Lezione prof. Barreca

1. Unità Didattica:Unità Didattica:
I GasI Gas
Specializzando:Specializzando:
Gianluca BarrecaGianluca Barreca
Supervisore
Prof.ssa Stella Bertuglia
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PALERMOUNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PALERMO
S.I.S.S.I.SS.I.S.S.I.S..
Scuola Interuniversitaria Siciliana di Specializzazione per l'InsegnamentoScuola Interuniversitaria Siciliana di Specializzazione per l'Insegnamento
SecondarioSecondario
XI ciclo - Indirizzo: Scienze Naturali A60XI ciclo - Indirizzo: Scienze Naturali A60

2. Target
Si tratta di una quarta classe del liceo scientifico Galileo
Galilei, composta da 20 alunni. La scuola è ubicata in una
zona residenziale, il livello socio economico è medio alto.
Presenta una bassa dispersione scolastica (circa il 10%)
ed un livello socio-culturale medio/alto. Tali aspetti fanno
sì che l’Istituto sia classificato come una scuola non a
rischio. Stabiliti per la valutazione della prova d'ingresso,
quattro livelli (A, B, C, D) e senza tenere conto delle
risposte errate e non date. Dai test d'ingresso, si sono
ottenuti i seguenti risultati: livello A 20%, B 50%, C
20%, D 10%.

3. Prerequisiti
Prerequisiti minimi
Saper analizzare un testo scientifico
Prerequisiti specifici
Conoscere la differenza tra le grandezze estensive e le grandezze intensive;
Possedere il concetto di forza del legame chimico;
Possedere il concetto di superficie;
Possedere il concetto di volume;
Possedere il concetto di densità;
Possedere il concetto di massa;
Possedere il concetto di temperatura;
Saper riportare valori numerici sperimentali in un sistema di assi cartesiani;
Conoscere gli stati di aggregazione della materia e le forze intermolecolari tra le
molecole (Forze dipolo-dipolo, legame ad idrogeno, forze di Van der Waals).
L’analisi e l’eventuale recupero dei prerequisiti saranno realizzati, durante la
prima fase del percorso didattico, attraverso: lezione partecipata, semplici
domande a risposta aperta e chiusa (test d'ingresso).

4. Verifica dei prerequisiti
VERIFICA DEI PREREQUISITI
1 Leggi attentamente il brano seguente e rispondi alla domanda
Nel linguaggio corrente si dice comunque che una data sostanza "è un gas" quando la sua temperatura di
ebollizione è molto al di sotto della temperatura ambiente, cioè quando si trova normalmente allo stato di gas sulla
Terra. Per esempio è normale dire che "il metano è un gas mentre il ferro non lo è", sebbene il metano possa
benissimo trovarsi allo stato liquido (raffreddato al di sotto di -161 °C) e il ferro allo stato gassoso (riscaldato oltre
i 2750 °C).
Come può essere definito un gas nel linguaggio comune?
2 Le particelle nello stato aeriforme:
sono sottoposte a notevoli forze attrattive;
sono molto vicine e si dispongono in una struttura ordinata;
possono solo oscillare;
hanno la massima libertà di movimento entrando in collisione tra loro e con il recipiente che le contiene.
3 Cos'è la massa di un corpo?
• la forza con cui cade al suolo;
• la forza che lo attrae verso il centro della terra;
• la quantità di materia in esso contenuta;
• una forma di energia.

5. Verifica dei prerequisiti
VERIFICA DEI PREREQUISITI
4 Il volume di un corpo è:
la massa contenuta;
lo spazio reale da esso occupato;
la quantità di materia per unità di superficie;
il prodotto della massa per la densità.
5 Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false:
la temperatura misura l'intensità di calore;
la temperatura misura la quantità di calore;
la temperatura indica la direzione di trasferimento del calore;
il calore si trasferisce dal corpo a temperatura più bassa a quello a temperatura più alta;
due corpi a temperatura diversa messi a contatto raggiungono la stessa temperatura.
6 Quale delle seguenti relazioni rappresenta la densità di un corpo?
d = V/m
d = m/V
d = m x V
d = k x m

6. Verifica dei prerequisiti
VERIFICA DEI PREREQUISITI
7 Con i seguenti dati sperimentali costruisci il grafico con l'ausilio della carta millimetrata:
8 Che cos'è la forza?
Una grandezza vettoriale definita dal prodotto della massa per l'accelerazione;
La misura della velocità dei corpi;
La misura della capacità di sollevare un corpo;
La misura del vento.
MASSA (g) Volume (cm3
)
22.30 2.50
19.14 2.15
12.96 1.45

7. Griglia per la valutazione dei prerequisiti
Domanda Risposta Punteggio Risp. non Data Risp. errata
Tot. Risp.
Esatta
Prer.minimi
1 1 4 0 5
Prerequisitispecifici
2 1 1 0 -0,5 1
3 1 1 0 -0,5 1
4
1 0,2 0 -0,1
1
1 0,2 0 -0,1
1 0,2 0 -0,1
1 0,2 0 -0,1
1 0,2 0 -0,1
5 1 1 0 -0,5 1
6 5 1 0 1
7 1 1 0 -0,5 1

8. Griglia per la valutazione dei prerequisiti
Prerequisiti minimi Prerequisiti specifici
Alunno
1 2 Tot. 2 3 4 5 6 7
Tot.
TOT.
A
B
C
…
Saranno previste attività di riequilibrio (≤ 5) o di consolidamento (5,1 – 10)
La presente tabella di valutazione, sarà accompagnata da un grafico
esplicativo che mostrerà la condizione didattica iniziale del gruppo classe.

9. Obiettivi
1 Obiettivi di conoscenza:
saper descrivere le principali proprietà fisiche dei gas;
saper spiegare il concetto di pressione e le unità di misura con cui la pressione viene
espressa;
saper illustrare le leggi dei gas.
2 Obiettivi di abilità
saper eseguire letture di pressione atmosferica;
saper risolvere semplici problemi di applicazione delle leggi dei gas;
saper rappresentare graficamente le leggi dei gas.

10. Contenuti
L'unità di apprendimento “i gas” si inserisce nell'ambito della
tematica “gli stati della materia”. Occorre evidenziare che
nell'ambito dello stato gassoso le risultane delle leggi di Avogadro,
di Boyle e di Charles, oltre a costituire una conferma della teoria
cinetica-corpuscolare della materia, permettono di ricavare
l'equazione di un gas ideale. La legge di Dalton delle pressioni
parziali e la legge di Graham sulla diffusione dei gas completano la
trattazione dello stato gassoso.

11. Contenuti
Di seguito ecco riportati in dettaglio gli argomenti che verranno trattati nell'ambito della presente U.D.:
La teoria cinetica dei gas.
La pressione dei gas;
Legge di Boyle;
Legge di Charles;
Legge dei volumi di combinazione di Gay Lussac;
Legge di Avogadro;
Legge di un gas ideale;
La costante R dei gas;
Legge di Dalton delle pressioni parziali;
Diffusione dei gas: legge di Graham.
Per quanto riguarda la teoria cinetica dei gas verrà evidenziato che:
Le molecole dei gas si muovono rapidamente, continuamente ed in modo disordinato in tutte le direzioni;
Le forze di attrazione tra le molecole dei gas ideali sono trascurabili;
Le molecole che costituiscono i gas ideali sono piccolissime e molto distanti tra loro;
L'energia cinetica media delle molecole di un gas è direttamente proporzionale alla temperatura;
Le molecole dei gas collidono tra loro e con le pareti del contenitore in modo elastico, cioè senza perdita di
energia per effetto dell'urto.

12. Contenuti
Verrà dunque introdotto il concetto di pressione definendola come la forza (F)
esercitata sull'unità di superficie (S). Verrà definito il funzionamento del
barometro di Torricelli e successivamente sarà introdotta l'unità di misura della
pressione nel SI, cioè il pascal (Pa), e le sue relazioni con le altre unità pratiche di
pressione come il bar e l'atmosfera standard (atm). I ragazzi saranno anche
protagonisti in un laboratorio pratico ed effettueranno personalmente delle misure
di pressione.
A questo punto verranno introdotte le varie leggi dei gas cominciando dalla legge
di Boyle che spiega la relazione tra la pressione di un gas ed il suo volume,
saranno proposti anche dei semplici esercizi per favorire l'apprendimento. Verrà
introdotta anche l'interpretazione molecolare della legge di Boyle: “a temperatura
e moli costanti, se il volume del gas diminuisce, gli urti delle molecole sulle pareti
del contenitore aumentano e dunque la pressione aumenta. La seconda legge
proposta sarà quella di Charles che spiega la relazione tra la temperatura di un gas
ed il suo volume.

13. Contenuti
Verrà a questo punto presentata la legge dei gas ideali, partendo
dalle tre leggi precedentemente spiegate (Avogadro, Boyle e Charles
già presentate):
PV=nRT
dove P = alla Pressione; V = al volume, n = numero di moli; T = alla
temperatura assoluta.
Dopo aver spiegato il significato della costante R dei Gas verrano
somministrati alcuni esercizi ai ragazzi. A questo punto verranno
spiegate altre due leggi: la legge di Dalton delle pressioni parziali e
la legge di diffusione dei gas o legge di Graham. Con la prima si
cercherà di far comprendere il concetto di pressioni parziali dei gas,
ogni gas, quindi, in una miscela, contribuisce con la sua pressione
parziale alla pressione totale. Con la seconda legge si cercherà di far
comprendere come mai tutte le sostanze gassose non diffondono con
la stessa velocità

14. Contenuti
E' da sottolineare il fatto che il docente si soffermerà più volte sul
fatto che le leggi dei gas sono valide in quanto si considerano i gas
ideali, nella realtà infatti i gas presentano delle deviazioni dal
comportamento ideale tanto maggiori quanto più è elevata la
pressione e quanto più bassa è la temperatura, in queste condizioni,
le attrazioni intermolecolari non sono trascurabili. Tuttavia la
problematica dei gas reali non verrà affrontata in quanto il docente la
ritiene troppo complessa per i ragazzi di un liceo.

15. Metodologie
Al fine di compiere un buon lavoro didattico è necessario che siano adottate delle metodologie didattiche tali
da porre l’allievo al centro del processo d’insegnamento/apprendimento.
Per questo motivo l’unità didattica verrà impostata sull’interazione con gli alunni. A tal fine si farà ricorso a
tecniche di:
Didattica con l'ausilio della lavagna: Questa metodologia è stata adottata con lo scopo di motivare e
coinvolgere maggiormente gli allievi. In particolare, gli argomenti trattati con l'ausilio della lavagna, saranno
affrontati con maggior chiarezza rispetto ad un sussidio multimediale che rischierebbe di far perdere la
concentrazione e di far affrontare le problematiche con troppa fretta e poca chiarezza. La didattica alla lavagna
risulta inoltre estremamente importante nell'applicazione dei concetti espressi tramite esercizi di riepilogo,
favorendo anche l'interazione insegnante – alunno;
Laboratorio esperienziale: per stimolare l'apprendimento delle leggi sui gas.
L’impostazione metodologica della lezione frontale si adatterà alla struttura scientifica dell’argomento
secondo questo schema generale:
Esposizione dei contenuti e comprensione per mezzo di esercizi alla lavagna;
Riepilogo generale;
Fase di ampliamento delle conoscenze acquisite attraverso consultazione del libro di testo e di esercizi da
svolgere a casa.
In una seconda fase si farà una semplice esperienza da condurre nel laboratorio di scienze. Tale laboratorio ha
lo scopo di far conoscere le grandezze fisiche dei gas. Gli alunni effettueranno delle misure di pressione, le
relazioneranno con il volume e successivamente con la temperatura rappresentando il tutto in un sistema di
assi cartesiani (Volume vs pressione) e (Temperatura vs pressione).

16. Strumenti
Per la realizzazione dell'Unità Didattica si utilizzeranno i
seguenti materiali di supporto:
libro di testo;
lavagna;
manometro ad U;
schede per il laboratorio;
carta millimetrata;
PC
Per l’esecuzione e la realizzazione pratica delle lezioni si avrà
bisogno:
dell'aula;
del laboratorio di scienze.

17. Tempi
Il test d'ingresso sarà somministrato nel corso del primo
incontro di un ora. La prima mezz'ora verrà dedicata alla
somministrazione del test, l'altra mezz'ora verrà dedicata al
recupero dei prerequisiti;
Saranno successivamente svolte due lezioni frontali per un
totale di tre ore, alla lavagna verranno risolti anche degli
esercizi;
Due ore verranno dedicate al laboratorio sulle misure di
pressione con il manometro;
L'ultima ora verrà dedicata alla verifica finale.
L'unità didattica avrà dunque una durata complessiva di 7 ore
che saranno svolte nell'arco di due settimane.

18. Modalità operative
Primo incontro (un'ora) – Verifica prerequisiti
Nel corso del primo incontro, prima di introdurre la nuova unità didattica, verrà
svolta una verifica, attraverso una discussione in classe ed un test d’ingresso, dei
prerequisiti che gli alunni devono possedere al fine di poter comprendere gli
argomenti che verranno affrontati successivamente. In questo modo verrà analizzata
la situazione di partenza della classe. Si effettueranno anche delle domande stimolo
del tipo: quali sono le principali grandezze fisico - chimiche? Come è composta
l'atmosfera? Che strumenti di misura conoscete? (si cercherà infatti di mantenere
sempre il riferimento alla vita quotidiana). Si passerà, quindi, al commento delle
risposte e delle osservazioni degli alunni; successivamente s’illustrerà il contenuto
dell'unità didattica avvalendosi del libro di testo (Paolo Pistarà – la chimica ed.
Atlas anno 2007).
Dopo aver verificato il possesso dei prerequisiti o ripreso alcuni concetti che
risultano meno chiari, verranno introdotte di volta in volta delle conoscenze nuove.

19. Modalità operative
Secondo incontro (due ore) Lezione frontale
Questa sarà una classica lezione frontale. Saranno affrontate le seguenti problematiche con
l'ausilio della lavagna:
La teoria cinetica dei gas;
La pressione dei gas;
Legge di Boyle;
Legge di Charles.
Attraverso gli esercizi alla lavagna gli alunni saranno coinvolti e stimolati all'apprendimento.
Terzo incontro (due ore) Lezione frontale
Questa sarà una classica lezione frontale. Saranno affrontate le seguenti problematiche con
l'ausilio della lavagna:
Legge di un gas ideale;
La costante R dei gas;
Legge di Dalton delle pressioni parziali;
Diffusione dei gas: legge di Graham;
riepilogo finale.
Attraverso gli esercizi alla lavagna gli alunni saranno coinvolti e stimolati all'apprendimento.

20. Modalità operative
Quarto incontro (due ore) Laboratorio esperienziale
Il quarto incontro sarà dedicato ad un laboratorio esperenziale. I ragazzi effettueranno misure
di pressione con il manometro di vetro con tubo ad U. L'estremità del manometro sarà
collegata al contenitore del gas di cui si vuole misurare la pressione.
Inoltre saranno variati il volume del contenitore e la temperatura del gas contenuto. I ragazzi
potranno così relazionare la pressione alla temperatura ed al volume. Ai ragazzi verranno
fornite delle schede di laboratorio contenenti la seguente tabella da compilare:
Pressione misurata (in Pa) Temperatura (in K) Volume (in ml)
Successivamente i ragazzi riporteranno individualmente i grafici
(pressione vs temperatura) e (pressione vs volume) con l'utilizzo
della carta millimetrata o, se resterà del tempo, con l'ausilio di
excel.

21. Modalità operative
Quinto incontro (un'ora) Test finale
Verrà somministrato un test finale per verificare i
raggiungimento degli obiettivi.

22. Collegamenti con altre discipline
Questa unità didattica permette collegamenti trasversali con la
fisica e la matematica.
Sono frequenti anche i collegamenti con la geografia
astronomica ed in particolare con l'unità didattica dedicata alla
meteorologia che verrà introdotta l'anno venturo.

23. Verifica e valutazione
Per evitare l'insuccesso scolastico, sarà pianificato un percorso
formativo che consenta di individuare le difficoltà e di intervenire
sulla classe e sul singolo alunno. Una prima verifica sarà posta in
itinere, ad esempio ponendo delle domande volanti alla fine della
lezione, per accertare subito se l'azione didattica sia stata efficace.
L'insegnante avrà a disposizione due tipologie di prove:
le prove formative, che non implicano un giudizio sull'individuo
perché l'errore è solo l'accertamento sulle conoscenze e sulle abilità
raggiunte dallo studente, servono sia all'insegnante sia all'alunno per
rilevare le carenze ed il modo più opportuno per superarle
le prove sommative che hanno invece il compito di rilevare il livello
finale delle prestazioni.

24. Verifica e valutazione
La valutazione relativa a tale unità didattica avrà lo scopo di
accertare il raggiungimento degli obiettivi prefissati da parte degli
allievi alla fine del percorso. Inoltre consentirà, in relazione ai
risultati ottenuti, di proseguire con la successiva unità didattica o di
attuare degli interventi di recupero o consolidamento degli
apprendimenti, utilizzando strategie e metodi diversi da quelli
adottati precedentemente. La verifica verrà tramite un test di cui si
riportano le domande tipo:
1 Completa la seguente affermazione: Secondo la teoria cinetica i gas sono costituiti
da .............................................. piccolissime che presentano debolissime forze di .............................................. e sono
sottoposte a ............................................ sia tra di loro che con il contenitore.

25. Verifica e valutazione2 La pressione viene definita come:
il prodotto di una forza per una superficie
il rapporto tra una forza e l'unità di superficie
il rapporto tra una superficie e la messa di un corpo
il rapporto tra una superficie e la sua massa
3 La legge di Boyle mette in relazione:
la pressione e la temperatura di un gas
il volume e la temperatura di un gas
la pressione ed il volume di un gas
il volume ed il numero di moli di un gas
4 Dati due gas, l'idrogeno d=0.09 g/l e cloro d= 3.22 g/l, quale diffonderà con maggiore velocità?
5 Calcola le moli e le molecole di gas contenute in un recipiente di 150 l ad 1 atm e 30°C.
6 Calcola il volume in litri di 50.4 g di N2 alla temperatura di 25°C ed alla pressione di 100 atm.
7 Una bombola del volume di 10 l contiene ossigeno alla pressione di 160 atm. Nella stesse condizioni di
temperatura, regolando l'uscita del gas alla pressione atmosferica, quanti litri di ossigeno si ottengono?
8 Un campione di aria contenuto, a pressione costante, in un recipiente con pistone scorrevole, viene scaldato da 10 a
30°C. Quale comportamento relativo al volume del gas è prevedibile?
aumento di volume;
diminuzione del volume;
triplicazione del volume;
riduzione ad un terzo del suo volume.

26. Verifica e valutazione
Per misurare i risultati della verifica scritta, la trasformazione dei punteggi
grezzi in voti, ottenuti dagli studenti, sarà eseguita adottando un criterio
semplice ma valido: il punteggio conseguito sarà riportato a 100. Ad esempio
se il punteggio della prova sarà 36, e lo studente realizza 27 punti, il suo
punteggio sarà 75%. Una volta che tutti i punteggi saranno espressi in
percento, sarà l'insegnante, a seconda della rispondenza della classe, ad
assegnare il voto in decimi.
Inoltre verrà esaminato anche il lavoro del laboratorio. La chimica è infatti
una disciplina che, per la sua natura sperimentale, comporta un impegno
pratico; lo sviluppo delle abilità operative deve accompagnare la crescita
delle abilità logiche e pertanto figurare tra gli obiettivi. L'attività di
laboratorio svolta dagli studenti sarà valutata in base a diversi criteri:
valutazione basata sull'ispezione delle schede e sui quaderni;
valutazione basata sui risultati dell'esperienza;
valutazione basata sulle abilità operative

27. Valutazione
Saranno previste attività di recupero (≤ 6) o di approfondimento (6,1
– 10)
La tabella Griglia di valutazione complessiva, sarà accompagnata da
un grafico esplicativo che mostrerà la condizione didattica del
gruppo classe alla fine dell’Unità didattica.
GRIGLIA DI VALUTAZIONE
COMPLESSIVA
GRIGLIA DI VALUTAZIONE
Prerequisiti Obiettivi Interesse mostrato Comportamento
domande domande livello livello
Alunno Tot. Tot. Tot. Tot. TOT.
AA
BB
CC
…

28. Valutazione
GRIGLIA DI VALUTAZIONE
COMPLESSIVA
Il comportamento verrà valutato sulla base alla “Tabella di
valutazione del comportamento” esplicata in seguito.
I tre livelli di giudizio verranno valutati singolarmente in
modo da evidenziare il miglioramento ottenuto dal livello
iniziale dei prerequisiti a quello finale riguardante gli
obiettivi. Il comportamento darà una stima del livello di
partecipazione e dell’impegno del singolo studente.
I tre livelli di giudizio verranno accorpati in un voto finale
espresso in decimi.

29. Valutazione del comportamento
GRIGLIA DI VALUTAZIONE
COMPLESSIVA
Comportamenti Livelli Voto in decimi
Partecipazione: costruttiva
Impegno: notevole
Metodo: elaborativo
A 9-10
Partecipazione: attiva
Impegno: notevole
Metodo: organizzato
B 8
Partecipazione: recettiva
Impegno: soddisfacente
Metodo: organizzato
C 7
Partecipazione: da sollecitare
Impegno: accettabile
Metodo: non sempre organizzato
D 6
Partecipazione: dispersiva
Impegno: discontinuo
Metodo: mnemonico
E 5
Partecipazione: opportunistica
Impegno: debole
Metodo: ripetitivo
F 3-4
Partecipazione: di disturbo
Impegno: nullo
Metodo: disorganizzato
G 2

30. Attività di recupero e potenziamento
GRIGLIA DI VALUTAZIONE
COMPLESSIVA
L’attività di recupero verrà svolta nel momento in cui il raggiungimento degli
obiettivi sia stato solo parziale. Gli studenti che andranno incontro ad un insuccesso
possono essere suddivisi in due categorie:
studenti che hanno la capacità ma non studiano, occorrerà trovare delle strategie
motivazionali;
studenti che incontrano difficoltà, occorrerà adottare delle tecniche differenti da
quelle utilizzate nel primo approccio con l'intera classe.
Ovviamente si esorteranno gli studenti a chiedere chiarimenti e spiegazioni ogni
volta che lo ritengano opportuno. Mentre alcuni ragazzi fanno il recupero, gli altri si
cimenteranno nel lavoro di approfondimento che sarà utile anche per i recuperandi in
quanto saranno successivamente aiutati dai loro compagni. In questo modo si eviterà
il rischio di annoiare coloro che hanno raggiunto gli obiettivi previsti, che, al
contrario, saranno stimolati ad affrontare un nuovo argomento e responsabilizzati a
guidare successivamente i compagni.

31. Attività di recupero e potenziamento
GRIGLIA DI VALUTAZIONE
COMPLESSIVA
Dopo aver effettuato il recupero, i ragazzi che avranno raggiunto gli
obiettivi previsti e che avranno cominciato l’approfondimento saranno
impegnati a svolgere il ruolo di sostegno nei confronti dei compagni
che nel frattempo avranno recuperato. Tutto ciò servirà a creare un
gruppo eterogeneo, evitando l'esclusione dei meno lodevoli e cercando
di sviluppare nei ragazzi il senso della responsabilità, dando ad essi
compiti ben precisi, ma allo stesso tempo incrementando la
socializzazione tra i compagni. E' da sottolineare il fatto che
l'insegnante intende premiare gli studenti lodevoli che saranno così
sempre più stimolati all'apprendimento delle scienze.