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Prodotto realizzato con il contributo della Regione Toscana nell'ambito dell'azione regionale di sistema Laboratori del Sapere Scientifico I LICHENI ORGANISMI SENTINELLA VALUTAZIONE DELLA QUALITÀ DELL'ARIA E DELL'INQUINAMENTO ATMOSFERICO ATTRAVERSO I BIOINDICATORI Liceo “E. Fermi” – Cecina (LI) Classi Seconde Liceo delle Scienze Umane e Liceo Linguistico Proff. Fabiola Toncelli, Patrizia Pilegi, Gianna Bracaloni, Belinda Arrighetti Assistente di laboratorio Giuseppe Bari Collocazione del percorso effettuato nel curricolo verticale Il percorso si inserisce all’interno del programma di scienze naturali delle classi del primo biennio, con particolare riferimento al modulo “I viventi”, affrontato nelle classi seconde, ma ben si collega ai contenuti affrontati nella classe prima relativi al modulo “L’atmosfera”. Prerequisiti per affrontare il percorso: Caratteristiche generali dell’atmosfera Le diverse forme di inquinamento Gli ecosistemi e la biodiversità Relazioni tra gli organismi con particolare riferimento alla simbiosi Nozioni di biologia dei funghi, delle alghe verdi e dei licheni Obiettivi essenziali di apprendimento - Focalizzare l'attenzione sull’inquinamento dell'aria nelle aree urbane e non. - Comprendere come la comunità lichenica possa essere impiegata per valutare e stimare il livello di inquinamento dell'ambiente. - Introdurre i concetti di bioindicatore e di indice di qualità, sperimentandoli sul campo. - Comprendere l’importanza della ricerca sul campo, eseguendo osservazioni accurate per la raccolta di dati sperimentali - Organizzare i dati raccolti seguendo criteri logici prestabiliti che ne permettano la corretta interpretazione - Ricavare conclusioni da dati raccolti tramite esperimenti - Collaborare con i compagni di classe ed i docenti per raggiungere un obiettivo di gruppo METODOLOGIA UTILIZZATA Il percorso ha utilizzato la metodologia IAP (Index of Atmosferic Purity), Indice di Purezza Atmosferica, con opportune semplificazioni che l’hanno resa idonea ad un’applicazione didattica liceale, messa in correlazione con l’utilizzo IBL, l’Indice di Biodiversità Lichenica e si è articolato in quattro fasi distinte: PRIMA FASE – FASE di PROGETTAZIONE SECONDA FASE – FASE di PREPARAZIONE TERZA FASE – FASE di RILEVAZIONE della PRESENZA dei LICHENI e RACCOLTA dei DATI QUARTA FASE – FASE di ELABORAZIONE dei DATI e delle CONCLUSIONI MATERIALI, APPARECCHI e STRUMENTI IMPIEGATI MATERIALI 3 tubi plastica o plexiglass di 50 cm di lunghezza e 1 cm di diametro; spago robusto o filo da pesca in nylon; rete in plastica; piombini APPARECCHI Reticolo di rilevamento STRUMENTI IMPIEGATI Metro; filo a piombo; goniometro; lente d’ingrandimento (10 x, se possibile con lampadina d’illuminazione); coltellino in acciaio; Martello; scalpellino; schede di rilevazione dei dati; buste di carta per la raccolta di esemplari lichenici; lente di ingrandimento e stereomicroscopio; reagenti: K (idrossido di potassio), C (ipoclorito di sodio); chiavi analitiche ed eventualmente erbario lichenico portatile; carte topografiche AMBIENTI IN CUI E’ STATO SVILUPPATO IL PERCORSO La fase di progettazione, quella di preparazione e parte della elaborazione dei dati sono state realizzate nelle aule delle classi coinvolte e nel laboratorio di informatica Una parte della fase di preparazione e di quella di elaborazione dei dati è stata condotta nel laboratorio di Scienze La fase di rilevazione dei licheni è stata realizzata all’esterno delle strutture della scuola, in due località selezionate dagli alunni: località1: all’interno del complesso “Scornabecchi”, nel comune di Montescudaio località 2: dintorni di Bolgheri, nel comune di Castagneto Carducci TEMPO IMPIEGATO Per la messa a punto preliminare nel gruppo LSS: 4 ore Per la progettazione specifica e dettagliata nelle classi: 8 ore di lavoro personale degli studenti, 10 ore di lezione in aula e 10 ore di lavoro in laboratorio; 7 ore per l’elaborazione dei dati Tempo-scuola di sviluppo del percorso Per le uscite esterne: 12 ore suddivise in due uscite sul campo Per la documentazione: 8 ore ALTRE INFORMAZIONI Il progetto può essere svolto in diverse classi seconde del primo biennio del liceo che possono procedere in parallelo, se però ci fosse l'esigenza di diminuire i tempi di svolgimento del progetto, si potrebbe ricorrere alla modifica come di seguito descritto: le prime due fasi possono essere affrontate da tutte le classi, poi il lavoro può essere spartito tra le classi, facendo in modo che ognuna si specializzi in un settore. FASE di PROGETTAZIONE Il percorso prende avvio con la FASE di PROGETTAZIONE, nella quale ogni classe, lavorando su materiali forniti preventivamente dall'insegnante, anche suddivisa in gruppi, si è documentata sull'argomento e ha approfondito i temi, ricorrendo anche ad informazioni aggiuntive ottenute da altre fonti. In questa fase iniziale ogni studente ha avuto la possibilità di propone idee su come affrontare l'argomento presentandole al gruppo degli alunni coinvolti. FASE di PREPARAZIONE Una volta individuato il percorso che meglio permette di affrontare il tema della qualità dell'aria e dell'inquinamento atmosferico attraverso lo studio dei bioindicatori, si passa alla FASE di PREPARAZIONE. In questa fase ciascun alunno ha acquisito la conoscenza/abilità di riconoscere i licheni in natura, con particolare riferimento al loro aspetto, alla loro ubicazione e alla modalità di riproduzione. Inoltre in questa fase ciascuno studente ha eseguito semplici indagini di laboratorio, ha compreso come utilizzare il biomonitoraggio in riferimento ai licheni, riconoscendoli quali organismi bioindicatori e bioaccumulatori. Una ulteriore abilità acquisita in questa fase è stata quella di saper costruire i reticoli di rilevamento. IL RETICOLO DI RILEVAMENTO Il Reticolo di Rilevamento è lo strumento che permette di effettuare rilevazioni quantitative della presenza dei licheni sulla corteccia delle piante e grazie al quale è possibile calcolare l’indice di purezza atmosferica (IAP). Nella costruzione del reticolo è indispensabile rispettare forma e dimensioni prestabilite, affinché i risultati ottenuti siano riproducibili e confrontabili con quelli ottenuti da altri rilevatori. COSTRUZIONE DEL RETICOLO DI RILEVAMENTO Il reticolo è costituito da tre listelli verticali e sei fili orizzontali che, incrociandosi, delimitano dieci spazi rettangolari di 15 cm (base) x 10 cm (altezza). Le misure complessive del reticolo sono 30 cm x 50 cm (0,15 mq di superficie). Come listelli possono essere utilizzati tubi in plastica o in plexiglas o legno (diametro 1,5 cm). Come filo può essere sufficiente uno spago resistente o, ancor meglio, un filo da pesca in nylon. COSTRUZIONE DEL RETICOLO DI RILEVAMENTO FASE di RILEVAZIONE DELLA PRESENZA DEI LICHENI La FASE di RILEVAZIONE DELLA PRESENZA DEI LICHENI, è stata realizzata sul campo, attraverso due uscite sul territorio per individuare aree adatte all'osservazione . Le uscite sul territorio hanno permesso di posizionare due stazioni di rilevamento per il monitoraggio della presenza dei licheni. Ciascuna stazione di rilevamento è costituita da almeno 3-5 alberi. In questa fase si è dovuto quindi lavorare su due diversi piani di ricerca: A- Individuazione delle aree di rilevamento B- Scelta delle piante da utilizzare come superficie di campionamento A- Individuazione delle aree di rilevamento Inizialmente, orientato per la scelta delle aree di monitoraggio il nostro gruppo di lavoro si era orientato per posizionare le stazioni di monitoraggio in aree vicine alla sede della nostra scuola, così da evidenziare l’eventuale presenza di una fonte inquinante nei pressi della nostra scuola, ma fortunatamente, oltre il traffico degli automezzi, non abbiamo valutato che la situazione fosse così allarmante. Inoltre nei dintorni della nostra sede scolastica ci sono state difficoltà anche per trovare alberi idonei per il campionamento, in quanto non possedevano i requisiti richiesti dai protocolli di indagine. A tale scopo abbiamo studiato, in laboratorio, il modo di procedere e devono essere realizzate delle uscite mirate nei dintorni, in particolare: nel complesso “Scornabecchi”, che si trova nel comune di Montescudaio. Il luogo è stato scelto perché rappresenta un’area verde separata dal centro urbano con piante come Cerri e Lecci, adeguate per il campionamento e quindi adatta a valutare come cambiano i risultati spostandosi dal cuore del bosco verso il centro urbano. Nei dintorni di Bolgheri, nel comune di Castagneto Carducci, perché anche qui è presente un’area boschiva distribuita lungo vie di comunicazioni e campi agricoli. B- Scelta delle piante da utilizzare come superficie di campionamento L’elaborazione dell’indice IAP si basa sui licheni epifiti e quindi sono necessarie piante sulle quali ricercare i licheni ed effettuare le misure. Non tutte le piante sono idonee a diventare una pianta campione per la rilevazione dei licheni. Le caratteristiche devono essere le seguenti: - non devono essere troppo giovani, altrimenti i licheni potrebbero non esservi ancora insediati; - il tronco deve avere una circonferenza minima di 70-80 cm, in modo che la lettura con il reticolo possa ritenersi corretta; - Il tronco non deve essere molto inclinato (max 10°, da verificare con filo a piombo e goniometro); - non devono essere presenti scanalature o grosse nodosità, che impediscono uno scorrimento uniforme dell’acqua piovana; - la scorza non deve essere desquamante (platano, conifere), contenere sostanze resinose (conifere) o antimicotiche (ippocastano); - non devono essere stati effettuati trattamenti antiparassitari o verniciature del tronco; - non ci deve essere una forte presenza di muschio; - gli alberi devono essere il più possibile isolati ed in nessun caso fare parte di siepi. B- Alberi da preferire Esistono piante a scorza acida e piante a scorza basica, che sono in grado di influenzare il tipo ed il numero dei licheni presenti. Si deve quindi operare una scelta a favore di una sola pianta o al massimo due, ma entrambe a scorza acida o a scorza basica, privilegiando quelle più diffuse nella zona. Di norma le piante più utilizzate sono i tigli (alberature stradali, giardini pubblici e privati) e le querce (campagna). ALBERI A SCORZA ACIDA ALBERI A SCORZA BASICA ACERO FRASSINO BAGOLARO NOCE QUERCIA PIOPPO TIGLIO ROBINIA SALICE OLMO B- Posizionamento dei reticoli di rilevamento Il corretto posizionamento dei reticoli rappresenta una parte delicata del lavoro sul campo. Sono state individuate due tipologie di alberi da utilizzare: Cerri e Lecci. Sul tronco di questi alberi abbiamo applicato il reticolo ad un'altezza di circa 120 cm dal suolo, fissandolo con due corde o con robusti elastici annodati; all'interno dei rettangoli del reticolo sono stati poi conteggiati i licheni osservati. B- Determinazione delle stazioni di campionamento Le stazioni di campionamento devono avere determinate caratteristiche, che vengono riportate di seguito. - Devono essere costituite da 3-5 alberi, più o meno vicini tra loro (possibilmente con distanze reciproche inferiori ai 100 m). - Per ogni stazione di campionamento si calcola il valore dello IAP, come media aritmetica tra i valori dell’indice per le singole piante. - Preventivamente si rende necessaria una ricognizione del territorio oggetto di indagine, che consenta di segnare su di una carta (scala 1:5.000 oppure 1:10.000) gli alberi ed i gruppi di alberi idonei per la rilevazione. - Maggiore è il numero di stazioni più affidabile e “reale” risulterà la “fotografia” dello stato di inquinamento che si realizzerà. B- Metodo per la raccolta, l’elaborazione e l’interpretazione dei dati relativi ai licheni Esistono due metodi che vengono consigliati dagli esperti di settore per raccogliere, elaborare ed interpretare i dati relativi ai licheni. Essi sono: IL METODO DEI QUADRATI (adottato nel presente percorso) e il METODO A STELLA. Il metodo dei quadrati consiste nella suddivisone del territorio sottoposto ad indagine in un reticolo di quadrati, dentro ognuno dei quali deve ricadere una stazione di campionamento. I quadrati in cui non è possibile situare una stazione di campionamento, in quanto non dispongono di piante idonee, vengono esclusi, mentre ad ognuno degli altri corrisponderà un valore dell'indice di purezza atmosferica. La dimensione dei quadrati del reticolo può essere scelta in base alle esigenze di chi compie l'indagine: un numero maggiore di quadrati consente di disporre di maggiori informazioni, ma aumenta il numero delle stazioni di campionamento e quindi delle uscite. La dimensione tipica del quadrato è quella con il lato di 500 metri. La stazione, secondo quanto indicato, dovrebbe ricadere in posizione il più centrale possibile. RACCOLTA DEI DATI per IL CALCOLO dell’IAP Index of Atmosferic Purity In ogni stazione di campionamento abbiamo eseguito il conteggio dei licheni presenti sulle piante campione. Il metodo che abbiamo utilizzato si basa sulla misura delle frequenze di ogni specie lichenica nei rettangoli in cui è suddiviso il reticolo. In pratica, per ogni lichene rilevato nell'area delimitata dal reticolo, si conta il numero totale dei quadranti all'interno dei quali esso è presente. Il reticolo va posizionato in modo da poter disporre delle migliori condizioni possibili, cioè applicandolo alla parte del tronco dove i licheni sono più abbondanti e vari. Gli alberi della stazione in cui i licheni sono assenti non vanno, possibilmente, considerati; se ciò non è possibile, in quanto essi sono necessari per raggiungere il numero minimo di alberi campionati, il loro valore di frequenza sarà pari a zero. RACCOLTA DEI DATI I dati relativi al conteggio e quelli più generali sulla stazione e sulla pianta, vengono trascritti sulla scheda di rilevamento, qui riportiamo l’esempio di una scheda di rilevamento dei licheni per una singola pianta Rilevamento della frequenza delle specie licheniche Il valore massimo di frequenza di un lichene è dieci, se esso è presente in tutti i quadranti del reticolo Se una specie lichenica è presente con più talli (più individui) all'interno di un quadrante, la frequenza per quel quadrante è comunque pari a uno. La somma delle frequenze relative ad ogni singolo lichene costituisce il valore di frequenza di una singola pianta campione Il calcolo dell’Indice di Purezza Atmosferica o IAP, un esempio La media aritmetica delle frequenze misurate nelle 3-5 piante di una stazione di campionamento rappresenta il valore dell'Indice di Purezza Atmosferica. Il calcolo dell’Indice di Purezza Atmosferica o IAP, interpretazione dell’esempio presentato Ognuno dei 3 reticoli corrisponde ad un ipotetico albero; i tre alberi costituiscono la stazione di campionamento. Le diverse specie licheniche sono rappresentate da differenti figure geometriche (più o meno grandi a seconda della dimensione del tallo). L'Indice di Purezza Atmosferica della stazione di campionamento risulta dalla media aritmetica delle frequenze totali misurate su ogni albero. La classificazione a livello di specie non è strettamente necessaria per il calcolo dell’indice. Quindi in questa parte del nostro lavoro non è stata realizzata. Può essere sufficiente rilevare le differenze morfologiche più evidenti, che a volte ci permettono di distinguere i diversi licheni ad una prima occhiata. Per le specie più somiglianti bisognerà dedicarsi ad una paziente ed attenta osservazione con la lente d'ingrandimento, annotando i caratteri distintivi delle diverse specie e questo è stato realizzato, in parte, in laboratorio, nell’ultima fase, dedicata proprio al riconoscimento delle specie licheniche. Quali informazioni ci fornisce l’I.A.P. Attraverso l’osservazione dei valori dell’I.A.P. è possibile individuare aramente le situazioni-limite che individuano scarsa qualità dell’aria da una parte, e buona qualità dell’aria dall’altra: Per deserto lichenico si intende un’area completamente priva di licheni. In presenza di deserto lichenico causato dall'inquinamento atmosferico, l'indice I.A.P. assume valore zero. Valori dello I.A.P. inferiori a 10 sono tipici delle zone ai margini del deserto lichenico e sono comunque indice di una scarsa qualità dell'aria. Quando lo I.A.P. raggiunge e supera il punteggio di 30 la qualità dell'aria comincia ad attestarsi su di un buon livello. RILEVAMENTO DEI DATI SUL CAMPO Nell'area “Scornabecchi”, così come nell'area individuata nei dintorni di Bolgheri abbiamo proceduto al rilevamento delle specie licheniche presenti sulle querce e i lecci selezionati. Per il rilevamento delle specie licheniche presenti sugli alberi abbiamo utilizzato una tabella di classificazione dei licheni basata sulla colorazione e proceduto alla compilazione delle schede di rilevamento. Riportiamo come esempio la scheda compilata e riferita a tre delle cinque stazioni della zona “Scornabecchi” e quella della stazione 3 di Bolgheri. RILEVAMENTO DEI DATI SUL CAMPO Lichene A BIANCO Lichene B VERDE Lichene C GRIGIO Lichene D MARRONE Lichene E GIALLO Tabella per l’identificazione del lichene basata sulla sua colorazione RILEVAMENTO DEI DATI SUL CAMPO LOCALITA’ SCORNABECCHI Disposizione delle 5 stazioni di campionamento nel complesso “Scornabecchi” nel comune di Montescudaio, monitorate con “metodo dei quadrati”. Ciascuna stazione presenta tre alberi campionati; i colori contengono già implicitamente i risultati, come possiamo poi confrontare con le tabelle IBL RILEVAMENTO DEI DATI SUL CAMPO RILEVAMENTO DEI DATI SUL CAMPO LOCALITA’ NEI DINTORNI DI BOLGHERI Disposizione delle 5 stazioni di campionamento nei dintorni di Bolgheri, località nel comune di Castagneto Carducci, anche queste monitorate con “metodo dei quadrati”, le stazioni indicate dai segnapunti sono collegate con i segmenti che indicano il metodo utilizzato, ovvero, anche in questo caso, quello dei quadrati. RILEVAMENTO DEI DATI SUL CAMPO Stazione 3: schema di rilevamento da reticolo. IBL medio di 21. Albero 1 LECCIO Circonferenza 90 cm Albero 2 QUERCIA Circonferenza 68 cm Albero 3 LECCIO Circonferenza 71 cm B B AAA BB BBB AAAB AB B AB B BBBB AAA BB B AA AB BBA B BBA BB BA B AAB BB B B BA B AAA BBBA IBL=15 IBL=18 IBL=30 RILEVAMENTO DEI DATI SUL CAMPO LOCALITA’ NEI DINTORNI DI BOLGHERI Disposizione delle 5 stazioni di campionamento nei dintorni di Bolgheri, località nel comune di Castagneto Carducci, anche queste monitorate con “metodo dei quadrati”, le stazioni indicate dai segnapunti sono collegate con i segmenti che indicano il metodo utilizzato, ovvero, anche in questo caso, quello dei quadrati. FASE di ELABORAZIONE dei DATI e CONCLUSIONI Dopo aver raccolto i dati dalle due stazioni di rilevamento li abbiamo rielaborati ed abbiamo identificato le correlazioni tra IBL e IPA utilizzando le tabelle di correlazione. Questa correlazione è stata da noi ottenuta per entrambe le località monitorate e ci ha permesso di giungere alle conclusioni circa il livello di inquinamento presente sia a Scornabecchi, sia nei dintorni di Bolgheri. Riportiamo la correlazione tra i due indici e le conclusioni per le due località esaminate. CORRELAZIONE IBL e IPA LOCALITA’ SCORNABECCHI CONCLUSIONI CIRCA IL LIVELLO DI INQUINAMENTO LOCALITA’ SCORNABECCHI Secondo i dati rilevati, la zona “Scornabecchi”, a nord di Montescudaio (PI), risulta molto inquinata, con un valore medio degli indici IBL e IPA di 7.8. Inoltre abbiamo notato che più ci avviciniamo al centro abitato più aumenta l’inquinamento, come dimostra l’immagine con i colori rosso (più inquinato) e arancione (meno inquinato) CORRELAZIONE IBL e IPA LOCALITA’ BOLGHERI (dintorni) Stazione 1: 1° I.PA. 21 2° I.P.A. 23 3° I.P.A. 22 Media indice purezza dell’aria: 22 Fascia gialla/ mediocre Stazione 2: 1° I.P.A. 15 2° I.P.A. 25 3° I.P.A. 20 Media I.P.A. 20 Fascia arancione/ scadente Stazione 3: 1°I.P.A. 15 2° I.P.A. 18 3° I.P.A. 30 Media I.P.A. 21 Fascia gialla/ mediocre Stazione 4: 1° I.P.A. 26 2° I.P.A. 24 3° I.P.A. 26 Media I.P.A. 25,333… Fascia gialla/ mediocre Stazione 5: 1° I.P.A. 22 2° I.P.A 15 3° I.P.A 11 Media I.P.A. 16 Fascia arancione/ scadente CONCLUSIONI CIRCA IL LIVELLO DI INQUINAMENTO LOCALITA’ BOLGHERI (dintorni) Dallo studio delle varie aree emerge il fatto che non ci sono grandi differenze tra le stazioni a livello di purezza nell’aria e infatti non si evidenzia una grande differenza di distribuzione lichenica tra una stazione ed un’altra . Abbiamo concluso il nostro lavoro sul campo osservando che in questa località la biodiversità lichenica (valutazione di I.B.L.) secondo la scala di Nimis pone le 5 stazioni in fascia arancione (scadente) e in fascia gialla (mediocre). In generale, per quanto riguarda la qualità dell’aria, valutando l’I.P.A., possiamo concludere che essa sia abbastanza scadente in tutte le zone, sintomo probabilmente che nell’area è presente una fonte di inquinamento ambientale “diffusa”. ATTIVITA’ DI LABORATORIO: LA CLASSIFICAZIONE DEI LICHENI L'ultima parte del nostro percorso è consistita nella classificazione dei licheni secondo la chiave elaborata dal Prof. P.L. Nimis. Questa parte del nostro lavoro è stata realizzata in laboratorio. Per classificare i licheni epifiti abbiamo osservato alcune loro caratteristiche: - la forma di crescita del tallo. Infatti esistono licheni crostosi, fogliosi, fruticosi e composti; - i diversi tipi di organi riproduttivi e propagativi. Abbiamo studiato che il lichene si può riprodurre in due modi differenti, quali la riproduzione sessuata e la riproduzione asessuata (moltiplicazione vegetativa); - la colorazione. I licheni possono essere di colore giallo, arancione, verde-giallastro, blu, nerastro, grigio-azzuro, ecc... Difficilmente un lichene presenta un colore facilmente determinabile, di solito i campioni presi in zone ombrose hanno colorazioni più deboli di altri presi in zone soleggiate. ESEMPI DI LICHENI Esempio di lichene composto verde [ il tallo primario è crostoso o foglioso ed il tallo secondario è a sviluppo verticale] Esempio di lichene foglioso bianco [i lobi sono appiattiti e crescono in maniera parallela al substrato] ESEMPI DI LICHENI Esempio di lichene crostoso verde-giallastro [molto aderente al substrato] Esempio di lichene fruticoso verde [i talli tendono a ramificare in varie direzioni. L’ aspetto nell’insieme è cespuglioso.] Per procedere alla classificazione dei licheni raccolti abbiamo sottoposto i nostri campioni a dei test chimici in laboratorio. Alcune sostanze presenti nei licheni ci aiutano nella loro classificazione. Nei nostri test abbiamo utilizzato: ipoclorito di sodio (soluzione indicata con C) e idrossido di potassio (soluzione indicata con K). Per ottenere l'ipoclorito di sodio(C) abbiamo diluito al 50% della comune varechina, mentre l'idrossido di potassio è stato ottenuto solubilizzando del KOH in acqua distillata fino ad avere una soluzione satura e stabile. Per eseguire correttamente l'esperienza abbiamo utilizzato una lente di ingrandimento adeguata all'osservazione dei licheni, capace di sfruttare luce bianca, così da non compromettere la colorazione degli organismi e due siringhe per iniettare i reagenti nel tallo dei licheni così da evidenziare la presenza di sostanze che formano composti colorati. Dopo aver osservato dapprima i licheni e averli sottoposti successivamente alla reazione con ipoclorito di sodio e/o idrossido di potassio abbiamo utilizzato la chiave semplificata per la determinazione dei più comuni licheni epifiti d'Italia del Prof P. L. Nimis e adottata dal Dipartimento di Biologia dell'Università di Trieste. Utilizzando la procedura in laboratorio abbiamo osservato quanto segue: 1) sottoponendo il campione di lichene alla reazione con la soluzione C non si è avuta alcuna modifica e dunque abbiamo potuto escludere le tipologie di licheni caratterizzati da reattività all'ipoclorito di sodio (specie C+) giungendo a definire il nostro lichene appartenente a una specie C- 2) sottoponendo il lichene all'azione della soluzione K abbiamo ottenuto un risultato positivo, cioè abbiamo potuto classificare la nostra specie come K+, infatti il lembo del lichene sottoposto all'azione dell'idrossido di potassio ha assunto una colorazione marrone chiaro/arancio; 3) procedendo poi all'attenta osservazione di particolari nella struttura del lichene (forma dei lobi, presenza di corpi fruttiferi) e combinando tali osservazioni con i risultati precedenti siamo stati capaci di determinare l'esatta tipologia del lichene esaminato, che è risultato appartenere alla specie Xanthoria fallax VERIFICHE degli APPRENDIMENTI Al termine dell’attività sul biomonitoraggio è stata realizzata una verifica sommativa finale sotto forma di una prova scritta semistrutturata. Oltre a questa verifica sono state realizzate le relazioni da parte degli alunni in base alla parte dell’esperienza affrontata: Esperienza sul campo in località Scornabecchi Esperienza sul campo in località Bolgheri Classificazione dei licheni in laboratorio Per la valutazione della prova sommativa semistrutturata è stata utilizzata una griglia di valutazione, così come per la valutazione delle relazioni. Oltre agli indicatori di apprendimento cognitivo sono stati valutati anche altri aspetti osservati dai docenti durante lo svolgimento dell’attività o desumibili dal lavoro svolto, come la puntualità nello svolgimento dei compiti assegnati, la capacità di collaborare coi compagni e con i docenti, il rispetto delle consegne assegnate, che sono confluite nella valutazione della partecipazione e dell’interesse. ESEMPI di QUESITI INSERITI nella VERIFICA 1. DOMANDE APERTE. RISPONDI A QUANTO DI SEGUITO RICHIESTO CON IL MASSIMO GRADO DI ACCURATEZZA DI CUI SEI CAPACE 1.1 Che cosa si intende per IPA? In che modo si ottiene l’IPA? Quali informazioni ci fornisce questo parametro? 1.2 Descrivi schematicamente il procedimento che abbiamo utilizzato in laboratorio per arrivare a classificare la specie lichenica che avevamo campionato durante la fase di lavoro sul campo. 2. INDICA QUALI AFFERMAZIONI SONO VERE (V) E QUALI FALSE (F). NEL CASO SIANO FALSE CORREGGILE a. Un lichene C+ ha una reazione positiva quando sottoposto all’azione dell’idrossido di potassio V F b. Il metodo che abbiamo utilizzato per raccogliere, elaborare ed interpretare i dati relativi ai licheni è il metodo dei quadrati V F c. Nell’area di rilevamento nei dintorni di Bolgheri è stato possibile individuare una zona ben definita di inquinamento V F 3.DOMANDE A RISPOSTA MULTIPLA. SOLO UNA DELLE RISPOSTE E’ ESATTA, INDICALA CON UNA CROCETTA 3.1 I licheni sono: a. piante b. parassiti delle piante c. organismi simbionti con le piante d. un’associazione di due esseri viventi che danno origine ad una simbiosi 3.2 I risultati ottenuti in località Scornabecchi ci permettono di affermare: a. che è praticamente assente una fonte di inquinamento b. che esiste una fonte di inquinamento principale da cui si irradia il danno ambientale c. che l’inquinamento è diffuso d. nessun completamento è corretto 4. COMPLETA LE SEGUENTI FRASI INSERENDO LA PAROLA O LE PAROLE CHE RITIENI ADATTE 4.1 I licheni sono organismi simbionti, formati da un’__________ e un __________ 4.2 Per la classificazione dei licheni abbiamo utilizzato una chiave di classificazione messa a punto dal prof. _____________ 4.3 Per ottenere la soluzione K abbiamo utilizzato _________ di ____________ solubilizzato in acqua distillata CRITERI di VALUTAZIONE Per quanto riguarda la valutazione del percorso fatto dagli alunni è stata realizzata una tabella che ha tenuto presente delle diverse attività svolte, nonché della partecipazione e dell’interesse mostrati GRIGLIA DI VALUTAZIONE DEL PERCORSO I LICHENI ORGANISMI SENTINELLA VALUTAZIONE DELLA PARTECIPAZIONE E DELL’INTERESSE DURANTE L’INTERO PERCORSO FASE di PROGETTAZIONE NS S NS FASE DI PREPARAZIONE NS S A FASE OPERATIVA SUL CAMPO/LABORATORIO NS S A FASE DI ELABORAZIONE DEI DATI NS S A NS = non sufficiente S = sufficiente A = adeguato “Non Sufficiente”: l’alunno partecipa in modo saltuario, non è organizzato e non svolge quasi mai le consegne affidate nei tempi e nei modi dovuti “Sufficiente”: l’alunno tiene un atteggiamento non di ostacolo, ma partecipa solo se sollecitato frequentemente, non sempre rispetta le consegne affidategli “Adeguato”: l’alunno collabora in modo attivo e costruttivo, svolge le consegne che gli sono state affidate in modo corretto GRIGLIA DI VALUTAZIONE DEL PERCORSO I LICHENI ORGANISMI SENTINELLA VALUTAZIONE DELLA VERIFICA SOMMATIVA FINALE FRASI VERO E FALSO (8), RISPOSTE MULTIPLE (6) E FRASI A COMPLETAMENTO (6) Esercizio 2, Esercizio 3 e Esercizio 4 DOMANDE APERTE (DUE QUESITI) Esercizio 1 Descritto Puntegg ri io Indicatori Conoscenza di argomenti e di terminologie specifici Capacità di analisi e rielaborazione Competenze nel restituire i contenuti con eventuali collegamenti puntuali accettabili confuse incoerenti assenti apprezza bili accettabili limitate incoerenti assenti pregevoli accettabili parziali incoerenti assenti TOTALE Domanda 1 Domanda 2 SOMMA 2,00 1,50 0,75 0,25 0,00 Indicatori Esatta 1,00 2,00 Parzialmente corretta (per le frasi V/F, in cui Comprensione e le frasi false non sono conoscenza corrette) 0,50 1,50 0,75 0,25 0,00 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 Descrittori Errata/non svolta Punteggio TOTALE DELLE 20 RISPOSTE 0,00 TOTALE /10 N.B.: Le fasce di attribuzione del voto in base al punteggio sono le seguenti: 0= voto 1; 0 < punti < 9=voto 2; 9 ≤ punti < 12=voto 3; 12 ≤ punti < 15=voto 4;15 ≤ punti < 8=voto 5; 18≤ punti < 21=voto 6; 21 ≤ punti < 24=voto 7; 24 ≤ punti < 27=voto 8; 27 ≤ punti < 30= voto 9; 30 punti=10 /20 RISULTATI OTTENUTI Agli alunni è stata somministrata una verifica sommativa semistrutturata da svolgere in 1 ora. Gli alunni in totale, nelle 4, classi ammontano a 98 unità. Erano assenti al momento della verifica 14 alunni, per cui hanno sostenuto la verifica in 84. In tabella vengono riportati risultati della verifica: Prove con valutazione inferiore alla sufficienza 18 distribuite nelle seguenti fasce gravemente insufficiente (3-4) insufficiente (4-5) lievemente insufficiente (5-6) 5 9 4 Prove con valutazione superiore alla sufficienza 66 distribuite nelle seguenti fasce sufficiente (6-7) discreta (7-8) molto buona (8-9) eccellente (9-10) 27 22 12 5 Valutazione inferiore alla sufficienza (3-6) 21% Valutazione superiore alla sufficienza (6-10) 79% ANALISI dei RISULTATI OTTENUTI L’analisi dei risultati ottenuti si articola su piani diversi: A livello di partecipazione ed interesse è possibile affermare che il gruppo di alunni che ha preso parte a questo percorso si è dimostrato ben motivato e molto partecipe alle attività proposte A livello di risultati finali, legati alla somministrazione della verifica sommativa, e dunque più strettamente, in relazione agli apprendimenti degli alunni, è possibile affermare che li risultati sono stati molto positivi PUNTI DI FORZA e PUNTI DI CRITICITA’ PUNTI DI FORZA La metodologia laboratoriale e quella basata sull’esperienza diretta sul campo sono state particolarmente stimolanti nei confronti degli alunni, che si sono sentiti coinvolti direttamente nella costruzione del loro sapere. Questo indubbiamente li ha resi molto più partecipi alla realizzazione del percorso e ha permesso loro di sviluppare capacità di relazione e di collaborazione tra pari e con i docenti a livelli che difficilmente si raggiungono con la sola attività in aula. PUNTI DI CRITICITA’ L’aspetto con maggiore criticità è stato indubbiamente la gestione della risorsa tempo. Il tempo impiegato per la realizzazione di tutte le fasi previste nel percorso ha avuto bisogno di ritocchi che si sono concretizzati in un aumento di lavoro extracurriculare per alunni e docenti, per non gravare eccessivamente sullo sviluppo delle programmazioni di altre discipline durante l’orario mattutino. VALUTAZIONE del PROGETTO - Alunni Al termine del percorso è stato chiesto agli alunni partecipanti di rispondere ad un test di valutazione del progetto a cui avevano partecipato: Al test hanno risposto 87 alunni su 98 partecipanti. Dai risultati ottenuti è emerso che: Il percorso proposto è stato considerato un valido momento di crescita conoscitiva per l’89% degli alunni Le attività sono state correttamente organizzate per il 73% degli alunni Il tipo di attività svolta, mirata allo studio dell’effetto dell’inquinamento sull’ambiente in cui viviamo attraverso l’uso dei bioindicatori, è stata ritenuta una buona modalità per conoscere il territorio in cui viviamo per il 78% degli alunni Tra le proposte avanzate dagli alunni per garantire la continuità nel progetto vi è quella di realizzare ogni anno questo tipo di percorso, mantenendo le località di rilevamento già individuate e aggiungendone una nuova ogni anno, coinvolgendo sempre più classi nella realizzazione del percorso. VALUTAZIONE del PROGETTO – Gruppo LLS Al termine dell’attività descritta, dal confronto all’interno del team dei docenti e dei tecnici che ha progettato e realizzato il percorso, è emerso quanto segue: la parte di ideazione del percorso è stata quella più delicata e dovrà essere, in futuro, curata maggiormente, così da eliminare, o almeno ridurre drasticamente, le difficoltà nella fase di realizzazione. Questo obiettivo potrà essere raggiunto più facilmente se all’interno dell’Istituto il Gruppo di ricerca LLS si consoliderà, troverà sempre maggiore spazio di lavoro e aumenterà il numero dei docenti e dei tecnici coinvolti. Alcuni aspetti dei percorsi affrontabili secondo la modalità LLS non potranno essere approfonditi fin tanto che alcune aree di studio non saranno rappresentate all’interno del team di lavoro e dunque uno dei principali obiettivi che ci poniamo per il futuro è quello di far comprendere collegialmente le potenzialità di questo metodo di lavoro, chiedendo la collaborazione di altri colleghi. L’esperienza è stata valutata positivamente dall’intero Gruppo LLS, sebbene siano stati sottolineati margini di miglioramento in vari ambiti: si intravedono infatti miglioramenti sia per quanto concerne la gestione della risorsa tempo, sia per quanto concerne la valutazione, che dovrebbe essere prevista non solo al termine del percorso, ma durante tutte le fasi di realizzazione.