PLS – Area Chimica

Resoconto di alcune attività svolte nell’anno 2018

Azione a “Laboratorio per l’insegnamento delle scienze di base”

Questa attività del PLS è iniziata, come negli anni passati, durante il mese di gennaio 2018 con alcuni incontri preparatori e organizzativi per via telematica con alcuni docenti della scuola secondaria di secondo grado. I contatti sono serviti per iniziare a coprogettare gli interventi dedicati agli studenti e individuare le tematiche più utili per il loro corso di formazione. Ulteriori contatti sono stati tenuti tramite incontri dei singoli docenti con il coordinatore del PLS, in particolare per i docenti delle scuole di Perugia. La tematica individuata da proporre agli studenti è stata, anche per quest’anno: La Chimica Forense, argomento sempre molto richiesto dai ragazzi e dai docenti.

Come per l’anno precedente questa tematica è stata sviluppata in sinergia con il PLS di Biologia e Biotecnologie. Come negli anni passati l’argomento è stato trattato e sviluppato sia in forma di lezioni frontali che in forma di attività di laboratorio a posto singolo per ogni studente, per quanto riguarda l’area chimica.

La Chimica come “strumento” d’indagine in ambito forense e investigativo. La scienza Forense è l’applicazione dei principi, delle conoscenze, dei metodi e delle tecniche, delle normali scienze, necessari per ricostruire gli eventi avvenuti sulla scena di un crimine e fornire informazioni per rispondere a questioni di natura legale. Per Chimica Forense s’intende lo studio dell’insieme delle conoscenze e dei metodi di analisi chimica, quali- e quantitativi applicati all’investigazione delle impronte e degli indizi, per la risoluzione di problemi di carattere legale.

Durante l’incontro sono stati illustrati i principi su cui si basa la chimica forense e le principali metodologie impiegate in tale ambito. L’incontro ha avuto come obiettivo quello di illustrare agli studenti:

-il significato e l’utilizzo di test presuntivi (screening tests);

-la ricerca di diverse prove fisiche tramite l’utilizzo di spot-test.

Introduzione teorica

Ruolo della chimica nella scienza forense:

  • Le prove fisiche
  • Gli spot test
  • Caratteristiche degli spot-test
  • Realizzazione di spot test presuntivi
  • Rassegna di alcuni spot test relativi per il riconoscimento di prove fisiche.

Esperienza di laboratorio

Sono stati eseguiti una serie di spot test mirati al riconoscimento presuntivo di:

-Impronte digitali latenti

-Residui di armi da fuoco

-Polveri ossidanti

-Farmaci ed alcool

-Saliva

-Sangue.

Questa attività è stata svolta nel mese di febbraio e nella prima quindicina di marzo. A partire dal 7 febbraio 2018 sono iniziate le attività relative all’azione A “Laboratorio per l’insegnamento delle scienze di base” del PLS. L’attività è consistita in incontri pomeridiani di 3 h (15.00-18.00) dove gli studenti e i docenti della scuola secondaria di secondo grado hanno eseguito degli esperimenti a posto singolo sulla tematica di Chimica Forense. L’attività è stata svolta presso il Laboratorio Didattico di Chimica Organica (40 postazioni allestite) del Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie. L’attività è stata supportata dal contributo di sei tutor (studenti della Laurea Magistrale in Scienze Chimiche che si sono alternati durante i vari giorni).

Sono stati impegnati 20 pomeriggi dal 6 febbraio fino al 14 marzo. Gli studenti della scuola secondaria che hanno partecipato sono stati complessivamente 672, appartenenti alle classi, IV e V.

Gli istituti scolastici della regione coinvolti sono stati 20 e i docenti della scuola secondaria che hanno partecipato all’attività sono stati 40. Le scuole coinvolte coprono adeguatamente tutta l’Umbria. A tutti i partecipanti è stato consegnato un fascicolo stampato a colori degli esperimenti. Tre Istituti scolastici hanno partecipato all’azione A nel mese di maggio per problemi organizzativi interni, il Liceo Classico “A. Mariotti (Perugia), il IIS G. Bruno (Perugia) e il Liceo “Città di Piero (Sansepolcro).

Attività di Divulgazione

Progetto: Tavola Periodica e Mostra di Chimica

La Tavola Periodica degli Elementi rappresenta una delle vette più alte nel campo dello studio del mondo che ci circonda, una sintesi delle nostre conoscenze di come gli atomi e le molecole interagiscano tra loro per dare forma a tutta la realtà che ci circonda. Il prossimo anno (2019) ricorrerà il centocinquantesimo anniversario di questa storica pietra miliare, e la mostra La Chimica. Storia, Scienza, Società, realizzata in collaborazione con il Laboratorio di Scienze Sperimentali di Foligno, vuole trasmettere al pubblico tutto il fascino che la Chimica, una disciplina affascinante e spesso mal vista e interpretata, dovrebbe infondere in ognuno di noi.

La Mostra ha costituito uno degli eventi principali della Festa di Scienza e di Filosofia - Virtute e Conoscenza 2018. La mostra è stata tenuta nella città di Foligno presso il palazzo Brunetti Candiotti dal 7 al 29 Aprile. (Brochure)

La mostra ha avuto come elemento principale la Tavola Periodica degli elementi di dimensioni 3m x 2m contenete campioni reali di quasi tutti gli elementi ad eccezione di quelli radioattivi e di quelli non rappresentabili fisicamente. La tavola è una struttura tridimensionale realizzata in Corian®, ogni cella è collegata ad un sistema digitale che permette a ciascun utente di selezionare tramite il dispositivo una cella, la quale si illumina mostrando il campione reale contenuto.

Accanto alla tavola Periodica è stato costruito un percorso di exhibit, dove gli studenti del IV e V di alcuni Istituti secondari di secondo grado hanno illustrato ed eseguito gli esperimenti coinvolgendo il pubblico. Gli studenti coinvolti sono stati precedentemente formati nei mesi di dicembre e gennaio e marzo tramite diversi incontri presso il Laboratorio di Scienze Sperimentali di Foligno. La formazione dei ragazzi coinvolti, 60, e dei docenti accompagnatori è stata tenuta dal sottoscritto Prof. Raimondo Germani e dal Dottor Gabriele Pastori. Gli incontri di formazione hanno previsto un’introduzione alla tavola periodica e agli elementi chimici, aspetti scientifici e storia della scoperta di una selezione degli elementi. In questa fase sono state illustrate le modalità con cui gli studenti potevano collaborare alla realizzazione del progetto:

  • Suggerimenti sulle fonti (soprattutto quelle reperibili in internet) dalle quali acquisire le informazioni necessarie;
  • Realizzazione di schede informative sugli elementi chimici da esporre durante la mostra;
  • Eventuale realizzazione di contributi personali degli studenti (fotografie, disegni etc.);
  • Realizzazione delle schede degli elementi chimici.

La formazione ha poi riguardato l’illustrazione teorico-pratica delle esperienze connesse alla mostra di chimica.

Per gli studenti della scuola secondaria di secondo grado, sono state illustrate e realizzate delle esperienze finalizzate alla formazione degli studenti che saranno presenti durante la mostra per illustrare l’esposizione ai visitatori. Gli argomenti trattati, legati agli esperimenti, sono stati: i colori della chimica, i cristalli, i liquidi, i sistemi plurifasici, i fluidi magnetici, le matrici gel, la scienza dei materiali e la chimica spettacolare. Connesse con la mostra sono state anche organizzate e realizzate delle mini-conferenze di divulgazione scientifica tenute da docenti universitari dell’Università degli Studi di Perugia nei gironi 7, 13, 14, 21 Aprile.

Azione b “Attività didattiche di autovalutazione”

I test di autovalutazione hanno lo scopo di valutare le conoscenze dello studente ma soprattutto è una verifica indiretta della capacità del docente di trasferire conoscenza. È con questo approccio che sono stati proposti i test di autovalutazione.

Durante gli incontri con gli studenti per l’azione A, sono stati forniti a ognuno dei docenti referenti e accompagnatori 50 copie cartacee di due tipologie di test di autovalutazione da somministrare agli studenti delle proprie classi. L’obiettivo era di somministrare i test nel mese di maggio massimo i primi di giugno e quindi riconsegnate il materiale per essere analizzato. Un primo test di autovalutazione è costituito da 15 domande con 5 risposte di cui una giusta confezionato prendendo spunto dai test CISIA, il secondo test è invece costituito da 20 domande costruite basandosi sui concetti forniti agli studenti durante le attività PLS nei vari anni.

Il test è stato svolto direttamente nelle varie scuole in tempi diversi. Il materiale cartaceo è stato successivamente raccolto ed esaminato. Dopo la sua correzione del test di autovalutazione, i risultati sono stati forniti ai docenti referenti e commentati.

Benché globalmente i test abbiano fornito risultati buoni, ed alcune classi hanno risposto ai test in maniera ottima, sono emerse da parte degli studenti alcune lacune sistematiche, non legate al tipo di Istituto, ma riconducibili allo sviluppo di alcuni argomenti che forse vengono trattati non in maniera adeguata da parte dei docenti. Sulla base di questa osservazione nel corso di formazione rivolto ai docenti, che si è svolto nel mese di settembre, è stata programmata una lezione ad hoc per cercare di migliorare alcuni aspetti emersi lacunosi nell’insegnamento.

Azione c “Formazione insegnanti”

Come per l’anno 2017 il corso di aggiornamento è stato tenuto nel solo mese di settembre 2018, periodo, sulla carta, con minori impegni istituzionali da parte dei docenti della scuola secondaria di II grado.

Il corso di formazione è stato tenuto in 6 incontri pomeridiani di 4 ore ognuno. Gli incontri sono avvenuti nei giorni 6, 11, 13, 18, 20 e 25 settembre. I docenti che hanno partecipato al corso sono stati complessivamente 67 appartenenti a 21 Istituti Scolastici che coprono adeguatamente sia la provincia di Perugia che quella di Terni (Elenco docenti).

Come per l’attività dello scorso anno, il corso di formazione è stato integrato tra l’area chimica quella biologica e quella biotecnologica, complessivamente i docenti hanno seguito 24 ore di formazione sulle tre discipline.

Per quanto riguarda i contenuti di area chimica sono stati affrontati e ulteriormente sviluppati alcuni argomenti collegati a quelli proposti nel 2017:

1. La sturttura delle molecole (Prof. R. Germani)

2. Gli Esteri: gli odori della frutta (Prof. R. Germani)

3. Molecole dalla forma curiosa (Prof. R. Germani)

4. Coloranti organici naturali (Prof.ssa C. Clementi)

5. La chimica con la luce. Fare luce con la chimica (Prof.ssa T. Del Giacco)

Per la didattica dei gruppi funzionali è stato selezionato il gruppo estereo, all’interno di questo argomento sono stati sviluppati diversi aspetti fino a toccare argomenti come gli oli, grassi, cere e saponi.

La tematica sul colore delle molecole è stata sviluppata ulteriormente focalizzando l’attenzione sui coloranti naturali per la tintura di fibre tessili. Altra tematica iniziata, su richiesta dei docenti è stata la struttura e la forma delle molecole, in quest’ambito sono state trattate le diverse teorie.

Alla fine del percorso è stata fatta una prima rielaborazione collegiale dei contenuti degli incontri. Per alcuni degli argomenti trattati sono state costruite anche delle schede per attività sperimentale di laboratorio.

Al termine dell’attività di formazione, ai docenti è stata somministrata una scheda anonima di valutazione del corso seguito con dieci domande, più un campo libero per commenti (Scheda valutazione). L’analisi delle risposte ha evidenziato un attimo riscontro dell’attività svolta sia in termini di contenuti proposti sia in termini di adeguatezza dei relatori. Com’è inevitabile l’unica lieve criticità, dedotta dai commenti liberi, nasce per la sovrapposizione delle date degli incontri con gli impegni scolastici dei docenti. Tuttavia più del 85% dei docenti partecipanti a seguito almeno 4 dei 6 incontri.

L’attività di formazione di area chimica è stata realizzata con il contributo del Prof. Raimondo Germani e delle ricercatrici Dott.ssa Tiziana del Giacco e Dott.ssa Catia Clementi ed è stata supportata dal contributo di due tutor (studenti della Laurea Magistrale in Scienze Chimiche).

Attività di formazione nei confronti di molti dei docenti partecipanti è chiaramente stata realizzata anche durante la costruzione degli esperimenti per l’azione A.

Come fatto anche nel precedente anno, sono stati realizzati ulteriori incontri con valenza di orientamento e di formazione presso alcune scuole della Regione, su richiesta dei docenti Il 22 dicembre 2018 è stato tenuto un seminario didattico-divulgativo di 2h presso il Liceo Scientifico e Artistico “G. Marconi” di Foligno dal titolo “Le molecole dalla forma curiosa”, all’incontro hanno partecipato circa 100 ragazzi e i relativi docenti (Prof.sse Tocchi, Pedullà, Minelli). Sempre nello stesso istituto il 5 febbraio 2018 è stata tenuta un’attività laboratoriale, in orario scolastico di 4h, che ha avuto come argomento “I coloranti Azoici”. Durante questo incontro, aperto ai ragazzi del IV e V sono state eseguite, con l’aiuto dei ragazzi, delle semplici preparazioni di composti colorati azoici con proprietà acido-base.

Il 17 gennaio 2018, su richiesta dei docenti dell’Istituto ISIS “I. Calvino” di Città della Pieve è stato tenuto un incontro con studenti e docenti (Prof. Del Rosso, Nardini, Locritani, Stefanelli), avente come argomento “Una breve introduzione alla Chimica Organica”. Durata dell’intervento 2h presenza di 60 studenti.