Scienze naturali: traguardi di competenza

I traguardi di competenza esprimono degli intenti didattici inscritti in un orizzonte applicativo vasto e a lunga gittata, che si sviluppano generalmente su più anni attraverso l’integrazione di diverse situazioni, esperienze e contesti di apprendimento.
Gli elementi costitutivi dei traguardi di competenza sono gli ambiti di competenza e i processi chiave, i quali esprimono rispettivamente la declinazione delle idee chiave e le abilità metodologiche in riferimento ai contesti d’esperienza.

Nel complesso sono proposti due traguardi globali che servono ad analizzare il funzionamento, le potenzialità e i limiti delle scienze naturali, nonché a promuovere un’educazione alla sostenibilità, al benessere della persona, degli esseri viventi e dell’ambiente, seguiti da dodici traguardi di competenza disciplinari che promuovono la cultura scientifica.

Lo sviluppo dei traguardi di competenza in traguardi specifici di apprendimento è effettuato mettendo a fuoco le dimensioni di conoscenze e abilità più specifiche in un’attività temporalmente circoscritta.

Traguardi di competenza

Conoscenze

  • I criteri utili a discriminare le conoscenze scientifiche da quelle non scientifiche
  • Le caratteristiche e i limiti del processo scientifico
  • Il metodo scientifico nella sua pluralità di approcci
  • Il ragionamento induttivo e deduttivo nel metodo sperimentale
  • Il dubbio, l’immaginazione e il consenso nel processo scientifico
  • La differenza tra modelli e realtà
  • Le scoperte scientifiche come prodotto dell’attività umana
  • I modelli scientifici tra adattamenti e rivoluzioni (punti di discontinuità)
  • Grandi personalità e vicende storiche della scienza e della tecnica
  • L’etica nel processo di ricerca scientifico e nelle sue applicazioni tecnologiche
  • Il significato e le ricadute culturali e sociali delle scienze naturali e della tecnica

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Descrivere attraverso delle situazioni concrete e degli esempi le caratteristiche che definiscono il processo scientifico e la natura delle conoscenze che genera
  • Valutare e giudicare
    • Distinguere i fatti dalle interpretazioni e opinioni
    • Argomentare e motivare idee, fatti e fenomeni scientificamente rilevanti sulla base di opportune evidenze

Globali

Conoscenze

  •  La cellula come unità fondamentale dei viventi e la vita in termini di interazione con l’ambiente, capacità di adattamento, riproduzione e trasmissione dell’informazione genetica
  • La vita come mantenimento (omeostasi) e creazione di “differenze”, la morte in termini di transizione verso una situazione di equilibrio
  • Distinzione e classificazione degli esseri viventi nei principali gruppi tassonomici
  • Differenze e similitudini negli schemi morfo-fisiologici su diverse scale (cellula, tessuto, organi, sistema, organismo, …), nei cicli vitali degli esseri viventi e nei loro bisogni
  • Differenze e similitudini delle condizioni di vita in diversi livelli di organizzazione ambientale (ecosistema, bioma, pianeta)

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Descrivere gli esseri viventi e gli ecosistemi attraverso dei criteri e delle proprietà, utilizzando strumenti appropriati (strumenti ottici, chiavi dicotomiche ecc.)
  • Strutturare e modellizzare
    • Individuare e utilizzare dei criteri per confrontare e classificare i sistemi biologici e le loro caratteristiche

Invarianti e schemi ricorrenti

Conoscenze

  • Strutture analoghe e omologhe negli esseri viventi
  • Adattamenti biologici su diverse scale (cellula, tessuto, organi, sistema,
    organismo)
  • Relazione tra strutture genetiche (geni, cromosomi) e manifestazioni
    fenotipiche
  • La relazione tra la struttura di alcune molecole biologiche (ormoni e
    anticorpi) e le relative proprietà (modello chiave-serratura)

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Osservare e descrivere le strutture e le funzioni di esseri viventi attraverso dei criteri
  • Strutturare e modellizzare
    • Confrontare le possibili relazioni tra strutture e funzioni negli esseri viventi

Struttura e funzione

Conoscenze

  • Scambi di energia e materia tra gli ecosistemi e ruolo degli esseri viventi in termini di produttori, consumatori e decompositori (processi di fotosintesi e respirazione cellulare)
  • Caratteristiche chimico-fisiche utili a descrivere un ambiente
  • Relazioni biotiche in popolazioni e comunità biologiche e interazione con la componente abiotica
  • Meccanismi di controllo e regolazione negli ecosistemi e negli esseri viventi
  • Relazione tra i sistemi, organi, tessuti e le cellule del corpo umano
  • Scambi di energia, materia e informazione (sensoriale e genetica) attraverso gli esseri viventi (tra cui l’essere umano)

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Indagare i sistemi biologici attraverso osservazioni, misurazioni ed esperimenti laboratoriali e sul campo
  • Raccogliere e rappresentare informazioni e dati
    • Utilizzare molteplici forme di rappresentazione (es.: mappe concettuali, schemi, diagrammi di flusso ecc.) per descrivere l’organizzazione dei viventi e degli ecosistemi e le loro relazioni.
  • Strutturare e modellizzare
    • Mettere in relazione osservazioni, dati sperimentali e informazioni per modellizzare i sistemi biologici in termini di scambi, relazioni e meccanismi di controllo.

Sistema scambi interdipendenze e controllo

Conoscenze

  • La selezione e la variabilità genetica come “spinte” per l’evoluzione degli esseri viventi su scale temporali differenti (micro- e macroevoluzione)
  • La dinamica degli ecosistemi in termini di “spinte” che producono
    cambiamenti nelle comunità e negli ambienti
  • Le “spinte” responsabili dei processi fisiologici e metabolici negli esseri
    viventi (tra cui l’essere umano)

Abilità

  •  Esplorare e indagare
    • Indagare la causalità dei fenomeni biologici attraverso esperimenti controllati
  • Strutturare e modellizzare
    • Riconoscere, attraverso delle evidenze empiriche (dati, osservazioni, confronti ecc.) l’idea di “spinta” nei processi biologici

Spinta al cambiamento

Conoscenze

  • Il principio della sostenibilità̀ nell’ambito delle risorse naturali, della salute e delle attività umane
  • Il principio della salute e del benessere fisico, emotivo, mentale e sociale in relazione ai diritti fondamentali, all’autodeterminazione, al rispetto di sé e dell’altro

Abilità

  • Valutare e giudicare
    • Distinguere i fatti dalle interpretazioni e opinioni
    • Argomentare le proprie rappresentazioni personali o altrui sulla base di evidenze sperimentali o di fonti bibliografiche
  • Comunicare ed elaborare
    • Sviluppare delle idee, dei punti di vista, delle visioni per un’assunzione di responsabilità̀ personale e interpersonale, nel rispetto dei diritti umani e della conservazione delle risorse naturali

Globali

Conoscenze

  • L’atomo come unità fondamentale della materia
  • Distinzione e classificazione della materia in base alla sua composizione, alle sue caratteristiche chimico-fisiche, agli stati d’aggregazione, alla pericolosità delle sostanze e al loro smaltimento
  • Distinzione tra processi spontanei e non spontanei
  • Organizzazione della tavola periodica degli elementi (numero atomico e reattività chimica)
  • Distinzione delle trasformazioni fisiche, chimiche, nucleari in termini di ciò che cambia e ciò che rimane immutato dal punto di vista della struttura della materia e delle proprietà (massa, rapporti di combinazione tra reagenti ecc.)
  • Distinzione e classificazione delle reazioni chimiche (Redox e acido-base)

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Descrivere la materia e le trasformazioni attraverso dei criteri, delle proprietà macroscopiche (massa, volume, temperatura, conducibilità elettrica, ecc.) utilizzando strumenti appropriati (indicatori, microscopio, saggi ecc.)
  • Strutturare e modellizzare
    • Individuare e utilizzare dei criteri per confrontare e classificare la materia e le sue trasformazioni

Invarianti e schemi ricorrenti

Conoscenze

  •  La relazione tra le caratteristiche chimico-fisiche di alcune sostanze e di
    alcuni materiali conosciuti e la loro funzione in alcuni applicativi tecnici

Abilità

  •  Esplorare e indagare
    • Prevedere i potenziali utilizzi di alcune sostanze e di alcuni materiali conosciuti in base alle loro caratteristiche chimico-fisiche

Struttura e funzione

Conoscenze

  • La trasformazione delle sostanze come processo che comporta il cambiamento delle proprietà fisiche e chimiche delle stesse
  • La reazione chimica come processo di formazione di nuove sostanze
  • I flussi di energia nelle trasformazioni della materia

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Indagare la materia e le sue trasformazioni attraverso osservazioni, misurazioni ed esperienze laboratoriali
  • Raccogliere e rappresentare informazioni e dati
    • Utilizzare molteplici forme di rappresentazione per descrivere l’organizzazione della materia e delle sue trasformazioni
  • Strutturare e modellizzare
    • Mettere in relazione osservazioni, dati sperimentali e informazioni per caratterizzare i processi osservati in termini di trasformazioni della materia e scambi di energia

Sistema scambi interdipendenze e controllo

Conoscenze

  • La “spinta” al cambiamento è determinata dalla natura delle
    sostanze coinvolte e, tra le altre cose, dalla loro concentrazione
  • La rapidità della trasformazione dipende dalla temperatura, dalla
    superficie di contatto e dai catalizzatori

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Indagare la causalità dei fenomeni di trasformazione delle sostanze attraverso esperimenti controllati
  • Strutturare e modellizzare
    • Riconoscere, attraverso delle evidenze empiriche (dati, osservazioni, confronti ecc.) l’idea di spinta e resistenza nelle trasformazioni

Spinta al cambiamento

Conoscenze

  • L’energia nell’unità delle sue proprietà e nella diversità delle sue manifestazioni
  • La descrizione fenomenologica dei processi di tipo conduttivo nell’ambito meccanico, elettrico e termico attraverso specifiche coppie di grandezze primarie, una intensiva e una estensiva
  • La carica elettrica, la quantità di moto e l’energia quali quantità conservate (non si producono e non si distruggono), l’entropia come quantità non conservata (può essere prodotta, ma non può mai essere distrutta)
  • La condizione di disequilibrio e di equilibrio nei processi meccanici, elettrici e termici in relazione alle grandezze intensive
  • I processi reversibili (sistemi ideali) e quelli irreversibili (sistemi reali) in termini di spinte che creano altre spinte e di produzione di entropia
  • Distinzione tra le modalità di trasporto dell’energia in termini di conduzione, convezione e irraggiamento
  • Distinzione tra energia e potenza energetica
  • Analogie e differenze qualitative tra fenomeni ottici e acustici
  • La quantità di moto e la forza nel principio di azione-reazione

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Descrivere i diversi processi attraverso l’osservazione di caratteristiche macroscopiche e la misurazione di grandezze fisiche
  • Strutturare e modellizzare
    • Comparare i modelli esplicativi dei diversi processi per individuare schemi ricorrenti e proprietà invarianti

Invarianti e schemi ricorrenti

Conoscenze

  • Le relazioni tra le caratteristiche strutturali, costruttive e funzionali di
    alcune applicazioni tecniche
  • La relazione tra i materiali e le relative funzioni isolanti e conduttive nei
    processi termici
  • La relazione strutturale e funzionale nelle macchine semplici
  • La relazione tra la struttura dei circuiti elettrici e il relativo funzionamento

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Indagare alcuni semplici applicativi tecnologici e alcuni dispositivi termici, meccanici ed elettrici attraverso osservazioni, misurazioni ed esperienze laboratoriali
  • Strutturare e modellizzare
    • Riconoscere la relazione tra struttura e funzione negli applicativi tecnologici e i dispositivi termici, meccanici ed elettrici

Struttura e funzione

Conoscenze

  • La variazione di una quantità (grandezza estensiva) all’interno di un
    sistema attraverso gli scambi con l’ambiente (ed eventualmente
    produzioni al suo interno)
  • La quantificazione di una grandezza estensiva in funzione della grandezza intensiva coniugata e della capacità del sistema
  • L’energia quale principio regolatore per coppie di processi
  • Alcune applicazioni tecnologiche (es.: termostato, fotocellula) come forme di controllo nei processi fisici

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Indagare i processi attraverso osservazioni, misurazioni ed esperienze laboratoriali
  • Raccogliere e rappresentare informazioni e dati
    • Utilizzare i diagrammi di flusso e di processo per descrivere i fenomeni
  • Strutturare e modellizzare
    • Mettere in relazione osservazioni, dati sperimentali e informazioni per modellizzare i processi in termini di “spinta”, flusso e “resistenza”.

Sistema scambi interdipendenze e controllo

Conoscenze

  • La differenza in una grandezza intensiva (potenziale) interpretata come “spinta” per il trasferimento di una quantità (grandezza estensiva
    coniugata) associata ad un flusso di energia
  • La differenza in una grandezza intensiva genera idealmente un’altra
    differenza in una grandezza intensiva (una “spinta” può generare un’altra “spinta”)
  • La “resistenza” nei fenomeni termici, meccanici ed elettrici
  • L’intensità di corrente di una grandezza estensiva come rapporto tra una differenza in una grandezza intensiva e una resistenza

Abilità

  • Esplorare e indagare
    • Indagare la causalità dei processi termici, meccanici ed elettrici attraverso esperimenti controllati
  • Strutturare e modellizzare
    • Riconoscere, attraverso delle evidenze empiriche (dati, osservazioni, confronti,…) l’idea di “spinta” e “resistenza” nei processi termici, meccanici ed elettrici

Spinta al cambiamento

Generic filters
Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in excerpt

Login

Entra nell’area riservata usando il tuo account aziendale

Nuovo utente

Sei nuovo? Crea il tuo account e potrai accedere con un unico profilo a tutti i servizi CERDD aperti al pubblico!

Il portale Piano di Studio è curato dal Centro di risorse didattiche e digitali, che gestisce materiali didattici proposti dalla Divisione della scuola, dalla Divisione della formazione professionale, dagli esperti di materia e dai docenti. Contattaci.
Il portale Piano di Studio è curato dal Centro di risorse didattiche e digitali, che gestisce materiali didattici proposti dalla Divisione della scuola, dalla Divisione della formazione professionale, dagli esperti di materia e dai docenti. Contattaci.