Finalità

Il Piano Lauree Scientifiche della Scuola Politecnica e delle Scienze di Base dell'Università Federico II organizza la prima scuola estiva per docenti delle discipline di ambito scientifico di scuola secondaria allo scopo di mostrare come l'integrazione delle scienze possa rappresentare una opportunità per una didattica più efficace e che accresca l'interesse degli studenti verso la Scienza.

Le recenti riforme scolastiche sottolineano l’importanza dal punto di vista metodologico e pedagogico di una didattica integrata delle discipline scientifiche (Chimica, Fisica, Matematica, Scienze della Terra e Biologia) nel primo biennio della scuola superiore di secondo grado, in continuità con il percorso formativo della scuola secondaria superiore di primo grado.

Il razionale alla base di tale scelta curricolare è costruire un meccanismo che favorisca il raggiungimento da parte degli studenti di competenze chiave di cittadinanza che permettano di prendere decisioni ed effettuare scelte informate guidate da una attività conoscitiva sistematica quale è quella riferibile alla conoscenza scientifica e non al mero senso comune.

Competenze di questo tipo diventano ancor più importanti nel mondo attuale pervaso da una comunicazione veloce e poco approfondita, come dimostra il recente dibattito sui media sulle post-verità.

Tuttavia il processo di integrazione didattica delle discipline scientifiche deve essere necessariamente graduale e contemplare una adeguata formazione professionale, che però sembra a tutt’oggi ben lontana dall’essere implementata.

Questa mancanza fa sì che, nonostante il sistema scolastico sia stato riformato da alcuni anni, l’integrazione delle scienze non sia stata ancora realizzata in maniera effettiva. Le maggiori difficoltà sono soprattutto di tipo metodologico: una volta identificati gli argomenti più adatti su cui è possibile effettuare l’integrazione dei saperi delle diverse discipline scientifiche, con quali metodologie possono essere costruiti dei percorsi didattici che ne rendano efficace l’insegnamento? La letteratura in didattica delle scienze suggerisce che è possibile implementare tale integrazione attraverso specifiche attività di progetto ed utilizzando strumenti di didattica laboratoriale.

Per rispondere a queste esigenze, il Piano Lauree Scientifiche della Scuola Politecnica e delle Scienze di Base dell’Università Federico II, organizza la prima scuola estiva per docenti delle discipline scientifiche di scuola secondaria inferiore e superiore allo scopo di mostrare come l’integrazione delle scienze possa rappresentare una opportunità per insegnare le scienze in maniera più efficace e, in definitiva, accrescere l’interesse degli studenti verso questo ambito del sapere.

La scuola è una delle attività formative comprese nel progetto di sede del Piano Nazionale Lauree Scientifiche presso l’Università Federico II di Napoli, aree di Chimica, Fisica, Matematica, Biologia/Biotecnologie e Scienze della Terra e si propone come realtà di potenziamento professionale interdisciplinare, con enfasi su azioni didattiche innovative e su temi scientifici di attualità.

La Scuola Estiva è rivolta a docenti di ruolo e docenti abilitati non di ruolo, equamente suddivisi nelle seguenti aree disciplinari:

  • MAT-FIS

classe A–27 Matematica e Fisica (ex A049 Matematica e Fisica) e A-20 Fisica (ex A038 Fisica)

  • CHIM-BIO-GEO

classe A-50 Scienze naturali, chimiche e biologiche (ex A060 Scienze naturali, chimica e geografia, microbiologia) e A–34 Scienze e tecnologie chimiche (ex A013 Chimica)

  • MAT-FIS-CHIM-BIO-GEO

I grado, classe A–28 Matematica e scienze (ex A059 Scienze matematiche, chimiche, fisiche e naturali nella scuola media)

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Sedi

Le attività seminariali si svolgeranno presso l’Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Salita Moiariello, 16, 80131 – Napoli   Le attività di laboratorio si svolgeranno presso il Complesso Universitario di M.S. Angelo, Via Cintia, 80126 – Napoli

Programma

Le attività comprendono:

  • Seminari mattutini su percorsi di scienze integrate
  • Laboratori pomeridiani per discpiline
  • Sessioni metodologiche

Riconoscimento:

  • 40 h in presenza
  • 10 h di studio autonomo
Durata 17 Luglio 18 Luglio 19 Luglio 20 Luglio 21 Luglio
1h Metodi e Strumenti Metodi e Strumenti Metodi e Strumenti Metodi e Strumenti Metodi e Strumenti
Natura della Scienza Il ruolo del laboratorio nella didattica delle scienze Introduzione alla metodologia inquiry Come costruire un portfolio delle attività di formazione   Difficoltà di apprendimento degli studenti e questionari concettuali
 3h Seminario integrato Seminario integrato  Seminario integrato  Seminario integrato Seminario integrato
 Onde Gravitazionali  Fenomeni astronomici  Spettro elettromagnetico  Riscaldamento globale  Modelli atomici
PAUSA
 3h Laboratori Laboratori Laboratori Laboratori Laboratori
Matematica  Matematica  Chimica Chimica  Matematica
Trattamento dati  Laboratorio probabilità  Spettroscopia in chimica La chimica del riscaldamento globale  Laboratorio di modellistica
Fisica  Biologia Fisica  Biologia  Fisica
Conservazione dell’energia  Guida M et al. Analisi biologiche utili alle valutazioni igienico-sanitarie delle acque dopo trattamenti di miglioramento qualitativo  Misure di spettri di luce  Risposte di piante superiori allo stress ambientale  Introduzione alla meccanica quantistica con i polaroid
Geologia  Geologia Biologia Geologia Chimica
 Proprietà del suolo  Vulcani su Marte La proteina fluorescente GFP e le sue varianti come marcatori in cellule ed animali  Effetti del riscaldamento sul clima locale  Dagli atomi alle molecole: utilizzo della grafica molecolare per la descrizione dei modelli molecolari
1h De-briefing  De-briefing  De-briefing  De-briefing  De-briefing
Legenda attività Legenda Colori 
Metodi e strumenti
Lavoro preparatorio di gruppo con docenti suddivisi per discipline  
Seminario didattico   Attività di Gruppo
Su tematica interdisciplinari (Energia, Astronomia (2 giorni), Modelli/Probabilità, Modelli atomici)
Laboratorio
Didattica suddivisa per discipline  
De briefing   Attività Divisa per Disciplina
 Q&A interdisciplinare sulla giornata

Temi Affrontati nella Scuola


Riscaldamento Globale

Il percorso è finalizzato a fornire agli studenti competenze di argomentazione su un tema controverso, come è appunto il riscaldamento globale. L’idea principale è introdurre il meccanismo di feedback, come nuovo modo di ragionare rispetto alla fisica classica tipico dei sistemi complessi, come il sistema climatico.

Il percorso prevede esperimenti atti ad esplorare gli effetti dell’interazione tra radiazione e materia e a simulare una “serra” mediante una scatola utilizzando diverse sorgenti di radiazione e.m. (lampadine diverse). Per quanto riguarda la biologia si discuterà dell’effetto che il cambiamento climatico, in termini di aumento di temperatura e stress idrico, può produrre su piante che risultano particolarmente vulnerabili a tali perturbazioni; in particolare verranno condotte analisi relative al loro stato di salute monitorato attraverso misure di crescita e di efficienza fotosintetica (speakers: Arena C., De Marco A., Maisto G.).

Un ulteriore aspetto di interesse biologico riguarda l’influenza del riscaldamento globale sulle problematiche di carenza idrica e di siccità. Nell’ambito di una gestione igienistica della risorsa acqua, si proporrà una panoramica delle più recenti tecnologie per il trattamento delle acque di scarico volte al riutilizzo dei reflui sia per usi non potabili (e.g. irrigazione) sia potabili e delle relative implicazioni economiche, sociali ed ambientali (speaker: Aliberti F.).

Negli esperimenti è possibile anche simulare qualitativamente l’effetto della CO2 sull’andamento della temperatura nella “serra” mediante reazione aceto – bicarbonato di sodio.

Per la biologia si studierà come alcune specie vegetali reagiscono al cambiamento climatico. Verrà simulato un esperimento in cui piante controllo, cresciute in condizioni naturali di regime idrico e temperatura, verranno confrontate con piante della stessa specie esposte a condizioni di elevata temperatura e stress idrico in ambiente controllato. In particolare saranno valutate alterazioni metaboliche e morfologiche delle foglie e la capacità della pianta di rispondere e resistere alle condizioni di stress.

Il percorso è facilmente adattabile alle tre tipologie di insegnanti: per mat-fis il focus è sull’interazione radiazione materia e sui flussi di energia (IV-V anno liceo scientifico); per chim-bio si dovrebbe trovare un focus per il biennio (magari reazioni, ma anche qualcosa di termodinamica vista dal punto di vista della chimica) mentre per le scuole medie è possibile con questo percorso affrontare l’innalzamento del livello del mare, coinvolgendo problemi di geologia e biologia.


Fenomeni Astronomici

 

Il percorso affronta i meccanismi alla base dei seguenti fenomeni: stagioni, eclissi e fasi.

Per le stagioni gli studenti studiano come varia la potenza emessa da un pannello solare (che simula la Terra) quando è illuminato in diverse condizioni (angolo e distanza variabile) in modo da risolvere l’idea innata per cui la variazione di stagione è dovuta alla distanza Terra Sole che cambia.

Quindi, per familiarizzare gli studenti sul ruolo dell’ambiente sul clima di una data zona della Terra, si propone la misura del calore specifico della sabbia relativo all’acqua per spiegare qualitativamente le differenze di clima tra zone continentali e zone vicino al mare.

Anche qui il percorso è facilmente adattabile alle tre tipologie di insegnanti: l’argomento è nel programma delle scuole medie e del biennio di Scienze quindi automaticamente di interesse per i docenti di queste classi, mentre per mat-fis può essere un modo per trattare argomenti come il flusso.


Spettro Elettromagnetico

Il percorso è finalizzato a far comprendere come è possibile ottenere informazioni su una sorgente di onde e.m. mediante misure indirette, come quella spettrale.

Gli esperimenti proposti consistono nel misurare lo spettro di diverse sorgenti luminose per guidare gli studenti a distinguere il meccanismo di emissione in base allo spettro ottenuto. I contesti che si possono affrontare sono moltissimi: corpo nero, stelle, chimica degli elementi e delle molecole, fino all’imaging di strutture subcellulari in cellule ed anatomico-funzionali in interi organismi.

L’argomento è programma in IV-V per mat-fis, mentre per le scuole medie può essere trattato in maniera qualitativa per introdurre la luce ed i colori. Per la chimica, lo spettro può essere un modo per indagare le idee degli studenti sui modelli atomici (vedi anche dopo), e può dare informazioni su sistemi più complessi quali le molecole, attraverso le correlazioni tra la struttura della materia e la sua interazione con la luce (vedi IR, UV-vis). Inoltre, le relazioni quantitative che collegano l’intensità dell’interazione con l’ammontare di sostanza (vedi legge di Lambert-Beer) sono essenziali per lo studio della cinetiche delle reazioni, per determinarne ordini, per valutarne le costanti di equilibrio.

Una possibile variante riguarda lo spettro delle onde in generale, e sonore in particolare, con lo studio del suono di un diapason. Per la biologia si può illustrare l’utilizzo della Green Fluorescent Protein (GFP) per lo studio della biologia molecolare della cellula, con particolare riguardo alla localizzazione subcellulare di proteine (speaker: Zambrano N), mentre la matematica può entrare molto per discutere di analisi di Fourier e trasformate


Modelli Atomici

Il percorso vuole introdurre gli studenti alla fisica moderna, ponendo l’enfasi su come la meccanica quantistica permetta di spiegare ed interpretare il comportamento della materia, a partire dai modelli atomici.

Il percorso prevede di analizzare alcuni dei modelli atomici sviluppati agli inizi del ‘900 e di stimolare gli studenti a comprendere perché i modelli storici non potevano spiegare evidenze sperimentali, guidandoli a comprendere il modello di Schroedinger che introduce il concetto di funzione d’onda. In questo contesto, la matematica può entrare sia per il forte carattere probabilistico della meccanica quantistica, sia per il ruolo predominante del formalismo matematico nello sviluppo della teoria della meccanica quantistica.

Nella chimica, si passerà allo descrizione dei modelli molecolari (da molecole costituite da pochi atomi alle macromolecole biologiche) utilizzando la grafica molecolare.

L’argomento è programma di quinta per mat-fis, del secondo anno per bio-chim, e si affronta anche alle medie.

Organizzazione Della Scuola

La scuola si costituisce dei seguenti organi
M. R. Iesce

M. R. Iesce

Direttore
I. Testa

I. Testa

Responsabile Scientifico
S. Cuomo

S. Cuomo

Responsabile Divulgazione e Didattica Digitale
M. Crispino

M. Crispino

Comitato Scientifico
M. Della Greca

M. Della Greca

Comitato Scientifico
A. Iannace

A. Iannace

Comitato Scientifico
M. Lapegna

M. Lapegna

Comitato Scientifico

E. Puddu

Comitato Scientifico
C. Arena

C. Arena

Referenti Laboratori

M. E. Cucciolito

Referenti Laboratori

G. D'Errico

Referenti Laboratori
U. Dardano

U. Dardano

Referenti Laboratori

A. De Marco

Referenti Laboratori
M. Guida

M. Guida

Referenti Laboratori
G. Maisto

G. Maisto

Referenti Laboratori
M. Mellone

M. Mellone

Referenti Laboratori
A. Merlino

A. Merlino

Referenti Laboratori
F. Ruffo

F. Ruffo

Referenti Laboratori

N. Zambrano

Referenti Laboratori
I. Testa

I. Testa

Comitato Organizzativo Locale

A. Colantonio

Comitato Organizzativo Locale

S. Galano

Comitato Organizzativo Locale

S. Leccia

Comitato Organizzativo Locale

E. Puddu

Comitato Organizzativo Locale

G. Capasso

Comitato Organizzativo Locale

Avvisi

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Alloggi Convenzionati

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Elenco Ammessi Scuola Estiva PLS

Di seguito l’elenco degli ammessi alla Scuola Estiva PLS, aggiornato alla data 15‐05‐2017. Cognome Nome Classe di Concorso Artiaco Bianca Maria A-50 Berritto Angela A-27 Buono Carolina A-27 Buono Anna A-50 Cennamo Giovanna A-50 Colamonici Domenico A-50 Read more...

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Riapertura Termini per Iscrizione

Causa blackout del sito web avvenuto nei giorni immediatamente precedenti al 15 Maggio, il comitato scientifico ha deliberato la riapertura dei termini per l’iscrizione alla scuola al 31 Maggio 2017, ore 12.00. Affrettatevi, i posti Read more...

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