Didattica a distanza

Dall'inizio del cosiddetto #lockdown ovvero l'isolamento dovuto al diffondersi della pandemia del corona virus, ho avuto modo di riflettere sulla didattica a distanza, sui limiti e sulle opportunità di questa modalità di insegnamento, detta anche didattica on-line o telematica. Molti docenti sono alla ricerca di materiale utilizzabile durante le lezioni a distanza, approfondimenti e suggerimenti utili. E' per questo che ho deciso di mettere a disposizione un po' di risorse, che caricherò un po' alla volta nei prossimi giorni.

Intanto vi segnalo un'intervista sulla #didattica a #distanza a livello universitario: https://ognisereuncaffe.com/2020/04/27/la-didattica-a-distanza-universitaria-tra-studenti-e-professori/

E la definizione di wikipedia, in inglese, di distance education (dove potete riconoscermi in uno degli scatti fatti nei giorni scorsi durante una lezione a distanza): https://en.wikipedia.org/wiki/Distance_education

A questo link potete trovare un mio contributo alla rivista #SUBSTANTIA nello special issue dedicato all'emergenza covid-19 (link) su una breve storia della didattica a distanza, uno stato dell'arte sugli strumenti sviluppati per l'insegnamento a distanza della chimica e qualche considerazione sulla situazione vissuta in questi ultimi tre mesi legata all'emergenza covid-19:

DISTANCE EDUCATION IN CHEMISTRY DURING EPIDEMIC COVID-19 (Substantia, DOI: 10.13128/Substantia-961): link all'articolo.

**** NUOVI ARTICOLI DI DIDATTICA E RICERCA IN DIDATTICA 'OPEN ACCESS' ****

E' stato appena pubblicato sulla rivista della American Chemical Society JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION un nuovo articolo di didattica della chimica per le scuole secondarie di II grado e per i corsi introduttivi di spettroscopia.

Questo lavoro è adesso on-line sul sito della rivista:

Digital Tool for the Analysis of UV–Vis Spectra of Olive Oils and Educational Activities with High School and Undergraduate Students

di SANDRO JURINOVICH e VALENTINA DOMENICI, Journal of Chemical Education, 2022, 99, 787-798. DOI: 10.1021/acs.jchemed.1c01015

Abstract: UV–vis absorption spectroscopy is one of the most accessible spectroscopic techniques at the high school educational level, and it is usually introduced in analytical chemistry courses due to its high versatility and to the wide range of applications in many fields of chemistry. Within this framework, we have developed an easy-to-use “simulation tool” to identify and quantify the main pigments in a relatively complex food matrix, such as olive oil and seeds’ oils. This digital software, freely available, can be used by high school students and first-year undergraduate students to analyze the UV–vis absorption spectrum of olive oils recorded in the bulk without any chemical treatment. In this paper, we are reporting the basic principles of the spectroscopic method and the way to use the “simulation tool” with several examples and explanations that are useful for students and teachers. In the second part of the paper, several examples of activities about the chemistry of olive oil, realized with the fifth classes’ students of a high school technical institute (K–12 level) and undergraduate students of an introductory course in spectroscopy in the second year of the Chemistry Degree Course, are reported. These activities were performed partially face-to-face and partially in distance learning mode during the COVID-19 pandemic. The main learning outcomes, methodological issues, and students’ feedback resulting from these experiences are reported and commented on, showing the potential of the simulation tool for educational purposes.

Abstract Image

#didatticadellachimica #oliodioliva #distanceeducation #inquirybasedlearning #digitaltool #EVOODec

E' stato pubblicato sulla rivista della American Chemical Society un mio contributo allo special issue "Insights Gained While Teaching Chemistry in the Time of COVID-19" del giornale di didattica della chimica JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION (link). Nell'articolo intitolato "A Course of History of Chemistry and Chemical Education Completely Delivered in Distance Education Mode during Epidemic COVID-19" racconto come ho strutturato il corso di "Storia della Chimica ed elementi di didattica", quali strumenti ho utilizzato durante il lockdown e quali sono stati i feedback avuti dagli studenti.

A Course of History of Chemistry and Chemical Education Completely Delivered in Distance Education Mode during Epidemic COVID-19

di Valentina Domenici, Journal of Chemical Education, 2020, 97, 2905-2908. DOI: 10.1021/acs.jchemed.0c00739 (link)

Abstract: The pandemic COVID-19 has brought the closure of schools of all levels and all universities in Italy, since early March 2020 up to the end of the teaching period (first half of June 2020). However, almost all universities guaranteed the continuity of educational and professional courses by using several distance education modalities. The purpose of this communication is to describe how a course of History of Chemistry and Basics of Chemical Education for first-year undergraduate students was reorganized and delivered during the COVID-19 emergency and to share several considerations that might be useful for the future. Positive and negative aspects emerged during this distance education experience are finally reported.

graphical abstract new#didatticadellachimica #didatticaadistanza #distanceeducation #distancelearning #distanceteaching #DAD

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"DIDATTICA DELLA CHIMICA PER LA SCUOLA PRIMARIA"

In questa parte del sito caricherò materiale di didattica della chimica utile per gli insegnanti della scuola primaria e descriverò alcune esperienze didattiche che possono essere proposte ai bambini durante questo periodo di isolamento.

A questo link trovate alcuni 'principi ispiratori' su cui dovrebbero basarsi le attività di didattica della chimica nella scuola primaria e, in generale, attività rivolte ai bambini fino ai 10 anni: PRINCIPI ISPIRATORI.

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"ATTIVITA' DIDATTICA SUI PIGMENTI"

Questa presentazione riguarda un percorso didattico sperimentato con alcune #scuole #primarie sui pigmenti. In particolare, di seguito troverete alcuni dettagli del percorso sui pigmenti di origine naturale (minerale e vegetale) e sui pigmenti sintetici. Alcune attività sono corredate di schede e griglie di osservazione da far fare in gruppo o singolarmente. Seguono alcuni riferimenti, link e altro materiale utile.

Un percorso didattico sui pigmenti naturali e artificiali per la scuola primaria: PERCORSO CON SCHEDE E PROCEDIMENTI

  • Link alle attività sui pigmenti effettuati durante la notte europea della ricerca in Toscana: il #BRIGHT2018
  • Link al sito del #BRIGHT2018 del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell'Università di Pisa.

Alcune letture consigliate:

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"PREPARIAMO UN GEL DISINFETTANTE!"

In questo periodo si è parlato molto di gel disinfettanti e disinfettanti in genere. Esistono diverse ricette, tra cui quella ufficiale dell'Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO), ma è possibile preparare anche a casa, un gel disinfettante a base alcolica. Il gel di cui suggerisco la preparazione può essere fatto fare ai bambini (ovviamente insieme ad un adulto), in questo momento a casa con le loro famiglie. Come tutte le attività proposte, lo scopo principale è quello educativo/didattico.

MATERIALI:

Per preparare il gel disinfettante, occorrono tre recipienti (ad esempio, due barattoli di vetro e un pentolino), una bilancia, un frullatore a immersione, due cucchiai. Occorre inoltre avere a disposizione alcool etilico ad uso alimentare, acqua, carragenina (gelificante) e glicerina. E' possibile anche aggiungere un'essenza profumata e anche un colorante alimentare.

PROCEDIMENTO:

- Inserire in un barattolo 40g di acqua e 2g di carragenina (un cucchiaio circa). Mescolare e lasciare che si formi il gel (5-10 minuti).

- Inserire in un secondo barattolo 45g di alcool etilico (alcol alimentare), circa 10g di glicerina e, se volete personalizzarlo, qualche goccia di olio essenziale e qualche goccia di colorante alimentare.

- Mescolare pian piano il contenuto dei due barattoli in un pentolino e utilizzare il frullatore a immersione per rendere il miscuglio più omogeneo, e favorire la formazione di un gel senza grumi. Il gel è pronto!

COMMENTI:

Dal punto di vista chimico e didattico, nella preparazione di questo gel possiamo far notare ai bambini che abbiamo preparato dei #miscugli e delle #miscele tra #sostanze diverse, abbiamo utilizzato sostanze #liquide e sostanze #solide e che, alla fine, abbiamo prodotto un gel, che non è nè un liquido nè un solido. Il processo di #gelificazione non è semplice da spiegare ai bambini dal punto di vista molecolare, ma possiamo utilizzare comunque dei semplici modellini e delle analogie con oggetti macroscopici far capire che i gel hanno una struttura a #rete e che questa è la ragione del loro comportamento e del loro aspetto, così diverso sia dai liquidi che dai solidi.

Suggerisco agli adulti che vogliano preparare un disinfettante fai da te di vedere questo video di Dario Bressanini sulla preparazione di un disinfettante da poter fare in casa, seguendo le indicazioni dell'Organizzazione Mondiale della Sanità.

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"ATTIVITA' DIDATTICA DAI SEMI ALLE FARINE, DALLE FARINE ALLA PASTA"

Queste attività didattiche sono state sperimentate in diverse scuole primarie (dalla classe seconda alla classe quinta) e riguardano un concetto molto importante nelle scienze: le trasformazioni.

Nel corso del 2014 e 2015, in particolare, ho lavorato con alcune classi quarte e quinte delle scuole primarie sull'alimentazione e sul cibo. Questo percorso didattico riguarda le trasformazioni dai semi alle farine e dalle farine alla pasta e al pane. Alcune attività didattiche sono molto semplici e possono essere fatte anche a casa, con pochi accorgimenti.

Presentazione sull'attività didattica sui semi, sulle farine e sulla pasta: percorso didattico.

Link alla pagina del diario di bordo dell'insegnante Grazia Bimbi per la classe quinta della scuola primaria "Europa" di Rosignano Solvay (LI) (anno scolastico 2014-2015).

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"ATTIVITA' DIDATTICA SUI MISCUGLI"

Queste attività riguardano il concetto dei miscugli eterogenei ed oomogenei, un argomento che viene affrontato a livello di scuola primaria. In particolare, negli anni sono stati sviluppati vari percorsi didattici con classi seconde e con classi terze delle scuole primarie di Vada, Rosignano Solvay e Rosignano Marittimo, in collaborazione con il museo di Storia Naturale di Rosignano Solvay.

Presentazione su attività sui miscugli svolte nel 2011 in occasione dell'anno internazionale della chimica, presso il museo, dove era stata allestita una mostra didattica: PRESENTAZIONE.

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Alcune letture consigliate:

Strati di liquidi

"ATTIVITA' DIDATTICA SULLA MISCIBILITA' & IMMISCIBILITA' TRA LIQUIDI"

Il tema della miscibilità dei liquidi si inserisce nel contesto più ampio dello studio della materia e in particolare dello stato liquido, argomento che si affronta con un approccio scientifico più approfondito a livello di scuola secondaria di I grado, ma che può essere proposto ad un livello più semplice anche alla scuola primaria. Questo argomento si collega a vari argomenti trasversali delle scienze, come la densità, le tecniche di separazione tra sostanze e ad alcune problematiche ambientali associate all’inquinamento (i.e. sversamento di idrocarburi nel mare) o all’igiene personale (i.e. il principio su cui si basa l’uso del sapone).

L’approccio proposto è di tipo laboratoriale, principalmente esplorativo guidato, che bene si adatta al target della scuola secondaria di I grado.

Questo è uno schema di percorso didattico legato al tema della miscibilità tra liquidi: PERCORSO DIDATTICO

Questo è uno schema di laboratorio sulla miscibilità tra liquidi: SCHEDA DI TERZO LIVELLO - ATTIVITA' DI LABORATORIO.

Di seguito potete trovare il link ad un video dove mostro come fare, anche in casa, una colonna di strati di liquidi a diversa densità, utilizzando lo sciroppo d'acero, un normale sapone per piatti, acqua, olio di oliva e alcool denaturato. Nonostante i materiali siano semplici e facilmente reperibili, se volete far fare l'esperienza ai bambini, occorre che sia presente un adulto. Ricordate che l'alcol denaturato è infiammabile e quindi state ben lontani dalle fonti di calore, fiamme, etc...

Link al video: VIDEO SULLA COLONNA DI STRATI DI LIQUIDI

Note esplicative: I cinque liquidi sono aggiunti in ordine decrescente di densità. Questi liquidi sono in parte miscibili e in parte immiscibili tra loro. Ad esempio, l'olio di oliva e l'acqua sono immiscibili, mentre l'acqua e l'alcol denaturato sono miscibili tra loro. Il fatto di riuscire a formare una colonna di strati separati dipende quindi anche dall'ordine con cui i liquidi sono aggiunti e, come nel caso del sapone e dell'acqua, dall'assenza di agitazione meccanica.

Ulteriori approfondimenti su: V. Domenici, Insegnare e apprendere chimica, Mondadori Università, Firenze: 2018 (parte quarta: sessione A).

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"DIDATTICA DELLA CHIMICA E STORIA DELLA CHIMICA"

In questa parte caricherò materiale di #didattica della #chimica utile per gli insegnanti di chimica in formazione e per gli studenti dei corsi di didattica della chimica e di storia della chimica.

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RISORSE DI “ETICA DELLA CHIMICA”

In questa parte metterò a disposizione del materiale che riguarda l'etica della chimica, argomento affrontato durante il corso "Storia della Chimica ed Elementi di Didattica". Questo materiale può essere utile sia agli studenti universitari di chimica che agli insegnanti di chimica in formazione.

Una mia breve presentazione sul tema "Etica della chimica".

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RISORSE DI “STORIA DELLA CHIMICA ED ELEMENTI DI DIDATTICA”

In questa parte metterò a disposizione del materiale che riguarda alcuni temi che affronto con gli studenti del primo anno di Chimica al corso "Storia della Chimica ed Elementi di Didattica". NOTA BENE: questo materiale è stato ridotto e la maggior parte delle immagini sono state tolte per alleggerire i documenti. Occorre quindi considerare che a questo materiale vanno aggiunti i testi delle fonti originali, molte immagini e cosa molto importante: i riferimenti ai testi. Questi documenti hanno solo uno scopo didattico e possono essere utili sia agli studenti universitari di chimica che agli insegnanti di chimica in formazione:

  • Lezione introduttiva e link relativi all' ALCHIMIA (prima lezione): presentazione ridotta.
  • Presentazione (con riferimenti) relativo al lavoro sulle fonti originali sull'Alchimica medievale (seconda lezione): presentazione ridotta.
  • Lezione sulla natura della Chimica: i concetti della chimica, alcune riflessioni epistemologiche (quinta lezione): presentazione ridotta.
  • Link alla presentazione sulla TEORIA ATOMICO-MOLECOLARE con gli aspetti didattici rilevanti (sesta lezione): presentazione ridotta.
  • Presentazione sulle DONNE e la SCIENZA (le donne e la CHIMICA) - (decima lezione): presentazione ridotta. 
  • Lezione riepilogativa degli approcci storici-epistemologici all'insegnamento della chimica: presentazione ridotta.

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RISORSE su IMMAGINE E COMUNICAZIONE DELLA CHIMICA

In questa sezione troverete alcuni estratti di lezioni tenute negli anni sugli argomenti di 'Immagine e percezione della Chimica', 'Comunicazione della Chimica' e 'Fake news in ambito chimico'. In particolare, le slides seguenti sono estratti di un mio contributo presso il corso 'Educazione scientifica versus deriva antiscientifica' organizzata dall'Accademia dei Lincei con il programma 'I Lincei per la Scuola' del Polo dell'Università di Salerno. La lezione di formazione per insegnanti è stata tenuta lo scorso 11 FEBBRAIO 2022.

Immagine e percezione della chimica, link a e b.

Chimica e letteratura, chimica e arte, link.

Chimica come scienza creativa, link.

Fake news e chimica, link.

 

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"MATERIALE DIDATTICO UTILE PER I DOCENTI E PER GLI STUDENTI"

In questa parte caricherò materiale utile per gli studenti universitari che seguono i corsi di chimica fisica e di spettroscopia, ma anche per tutti gli insegnanti di chimica delle scuole secondarie di II grado. Per ogni sezione che inserirò, darò alcune spiegazioni ed elementi operativi sia per gli studenti che per i docenti.

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ATTIVITA' DIDATTICHE “FARE CHIMICA CON LA LUCE”

Esistono molte attività didattiche che possono essere proposte per introdurre gli studenti delle scuole secondarie di II grado alla #spettroscopia, in particolare alla spettroscopia di assorbimento nella regione UV-visibile.

Durante il lockdown, insieme a Sandro Jurinovich (docente di scuola secondaria di II grado, Cattaneo di San Miniato - Pisa) e Gioia Fano (laureanda magistrale di Chimica) abbiamo sviluppato una piattaforma condivisa di materiale didattico sviluppato per attività sia in presenza che a distanza di introduzione alla spettroscopia "DAD-Spectroscopy":

Il sito è raggiungibile a questo link: https://sites.google.com/cattaneodigitale.it/spettroscopia/

Di seguito caricherò uno schema di percorso didattico e materiale aggiuntivo di approfondimento e per attività di spettroscopia da proporre agli allievi.

Un percorso didattico sulla spettroscopia di assorbimento nel visibile per la scuola secondaria di II grado: SCHEMA DI PERCORSO DIDATTICO

Un laboratorio didattico di spettroscopia: scheda per un laboratorio didattico

Alcune letture consigliate:

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ATTIVITA' DIDATTICHE SULLA SPETTROSCOPIA DI ASSORBIMENTO UV-VISIBILE

In questa sessione riporterò uno schema di laboratorio didattico di spettroscopia di assorbimento UV-visibile, che comprende una breve introduzione allo spettrofotometro a doppio raggio seguito da una serie di risorse utili, di approfondimenti e di esperienze didattiche su alcune applicazioni della spettroscopia di assorbimento UV-vis.

Link a video di introduzione alla spettroscopia di assorbimento UV-vis: video sullo spettrofotometro

Una mia breve presentazione sul tema: "La scienza dell'olio di oliva (prima parte)"

Una mia breve presentazione sul tema: "La scienza dell'olio di oliva (seconda parte)"

Una mia breve presentazione sul metodo spettroscopico per l'analisi dei pigmenti in olio di oliva: "L'analisi spettroscopica dell'olio di oliva"

Alcune letture consigliate:

  • Valentina Domenici, "La scienza dell'olio di oliva" (Scienza in Rete).
  • Il metodo di assorbimento UV-visibile per l'analisi dell'olio di oliva (Unipi).
  • Cristina Lazzerini, Mario Cifelli, Valentina Domenici, "Determinazione dei pigmenti e loro legame con parametri di qualità e autenticità dell'olio di oliva extravergine", Quaderni dei Georgofili, p. 21 (2018), (link al file pdf).
  • Valentina Domenici, Donatella Ancora, "Le truffe e la contraffazione olearia sotto la lente degli spettri UV-vis", (Teatro Naturale).

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ATTIVITA' DIDATTICHE SULLA SPETTROSCOPIA DI FLUORESCENZA

In questa parte del sito caricherò del materiale relativo alle mie lezioni di introduzione alla spettroscopia di fluorescenza, utili sia per gli studenti universitari sia per gli studenti delle ultime classi di scuole secondarie di II grado (e i loro docenti). Queste attività sono state infatti l'oggetto di attività didattiche di alternanza scuola lavoro nel 2017 e 2018.

Link a video di introduzione alla spettroscopia di fluorescenza:

  • Video sullo spettrofluorimetro: video 1
  • Video sulla geometria di acquisizione di spettri di fluorescenza con modalità "right angle" e "front-face": video 2
  • Video sulle varie tipologie di cuvette per misure di assorbimento e di fluorescenza UV-visibile: video 3

Presentazione di una attività laboratoriale sulla fluorescenza della rodamina B: PRESENTAZIONE ATTIVITA'

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ATTIVITA' DIDATTICHE SULLA SPETTROSCOPIA INFRAROSSA

In questa parte del sito caricherò materiale relativo alle mie lezioni di introduzione alla spettroscopia infrarossa, utili sia per gli studenti universitari sia per gli studenti delle ultime classi di scuole secondarie di II grado (e i loro docenti).

Link a video di introduzione alla spettroscopia infrarossa:

  • Video sul funzionamento dell'interferometro: video 1
  • Video sul funzionamento dello spettrofotometro FT-IR: video 2

- Selezione degli appunti del corso di Chimica Fisica e Laboratorio (per studenti universitari) di introduzione alla spettroscopia rotazionale: 1, 2, 3, 4, 5 e 6.

- Selezione degli appunti del corso di Chimica Fisica e Laboratorio (per studenti universitari) di introduzione alla spettroscopia vibrazionale: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7.

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RISORSE DIDATTICHE DI “RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE”

Questi due brevi video girati qualche anno fa per la rivista Linx Magazine della Pearson mostrano i principi su cui si basa la Risonanza Magnetica Nucleare e come si interpretano gli spettri NMR. I video sono stati fatti per gli studenti delle scuole secondarie di II grado.

Introduzione alla Risonanza Magnetica Nucleare: un mio breve video di introduzione all'NMR.

Come si "legge" uno spettro NMR dell'etilbenzene: un mio breve video sulla lettura dello spettro NMR.

Alcune letture consigliate (divulgative) sui principi e sulle applicazioni della Risonanza Magnetica Nucleare:

  • Valentina Domenici & Carlo Alberto Veracini, Risonanza magnetica nucleare: passato, presente e futuro di una tecnica spettroscopica che ha cambiato la chimica e non solo. PARTE I. La Chimica nella Scuola, vol. 1, 2007, pp. 13. Volume scaricabile in pdf.
  • Valentina Domenici & Carlo Alberto Veracini, Risonanza magnetica nucleare: passato, presente e futuro di una tecnica spettroscopica che ha cambiato la chimica e non solo. PARTE II. La Chimica nella Scuola, vol. 2, 2008, pp. 70. Volume scaricabile in pdf.

Selezione del materiale utilizzato per il Corso di Chimica Fisica e Laboratorio (per studenti universitari) sull'introduzione alla Risonanza Magnetica Nucleare: 1, 2, 3, 4, 5 e 6.

Alcuni siti utili per la didattica sulla Risonanza Magnetica Nucleare (in inglese):

  • Sito web che contiene un grande database di spettri sperimentali di composti organici (1H NMR, 13C NMR, MS, IR e Raman): database di spettri di composti organici
  • Sito web che consente di simulare gli spettri 1H NMR e 13C NMR a partire dalla formula chimica della sostanza di interesse: PREDICT NMR
  • Sito web (e programma scaricabile) che aiuta a capire l'effetto della Trasformata di Fourier sull'intensità del segnale NMR: FTNMR
  • Sito web con un programma di simulazione per studiare l'effetto degli impulsi di radio-frequenze sulla magnetizzazione e di visualizzare l'effetto di altri parametri (come i tempi di rilassamento, l'intensità del campo, la fase degli impulsi): BLOCH SIMULATOR

FOTO DI APERTURA 3  

 

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