Giuseppe Valitutti Università di Urbino gvalitutti@virgilio.it È pura follia continuare a fare sempre le stesse cose ed aspettarsi differenti risultati Albert Einstein La valutazione Giuseppe Valitutti Università di Urbino gvalitutti@virgilio.it Bari 15 Marzo 2011

La scuola del nuovo millennio 1. Comprensione profonda delle grandi idee della Chimica. 2. Chimica verde, difesa dell’ambiente e della salute. 3. Migliorare l’organizzazione dei materiali da studiare. 4. Proporre strategie efficaci per connettere i concetti, dando la preferenza alla didattica laboratoriale e all’apprendimento in cooperazione fra studenti, in classe e in laboratorio. 5. Proporre problemi reali, che abbiano senso per gli studenti. 6. Delocalizzare presso le aziende la formazione degli insegnanti. 7. Padroneggiare la tecnologia elettronica delle apparecchiature analitiche strumentali. 8. Rendere praticabile l’intelligenza connettiva ossia lo scambio di idee, procedure, prove di valutazione fra le scuole della rete.

La scuola del nuovo millennio secondo Norberto Bottani Eccellenza ed equità non sono incompatibili. Ci sono sistemi scolastici che riescono molto bene a conseguire medie elevate con tutti gli studenti, a ridurre il divario tra studenti forti e deboli e a elevare le competenze degli studenti deboli, senza penalizzare gli studenti forti. Si può fare anche nella nuova Istruzione Tecnica – Professionale. http://ospitiweb.indire.it/adi/ValutaDocenti11/vd1_frame.htm

La scuola del nuovo millennio secondo Norberto Bottani La seconda principale novità del decennio è l'obbligo, imposto alle scuole e agli insegnanti, di rendere conto dei risultati conseguiti nella scuola ossia ‘’l’accountability della scuola’’. In generale, "l'accountability" è combinata con la valutazione, ossia con la somministrazione di prove con quesiti concettuali. Questa cultura del senso di responsabilità collettiva, della presentazione dei risultati, degli studenti iscritti nelle scuole, mette fine ai tentativi di autovalutazione. Il messaggio conclusivo di Bottani è un forte richiamo alla nostra responsabilità come genitori e come insegnanti: abbiamo il dovere di attrezzarci per conoscere quello che sta avvenendo nell'universo giovanile e intorno a loro. Se non comprendiamo i ragazzi e il loro mondo, non riusciremo in alcun modo ad educarli.

Indirizzi utili www.ihmc.us Per scaricare il software sulle mappe concettuali www.leparoledellascienza.it 25 Film di 3 minuti su ‘’Il Mondo della Chimica’’ www.itismajo.it/chimica Come si organizza uno spettacolo di Chimica www.learner.org http://www.indire.it/delivery_unit/allegati/rfu278.pdf http://www.scienzeformaz.urbino.com/Prodotti/SchedaProdotto.asp?PathID=329.469&IDDB=1&Lan=IT http://www.beyondbenign.org/K12education/highschool.hml Per i collegamenti ai siti bisogna aprire a schermo intero. Quindi si porta il cursore (col mouse) al centro di ciascuno indirizzo e si clicca.

I Principi della Chimica verde http://www. beyondbenign 1. Prevenire piuttosto che ripulire dai rifiuti 2. Economizzare gli atomi 3. Preparare sostanze meno pericolose 4. Usare reagenti più sicuri 5. Usare solventi più sicuri 6. Risparmiare energia 7. Riutilizzare i reagenti 8. Ridurre i derivati 9. Usare catalizzatori sicuri e recuperabili 10. Progettare la eliminazione dei rifiuti 11. Controllare i rifiuti per prevenire l’inquinamento 12. Prevenire gli incidenti

Sono metalli, come il ferro (Fe) Sono non-metalli, come il cloro (Cl) atomi Costituiscono gli oggetti Formano legami Sono metalli, come il ferro (Fe) Sono non-metalli, come il cloro (Cl) elettropositivi Elettronegativi o

La lezione, di circa 15 – 20 minuti, inizia con la mappa conc La lezione, di circa 15 – 20 minuti, inizia con la mappa conc. e alcune domande Chiedi, ogni tanto, se gli allievi comprendono quello che stai dicendo Durante la lezione fai risolvere quiz a scelta multipla (circa 10 minuti) e problemi. Chiedi agli allievi di spiegare i concetti con altre parole e di fare i riassunti finali (1 minuto) Assegna compiti per casa e controlla i quaderni e le mappe concettuali finali. Programma incontri personali con gli studenti Autorizza gli allievi a comunicarti i propri interrogativi mediante e-mail In laboratorio lascia uno spazio di riflessione finale per connettere i concetti.

Mini lezioni Attività Valutazione formativa

Problemi e investigazioni in classe 1. Pacchetto di caffè sotto vuoto da 250 g. Come puoi stabilire se il pacchetto di caffè galleggia o affonda, senza avere l’acqua a disposizione ? 2. Bottiglia vuota con tappo e imbuto a gambo lungo. Come puoi stabilire che una bottiglia non è vuota ? 3. Come puoi gonfiare il palloncino all’interno della beuta ?

Problemi e investigazioni in classe 4. Acqua e ghiaccio. Due becher con due liquidi Un cubetto di ghiaccio galleggia in un becher e affonda nell’altro becher. Perché ? 5. Come misurare la densità di liquidi e solidi. 6. Doppio concentrato di pomodoro e benzina. Cromatografia su strato sottile. 7. La gelatina e il kiwi. Se versi il succo di kiwi sulla gelatina, cosa accade ? 8. Costruire un conduttimetro con una pila da 9 V, una lampadina e un filo di rame. 9. CaCl2(aq), Na2CO3(aq), HCl(aq) ovvero la logica chimica. Come puoi riconoscere le tre soluzioni senza usare altri reagenti ?

Problemi e investigazioni in classe 10.Densità dell’aria: Come usi la beuta codata e la pompa da vuoto per calcolare la densità dell’aria ? Se la densità dell’idrogeno H2 è 0,084 g/L, puoi calcolare il peso molecolare medio dell’aria nelle stesse condizioni di temperatura e pressione ? 11. Quale massa di sale si deve sciogliere in acqua per far galleggiare un uovo fresco ? 12. Fotografa due recipienti contenenti acqua distillata e acqua minerale. Dopo evaporazione, cosa rimane nei due recipienti?

Problemi e investigazioni in classe 13. Un falegname può costruirti un parallelepipedo di legno con le seguenti dimensioni 5 cm  10 cm  20 cm ? Dopo aver determinato, alla bilancia, la sua massa in kg, calcola prima il suo peso in newton N e poi le tre pressioni esercitate dal solido, a seconda della sua superficie di appoggio. 14. Come puoi fondere un cubetto di ghiaccio nel modo più veloce possibile ? Discuti con i compagni e prova le proposte più convincenti. 15. Poni in freezer due bicchieri. Il primo è semipieno d’acqua. Il secondo contiene olio. Segna i livelli dell’acqua e dell’olio con nastro adesivo colorato. Dopo 1 ora estrai i due bicchieri. Quali sono i volumi dei due solidi ? Sono maggiori dei due liquidi ? Fotografa le varie fasi dell’esperimento.

Problemi e investigazioni in classe 16. Quale solvente separa in modo efficace i colori componenti (miscuglio) di una penna a sfera nera ? Per l’esperimento userai i seguenti solventi: acqua, alcol etilico, acetone. L’esperimento va condotto con la seguente modalità: si disegna un punto nero, con Bic o altra penna a sfera, al centro di una carta assorbente di 10  10 cm; si versa sulla macchia una o più gocce del primo solvente e si osserva come si allarga la macchia; si disegna un punto nero su altri due fogli 10 x 10 di carta assorbente; si ripetono le operazioni 1. e 2. col secondo e col terzo solvente su ciascun foglio con la macchia nera. Quale solvente separa meglio i componenti colorati della penna a sfera nera ? Documenta l’esperimento con due o tre foto digitali.

Problemi e investigazioni in classe 17. Devi riscaldare una pentola d’acqua fredda sul fornello a gas metano, GPL oppure sul fornello ad alcol. Dimostra, con una foto digitale, che uno dei prodotti della combustione del metano, dell’alcol e di tutti gli altri idrocarburi, è sempre l’acqua. Qual è l’altro prodotto della combustione ? Qual è il combustibile che produce solo acqua e calore durante la combustione ? 18. Fotografa mezzo chilo di mele e mezzo chilo di uva. Quanti chicchi d’uva ci sono in mezzo chilo ? Quante mele ci sono in mezzo chilo ? 19. Non è possibile fotografare una singola molecola, ma si può farlo con una mole di sostanza. Scegli tre sostanze, due solide e una liquida, e scatta le foto digitali delle tre moli. 20. Fotografa una mole di alluminio ritagliando la corretta quantità in grammi del foglio di alluminio per avvolgere i cibi. Fotografa una mole d’acqua.

Valutazione Quesito 1 da Oliver Sachs – Zio Tungsteno ‘’Quando riempivo un palloncino di anidride carbonica, esso precipitava pesantemente sul pavimento, e ci rimaneva: mi chiedevo che sarebbe successo a riempire un pallone con un gas davvero denso, per esempio lo xeno (quattro volte e mezzo più denso dell’aria). Quando ne accennai a zio Tungsteno, egli mi parlò di un composto del tungsteno – l’esafluoruro, per la precisione – 10,3 volte più denso dell’aria, cioè il vapore più pesante conosciuto ‘’.

Valutazione Io avevo delle fantasie, immaginavo che si potesse scoprire o produrre un gas denso come l’acqua e poi farci il bagno e galleggiarci sopra, come si galleggia nell’acqua. C’era qualcosa nell’idea di galleggiamento – nel galleggiare e nell’affondare – che continuava a sconcertarmi e a eccitarmi ‘’.

Valutazione Conoscendo la densità dell’elio (0,1785 g/L) e il suo peso atomico (4,00) e la densità dello xeno (5,8971 g/L), calcola il peso atomico dello xeno. Perché lo xeno è molto più denso del leggerissimo elio, un altro gas nobile ? L’esafluoruro di tungsteno è circa 10,3 volte più denso dell’aria perché: A. le sue molecole sono 10 volte più pesanti del peso molecolare medio dell’aria B. sono molecole di un composto metallico C. il composto metallico occupa un volume minore dell’aria D. il composto del tungsteno occupa un volume maggiore

4. Quale gas contiene più molecole in condizioni identiche di temperatura e pressione ? A. 1 L di fluoro B. 1 L di idrogeno C. 1 L di esafluoruro di tungsteno D. sono uguali in A. B. C. 5. Quale campione di gas contiene il maggior numero di molecole ? A. 2 g di fluoro B. 2 g di azoto C. 2 g di idrogeno D. sono uguali in A. B. C. 6. Quale gas ha maggiore densità ? A. azoto B. fluoro C. idrogeno D. ossigeno. 7. La densità dell’aria è circa 1,2 g/L a temperatura ambiente. Qual è la densità dell’esafluoruro di W ? 8. Un palloncino pieno di gas WF6 in acqua: A. galleggia B. affonda C. non galleggia e non affonda D. affonda a 10°C.

Quali competenze vuole raggiungere il problem-solving ? Migliorare l’abilità a risolvere problemi reali. Quali competenze vuole raggiungere il problem-solving ? Favorire i processi cognitivi, come la lettura con comprensione del problema, la riflessione su come risolvere il problema. Potenziare le abilità di prendere decisioni, di analizzare e progettare sistemi, di individuare le cose che non vanno. Arricchire le competenze interdisciplinari e di comunicazione Migliorare la lettura con comprensione. Perfezionare le abilità di ragio- namento: analitico, quantitativo, analogico, combinatorio. Consolidare le abilità di creare tabelle, grafici e di raccogliere dati.

Gli aspetti formativi delle discipline sono legati soprattutto ai problem – solving (tema) e agli Studi di Caso.

La tacita conoscenza Una versione latina e un problem – solving consentono di mobilitare ripetutamente, frase dopo frase e sequenza risolutiva dopo sequenza, le qualità formative ossia il pensiero logico, il pensiero critico e la creatività. Per ciascuna frase e per ciascun passaggio risolutivo, l'allievo deve individuare le regole i dati disponibili e i principi teorici (seguendo le logiche tipiche del latino, della chimica e della fisica); deve scegliere criticamente i dati giusti (problem-solving) e il significato dei vocaboli sul vocabolario (latino). Deve trovare la soluzione più creativa del problema (chimica e fisica) e della traduzione (latino).

L’apprendimento in collaborazione ‘’Vedi quella persona davanti al computer ? E’ l’uomo più intelligente di tutta la compagnia. Secondo te qual è il secondo in graduatoria? L’uomo che gli siede accanto ‘’. L’apprendimento in collaborazione rappresenta il miglior collante fra l’apprendimento formale e l’apprendimento informale o tacita conoscenza. Corso di formazione alla Xerox e corsi intensivi per le Olimpiadi. Il caso di Vito Iacovino.

La comprensione - competenza Quando l’allievo risponde a una domanda dimostra di conoscere l’argomento. La comprensione e la competenza sono cose diverse. L’allievo ha raggiunto la competenza se: Sa spiegare quanto appreso Sa fare degli esempi Sa generalizzare Sa applicare l’idea e risolve problemi Propone analogie Rappresenta l’argomento in modo diverso

Modalità di Valutazione Costruzione di Mappe concettuali sugli argomenti centrali Investigazioni e compilazione della relativa scheda Risoluzione di Problem solving e Studi di Caso Risoluzione di quesiti strutturati come quelli del PISA

Si attribuisce un livello di padronanza a ciascun indicatore: La valutazione: i livelli Si attribuisce un livello di padronanza a ciascun indicatore: Livello 1: insufficiente Livello 2: mediocre Livello 3: sufficiente Livello 4: buono Livello 5: ottimo

La valutazione: il punteggio grezzo Si calcola il punteggio grezzo, sommando i livelli di padronanza di tutti gli indicatori. Si calcola il punteggio massimo raggiungibile, moltiplicando tutti gli indicatori per 5 e poi sommando. Se ci sono, per esempio, 3 indicatori il punteggio massimo raggiungibile sarà pari a 15 (5 х 3).

La valutazione: il voto Si calcola, infine, il rapporto fra punteggio grezzo e punteggio massimo e si arrotonda (0,54 = 0,5; 0,56 = 0,6) Se questo rapporto è: 0,5 il voto è 6 0,6 il voto è 6 0,7 il voto è 7 0,8 il voto è 8 0,9 il voto è 9 1.0 il voto è 10.

Quesiti a scelta multipla con spiegazione della risposta data La procedura da adottare è diversa da quella vista in precedenza. Si usa la tecnica del punteggio grezzo e degli indicatori di padronanza di particolari abilità. Le abilità sono descritte dai seguenti indicatori: 1 : Comunicare con chiarezza 2 : Spiegare il fenomeno senza errori 3 : Argomentare logicamente

Quesito Comuni - care con chiarezza Peso …….. Spiegare senza errori Argomen- tare logicame. Peso ……. Punteggio grezzo 1 2 3 ……….

Ai fini della valutazione di dette abilità, alle stesse è attribuita diversa importanza mediante i pesi, che saranno scelti dall’insegnante. Per esempio, in maniera del tutto arbitraria, supponiamo di avere i seguenti pesi: 2 a Comunicare con chiarezza; 3 a Spiegare senza errori; 1 ad Argomentare logicamente.

Il punteggio massimo che un candidato può conquistare in ciascun quesito è = (2 + 3 + 1)  5 = 30 (somma dei pesi moltiplicata per 5, che è il massimo livello raggiungibile con i pesi prescelti). Come si può vedere il punteggio massimo conseguibile dipende dai pesi dati ai 3 indicatori prescelti. Tenuto conto dei pesi, alla prima abilità (Chiarezza della comunicazione) si possono dare al massimo 10 punti, alla seconda (Correttezza della spiegazione) al massimo 15 punti e alla terza (Argomentazione logica) 5 punti. Tali valori si ottengono moltiplicando il peso di ciascun indicatore per 5, che è il valore massimo.

Titolo dell’argomento 2. Introduci l’argomento con una breve lezione e una mappa concettuale riassuntiva. Titolo dell’argomento 3. Forma i gruppi di lavoro con 5 o 6 allievi. Stabilisci i termini di consegna. 4. Esponi il problema: per esempio, su quali criteri si basa la classificazione ? 5. Presenta la scheda di lavoro ed elenca gli indirizzi Internet. 6. I gruppi risolvono il problema e compilano la scheda. 7. I gruppi si scambiano le schede, le valutano e le discutono. 8. Si compila la scheda finale e si consegna a tutti gli allievi. Segue poi la valutazione sull’argomento

Tradizionale --------------------------------------------- Autentica Valutazione Tradizionale --------------------------------------------- Autentica Selezionare una risposta ------------------------------Eseguire un compito Teorica --------------------------------------------------------------- Reale Mnemonica -------------------------------------- Costruttivista/Applicativa Strutturata dal docente ----------------------------- Strutturata dall’allievo Evidenza indiretta -------------------------------------- Evidenza diretta

REGNI Premessa Fin dall’antichità, la varietà delle forme viventi stimolò la fantasia dei naturalisti, che cercarono di classificare gli esseri viventi secondo il criterio della somiglianza. Nel IV secolo a.C. il filosofo greco Aristotele suddivise gli esseri viventi in due regni, animali e piante. Il regno degli animali comprendeva gli esseri viventi che si muovono e mangiano, e i cui corpi crescono fino a un certo punto per poi smettere di crescere; il regno delle piante raggruppava gli organismi incapaci di muoversi e di mangiare e caratterizzati da una crescita indefinita. Nel XVIII secolo, il naturalista svedese Carlo Linneo, divise la natura in tre regni, animale, vegetale, minerale e propose un metodo gerarchico di classificazione, ancora oggi universalmente accettato e valido, che si basa sul concetto di specie.

PROBLEMA Su quali criteri si basa la nuova classificazione in cinque regni? Ognuno dei 5 gruppi ha il compito di scoprirlo, indagando sulle caratteristiche di ciascun regno, seguendo le indicazioni fornite qui di seguito. Traccia di lavoro Ricercate nei siti indicati le informazioni specificate nella seguente tabella e inserite le informazioni negli appositi spazi facendo attenzione a scegliere quelle che rispondono alle indicazioni tra parentesi http://www.funsci.com/fun3_it/protisti/mostra.htm#pluricellulari filmati su monere e protisti http://digilander.libero.it/bigen/quizvel/mon_e_prot.htm gioco basato sul riconoscimento di monere e protisti http://www.provincia.cuneo.it/grandambiente/funghi/come_si_nutrono.htm funghi http://www.olivetocitraic.it/piante.pps presentazione ppt sul regno delle piante http://www.carlosignorellieditore.it/catalogo/medie/mondoscienze/pdf/Pg_133-134-135.pdf regno delle piante: le caratteristiche comuni a tutte le piante http://www.veter.unito.it/Studenti/Didatticaol/Biologiadeivertebrati/regno/regno.htm regno animale

REGNO NOMI DI ALCUNI ESEMPLARI (inserirne 5) DIMENSIONI ORGANIZZAZIONE CELLULARE NUTRIZIONE RIPRODUZIONE MOVIMENTO

Risoluzione del problema A ricerca ultimata ogni gruppo passi le informazioni raccolte agli altri gruppi per poter costruire una tabella in cui figurano tutti e cinque i regni. Ogni gruppo riorganizzi la tabella in modo da facilitarne la lettura e agevolare il confronto tra le righe e le colonne. A questo punto non dovrebbe essere difficile rilevare le differenze e ricavare i criteri su cui si basa l’attuale classificazione. Discussione e condivisione dei risultati Attraverso il confronto delle tabelle prodotte e dei criteri individuati, si arrivi a una soluzione del problema in cui la classe si riconosce. Si deve cioè pervenire a un prodotto, frutto del lavoro collettivo, che soddisfa tutti e che rappresenta il lavoro della classe. Comunicazione dei risultati della ricerca Immaginate di dover illustrare ad Aristotele e a Linneo la tabella prodotta e spiegare loro i criteri individuati e a tale scopo organizzate una breve comunicazione scritta sulle scoperte che hanno determinato la nuova classificazione. Anche questo compito viene svolto prima in gruppo e poi discusso e riformulato collettivamente.

Ottimo Punti 5 Buono Punti 4 Suffic. Punti 3 Insuff. Punti 2 Grav. Ins. Punti 1 Il lavoro è stato completato in tutte le sue parti La collaborazione dei componenti del gruppo è stata completa La consultazione e l’uso delle risorse informatiche è stata completa La scheda di lavoro e le conclusioni sono state scritte in maniera corretta Punteggio grezzo

Investigazione sugli acidi e sulle basi WebQuest Investigazione sugli acidi e sulle basi Introduzione (l’insegnante introduce in 10’ l’argomento da investigare) Il compito (Si divide la classe in gruppi di 4, 5 o 6 allievi, che dovranno investigare). Procedimento e risorse. I dati, raccolti nelle investigazioni in laboratorio e sul web, servono per compilare la scheda predisposta dal docente. Il docente ha fornito pure i siti web da visitare.

WebQuest Materiale Colore Indicatore E’ un acido E’ una base http://www.funsci.com/fun3_it/acidi/acidi.htm http://www.cosediscienza.it/index.html http://venus.unive.it/chem2000/capitoli/24.htm Materiale Colore Indicatore E’ un acido E’ una base Come spieghi le evidenze?

WebQuest 4. Valutazione Le schede sono negoziate, corrette e quindi valutate dai vari gruppi. 5. Conclusione (ossia comunicazione di quanto investigato a qualche scienziato del ‘700 e dell’800).

La motivazione è il motore dell’apprendimento Domande e ipotesi Investigare Elaborare Spiegare Fare le connessioni fra i concetti implicati. Discutere

La gestione mentale Riflessione L’allievo legge attentamente il problema e identifica i dati che gli servono; Evoca mentalmente (con immagini visive, uditive o verbali) il problema; Evoca gerarchicamente le leggi generali e le relative strategie risolutive; Confronta la legge o la relazione col problema (andata e ritorno) e trova la soluzione. Le quattro tappe sono tutte indispensabili !!

Provate a risolvere il problema seguente. Bruno possiede 145 francobolli. Se Mario gli regala venti francobolli, Mario ne avrà tre volte quelli di Bruno. Quanti francobolli possiede Mario ?