Linguaggio Chimico ed approccio epistemologico - storico

all’insegnamento della ChimicaPatrizia Mazzei

Il linguaggio porta al contatto con gli altri nell’atto della convivenza che dà origine all’essere umano, quindi è essenziale avere un linguaggio comune.

Poiché ogni sistema vivente fa parte di un ambiente, con questo deve interagire per

mantenere la sua integrità

La realtà

può essere rappresentata

attraverso

schematizzazioni e simbolismi

e

l’elaborazione dell’informazione

porta alla comprensione

Il linguaggio che si usa abitualmente è quello naturale (derivante dai cinque sensi), mentre nello studio delle scienze è necessario un linguaggio artificiale,

ma il linguaggio può essere anche

nominale o verbale

Vygotskij

Potremmo dire che le parole del bambino coincidono con quelle dell’adulto nel loro riferimento all’oggetto, cioè indicano lo stesso oggetto, si riferiscono allo stesso cerchio di fenomeni.

Non coincidono però nel loro significato

L. S. Vygotskij, Pensiero e Linguaggio, Bari, Laterza, p.176

Arons

Gli studenti non sono coscienti della variazione di significato a meno che questa non venga fatta notare loro con chiarezza in più occasioni, non una sola volta

A. B. Arons, Guida all’insegnamento della fisica, Bologna, Zanichelli, 1992, pp.7

Dobbiamo allora

•far apprendere un nuovo linguaggio quello artificiale specifico per la chimica

ed essere certi che

•si colga il significato del nostro linguaggio

Quale linguaggio per la chimica?

Uso di nuove parole:Materia, Sostanza, Mole, Elementi,

Composti,……..

Simboli Chimici

Formule chimiche

Equazioni chimiche

La costruzione del pensiero chimico è descritto da Lavoisier considerando il linguaggio come mezzo di espressione di idee e di immagini mediante segni, ma anche come metodo per condurre il ragionamento.

“La logica delle scienze consiste essenzialmente nella loro lingua”

La formazione nelle scienze è allora orientamento delle persone nel proprio rapporto con il mondo.I saperi, allora, non saranno più visti come insiemi di verità, ma come costruzioni mutevoli in grado di dare senso a realtà complesse

BrunerIl processo di fare scienza è narrativo. Consiste nel produrre ipotesi sulla natura, nel verificarle, correggerle e rimettere ordine nelle idee (…). Non sto proponendo di sostituire alla scienza la storia della scienza. Sostengo invece che la nostra istruzione scientifica dovrebbe tener conto in ogni sua parte dei processi vivi del fare scienza, e non limitarsi a essere un resoconto della scienza finita quale viene presentata nel libro di testo, nel manuale e nel comune e spesso noiosissimo esperimento di dimostrazione. (…). Può darsi che abbiamo sbagliato staccando la scienza dalla narrazione della cultura.

J. Bruner, La cultura dell’educazione, Milano Feltrinelli, pp. 140,155

L’ordine epistemologico di presentazione delle conoscenze e delle abilità che costituiscono gli obiettivi specifici di apprendimento non va confuso con il loro ordine di svolgimento psicologico e didattico con gli allievi.

L’ordine epistemologico vale per i docenti e disegna una mappa culturale, semantica e sintattica, che essi devono padroneggiare anche nei dettagli e mantenere certamente sempre viva ed aggiornata sul piano scientifico al fine di poterla poi tradurre in azione educativa e organizzazione didattica coerente ed efficace.

Dalle Indicazioni Nazionali per l’Istruzione Secondaria di Primo Grado

Quando nasce la chimica?

Thackray sostiene che la storia di questa disciplina è una sorta di “cenerentola” rispetto alla storia delle scienze in generale.

Non tutti coloro che nell’antichità hanno tratto delle trasformazioni intime della materia possono essere definiti “chimici”.

Dalla seconda metà del ‘500 alla fine del ‘700 essa si costituisce in scienza autonoma ed alla fine del ‘700 essa si delinea come disciplina

Alchimìa

Chimica artigianale

Chimica scientifica

EtimologiaMolte ed appartenenti a radici linguistiche diverse

Lindsay scrive che il nome alchimia sarebbe giunto a noi dagli arabi che introdussero il prefisso al-

Nell’antica Grecia chemia e chymia

Cheein = versare o lasciare scorrere

Chyma = ciò che è versato fuori o scorre, un fluido (indicava un lingotto di metallo)

Chèo = versoo

Chem = nero (egiziano) => chemia = arte Nera o EgiziaKema = libro contenente i segreti dell’arte Egizia

OChem figlio di Noè

Sviluppo della disciplinaFino al XII secolo

Minerali Vegetali Animali

XIX secolo

Minerali Vegetali e AnimaliSistemi non organizzati

Sistemi organizzati in organi

Chimica Inorganica Chimica Organica Chimica Pura (oggi)

BerzeliusUna forza vitale alla base della produzione

di sostanza organica

finché

Whoelher (1828)Sintetizza l’urea (composto organico) a

partire dall’isocianato di ammonio (composto inorganico)

Charles Gerhardt (1844)

Il chimico faceva tutto l’opposto della natura vivente:

egli bruciava, distruggeva, operava per mezzo dell’analisi;

mentre la forza vitale operava per via sintetica;

essa infatti ricostruiva – l’edificio abbattutto dalle forze chimiche

A Di Meo, Storia della chimica, p. 37

Scrive Woelher a Berzelius (1835)

La chimica organica è oggi tale da condurre un uomo fuori di senno. Essa produce in me l’impressione di una foresta tropicale primitiva, riempita di cose interessanti, e di una mostruosità e illimitata vegetazione dalla quale è impossibile districarsi e in cui è pauroso entrare

A Di Meo, Storia della chimica, p. 40

Bherthelot (1876)Per lui gli effetti chimici della vita erano dovuti al gioco esclusivo delle forze chimiche ordinarie

La chimica possiede questa facoltà creatrice ad un grado ancora più eminente delle altre scienze, poiché essa penetra più profondamente e giunge fino agli elementi naturali degli esseri. Non solamente essa crea dei fenomeni, ma ha la potenza di rifare tutto ciò che ha distrutto; essa ha anche la potenza di formare una moltitudine di esseri artificiali, simili agli esseri naturali, e partecipanti di tutte le loro proprietà. Questi esseri artificiali sono le immagini realizzate delle leggi astratte, delle quali persegue le conoscenze

A Di Meo, Storia della chimica, p. 45 - 46

Si apre la strada alla Biochimica

Biot, Pasteur, WislicenusAvevano osservato che la luce polarizzata subiva alcune deviazioni quando colpivano alcuni composti organici (attività ottica)

Vant’HoffPubblica nel 1875 “La Chemie dans l’espace” ed apre la strada alla stereochimica

Si apre la strada all’Elettrochimica

Volta pubblica una memoria sulla pila elettrica (1880)

Nicholson e Carlisle riuscirono a decomporre l’acqua utilizzando

l’elettricità trasmessa con la pila di Volta

Davy utilizza l’elettrolisi per analizzare numerose

sostanze altrimenti non decomponibili

Il concetto di elemento

Lavosier: gli elementi protagonisti delle reazioni chimiche

Davy: gli elementi come secondari risultanti dall’addizione di sostanze più semplici (1812)

Prout: esistenza di una unica materia primordiale costituente tutti gli elementi, questa era l’idrogeno (1815)

Dalton: sostenne l’esistenza degli atomi come particelle indivisibili (1808)

Il concetto di composto

Dalton: due elementi capaci di combinarsi secondo proporzioni ponderali diverse dando luogo a composti diversi (legge delle proporzioni multiple)

Gay – Lussac: analoga legge nella combianazione dei gas (legge dei volumi di combinazione)

Avogadro:numeri uguali di particelle di gas ad una data T occupano volumi uguali

Mitscherlich: sostanze aventi simile costituzione cristallina e proprietà chimiche hanno formule simili (legge dell’isomorfismo)

Prime analisi degli elementi

Bunsen:

inventò una lampada alimentata con gas di città con la quale ottenere una fiamma incolore che permetteva di ottenere una colorazione ponendovi una sostanza (becco Bunsen e saggi alla fiamma)

Kirchhoff:

passò dal colore della fiamma al suo spettro utilizzando lo spettroscopio

Organizzazione degli elementi

Döbereinernotò proprietà simili per gruppi di tre elementi (triadi)

NewlandsFormò colonne verticali di sette elementi secondo peso atomico

crescente notando che elementi simili tendevano a prendere posto nelle medesime righe orizzontali (legge delle ottave)

Beguyer de CharcutoisRedasse un diagramma vis tellurica (vite della Terra) secondo il peso

atomico crescente

MendeléevEnunciò la legge della periodicità sistematizzando gli elementi in

gruppi e periodi secondo il peso atomico crescente

Tavola Periodica

E poi …

Scoperta delle particelle subatomiche

Struttura atomica

OGGI

Suprachimica

Chimca Computazionale

LHASA( Logic and Heuristic Applied to Synthetic Analysis)

CHE COSA INSEGNARE ?(CONTENUTI DEL SAPERE SCIENTIFICO)

• I FATTI : CIO’ CHE E’OSSERVABILE,QUANTIFICABILE

MISURABILE, DESCRIVIBILE

• LE IDEE : GLI STRUMENTI FORMALI E CONCETTUALI CHE PERMETTONO LA SPIEGAZIONE DEI FATTI STESSI

Come insegnare(METODI DELL’INSEGNAMENTO)

CONTESTO DI SENSO (IL QUOTIDIANO)

DIDATTICA LABORATORIALE (ESSERE PROTAGONISTI)

ROLE-PLAY(INTERPRETARE UN RUOLO)

PROBLEM SOLVING(RISOLVERE PROBLEMI)

Dalle indicazioni Nazionali per la scuola Primaria 2006

Valorizzare l’esperienza del fanciullo

I fanciulli che entrano nella Scuola Primaria hanno già maturato

concettualizzazioni intuitive, parziali e generali, che impiegano per spiegare tutti i fenomeni che incontrano; anche quelli più complessi.

Si può dire che abbiano maturato in famiglia, nei rapporti con gli altri e con il mondo, nella scuola dell’infanzia non soltanto una «loro» fisica, chimica, geologia, storia, arte ecc. «ingenue», ma che abbiano elaborato anche una «loro» altrettanto «ingenua», ma non per questo meno unitaria, organica e significativa visione del mondo e della vita.

La Scuola Primaria si propone, anzitutto, di apprezzare questo patrimonio conoscitivo, valoriale e comportamentale ereditato dal fanciullo, e di dedicare particolare attenzione alla sua considerazione, esplorazione e discussione comune.

Dalle Indicazioni Nazionali per la scuola Primaria 2006

Dal mondo delle categorie empiriche al mondo delle categorie formali

La Scuola Primaria accompagna i fanciulli a passare dal mondo e dalla vita ordinati, interpretati ed agiti solo alla luce delle categorie presenti nel loro patrimonio culturale, valoriale e comportamentale al mondo e alla vita ordinati ed interpretati anche alla luce delle categorie critiche, semantiche e sintattiche, presenti nelle discipline di studio e negli ordinamenti formali del sapere accettati a livello di comunità scientifica. In questo passaggio, tiene conto che gli allievi ‘accomodano’ sempre i nuovi apprendimenti e comportamenti con quelli già interiorizzati e condivisi, e che il ricco patrimonio di precomprensioni, di conoscenze ed abilità tacite e sommerse già posseduto da ciascuno influisce moltissimo sui nuovi apprendimenti formali e comportamentali. Alla luce di questa dinamica, la Scuola Primaria favorisce l'acquisizione da parte dell'alunno ……………….. dell'approccio scientifico e tecnico, delle coordinate storiche, geografiche ed organizzative della vita umana e della Convivenza civile, mantenendo costante l'attenzione alla parzialità di ogni prospettiva di ordinamento formale dell’esperienza e al bisogno continuo di unità della cultura pur nella distinzione delle prospettive in cui si esprime.

Con cosa insegnare( GLI STRUMENTI)

LIBRI

VIDEO

LABORATORIO SPERIMENTALE

IPERTESTI

RIVISTE

SITI

COME VERIFICARE(L’insegnamento è stato significativo?)

OSSERVAZIONE STRUTTURATA E NON

PRODUZIONE DI MATERIALE

DISCUSSIONE INDIVIDUALE E DI GRUPPO

RIPRODUCIBILITA’

COME VALUTARE( Quanto è stato appreso?)

Ieri

Formazione in servizio impostata sul principio "Learning by doing" (imparare facendo): partire dall'esperienza per tornare ad essa attraverso un percorso di analisi critica, tenendo presente la dimensione formativa della scuola e la centralità dello studente nel processo globale

Disponibilità individuale del docente a vivere la scuola come laboratorio di ricerca

Oggi Formazione iniziale con un percorso che coniuga

disciplina didattica generale e disciplinare scienze dell’educazione attività nella scuola

Formazione in servizio?

Formazione in servizio Aggiornamento

A scuola

Ministeriale

Tirocinanti

Nelle associazioni disciplinari

Associazioni disciplinari

DD-SCI Divisione di didattica della SCI

ANISN Associazione Nazionale Insegnanti Scienze Naturali

AICAssociazione Insegnanti di Chimica

ANICTCAssociazione nazionale Insegnanti di Chimica e Tecnologie Chimiche

www.didichim.org www.minerva.unito.it www.itis-molinari.mi.it/documents/corefac/ark0204/news04.htm

www.anictc.it

Alcuni Siti di informazioni generali

per il docente di chimica

DD

-S

CI

www.didichim.org

News (Convegni, seminari, scuole)

CnS (La rivista Chimica nella Scuola)

Materiale didattico (scaricabile)

www.minerva.unito.it

Epistemologia

Metodologia

FORUM di discussione disciplinare

www.didichim.org/index.php?sub=fo

http://it.groups.yahoo.com/group/docentiA013/

COREFACwww.itis-molinari.mi.it/documents/corefac/ark0204/news04.htm

Coordinamento Regionale

per la Formazione e l’Aggiornamento

degli insegnanti di Chimica

Iniziative del COREFAC

Intesa con

USR, ANISN e AIF

Collaborazione con

AIC e ANICTC

In Calabria fine 2006

Protocollo d’intesa firmato

USR – DDSCI – AIF – ANISN

Costituito

Gruppo di Pilotaggio Regionale(3 USR 1 DDSCI 1 AIF 1 ANISN)

Avviato Piano Insegnare Scienze Sperimentali (ISS)Nascono 7 presìdi territoriali

LS “Metastasio”SCALEA(CS)

IC “Alcameone”CROTONE

ITIS “Panella”REGGIO CALABRIA

ITC “Pezzullo”COSENZA

LG “Morelli”VIBO VALENZIA

ITISLAMEZIA TERME

DD “D. Marvasi”CITTANOVA (RC)

Presìdio

Operano tre tutor uno per ogni ordine di scuola per:

• Ricerca-azione

• Sportello d’ascolto

• Nodo di rete