’ la candela si spegne La candela si è spenta perché l’........................ all’interno del vasetto si è trasformato in ........................ ......................... 4 Osserviamo i bordi del vasetto Sulle pareti del vasetto è presente il fumo (anche se poco visibile) ovvero la sostanza di ........................ derivante dalla combustione della candela. ESERCITAZIONE: Riportiamo i risultati dell’esperimento

La combustione nel nostro corpo All’interno di ogni nostra cellula, avviene una combustione controllata. Noi capiamo che nelle nostre cellule si verifica continuamente il fenomeno della combustione dal fatto che il nostro corpo emana calore (37° C circa).

Capiamo il compito dell’apparato circolatorio All’interno del nostro vasetto di vetro, privo di ossigeno, non è più possibile bruciare nulla. Per fortuna però, nelle nostre cellule non è così: grazie al sangue, le cellule ricevono continuamente nuovo ossigeno e nuove sostanze nutritive, in modo che la combustione resti sempre attiva. Al tempo stesso, il sangue porta via l’anidride carbonica e le sostanze di scarto. L’apparato circolatorio ha il compito di far arrivare il sangue ad ogni cellula del nostro corpo.

Definizione dell’apparato circolatorio L’apparato circolatorio è un insieme di organi e tessuti che permettono al sangue di circolare su tutto il corpo, al fine di trasportare ossigeno (preso dai polmoni) e sostanze nutritive (prese dall’intestino) a tutte le cellule del corpo, dalle quali raccoglie poi anidride carbonica (che porterà ai polmoni) e sostanze di rifiuto (che porterà ai reni).

Argomento 2 di 5 Com’è fatto il sangue? SVILUPPO DELL’ARGOMENTO Cosa contiene il sangue? A cosa serve? Quali elementi e sostanze trasporta nell'organismo? Chi non ha mai visto una goccia di sangue? Partendo dall’esperienza degli alunni, l’insegnante introduce le proprietà principali del sangue, e gli elementi che lo compongono, attraverso la lezione frontale, supportata dai contenuti del libro di testo, dalla visione della tavola 1 che illustra gli elementi del sangue visti al microscopio elettronico e dalla tavola 2 che mostra simbolicamente l’ossigeno legato ai globuli rossi. Durante la spiegazione, l’insegnante proietterà le immagini tramite LIM. Ora che l’alunno ha compreso il compito dell’Apparato Circolatorio, possiede i requisiti necessari per capire com’è fatto il sangue, da quali elementi è composto e quale ruolo riveste all’interno dell’apparato circolatorio. LEZIONE FRONTALE 20 minuti TAVOLE ILLUSTRATE

Cos’è il sangue? Il sangue è un tessuto liquido rosso e costituisce il 7% del nostro peso. Ha due funzioni: porta a tutte le cellule l'ossigeno e le sostanze nutritive riceve dalle cellule l'anidride carbonica e le sostanze di rifiuto. Il sangue è composto prevalentemente da plasma, un misto di acqua e sostanze di diversa provenienza, come sostanze nutritive e di scarto. Nel plasma “nuotano” tre tipi di cellule: globuli rossi (trasportano l’ossigeno e l’anidride carbonica) globuli bianchi (ci difendono da attacchi di virus o batteri) piastrine (chiudono i vasi sanguigni in seguito a ferite).

Tavola 1: Il sangue visto al microscopio elettronico GLOBULI ROSSI GLOBULI BIANCHI PIASTRINE Tavola 1: Il sangue visto al microscopio elettronico

Come fanno i Globuli Rossi a portare ossigeno? I globuli Rossi trasportano l’ossigeno grazie ad una proteina chiamata Emoglobina, la quale conferisce il colore rosso al sangue. L’emoglobina è in grado di trasportare l’ossigeno perché al suo esterno è posizionato un atomo di ferro a cui l’ossigeno si lega, proprio come l’ossigeno si lega al ferro quando forma la ruggine.

Tavola 2: Globuli Rossi, a cui è legata una molecola di ossigeno

Il sangue è un tessuto liquido di colore rosso e costituisce il 7% del nostro peso. Ha due funzioni: ……………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………… Il sangue è composto prevalentemente da …………. un misto di …………..….. e sostanze di diversa provenienza, come sostanze nutritive e di scarto. Nel plasma “nuotano” tre tipi di cellule: ............................... (trasportano l’ossigeno e l’anidride carbonica) ............................... (ci difendono da attacchi di virus o batteri) ............................... (chiudono i vasi sanguigni in seguito a ferite). ESERCITAZIONE: Completa le parti mancanti

I globuli Rossi trasportano l’ossigeno grazie ad una proteina chiamata Emoglobina, la quale conferisce il colore rosso al sangue. L’emoglobina è in grado di trasportare l’........................ perché al suo esterno è posizionato un atomo di ………………….. a cui l’ossigeno si lega. ESERCITAZIONE: Completa le parti mancanti

Dove e come circola il sangue? Argomento 3 di 5 Dove e come circola il sangue? SVILUPPO DELL’ARGOMENTO Partendo dalle informazioni asserite circa la composizione del sangue, l’alunno studia il percorso che esso compie in tutto il corpo. Attraverso la lezione frontale, l’insegnante illustra le caratteristiche dei vasi sanguigni e i principi fondamentali dell’emodinamica, avvalendosi delle tavole 3 e 4. Durante la spiegazione, l’insegnante proietterà le immagini tramite LIM. L’alunno possiede ora tutte le basi teoriche per poter studiare la struttura generale e il funzionamento dei vasi sanguigni, per comprendere come sia possibile che il sangue arrivi a trasportare ossigeno e nutrienti a tutte le cellule del corpo e a prendere da esse anidride carbonica e sostanze di scarto. LEZIONE FRONTALE 25 minuti TAVOLE ILLUSTRATE

Vasi sanguigni Arterie: sono vasi di medie e grandi dimensioni. Trasportano sangue “pulito”, ricco di ossigeno (preso dai polmoni) e sostanze nutritive (prese dall’intestino). Il sangue che circola nelle arterie è detto sangue arterioso ed ha in genere un colore rosso vivo. Capillari: sono vasi di dimensioni piccole, con pareti molto sottili, adatti a raggiungere le cellule, alle quali forniscono ossigeno e nutrienti per ricevere in cambio anidride carbonica e sostanze di scarto. Vene: sono vasi di medie e grandi dimensioni. Trasportano sangue “sporco”, ricco di anidride carbonica (da lasciare ai polmoni) e sostanze di scarto (che saranno espulse dai reni). Il sangue che scorre nelle vene è detto sangue venoso ed ha in genere un colore rosso scuro. Rispetto alle arterie, le vene si trovano più in superficie e sono visibili sotto la pelle, in alcuni punti del corpo.

Sangue VENOSO: trasporta anidride carbonica e sostanze di scarto. VENE Sangue ARTERIOSO: trasporta ossigeno e sostanze nutritive ARTERIE CAPILLARI Dai CAPILLARI le cellule prendono ossigeno e sostanze nutritive, per restituire anidride carbonica e sostanze di scarto I vasi sanguigni

ESERCITAZIONE: Completa le parti mancanti Sangue venoso: trasporta ………………….. e ………………………………. VENE Sangue arterioso: trasporta ………………….. e ………………………………. ARTERIE CAPILLARI Dai capillari le cellule prendono ………………….. e ………………………………. per restituire ………………………………. e ………………………………. ESERCITAZIONE: Completa le parti mancanti

Tavola 3: Come sono disposti i vasi sanguigni nel nostro corpo

Emodinamica Piccola circolazione: Il sangue venoso, pieno di anidride carbonica, parte dal cuore e attraverso l’arteria polmonare, arriva nei polmoni dove cede l’anidride carbonica per ricevere in cambio ossigeno. Poi torna nuovamente al cuore, per essere immesso nella grande circolazione. Grande circolazione: Il sangue, ricco di ossigeno lascia il cuore per andare in tutte le parti del corpo. Dalle arterie il sangue entra nei capillari per dare alle cellule l’ossigeno e le sostanze nutritive e ricevere in cambio anidride carbonica e sostanze di scarto. Il sangue venoso, prima di tornare al cuore, passa per i reni, dove cede le sostanze di scarto, e nell’intestino, dove prende le sostanze nutritive che provengono dalla digestione del cibo. Poi torna al cuore e il percorso ricomincia.

PARTE SUPERIORE DEL CORPO PARTE INFERIORE DEL CORPO 1 Il CUORE pompa il sangue arterioso in tutto il corpo. PARTE SUPERIORE DEL CORPO 2 Il SANGUE ARTERIOSO porta ossigeno e cibo alle cellule attraverso i CAPILLARI per ricevere anidride carbonica e sostanze di scarto, diventando così SANGUE VENOSO. AORTA 3 Il sangue venoso entra nei RENI per essere ripulito. 4 Il sangue venoso entra nell’INTESTINO per prendere le sostanze nutritive provenienti dalla digestione. VENA CAVA Il sangue venoso entra nei POLMONI per lasciare l’anidride carbonica e prendere l’ossigeno. Diventa così sangue arterioso e la circolazione ricomincia. 5 PARTE INFERIORE DEL CORPO Tavola 4: Il percorso del sangue CAPILLARI

PARTE SUPERIORE DEL CORPO PARTE INFERIORE DEL CORPO 1 Il ……………….. pompa il sangue arterioso in tutto il corpo. PARTE SUPERIORE DEL CORPO 2 Il sangue ……………… porta ossigeno e cibo alle cellule attraverso i capillari per ricevere anidride carbonica e sostanze di scarto, diventando così sangue ………………. AORTA 3 Il sangue venoso entra nei ……….. per essere ripulito. 4 Il sangue venoso entra nell’……………… per prendere le sostanze nutritive provenienti dalla digestione. VENA CAVA Il sangue venoso entra nei ……………… per lasciare l’anidride carbonica e prendere l’ossigeno. Diventa così sangue arterioso e la circolazione ricomincia. 5 PARTE INFERIORE DEL CORPO Tavola 4: Il percorso del sangue CAPILLARI

Il cuore: la pompa del sangue Argomento 4 di 5 Il cuore: la pompa del sangue SVILUPPO DELL’ARGOMENTO Partendo dalle informazioni asserite circa il percorso compiuto dal sangue, l’alunno studia la struttura e il funzionamento del cuore. Attraverso lezione frontale, l’insegnante illustra le caratteristiche principali dell’organo cardiaco, avvalendosi della tavola 5 e del video 1. Durante la spiegazione, l’insegnante proietterà le immagini tramite LIM. Al termine della spiegazione gli alunni ascolteranno il loro cuore e misureranno la loro frequenza cardiaca, sia a riposo, sia sotto sforzo, per constatarne il cambiamento. Ora gli alunni conoscono il percorso compiuto dal sangue all’interno del corpo umano ed è quindi possibile studiare il Cuore: la pompa che permette al sangue di scorrere nelle vene e nelle arterie. LEZIONE FRONTALE 25 minuti SPERIMENTAZIONE

Cosa c’è da sapere sul cuore? Il cuore è un muscolo involontario che pompa il sangue all’interno dei vasi sanguigni, rendendo possibile la circolazione, da cui deriva il nome dell’apparato circolatorio. Assomiglia più o meno a una pera rovesciata, grande circa come una mano chiusa a pugno. Si trova tra i due polmoni ed è un po’ inclinato, tanto che la sua punta arriva quasi a toccare il polmone sinistro. Se il cuore si fermasse, moriremmo entro qualche minuto perché le cellule del corpo resterebbero senza ossigeno, proprio come avveniva nel vasetto del nostro esperimento.

Cosa c’è da sapere sul cuore? All’interno, il cuore è suddiviso in 4 parti. A sinistra troviamo l’atrio sinistro e il ventricolo sinistro, mentre a destra troviamo l’atrio destro e il ventricolo destro. Gli atri raccolgono il sangue proveniente dai vasi sanguigni. Il sangue raccolto entra poi nei ventricoli, attraverso delle valvole particolari che non permettono mai al sangue di tornare indietro. Il sangue, una volta che si trova nei ventricoli, viene pompato nuovamente nei vasi sanguigni. La parte più potente del cuore è il ventricolo sinistro che immette il sangue nella grande circolazione.

Tavola 5: Ecco com’è fatto il cuore Il VENTRICOLO DESTRO pompa il sangue nella PICCOLA CIRCOLAZIONE UNA DELLE 4 VALVOLE Il VENTRICOLO SINISTRO pompa il sangue nella GRANDE CIRCOLAZIONE Il sangue ARTERIOSO proveniente dal polmone destro entra nell’ATRIO SINISTRO Il sangue VENOSO proveniente dalla parte superiore del corpo entra nell’ATRIO DESTRO ATRIO SINISTRO ATRIO DESTRO Il sangue ARTERIOSO proveniente dal polmone sinistro entra nell’ATRIO SINISTRO Il sangue VENOSO proveniente dalla parte inferiore del corpo entra nell’ATRIO DESTRO VENTRICOLO DESTRO VENTRICOLO SINISTRO Tavola 5: Ecco com’è fatto il cuore

ESERCITAZIONE: Completa le parti mancanti Il ventricolo ………………..……... pompa il sangue nella piccola circolazione UNA DELLE 4 VALVOLE Il ventricolo sinistro …………………….. il sangue nella grande circolazione Il sangue ………………... proveniente dal polmone destro entra nell’atrio sinistro Il sangue venoso proveniente dalla parte superiore del corpo entra nell’................................... ATRIO SINISTRO ATRIO DESTRO Il sangue arterioso proveniente dal ………………………………. entra nell’atrio sinistro Il sangue ………………….. proveniente dalla parte inferiore del corpo entra nell’atrio destro. VENTRICOLO DESTRO VENTRICOLO SINISTRO ESERCITAZIONE: Completa le parti mancanti

Visione del video The Heart Animation

Come si comporta il cuore? Il cuore batte sempre, indipendentemente dalla nostra volontà, dal giorno della nostra nascita, fino al giorno della nostra morte. Quando siamo a riposo il cuore batte lentamente perché i muscoli del nostro corpo sono fermi e hanno quindi bisogno di poco ossigeno. Quando facciamo attività fisica, i nostri muscoli sono in movimento e hanno bisogno di tanto ossigeno, quindi il cuore ha bisogno di battere più velocemente per pompare più sangue e quindi portare più ossigeno.

ESERCITAZIONE: Completa le parti mancanti Il cuore è un ………………. che ………………. il sangue all’interno dei vasi sanguigni, rendendo possibile la …………………., da cui deriva il nome dell’apparato circolatorio. Il cuore è suddiviso in due metà verticali, destra e sinistra. Ciascuna di queste due metà è a sua volta suddivisa in due parti orizzontali, ossia la parte superiore e quella inferiore. Le parti superiori destra e sinistra vengono chiamate ………….... Le due parti inferiori sono i ………..…….... Il ventricolo sinistro si trova nella zona della punta del cuore, cioè quella in basso verso il polmone, ed è la parte più grande e potente. Gli atri comunicano con i ventricoli attraverso delle valvole che funzionano in modo che il sangue possa passare dall’............... al ……………….. ma non viceversa. ESERCITAZIONE: Completa le parti mancanti

Misuriamo la frequenza cardiaca La frequenza cardiaca è il numero di battiti del cuore in un minuto. Ecco come si misura: Porre il polpastrello dell’indice della mano destra nella parte inferiore del polso della mano sinistra e cercare il battito cardiaco. Impostare un timer a 60 secondi. Avviare il timer e contare il numero di battiti fino allo scadere del tempo. Questo numero corrisponde alla frequenza cardiaca.

1 2 Misuriamo la frequenza cardiaca a riposo La mia frequenza cardiaca è di …… battiti al …………... 2 Misuriamo la frequenza cardiaca dopo una corsa sul posto di circa 3 minuti. La mia frequenza cardiaca è di …… battiti al …………... ESERCITAZIONE: Riportiamo i risultati dell’esperimento

Riassumiamo i concetti e giochiamo insieme con l’apparato circolatorio Riepilogo dei contenuti Riassumiamo i concetti e giochiamo insieme con l’apparato circolatorio SVILUPPO DELL’ARGOMENTO Terminata la spiegazione, al fine di rafforzare le conoscenze acquisite e rendere l’argomento piacevole e divertente, gli alunni saranno invitati e visionare due episodi della serie animata Siamo fatti così che trattano l’apparato circolatorio. Al termine della visione, l’insegnante proporrà l’assemblaggio di un gioco da tavolo chiamato Circulation Game (Il gioco della circolazione), tradotto in italiano dall’insegnante che prevede sfide tra i partecipanti su un percorso che ricalca esattamente quello delll’apparato circolatorio. ATTIVITÀ CREATIVE 90 minuti ATTIVITÀ LUDICHE

Coloriamo il gioco Circulation Game

Circulation Game Assembliamo il gioco Seguendo le indicazioni riportate nelle istruzioni

Guardiamo il video Esplorando il corpo umano Il sangue

Guardiamo il video Esplorando il corpo umano Il cuore

Giochiamo al gioco Circulation Game

Valutazione

Modalità di valutazione La modalità di valutazione proposta prevede l’attribuzione di un giudizio organico esteso, elaborato dall’insegnante sulla base dell’osservazione e sul risultato prodotto dalle esercitazioni. Tale giudizio si basa sui seguenti criteri: Interesse mostrato verso l’argomento e capacità di interazione (valutata tramite osservazione) Conoscenze acquisite e capacità di rielaborare i concetti (valutata tramite apposito test di verifica finale, redatto dal docente) Si è scelto di non utilizzare griglie di valutazione precostituite al fine di consentire al docente di esprimere un giudizio completo e adeguato al livelli specifici raggiunti dalle alunne.

Criteri di osservazione L’attività di annotazione circa l’osservazione nel valutare l’Interesse mostrato verso l’argomento e capacità di interazione è basata sui seguenti aspetti: Livello di attenzione Partecipazione alle attività sperimentali e capacità di riportare esperienze Desiderio di approfondire determinati aspetti Livello di autonomia nel ricostruire percorsi e mappe concettuali