L'ITCG "F. Niccolini" partecipa all' Azione regionale volta a promuovere l'innovazione nell'insegnamento delle scienze nelle scuole toscane di ogni ordine e grado favorendo la costituzione di Laboratori del Sapere Scientifico (LSS) , secondo le finalità, gli obiettivi, le modalità attuative del modello di LSS proposto e contenute ne ll'Avviso Pubblico della Regione Toscana (DD 2329 27/05/2013).
La finalità fondamentale dei Laboratori del Sapere Scientifico proposti dall’Azione regionale è quella di essere strutture permanenti di ricerca e sperimentazione costituite dagli insegnanti dell’area matematico-scientifica dell’istituto prevedendo in ogni anno scolastico un impegno per insegnante di non meno di 20 ore. La funzione di queste strutture è di innovare profondamente l'insegnamento scientifico e/o matematico.
A questo scopo le “modalità attuative” della proposta regionale indicano preliminarmente ( art.5 punto a)l'importanza nel LSS della formazione che, con il coinvolgimento di esperti esterni (i docenti del Dipartimento di Fisica "E. Fermi" di Pisa), aiuti acostruire tra gli insegnanti che vi partecipano quella condivisione di principi e di modalità attuative che sono necessari per impostare in modo adeguato il rinnovamento dell’insegnamento/apprendimento scientifico-matematico.
Nell'aderire al bando regionale l'ITCG "Niccolini" si è impegnato ad individuare esperti di didattica delle scienze ed esperti sull’utilizzo delle nuove tecnologie applicate alla didattica e per tanto ha ritenuto di avvalersi delle competenze del Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa, che ha come finalità istituzionali anche la formazione e l'aggiornamento degli insegnanti. In particolare, collaboreranno con il nostro istituto i docenti
Luca Baldini, Marco M.Massai, Carmelo Sgrò, Stefano Orselli e Andrea Bianchi.
Nell'anno scolastico 2013/2014 hanno partecipato alle attività del LSS i seguenti docenti:
Chelli Simonetta (chimica), Comandi Gian Luca (fisica), Gabellieri Ilaria (chimica), Gervasi Paolo (tecnologie e tecniche di rappresentazioni grafiche), Ornaghi Osvaldo (fisica).
Alcuni esempi degli elaborati prodotti dagli alunni durante l'anno scolastico 2013/2014:
1AG – Pendolo Semplice:
1AG – Spinta d'Archimede:
Anno Scolastico 2014/2015
Anche nell'anno scolastico 2014/2015 continua l'attività del LSS. Vi partecipano i professori :
Agazzi (Matematica), Ceneri (Laboratorio di Chimica), Comandi (Fisica), Gabellieri (Chimica), Gervasi (Scienze e Tecnologie Applicate), Greco (Laboratorio di Fisica) e Medves (Fisica e Matematica).
Il 5 dicembre 2014 si è tenuto nella sala delle colonne il primo incontro di formazione con esperti esterni. E' stato tenuto dal prof. Marco Maria Massai del Dipartimento di Fisica "E. Fermi" ed il tema del seminario è stato "Il metodo scientifico - da Galileo alla fisica moderna".
Nel periodo novembre - dicembre 2014 gli studenti della 2AG (classe coinvolta nel progetto LSS) hanno preso parte attivamente all'orientamento in ingresso rivolto agli alunni delle scuole medie che hanno visitato la nostra scuola. Hanno accompagnato gli studenti delle medie nei laboratori di chimica e fisica e, divisi in piccoli gruppi, hanno effettuato con loro alcuni esperimenti.
Il 30/03/2015, sempre nella sala delle colonne, il prof. Marco Maria Massai e la prof.ssa Anna Maria Rossi (biologa in pensione dell'Università di Pisa e membro de La Nuova Limonaia di Pisa) hanno incontrato i docenti della scuola per un seminario sul tema “La Scienza come antidoto al razzismo”.
Di seguito riportiamo i video che mostrano gli esperimenti di fisica e chimica effettuati dai nostri studenti alla presenza degli ospiti delle scuole medie. Ogni video è accompagnato da una breve descrizione.
FILMATI di FISICA e CHIMICA - ORIENTAMENTO PER LE SCUOLE MEDIE
L'ELETTRIZZAZIONE - ALESSANDRO BURCHIANTI - 2AG - a.s.2014/2015
Lo scopo di questa esperienza è stato quello di capire che esistono due tipi di cariche elettriche, quelle positive e quelle negative, e due tipi di materiali, i buoni ed i cattivi conduttori.
All'inizio di questo esperimento abbiamo preso una bacchetta di vetro e l'abbiamo elettrizzata per strofinamento con un panno di lana. Dopo averla elettrizzata, l'abbiamo avvicinata a dei pezzetti di sambuco appesi al filo di un pendolino elettronico.
Abbiamo osservato che i pezzettini di sambuco venivano attratti dalla bacchetta, perché essa, essendo stata strofinata ha acquistato carica positiva, cedendo elettroni al panno.
A questo punto abbiamo strofinato nuovamente la bacchetta e avendola riavvicinata ai pezzetti di sambuco, abbiamo visto che questi invece di essere attratti, venivano respinti perché essendo stati toccati dal vetro la prima volta hanno acquistato carica positiva.
Dopo aver ripetuto la stessa cosa con una bacchetta di ebanite, abbiamo osservato che attraeva i pezzettini di sambuco in maniera più evidente rispetto al vetro.
Quando la bacchetta di ebanite viene strofinata acquista carica negativa e se la avviciniamo alle palline di sambuco vediamo che queste vengono attratte. Se, poi, le tocchiamo esse acquistano carica uguale all'ebanite e successivamente verranno respinte.
A questo punto se riavviciniamo la bacchetta di vetro (con carica positiva, opposta a quella dell'ebanite) al sambuco, vediamo che le palline vengono attratte perché hanno acquistato la carica negativa dall'ebanite.
Alla fine abbiamo ripetuto lo stesso procedimento con una bacchetta di ferro ma quando siamo andati ad avvicinarla al sambuco, abbiamo visto che le palline rimanevano ferme; questo succede perché il ferro è un buon conduttore di corrente elettrica, a differenza del sambuco e del vetro e quindi la carica che avrebbe dovuto acquistare si disperde nel nostro corpo.
Abbiamo verificato quindi che esistono due tipi di cariche elettriche, che cariche uguali si respingono e cariche opposte si attraggono e che esistono materiali buoni e cattivi conduttori.
GLI INDICATORI DI BASICITA' - TOMMASO MAURI - 2AG - a.s.2014/2015
Nel laboratorio di chimica abbiamo svolto un esperimento per testare una reazione chimica.
Abbiamo preso tre sostanze: l'acido cloridrico (HCl), la soda caustica e la fenoftaleina.
L'acido cloridrico è incolore e rappresenta uno dei liquidi più corrosivi esistenti, deve essere maneggiato con molta cura, infatti il compagno che ha eseguito l'esperimento, ha indossato dei guanti per proteggere la pelle da eventuali ustioni.
La soda caustica (idrossido di sodio NaOH) è molto solubile in acqua ed incolore.
La fenoftaleina (C20 H14 O4) è una sostanza indicatrice di basicità (di Ph) ed è incolore.
Procedendo con l'esperimento abbiamo preso un becker, abbiamo versato al suo interno la quantità di soda caustica e poi abbiamo aggiunto con una pipetta di vetro alcune gocce di fenoftaleina. La soluzione è diventata viola perché le due sostanze hanno reagito tra loro. Infatti la fenoftaleina ha la proprietà di assumere un colore viola quando il ph della soluzione supera il valore di 8,3, perché, come detto in precedenza, è un indicatore di basicità.
Successivamente sempre con una pipetta di vetro abbiamo prelevato una piccola quantità di acido cloridrico da una bottiglietta di vetro e l'abbiamo aggiunta alla soluzione viola ed abbiamo verificato che, unendosi con le altre due sostanze, reagisce facendo cambiare il colore della soluzione, che da viola diventa trasparente.
Questa esperienza in laboratorio ci è servita per verificare la reazione chimica tra le sostanze originarie, ovvero acido cloridrico (HCl), soda caustica (NaOH) e la fenoftaleina(C20 H14 O4) e capire che le sostanze presenti all'inizio dell'esperimento reagendo tra loro, si trasformano in altre sostanze con caratteristiche differenti da quelle originarie.
MISURA DELLA DISTANZA FOCALE DI UNA LENTE CONVERGENTE.
JOSEPH TORRISI - 2AG - a.s.2014/2015
In questa esperienza abbiamo una lampada, montata su un supporto, che proietta la luce su una lente convergente di distanza focale +5cm.
I raggi emergenti dalla lente convergono su uno schermo posizionato sullo stesso supporto sul quale si trova la lente e costituito da un'asta graduata.
Una volta accesa la luce si va a posizionare la lente ad una distanza "P" maggiore di 5cm dall'oggetto (una fenditura a forma di freccia in una lastra di bronzo, posizionato all'estremità della lampada). Infatti, se l'oggetto si trovasse ad una distanza dalla lente inferiore alla distanza focale si formerebbe un immagine virtuale (viene detta virtuale l'immagine che si forma dalla stessa parte dell'oggetto rispetto alla lente).
Quando abbiamo deciso dove posizionare la lente si va a disporre lo schermo nel punto in qui vediamo nitida l'immagine proiettata, ed a questa distanza si da il nome di “Q”.
Una volta prese diverse misure seguendo lo stesso procedimento, andiamo a calcolare la distanza focale della lente, cioè la distanza tra la lente ed il fuoco, che il punto in cui convergono i raggi che si propagano parallelamente all'asse ottico.
TRASFERIMENTO DELLE BOLLICINE DALL'ACQUA ALL'OLIO.
EMILIO GALLETTI - 2AG - a.s. 2014/2015
Nel contenitore si può ben osservare come l’acqua e l’olio, per differenza di densità, siano divisi: l’olio, meno denso, sta sopra mentre l’acqua, più densa, rimane sotto. Aggiungendo una pasticca di Aspirina,o qualunque altra cosa effervescente, si vede che avviene una reazione chimica detta effervescenza; grazie a questa reazione si crea un gas che a contatto con l’acqua crea delle bollicine. Queste diventano meno dense e salgono fino ad arrivare in alto, dove l’olio è a contatto con l’aria. A questo punto il gas si divide dalla bollicina d'acqua e se ne va nell’aria; nel frattempo le bollicine d’acqua ritornano alla normale densità e cominciano a scendere, fino a tornare nell’acqua. Per provare che nell’aria vicino al contenitore c’è il gas portato dalle bollicine, si accende un fiammifero e lo si mette sopra al contenitore; questo si spegne.
TRAVASARE L'INVISIBILE.
MATTEO CIANDRI - 2AG - a.s. 2014/2015
Prendere due bottiglie vuote, accendere un candela e immetterla in entrambe. Facendo questo possiamo notare che in entrambe le bottiglie la candela rimane accesa.
In una delle due mettere un po' di acido cloridrico e bicarbonato di calcio. Osserviamo che si crea un'effervescenza la quale crea un gas capace di spegnere le fiamme; è l' anidride carbonica che si trova anche negli estintori.
A questo punto travasare il gas creato nell'altra bottiglia, osserviamo che anche qui spegne le fiamme.
LORENZO FIORAVANTI - 2AG - a.s. 2014/2015
Abbiamo preso due bottiglie piene d'aria ed in esse abbiamo inserito una candela accesa. Abbiamo osservato che la candela non si spegne.
Inserendo nella bottiglia del bicarbonato di calcio e versandoci dell'acido cloridrico vediamo che avviene un'effervescenza. Quest'effervescenza crea un gas: l'anidride carbonica.
Reinserendo la candela accesa all'interno della bottiglia notiamo che la fiamma si spegne; travasando il gas che si è creato nell'altra bottiglia e infilandoci la candela notiamo che ugualmente riesce a spegnere la fiamma.
Con questo esperimento abbiamo dimostrato che l'anidride carbonica riesce a spegnere le fiamme.
Lo stesso gas che abbiamo creato noi si trova all'interno degli estintori.
Noi respiriamo ossigeno ed emettiamo anidride carbonica, infatti se soffiamo su una fiamma accesa riusciamo a spegnerla anche grazie all'anidride carbonica non solo allo spostamento dell'aria.
TRASFORMAZIONI CHIMICHE E LEGGE DI LAVOISIER
GIUSEPPE CAPOCOTTA - 2AG - a.s. 2014/2015
Per prima cosa abbiamo preso due diverse sostanze, il nitrato di piombo Pb(NO)3 e lo ioduro di potassio KI.
Le abbiamo messe in becker diversi e abbiamo visto che sono trasparenti. A questo punto prendiamo un terzo becker e versiamo al suo interno le due sostanze. In questo modo possiamo vedere che si forma una sostanza gialla. Dopo qualche ora possiamo vedere che la sostanza gialla è precipitata alla base del contenitore. Quando siamo tornati in laboratorio abbiamo preso un imbuto e abbiamo messo al suo interno un filtro di carta mentre sotto all'imbuto abbiamo messo un piccolo becker e abbiamo filtrato la soluzione gialla separandola dalla parte trasparente.
CONDUZIONE E SOLUZIONI ELETTROLITICHE
ANDREA BERTAGNI - 2AG - a.s. 2014/2015
- accendiamo il generatore di tensione, la lancetta dell'amperometro sale e la lampadina si accende, gli elettroni si muovono dal polo negativo a quello positivo
- introduciamo nel circuito la bacchetta di vetro e vediamo che la lancetta dell'amperometro non sale e la lampadina non si accende
- la stessa cosa succede con l'ebanite
- se facciamo la stessa cosa con la bacchetta di ferro la lancetta dell'amperometro sale
- proviamo a introdurre due elettrodi nel sale/zucchero allo stato solido e vediamo dall'amperometro che in entrambi i casi la corrente non passa
- immergiamo gli elettrodi nell'acqua distillata, e vediamo che anch'essa non conduce
- in un becker mescoliamo l'acqua con lo zuccehro, la corrente non passa
- in un altro becker mescoliamo l'acqua con il sale e stavolta vediamo che la corrente passa
- ora prendiamo due recipienti contenenti acqua e sale e mettiamo un elettrodo in ogni becker, creandoo un collegamento tra di essi per mezzo di un ponticello metallico. La corrente passa e si formano dei gas
LA LEGGE DELLA RIFRAZIONE,
ANGOLO LIMITE E MISURA DELL'INDICE DI RIFRAZIONE
2AG - a.s. 2014/2015
Una sorgente laser è utilizzata per generare un raggio di luce rossa che è fatto incidere su un semi-disco di materiale trasparente. Il raggio di luce diventa visibile quando attraversa la polvere di gesso perché illumina le particelle in sospensione nell'aria.
Il semi-disco è posizionato su una ruota graduata. Grazie alla ruota graduata è possibile orientare il semi-disco e misurare l'angolo che il raggio incidente, che proviene dalla sorgente laser, forma con la normale al piano d'incidenza. Sul disco graduato vengono anche misurate le ampiezze degli angoli di riflessione e rifrazione.
L'esperienza permette di osservare che:
- se il raggio incide perpendicolarmente (angolo d'incidenza i1 nullo), sia il raggio riflesso che quello rifratto (angolo di rifrazione i2) non subiscono deviazioni.
- se il raggio incide formando un angolo i1 con la normale alla superficie di separazione tra due materiali trasparenti diversi, il raggio emergente nel secondo materiale devia dalla direzione di propagazione. L'angolo che forma con la normale, i2, è quindi diverso da quello d'incidenza. Nel passaggio dal semi-disco all'aria, l'ampiezza dell'angolo di rifrazione i2 risulta maggiore di quella dell'angolo i1. Invece, l'angolo di riflessione è sempre uguale a quello di incidenza.
- all'aumentare dell'ampiezza dell'angolo i1 aumenta anche l'ampiezza di i2. Questo fino ad un valore limite dell'angolo d'incidenza, detto, appunto, angolo limite oltre il quale avviene la riflessione totale della luce (non c'è il raggio trasmesso nel secondo materiale).
- Nell'esperienza è stata incrementata progressivamente l'ampiezza dell'angolo d'incidenza da 0° fino all'angolo limite, misurando, ogni volta, l'ampiezza dell'angolo di rifrazione i2.
- I dati ottenuti permettono di verificare la legge di Snell.
- I dati sono stati utilizzati anche per la misura dell'indice di rifrazione del materiale di cui è fatto il semi-disco. L'indice di rifrazione insieme alla misura dell'angolo limite hanno permesso di riconoscere che il materiale di cui è fatto il semi-disco è il plexiglas.
Relazioni:
Conduzione e Soluzioni Elettrolitiche II parte (Galletti)
La Legge della Rifrazione (Tommaso Mauri)
L'Elettrizzazione (Tommaso Mauri)
Anno Scolastico 2015/2016
Il gruppo di lavoro LSS nell’anno scolastico 2015/2016 è stato formato dai docenti
Agazzi (Matematica), Comandi (Fisica), Gabellieri (Chimica), Salerno (Matematica) e Stefanelli (Matematica).
Visto l’interesse suscitato dagli incontri dell’anno precedente, anche quest’anno abbiamo chiesto al prof. Massai di tenere un seminario presso il Nostro Istituto. All’incontro, tenutosi il 30 maggio, hanno partecipato molti docenti della scuola, non solo quelli direttamente coinvolti nel Laboratorio.
Il prof. Massai ha ripercorso la storia dell’astronomia dalla preistoria fino alle scoperte di Hubble. Oltre a riferimenti storici, artistici, antropologici il percorso proposto è servito per fornire spunti sui collegamenti stretti tra astronomia, fisica, chimica e matematica.
In precedenza, il 25 maggio 2016 il prof. Buiatti Marcello, agronomo e docente di biologia - in pensione - dell’Università di Firenze, aveva tenuto una lezione/discussione sugli OGM. L’incontro ha permesso di analizzare temi interessanti per l’insegnamento delle scienze con particolare riferimento all’indirizzo professionale-enogastronomico.
Come ogni anno riportiamo alcuni esempi di elaborati prodotti dagli studenti dell’Istituto.
Classe 2A-Itis Santucci, Batistoni Leonardo, Chadili Younes, Dei Christian, Fignani Yari, Papi Agnese, Petrai Rocco
Classe 1BE, ITCG Niccolini, Settore Enogastronomico, Alessio Lanza:
