Progetto di una Unità di Apprendimento flipped

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Progetto di una Unità di Apprendimento flipped
Dati dell’Unità di Apprendimento
Titolo: La Molecola del DNA
Scuola: Secondaria di I grado
Materia: Scienze A059
Classe : terza
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Argomento curricolare:
(indicare l’argomento curricolare che si vuole affrontare con approccio flipped classroom,
esempi: la struttura particellare della materia, il Congresso di Vienna, le equazioni lineari,
ecc.)
Conoscere la struttura del DNA e le sue proprietà.
Cenni storici del DNA e il codice genetico .
Conoscere le sue applicazioni nel campo della biologia molecolare, ingegneria genetica e discipline
forensi.
Conoscere le nuove prospettive dell’ingegneria genetica.
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La Sfida. Come si attiva l’interesse e la motivazione degli allievi:
(indicare come si intende stimolare l’interesse, la curiosità e coinvolgere gli allievi in modo da
renderli parte attiva nella costruzione delle conoscenze indicate. Tipicamente ciò avviene
lanciando una sfida che può consistere nel porre una domanda a cui rispondere, un problema da
risolvere, una ricerca da effettuare, un caso da analizzare in modo coinvolgente e motivante.)
!1) Si propone agli studenti la visione del film “Jurassic Park” utilizzando la lavagna interattiva LIM che
hanno nella propria classe. Attraverso il film si chiede di spiegare il significato di alcuni termini quali:
DNA, mutazioni, amminoacidi, clonazione, sequenza genica e poi di isolarli come parole chiave. Il film
solleva, in particolar modo, importanti questioni a livello scientifico: l’ingegneria genetica e la
clonazione, considerati come elementi dal potere talmente vasto da risultare quasi incontrollabili da
parte dell’uomo. Utilizzando le riflessioni dei due scienziati protagonisti si invita la classe a riflettere
sul potere della clonazione e sulla questione se sia realmente opportuno sfruttare ogni nuova scoperta.
Si termina con delle domande: “ Gli scienziati riusciranno a rallentare l’invecchiamento e a riportare
in vita le specie estinte? Riusciranno a prevenire i tumori?”
Si conclude con una frase di George Church su cui gli alunni sono invitati a riflettere a casa: “La gente
pensa che sia ottimo essere in anticipo sui tempi, ma in realtà questo potrebbe essere molto
doloroso.”
2) Successivamente si mostra una slide della molecola di DNA e si conclude coinvolgendo gli alunni in
un Brainstorming con le seguenti domande: “Avete mai visto questa immagine? Che cosa rappresenta?
Che funzione svolge?….”
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Lancio della Sfida. Quali attività si svolgono prima o in apertura della lezione:
(indicare se l’azione didattica proposta prevede attività preparatorie da svolgere prima della
lezione d’aula. Ed esempio fruizione di risorse didattiche che costituiscano un quadro di
riferimento, richiamino preconoscenze, attivino la curiosità oppure attività di verifica delle
conoscenze già affrontate per mettere meglio a punto l’azione in classe. Indicare le risorse
digitali eventualmente utilizzate quali LMS, video, presentazioni multimediali, testi...)
1) Gli studenti, come compito a casa, saranno impegnati in un’attività di ricerca sul significato delle
parole chiave estrapolate dalla visione del film e scriveranno le riflessioni sulle questioni aperte
nella fase “sfida”. Le risposte verranno inviate attraverso piattaforma moodle per le quali non
verrà fornito nessun feedback.
2) Attraverso piattaforma moodle si propone una presentazione dinamica da guardare a casa: http://
prezi.com/ixjdspslpfl-/?utm_campaign=share&utm_medium=copy e la creazione di una check-list di
termini inglesi estrapolati dai video della presentazione. Per questo si chiede la collaborazione della
professoressa di inglese, per il progetto CLIL in modo da ampliare la competenza linguistica.
3) Si consiglia la lettura di un articolo tratto dalla rivista scientifica Popular Science “La rivoluzione di
Church” inerente all’argomento e si chiede di sottolineare le parole chiave.
4) In apertura della lezione si propone l’estrazione del DNA da una vegetale (pomodoro), senza dare
spiegazioni, si fornisce il protocollo:
MATERIALE:
• un pomodoro, un coltello, un frullatore, un contenitore graduato, un limone, sapone liquido, sale
grosso, un recipiente, carta assorbente, una provetta, etanolo.
SVOLGIMENTO:
1. Tagliare il pomodoro a spicchi e spremere il limone per ricavare il succo.
2. Mettere nel frullatore il pomodoro, insieme a 30ml di succo di limone, 30ml di sapone liquido
(misura la quantità con il contenitore graduato) e un paio di manciate di sale grosso. Frullare il
tutto per qualche minuto.
3. Prendere un contenitore e coprirlo con un foglio di carta assorbente, fissando il foglio ai bordi del
contenitore con un po' di scotch.
4. Versare il liquido nel contenitore, attraverso la carta assorbente, e mettere il liquido filtrato
all’interno di una provetta; aggiungere una quantità di etanolo pari a circa il doppio del liquido,
facendolo scivolare contro il bordo della provetta.
5. Attendere circa 20 minuti e nell’etanolo compare un sottile filamento: che cos’è?
Terminato l’esperimento gli studenti dovranno “pensare da scienziati”; dovranno compilare a casa un
diario di bordo e focalizzare l’attenzione su questi tre punti:
A. Ripercorrere mentalmente l’esperimento e spiegare che cosa è avvenuto.
B. Spiegare l’utilizzo di sostanze aggressive come il sapone e il limone.
C. Fare una ricerca su internet e scrivere i possibili impieghi del DNA e le eventuali conseguenze
positive e negative dello sviluppo dell’ingegneria genetica.
In questo modo gli studenti, al di fuori del contesto classe, esplorano le risorse e realizzano le loro
prime esperienze di apprendimento attivo.
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Condurre la sfida. Quali attività si svolgono per rispondere alla sfida:
(indicare le metodologie didattiche che si intendono utilizzare in classe: lezione dialogata,
lavoro di gruppo, apprendimento fra pari, studio individuale per consentire agli allievi di
rispondere alla sfida proposta e costruire attivamente le conoscenze richieste, indicando anche
diverse metodologie e più fasi successive.)
Attività svolte per la realizzazione alla sfida:
!1)
Confronto “aperto” attraverso il Brainstorming: costruzione di una prima conoscenza condivisa
sull’argomento. Si espongono le difficoltà incontrate nella visione e comprensione della
presentazione e nella lettura dell’articolo scientifico. In questa fase il docente svolge il ruolo di
facilitatore aiutando a formalizzare quanto appreso.
2) Divisione in gruppi di circa 4 persone ciascuno in modo da favorire il confronto e la riflessione tra
studenti che hanno presentato argomentazioni differenti sul proprio diario di bordo. I gruppi
realizzeranno il disegno della struttura del DNA e dei nucleotidi e uno schema con le parole chiave
sia in italiano che in inglese su un poster. Saranno dotati di un tablet dove potranno collegarsi al
sito https://www.youtube.com/watch?v=hlRs0bKBN2M e utilizzeranno la tecnica dello stop
filmato per la realizzazione dei disegni e per la ripetizione della terminologia di linguaggio
scientifico appropriato. In questo modo la lezione sarà sempre disponibile per lo studente che la
potrà rivedere fino alla completa acquisizione e comprensione dell’argomento.
3) Per completare quanto appreso si assegna un testo in inglese da compilare con le parole chiave da
svolgere singolarmente. English text:
“DNA is the best known of a series of acids called ___________. These acids are made up of
smaller _________ molecules. A nucleotide has three parts: •
a sugar molecule
•
a phosphate group
•
a base containing nitrogen
There are four types of base: ______, _______, _______, and ________. These are sometimes
abbreviated to A, G, T, and C. It is the bases that contain hereditary information. A series of
________ is called a _____________ chain. DNA consists of two of these ____________
chains.The interconnections between these two _____, which keep them together, are hydrogen
bonds. The two interconnected ______ form themselves into the shape” .
4) Nel laboratorio di scienze, gli studenti, dovranno costruire un modellino di DNA mediante l’utilizzo
del poster e dei contenuti consolidati precedentemente. Forniti del seguente protocollo dovranno
svolgere l’attività in circa 40 minuti mettendo in evidenza le caratteristiche più salienti nel diario di
bordo.
Materiale: plastilina di 4 colori diversi, stuzzicadenti, un pezzo filo di ferro flessibile lungo circa 70/80
cm, una tavoletta di legno, dei chiodi curvi e di un martello.
Svolgimento:
A. preparare almeno 10 palline di ciascun colore e fissare al supporto di legno il filo di ferro a forma
di elica;
B. sistemare le palline scegliendo l’abbinamento dei colori rispettando la complementarietà delle
basi;
C. posizionare uno stuzzicadenti in ogni pallina, poi sistemare all’altra estremità di ogni stuzzicadenti
un’altra pallina di plastilina facendo in modo che si formino solo due coppie di colori;
D. a conclusione del modello rispondere alle seguenti domande: Che cosa rappresenta il filo di ferro?
E le palline? E gli stuzzicadenti? Perché si deve rispettare la regola dell’appaiamento fisso dei
colori? Spiegare l’importanza del meccanismo di complementarietà tra le due catene del DNA.
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Chiusura della sfida. Quali attività di verifica degli apprendimenti concludono l’attività didattica:
(indicare quali attività di sistematizzazione degli apprendimenti concludono l’attività, e quali
metodologie e strumenti di valutazione formativa e sommativa si ritiene di dover attuare per
verificare e consolidare gli apprendimenti e promuovere lo sviluppo di competenze. Tipicamente
ciò avviene tramite metodi di valutazione autentica. Esplicitare le tipologie di prova.)
Attività di verifica degli apprendimenti.
Le conoscenze e le abilità acquisite, strumentali all’apprendimento delle competenze, saranno
opportunamente monitorate in itinere con strumenti specifici (osservazioni sistematiche, interviste,
questionari o check-list, discussioni collettive) sia durante le attività laboratoriali che durante lo
svolgimento del compito.
Come strumento di valutazione formativa considero il diario di bordo, i poster, il testo di inglese e le
attività sperimentali, associati all’osservazione e annotazione dell’operosità di ogni singolo studente
durante tutte le fasi. Come strumento di valutazione sommativa si utilizza il compito dato per casa,
per il quale si redige una rubrica valutativa che si fornisce agli studenti e le esposizioni dei poster dei
singoli gruppi.
!Tipologia di prove.
!A.VERO E FALSO
4. Per conoscenze: completare se le seguenti affermazioni sono vere (V) o false (F)
a) Il DNA è formato da un solo filamento di nucleotidi
V
F
b) Il codice genetico è universale
V
F
c) L’mRna è formato da un solo filamento
V
F
d) I ribosomi sono la sede della sintesi delle proteine
V
F
e) Il Dna differisce da un’altra per la sequenza delle basi azotate V
F
f) Nella cellula i geni si trovano nei cromosomi
V
F
!A.SCELTA MULTIPLA
5. Un gene è:
- una sequenza di triplette
- un segmento di RNA messaggero
- un particolare RNA di trasporto
- un segmento di DNA che codifica per una proteina
!6.Associa ad ogni definizione il termine corrispondente:
- segmento di DNA contenuto in un cromosoma genotipo
- gene con due alleli uguali fenotipo
- gene con due alleli diversi
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8. Per competenze: riflettici su!
omozigote
gene
eterozigote
Nel Dna il nucleotide A si lega soltanto con la T, e il C soltanto con la G. Questa proprietà permette alle
cellule di duplicare il DNA: la cellula separa i due filamenti, come aprendo una cerniera lampo, poi
costruisce i due filamenti a essi complementari, e infine ricostruisce due doppie eliche. Data la
sequenza di nucleotidi su un filamento, scrivi la sequenza sul filamento complementare:
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9.OSSERVA, RAGIONA, CALCOLA E SCEGLI: IL SEGRETO DELLA VITA
!Il diagramma riassume il codice genetico usato dagli organismi viventi. Ogni gene è un pezzo di DNA,
CGAAAGTTCCAGACCT
…………………………………..
cioè una sequenza di basi. Il codice genetico consiste nel fatto che a ogni terna di lettere o corone
corrisponde un particolare aminoacido. Ogni gene si può tradurre in una precisa sequenza di
aminoacidi, che forma una proteina.
!Per imparare a leggere il diagramma, trova per esempio l’aminoacido che corrisponde al corone AGC:
1. parti dalla grande A blu al centro del diagramma;
2. vai verso l’esterno in quel quadrante e trova la G griglia;
3. ecco: hai identificato l’aminoacido serina.
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Quali aminoacidi corrisponde a questi codoni?
!ATT:
TGG:
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GGA:
CTT:
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Ora sei una cellula che deve sintetizzare la proteina ossitocina. Nel DNA hai trovato questo gene:
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ATGGGACTACCCTGCTGTTACATACAAAATTGA
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Usando il codice genetico, scrivi qui sotto la sequenza di aminoacidi che formerà l’ossicitina.
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Riflessione finale. In che modo l’approccio proposto differisce dal suo approccio tradizionale:
(indicare i vantaggi dell’approccio scelto rispetto all’approccio tradizionale e mettere in luce le
differenze con particolare riferimento all’argomento curricolare scelto.)
!L’approccio metodologico proposto offre al docente il ruolo di coach, dunque la possibilità di
affiancare e di “seguire sul campo” gli studenti nell’approfondimento, in questo caso, di un argomento
ripreso più volte, a partire dalla scuola primaria. Agli studenti da l’opportunità di un percorso
coinvolgente e attivo, caratterizzato da sperimentazioni, intuizioni, ricerche, condivisione e
produzione, nel rispetto degli stili e dei ritmi di apprendimento del singolo.
A differenza della didattica tradizionale, in cui il sapere resta racchiuso nel contesto scolastico e la
valutazione stessa è basata sui compiti astratti, slegati dalla vita reale, la flipped, varcando le mura
scolastiche, si collega a situazioni di realtà con conseguenti risvolti positivi sulla significatività
dell’esperienza scolastica e sulla motivazione degli studenti di fronte ad essa favorendo lo sviluppo di
procedure e competenze, nel caso specifico, scientifiche - matematiche - informatiche e anche sociali.
Restituire ai ragazzi un maggior senso di realtà rispetto a ciò che in aula quotidianamente, o quasi, si
fa, significa guidarli gradualmente verso l’acquisizione di una risposta autonoma alla vecchia, ma
sempre attuale domanda:
!“Professoressa perché dobbiamo studiare questo argomento? A cosa mi serve nella vita?”