MICROMONDO Alla scoperta del mondo invisibile I.C. Mongibello – Ragalna (Catania) MICROMONDO Alla scoperta del mondo invisibile Docente: Prof.ssa Grazia M. Paladino a.s. 2010-2011

Obiettivo L’obiettivo del percorso è quello di interessare il ragazzo attraverso l’ osservazione del mondo microscopico impossibile da vedere ad occhio nudo. La curiosità e la sperimentazione stimolano gli alunni ad apprendere in tempi rapidi e a fissare i concetti e le conoscenze acquisite in laboratorio attraverso l’ osservazione diretta.

Destinatari Il progetto è pensato per gli alunni di prima classe di scuola secondaria. Per questa classe le indicazioni nazionali per i piani di studio prevedono la trattazione di argomenti di biologia e fisiologia cellulare oltre che dei livelli di organizzazione dei viventi. Il progetto funge quindi da trade d’union tra la programmazione teorica della classe prima e quella della classe seconda preparando gli alunni allo studio dell’anatomia umana e dell’ educazione alla salute.

Sommario degli argomenti trattati Lezione 1: 2 ore Organizzazione cellulare e cellula procariotica Introduzione all’ organizzazione cellulare; teoria cellulare. La cellula procariotica, classificazione dei batteri, struttura e fisiologia (cenni) Batteri simbionti e batteri patogeni, cenni alle patologie di interesse umano Attività laboratoriale: Coltura di microrganismi ambientali (vedasi strumento didattico: Coltura di microrganismi su piastre di Petri) : Attività già realizzata nell’a.s. 2010-2011 in classe I A.   Lezione 2: 2 ore La cellula eucariotica La cellula eucariotica struttura e fisiologia, autotrofia ed eterotrofia negli eucarioti. Cellule a confronto: cellula procariotica vs cellula eucariotica Attività laboratoriale: Osservazioni di cellule eucariotiche autotrofe ed eterotrofe al microscopio ottico. : Attività già realizzata nell’a.s. 2010-2011 in classe IA.  Lezione 3: 2 ore Strumenti e tecniche di osservazione (Attività già realizzata nell’a.s. 2010-2011 in classe IA)   Il microscopio ottico: struttura e funzionamento Il microscopio elettronico: generalità, il microscopio elettronico a trasmissione; il microscopio elettronico a scansione Microfotografie di: batteri, protozoi, alghe unicellulari, lieviti, preparati istologici.

Fase 1 Titolo unità: La cellula Luogo: classe dotata di LIM. Tempistica: 6 ore in tre lezioni da 2 ore ciascuna Materiali e sussidi   Lavagna multimediale e software SMART Notebook 10 Schede didattiche costruite sulla base delle schermate dei file Notebook presentati alla classe Metodologia: lezione partecipata In questa prima fase i temi proposti vengono presentati sottoforma di lezione partecipata utilizzando come supporto un file Notebook già preparato dal docente allo scopo.

Fase 2 Titolo unità: Coltivazione in vitro di microrganismi (vedasi strumento didattico = coltura di microorganismi su piastre di Petri) Luogo: Laboratorio scientifico scolastico Tempistica: 2 lezioni da 2h. La seconda a distanza di 1 settimana dalla prima. Metodologia:lezione-sperimentazione Questa seconda fase propone una lezione-sperimentazione. Gli alunni realizzano un esperimento di coltura in vitro di microrganismi ambientali. A ciascun alunno è distribuita una scheda dell’ esperimento (vedasi strumento didattico = Relazione laboratorio. doc) in cui riassumere l’ esperimento condotto in laboratorio ed inserire i risultati raggiunti. Dopo una breve introduzione alle modalità di coltivazione in vitro dei batteri, si procederà all’ esecuzione dell’ esperimento secondo uno schema di lavoro precedentemente allestito .

Fase 3 Titolo unità: Strumenti di osservazione microscopica (Microscopio ottico a luce diretta)- Osservazione di campioni di cellule Luogo: Laboratorio scientifico scolastico Tempistica: 2 lezioni da 2h. La seconda a distanza di 1 settimana dalla prima. Metodologia: lezione frontale con l’ausilio della LIM e lezione-sperimentazione. La docente introduce, mediante una lezione frontale, gli strumenti di osservazione microscopica di base (microscopio ottico a luce diretta) descrivendone le caratteristiche, il funzionamento, il potere risolutivo e l’applicazione in laboratorio di biologia cellulare. Non vengono tralasciati gli aspetti storici relativi l’invenzione e l’evoluzione del microscopio. La seconda parte di questa fase prevede una lezione-sperimentazione durante la quale gli alunni osservano campioni a fresco di cellule vegetali (osservazione di cloroplasti, forma tipica, osservazione di strutture riproduttive di piante e felci) e cellule animali ( osservazione di cellule epiteliali di mucosa buccale). Tutti i campioni sono allestiti in laboratorio dalla docente coadiuvata dagli alunni. Anche in questa fase le attività sperimentali sono “registrate” dagli alunni nell’ apposita scheda (vedasi strumento didattico = Relazione laboratorio. doc)

Sommario attività lab. Universitario 1 Lezione 1 Il microscopio ottico e tecniche di preparazione dei vetrini istologici (lezione teorico-pratica) Osservazioni campioni pronti di preparati istologici osservati Striscio di sangue Epitelio ghiandolare Epidermide Tiroide Mucosa intestinale Congiuntiva Cornea

Sommario attività lab. Universitario 2 Lezione 2 Il microscopio elettronico a trasmissione (TEM) e a scansione (SEM) e tecniche di preparazione dei campioni (lezione teorico-pratica) Campioni pronti di preparati di tessuti e cellule per l’osservazione alla SEM (Attività già realizzata nell’a.s. 2010-2011 in classe IA). Epitelio corneale Epitelio congiuntivele Cellule isolate da coltura Batteri tipo bacillo e cocchi Parti del corpo di insetti (ali, occhio composto, arti) Globuli rossi e linfociti Retini pronti di sezioni di tessuti per l’osservazione alla TEM (Linfociti, globuli rossi, plasmacellule)

Fase 4 Titolo unità: Lezione teorico-pratica e osservazioni microscopiche di preparati istologici e cellulari Luogo: Laboratorio di Microscopia Dipartimento di Scienze Biomediche Sezione. di Biologia Generale, Biologia Cellulare e Genetica Molecolare “G. Sichel” Tempistica: 2 lezioni da 4h ciascuna. La seconda a distanza di 1 settimana dalla prima. Metodologia: lezione-sperimentazione Personale universitario: Dr Filippo Mondio, tecnico specializzato del Dipartimento   Il personale universitario spiega il funzionamento del microscopio ottico ed elettronico e le differenze di funzionamento e di qualità dell’ immagine ingrandita osservata. Brevemente è inoltre spiegato il procedimento per la realizzazione di preparati istologici per le diverse tipologie di strumento. Anche in questo caso si forniscono gli alunni di schede didattiche che espongono quanto proposto in laboratorio dal personale universitario e dal docente in modo da permettere lo studio a casa. La relazione di laboratorio (vedasi strumento didattico allegato = relazione laboratorio.doc) è compilata da ogni alunno alla fine della lezione-sperimentazione.

Il microscopio elettronico a trasmissione del Dipartimento di Scienze Biomediche dell’ Università di Catania

Gli alunni di IA coinvolti nel percorso davanti al microscopio elettronico a scansione durante la lezione-sperimentazione all’ Università

Immagini osservate e fotografate Dip. Di Scienze Biomediche al Dip. Di Scienze Biomediche Università di Catania Si ringrazia il Direttore del Dipartimento (Prof.ssa F. Stivala) e il tecnico di microscopia (Dr F. Mondio) per la disponibilità e la sensibilità ai temi della didattica scolastica.

Campione di cellule epiteliali in mitosi

Campione di epitelio di cornea osservato a 500x

Campione di eritrociti con la tipica struttura a disco biconcavo

Fase 4 Prodotto del progetto Durante tutte le fasi del progetto sono effettuate delle brevi riprese video o fotografiche utilizzando una fotocamera digitale con le quali gli alunni realizzano a fine progetto un video utilizzando in aggiunta informazioni elaborate dalle schede didattiche e da documentazione reperibile nei siti specialistici riportati nella sezione documentazione e bibliografia. Al video gli alunni aggiungono microfotografie scaricate dalla rete e alcune immagini originali realizzate durante l’ osservazione dei campioni eseguita presso il Dipartimento di Scienze Biomediche dell’Università di Catania. Per l’ allestimento del video, realizzato sui computer dell’ aula informatica della scuola sono previste 4 ore totali.