Laboratori

Lunedì 15 luglio 2019 14:00 – 18:00

Laboratori In Sequenza

Analisi chimica degli elementi (M. Trifuoggi – Dipartimento di Scienze Chimiche, UNINA)

La lezione teorico pratica verterà sulle moderne tecniche analitiche applicate all’analisi delle acque. In particolare, verrà seguito il percorso del campione, partendo dagli strumenti per il prelievo e focalizzando l’attenzione sui diversi materiali e contenitori finalizzati alle differenti tecniche analitiche, passando poi per le diverse procedure di trattamento, fino all’analisi mediante le moderne tecniche strumentali, quali CI, GC-MS, ICP-OES, ICP-MS, et al.,  Il percorso darà una panoramica sulle attività che vengono svolte in un moderno laboratorio di analisi, utilizzando l’analisi delle acque come caso di studio. Un cenno verrà dato anche alle moderne tecniche di gestione in qualità (ISO 9001) e alle procedure per l’accreditamento dei laboratori (ISO 17025).

Misure emissione elementi con lo spettrometro (S. Galano – Dipartimento di Fisica E. Pancini, UNINA)

Verrà presentata un’attività didattica basata sulla metodologia dell’Inquiry Based Science Education (IBSE) e finalizzata allo studio degli spettri luminosi ottenuti dall’analisi di diverse sorgenti luminose. In particolare, si discuterà con i docenti di come l’analisi spettroscopica possa essere utilizzata per effettuare analisi indirette di sorgenti non facilmente accessibili, ad esempio le stelle. Verrà infine discusso con i docenti di come e se sia possibile dedurre dallo studio degli spettri stellari la presenza delle reazioni nucleari all’interno delle stelle.

Ai docenti saranno mostrati diversi tipi di spettrometro, con relativo software, e diverse sorgenti luminose da studiare. Verranno inoltre distribuiti materiali didattici utili ad implementare in autonomia l’attività didattica mostrata in aula.

 

Martedì 16 luglio 2019 14:00 – 18:00

Laboratori In Sequenza

Realizzazione di mappe del rischio geochimico (S. Albanese – Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Ambiente e delle Risorse, UNINA )

La realizzazione della cartografia geochimica ed il suo utilizzo per la stima, a scala regionale,  del rischio che deriva dall’esposizione a sostanze potenzialmente tossiche presenti nell’ambiente sono parte di un processo che mira a ridurre gli effetti deleteri della contaminazione di suolo, aria e acqua sulla popolazione umana. Il laboratorio si propone di raccontare, con la partecipazione attiva degli insegnanti, come procedere per realizzare la carta della distribuzione geochimica di un elemento su un’area di interesse a partire dalla raccolta dei campioni da utilizzare fino all’uso dei software utili alla produzione della cartografia tematica

 

 

 

 

Misure di densità (I. Testa – Dipartimento di Fisica E. Pancini, UNINA)

Nel corso del laboratorio i docenti saranno coinvolti in un’attività sperimentale finalizzata allo alla determinazione della densità di un corpo di materiale ignoto. Verrà discusso con i docenti partecipanti l’integrazione di questa esperienza laboratoriale in un percorso interdisciplinare che coinvolga le altre discipline con particolare attenzione al tema conduttore della Terza Edizione della Scuola di Formazione. Verranno infine consegnati ai docenti dei materiali didattici che gli stessi potranno utilizzare per implementare autonomamente l’attività sperimentale in aula.

 

 

 

 

Mercoledì 17 luglio 2019 10:30 – 18:00

Escursione geologica presso l’Appennino Campano con contributi di Biologia, Chimica e Fisica

(Organizzazione a cura di: Sandro Iannace – Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Ambiente e delle Risorse, UNINA)

L’escursione si svolgerà nella zona nella quale vengono a contatto le rocce vulcaniche del Roccamonfina e quelle calcaree della Catena Appenninica, creando paesaggio geomorfologici molto diversi. L’escursione sarà in primo luogo un laboratorio nel quale discutere come trasferire agli studenti delle Scuole Superiori la conoscenza del proprio territorio ma soprattutto come fare di questa un veicolo per una conoscenza sistemica del Pianeta. In particolare, durante l’escursione si toccheranno temi inter-disciplinari, prendendo spunto dalla visita allo straordinario sito delle “Ciampata del Diavolo”, impronte umane pleistoceniche impresse nelle piroclastiti del Roccamonfina, dalle osservazioni sui suoli, sulle acque e sulle emanazioni gassose legate alle faglie che saranno riconosciute direttamente sul territorio.

 

 

Giovedì 18 luglio 2019 10:30 – 13:00

Laboratori in Sequenza

Determinazione nutrienti e metalli pesanti (C. Arena, A. De Marco – Dipartimento di Biologia, UNINA)

Il laboratorio tratterà del campionamento del suolo ed alcune analisi preliminari e proseguiranno con trattamento dei campioni in laboratorio fino alla illustrazione del funzionamento di alcuni degli strumenti utilizzati per determinare, sia nei tessuti vegetali che animali, nutrienti e metalli.

Metodi di ricerca nella tossicologia ambientale (M. Guida – Dipartimento di Biologia, UNINA)

La continua esposizione a sostanze xenobiotiche che coinvolge flora, fauna e uomo è oggi divenuta una priorità della scienza e della tutela della salute pubblica. Fino a poco tempo fa il controllo della presenza di inquinanti nelle matrici ambientali si avvaleva principalmente di metodi di analisi chimico fisici. Tale approccio da solo non è in grado di valutare esattamente l’esistenza e l’entità di effetti additivi, sinergici o antagonistici tra i vari composti e/o di rilevare le sostanze che non sono state preselezionate. Queste difficoltà sono state superate con l’introduzione dei saggi biologici, in grado di valutare l’impatto reale o potenziale di agenti antropogenici sull’ambiente naturale. L’ecotossicologia, infatti, studia l’effetto di fattori fisici, chimici e biologici potenzialmente dannosi per l’uomo, la flora e la fauna, avendo preso una o più specie dell’ecosistema come predittive su quell’ambiente. L’ecotossicologia è una disciplina che integra i campi di indagine della chimica (del destino delle sostanze nell’ambiente), della tossicologia ambientale (che si occupa della valutazione degli effetti a diversi livelli di integrazione biologica) e dell’ecologia (che fornisce indicazioni sui processi che regolano la struttura e la funzione degli ecosistemi e le interazioni tra la componente biotica ed abiotica). I test ecotossicologici permettono di definire una relazione causa-effetto, quantificando gli effetti dei fattori di stress su tutti i livelli di organizzazione biologica, da quello molecolare a intere comunità ed ecosistemi. Si effettueranno attività relative ai più utilizzati bioindicatori come: Daphnia magna, Vibrio fischeri, Salmonella Typhimurium, Raphidocelis subcapitata e Sorghum saccharatum.

Laboratorio in Parallelo

Building a Thinking Mathematical Classroom (M. Mellone, C. Bisogni e R. Lo Sapio – Dipartimento di Matematica e Applicazioni R. Caccioppoli, UNINA)

Sappiamo che il problem solving è un modo efficace per gli studenti di imparare a pensare matematicamente e di acquisire profonde conoscenze matematiche. Recentemente sono stati individuati alcuni strumenti che possono costruire aule, studenti e persone matematicamente pensanti attorno ad attività di problem solving. In questo scenario nel laboratorio faremo esperienza di una particolare metodologia di lavoro sul problem solving nota con il nome di “Thinking Mathematical Classroom” (Liljedahl, 2016).  Questa metodologia prevede un’organizzazione dello spazio e dell’interazione tra individui concepita per supportare il più possibile il coinvolgimento nell’attività matematica e il sorgere di “Aha moment”, momenti di pura illuminazione matematica che creano emozioni positive a sostegno del processo di apprendimento.

Liljedahl, P. (2016). Building thinking classrooms: Conditions for problem solving. In P. Felmer, J. Kilpatrick, & E.Pekhonen (eds.) Posing and Solving Mathematical Problems: Advances and New Perspectives. New York, NY: Springer.

 

 Venerdì 19 luglio 2019 14:00 – 18:00

Laboratori in Sequenza

Modelli molecolari (I. Russo Krauss, G. Ferraro – Dipartimento Scienze Chimiche, UNINA)

L’esercitazione di laboratorio prevede l’utilizzo guidato di un software utilizzato per la visualizzazione di modelli molecolari di sistemi semplici e complessi, da molecole costituite da pochi atomi alle macromolecole di interesse biologico. Obiettivo principale è fornire ai partecipanti le basi dell’utilizzo di un software di grafica molecolare, per permettere loro l’utilizzo di questo mezzo nella didattica computer-assistita.

Dagli atomi del Big Bang alle macromolecole della vita: idee e spunti per progettare moduli di didattica laboratoriale interdisciplinare (R. del Gaudio – Dipartimento di Biologia, UNINA)

Quanto tempo fa sono comparse sulla Terra le prime forme di vita? Si sono originate spontaneamente a partire dalle “sostanze” chimiche che si trovavano negli oceani primitivi? O sono comparse sulla Terra in sottili lamine acquose su supporti o stampi di caolinite (argille)? Sono state trasportate da altri corpi celesti? Di sicuro esiste una stretta relazione fra la formazione delle prime forme di vita e le condizioni ambientali presenti sulla Terra miliardi di anni fa. Secondo una delle teorie più accreditate e moderne, di recente suffragata dalla prova sperimentale che ha rilevato l’esistenza dello ione molecolare di idruro di elio, l’Universo ha avuto inizio da una enorme esplosione (Big Bang) circa 13,8 miliardi di anni fa. Circa 100 milioni di anni dopo il Big Bang, «le prime stelle iniziarono a sintetizzare carbonio, ossigeno e altri elementi», «e nell’arco dei miliardi di anni che sono seguiti altre stelle hanno provveduto a popolare la nostra attuale Tavola Periodica».

Oggi, quasi 14 miliardi di anni dopo, il 2 % dell’idrogeno e dell’elio dell’Universo si è trasformato nella vasta gamma di elementi classificati nella Tavola Periodica: progressivamente, la trasformazione ha permesso la nascita della chimica complessa e, in definitiva, della biologia. Nonostante l’enorme complessità dei sistemi biologici e il numero elevato di elementi chimici disponibili sul pianeta Terra, le macromolecole organiche tipiche della vita sono composte principalmente da idrogeno, carbonio, azoto e ossigeno che sono fra gli elementi più abbondanti dei 24 della Tavola periodica. Sebbene in minore quantità anche fosforo e zolfo giocano ruoli fondamentali nella struttura e nel metabolismo delle cellule di tutti i microorganismi e di tutte le cellule sia animali sia vegetali che si comportano come sistemi altamente selettivi che concentrano al loro interno gli elementi della nutrizione minerale prelevandoli dall’ambiente circostante (aria e suolo).  Migliaia di atomi costituiscono le macromolecole che costituiscono il 90% del peso secco di tutto il nostro organismo entrano nella costituzione delle macromolecole biologiche sia informazionali (acidi nucleici e proteine) sia non informazionali (lipidi e carboidrati). Sodio, potassio, magnesio, calcio zolfo e fosforo rappresentano non più del 18%. Oltre a questi, un pizzico di litio, l’elemento che come ci dicono i neuroscienziati, mantiene il nostro buon umore, un profumo di metalli o alogeni; tutti (tranne l’idrogeno, l’elio) sintetizzati nelle stelle! Tutti questi elementi, presenti nel corpo umano, si differenziano molto in percentuale da quelli che sono i costituenti della crosta del pianeta Terra, alcuni di essi, come il Silicio, non sono affatto presenti, altri sono addirittura tossici per la vita così come la conosciamo sul nostro pianeta. La maggior parte delle macromolecole biologiche è polimerica è costituita da molecole costituite a loro volta da uno o pochi tipi di molecole più piccole, i cosiddetti monomeri che si condensano con legami covalenti con la perdita di una molecola di acqua, il magnifico e munifico solvente, una molecola speciale costituita da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno. Saranno proposti moduli didattici per la correlazione fra composizione chimica, struttura, funzione e finalità informazionali delle macromolecole di interesse biologico. Il flusso e l’espressione dell’informazione genetica dal DNA alle proteine. Saranno proposti esperimenti, filmati, racconti e articoli dalla letteratura scientifica più o meno recenti anche in lingua inglese per l’interdisciplinarietà e un training sull’utilizzo di tool di bioinformatica (in silico lab) per uno dei moduli didattici proposti (Il flusso e l’espressione dell’informazione genetica: dal DNA alle proteine) utile per implementare la didattica della biologia nell’era della biologia sintetica

 

Laboratorio in Parallelo

Competenze linguistiche in matematica: difficoltà e proposte didattiche (T. Pacelli – Dipartimento di Matematica e Applicazioni R. Caccioppoli, UNINA)

Da anni la ricerca nazionale ed internazionale in educazione matematica si occupa di individuare le origini delle difficoltà incontrate dagli allievi quando si avvicinano alla matematica.  Numerosi studi evidenziano che molte difficoltà di apprendimento in questa disciplina  possano essere legate a competenze linguistiche povere (Ferrari, 2004). In particolare, ci si riferisce all’utilizzo di schemi tipici del linguaggio “colloquiale” in un ambito, come quello matematico, in cui è richiesto l’utilizzo, invece di un linguaggio “colto”.  Alcuni autori, come Duval (2006), sottolineano l’importanza, nell’apprendimento della matematica, delle rappresentazioni semiotiche e della capacità di saper passare da una rappresentazione ad un’altra per supportare la comprensione di concetti matematici. In particolare, è importante che gli studenti acquisiscano abilità nei processi di trattamento (trasformazioni sulle rappresentazioni all’interno di uno stesso sistema semiotico, come calcolo algebrico, configurazioni figurali, ecc.) e conversione tra diversi sistemi semiotici (passaggio da una rappresentazione in un sistema semiotico ad una in un altro sistema semiotico, senza cambiare l’oggetto, come, ad esempio, il passaggio dall’espressione algebrica di una funzione al suo grafico, il passaggio da una tabella a un istogramma, ecc.). Altri autori, come ad esempio Anna Sfard (2001) interpretano il pensiero matematico come “comunicazione” e si riferiscono al linguaggio non come portatore di significati pre-esistenti ma come costruttore dei significati stessi. Secondo tale punto di vista, che si rifà al pensiero Vygotstkiano (Vygotskij, 1934), è il linguaggio che influenza il pensiero. Ed è per questo motivo che è fondamentale educare gli studenti ad argomentare (attraverso sia un linguaggio scritto che orale) tutti i processi messi in atto durante lo svolgimento di una attività matematica. E’ fondamentale, dunque, per i docenti pianificare attività matematiche che permettano di potenziare le competenze linguistiche degli studenti per supportare la comprensione dei concetti matematici. Il Laboratorio si pone l’obiettivo di riflettere insieme su quali possano essere le difficoltà che incontrano gli studenti dal punto di vista linguistico durante un’attività matematica, su come impostare attività che coinvolgano il “linguaggio”, sulle difficoltà di interpretare le argomentazioni prodotte dagli studenti nei loro elaborati, il tutto attraverso una metodologia collaborativa ed innovativa, l’ Interpretative Knowledge (Riberio, Mellone, Jakobsen, 2013).

Ferrari, P.L. (2004). Mathematical Language and Advanced Mathematics Learning. In Johnsen Høines, M. & Berit Fuglestad, A. (Eds.), Proceedings of the 28th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, Bergen (Norway), vol.2, pp.383-390.
Duval, R. (2006). The Cognitive Analysis of Problems of Comprehension in the Learning of Mathematics. Educational Studies in Mathematics, 61 n°1, pp. 103-131.
Ribeiro, M.,  Mellone,  M.,  Jakobsen,  A.  (2013). Characterizing prospective teachers’ knowledge in/for interpreting students’ solutions. In: Lindmeier AM,Heinze A (eds) Proceedings of the 37th conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, vol 4. PME, Kiel, pp 89– 96
Sfard, A. (2001). There is more to discourse than meets the ears: looking at thinking as communicating to learn more about mathematical learning. Educational Studies in Mathematics, 46, pp.13-57.
Vygotskij, L.S. (1934). Thought and language. Moscow-Leningrad: Sozekgiz.