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7° UA - Classe 3°- N. 14 SD (Maggio)

Educazione scientifica

Classificare rocce e minerali

Apprendimento unitario da promuovere. L’alunno comprende la differenza tra i minerali e le

rocce e impara a classificarli in base alla loro origine.

Compito unitario in situazione. Individualmente o in gruppo, provare a ricostruire in laboratorio il

processo di formazione di una roccia sedimentaria e illustrarne le fasi ai compagni.

Riferimenti ai Documenti nazionali. PECUP – Identità: a5; b5. Strumenti culturali: g2,6.

OSA - Scienze: C11- A8. Matematica: Introduzione al pensiero razionale A1,2. Tecnologia: A4.

Informatica: C1,2-A1. E. affettività: A1,2,6. E. Ambientale: A8,9.

Obiettivi formativi con standard d’apprendimento.

L’alunno è in grado di:

1. distinguere tra roccia e minerale;

2. distinguere i minerali sulla base delle loro proprietà fisiche e classificarli;

3. indicare le caratteristiche delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche e classificarle;

4. descrivere il ciclo delle rocce;

5. individuare i collegamenti nei processi di formazione delle rocce.

Articolazione degli OF rispetto al livello di accettabilità

1. Sa spiegare, rispondendo a semplici quesiti, la differenza esistente tra rocce e minerali.

2. Dimostra di saper distinguere, compilando tabelle predisposte, le principali proprietà fisiche dei

minerali.

3. Sa compilare apposite tabelle sulle caratteristiche dei tre principali tipi di rocce e completare schede

strutturate di classificazione delle stesse, collaborando nei lavori di gruppo.

4. Dimostra di conoscere il ciclo delle rocce completando un cloze oppure una mappa concettuale

semistrutturata.

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5. Dimostra di comprendere che i processi di formazione delle rocce sono tra loro collegati, indicando

ad esempio, nelle discussioni di gruppo o in una relazione scritta, che le rocce metamorfiche

derivano dalle trasformazioni subite dalle rocce magmatiche o sedimentarie.

Attività laboratoriali. Durante la fase ideativo/progettuale dell’UA, si darà ampio spazio ad attività

laboratoriali, scegliendo con cura un setting motivante e ricco di possibilità per gli allievi. Si terranno nella

giusta considerazione i loro diversi punti di partenza in relazione alle conoscenze/abilità previe e alle

inevitabili preconcezioni formatesi dall’esperienza quotidiana e, in genere, dagli apprendimenti informali e

non formali acquisiti. L’intero di apprendimento da promuovere, declinato attraverso gli obiettivi formativi

concretamente formulati con i relativi standard, dovrà trasformare gli obiettivi specifici di apprendimento

nelle competenze personali degli allievi, grazie ad opportune soluzioni organizzative di tipo didattico ed

educativo in analogia a quanto di seguito proposto, a titolo esemplificativo.

1° FASE: “Indagine preliminare su quello che già sai”

QUESTIONARIO INIZIALE

Rispondi individualmente alle domande del questionario, facendo riferimento alle esperienze che hai vissuto nella

vita quotidiana.

- Durante le tue escursioni in montagna o in campagna o

anche passeggiando sulla spiaggia, ti sarà sicuramente

capitato di raccogliere e osservare dei sassi. Secondo te,

sono rocce o minerali?

…………………………………………………................

……………………………………………………………

……………………………………………………………

……………………………………………………………

- Sai se i termini roccia e minerale hanno lo stesso

significato o se esiste tra essi una differenza? Giustifica

la tua risposta.

…………………………………………………………….

- Conosci il significato del termine “metamorfosi”?

sì no

In caso affermativo, indica il significato……...

………………………………………………..

- Le rocce restano immutabili o subiscono cambiamenti

nel tempo?

sì no

Se si modificano, i tempi sono lenti o veloci? ……………

……………………………………………………………

ATTIVITÀ: rispondi ad alcune domande

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- Il termine “geo” significa, in greco, Terra. Sai come si

chiama la scienza che studia la composizione e i

cambiamenti del nostro pianeta?

sì no

In caso affermativo, indica il termine specifico………..

………………………………………………………….

Le risposte degli allievi saranno confrontate e discusse per ritrovare i punti di

concordanza/dissonanza, indispensabili a fissare il punto di partenza per i successivi interventi

didattici. Si potrebbe anche costruire in gruppo una mappa concettuale spontanea attorno al nodo

centrale “Rocce e minerali”, da confrontare, alla fine del percorso, con la mappa finale di sintesi

costruita insieme al docente. Il confronto tra le due mappe farà emergere il cambiamento

intervenuto nel quadro concettuale degli allievi nei riguardi della tematica affrontata e fornirà nel

contempo, insieme alle diverse prove somministrate in itinere e al compito unitario in situazione,

ulteriori evidenze circa l’acquisizione dell’intero di apprendimento ipotizzato per gli allievi.

2° FASE: “ Scopriamo la differenza tra minerali e rocce”

In questa fase, sulla base delle conoscenze pregresse e dei prerequisiti accertati, si allestiranno delle attività

operative per far comprendere agli allievi la differenza esistente tra minerali e rocce. Grazie ad esse, si potrà

verificare che un minerale è una sostanza naturale inorganica, solida e generalmente cristallina, formata

da un singolo elemento o da più elementi chimici, la cui composizione deve poter essere espressa con una

formula chimica, mentre le rocce sono miscugli eterogenei, formati da uno o più minerali diversi, mescolati

tra loro in proporzioni variabili..

I ragazzi apprenderanno, inoltre, che minerali e rocce costituiscono la litosfera.

Materiale: una manciata di sale da cucina; un po’ d’acqua, un pentolino, un filo di cotone, un bastoncino di

legno, un fornello, un cucchiaino, una lente d’ingrandimento.

Procedimento: 1. Versare l’acqua nel pentolino e riscaldarla. 2. Con l’aiuto del cucchiaino, sciogliere

nell’acqua un quantitativo di sale tale da rendere sovrassatura la soluzione 3. Togliere il pentolino dal

ESPERIMENTO: osserviamo come si forma un cristallo

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fornello, legare il filo di cotone al bastoncino e lasciarlo penzolare nella soluzione. 4. Lasciare immobile il

recipiente per 3-4 giorni, quindi togliere il filo e osservare.

Analisi dei risultati:

- si sono formati dei “granelli” di sale intorno al filo di cotone.

- Osservandoli con la lente di ingrandimento si rileva che essi hanno forma cubica: è questa, infatti, la forma

dei cristalli di salgemma, o cloruro di sodio.

Si preciserà che i cristalli di cloruro di sodio si sono formati per precipitazione, ma che i minerali possono

ottenersi mediante altri processi come la sublimazione e la solidificazione.

Materiale: un coltellino, una lente d’ingrandimento, un pezzo di granito non lucidato.

Osservazione: Si osservano, con la lente, un insieme di granelli brillanti, alcuni bianchi altri grigiastri, e

delle piccole lamelle nere. Queste, al tocco della punta di coltello, si staccano facilmente suddividendosi in

lamelle ancora più sottili: tale componente minerale del granito è la mica nera o biotite.

Staccati con il coltello alcuni granelli bianchi, prima osservati, verificare che rigano l’acciaio della lama:

chiara indicazione che sono più duri dell’acciaio. Essi formano il secondo componente del granito, il

feldspato. Sempre con la lente di ingrandimento, possono essere rilevati molti granelli grigi e traslucidi, che

incidono l’acciaio più profondamente del feldspato. Essi costituiscono il terzo componente del granito, il

quarzo.

3° FASE: “Classifichiamo i minerali”

Continuando nel percorso, si svolgerà un’indagine sulle diverse caratteristiche e proprietà dei minerali, tra

cui la durezza, la lucentezza e il colore, per poi procedere con attività di classificazione.

Si fornisce una scheda operativa da compilare nel corso di tali attività.

Scheda operativa: Classifica i minerali

Minerali Caratteristiche

ATTIVITA’: osserviamo un frammento di granito

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Elementi nativi ……………………………………………….

Solfuri …………………………………………………..

Alogenuri ………………………………………………….

Ossidi …………………………………………………

Carbonati …………………………………………………..

Solfati ……………………………………………………

Silicati ……………………………………………………..

4° FASE: “ Osserviamo e classifichiamo le rocce”

Adesso che gli allievi hanno preso dimestichezza con i differenti tipi di minerali, si procederà con attività di

osservazione e di classificazione delle rocce.

La scheda fornita propone di compiere delle osservazioni dirette sulle rocce per imparare a riconoscere i

campioni più rappresentativi. Per fare ciò è indispensabile disporre di un certo quantitativo di rocce diverse,

che si possono prelevare facilmente durante passeggiate, gite ed escursioni. Occorreranno, inoltre, alcuni

materiali e strumenti per compiere le prove: una lente d’ingrandimento, un martello, un chiodo d’acciaio, un

becher graduato, dell’acqua, un po’ di limone o dell’acido cloridrico diluito. Sarà utile annotare su un

taccuino i risultati delle osservazioni eseguite su ogni campione, in modo da ottenere una specie di carta

d’identità di ogni roccia esaminata.

Scheda operativa: Come osservare una roccia

Caratteristiche e proprietà Risultati dell’osservazione

Presenza di minerali ……………………………………………….

Colore …………………………………………………..

Aspetto al tatto ………………………………………………….

Odore …………………………………………………

Effervescenza …………………………………………………..

Durezza ……………………………………………………

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Struttura ……………………………………………………..

Peso specifico

Fratturazione

Presenza di fossili

Seguono due esperimenti: uno per il riconoscimento di una roccia calcarea e l’altro per la classificazione

delle rocce. Si premette che una classificazione corretta e rigorosa delle rocce richiede il riconoscimento dei

minerali che le costituiscono e la valutazione in percentuale della quantità di questi ultimi attraverso l’analisi

microscopica. E’, comunque, possibile individuare le più importanti famiglie di rocce, analizzando alcune

caratteristiche osservabili anche a occhio nudo.

Materiale: campioni di roccia, acido cloridrico diluito, contagocce.

Procedimento: disporre i campioni di roccia su un tavolo e lasciar cadere su di essi alcune gocce di acido

cloridrico, facendo sì che le gocce cadano su una parte del campione che presenta una frattura recente.

Analisi dei risultati:

nel caso la roccia sia calcarea, si produrrà una tipica effervescenza. Questa reazione rappresenta il metodo

più semplice per riconoscere rocce calcaree. La reazione chimica che decompone il carbonato di calcio,

sviluppando anidride carbonica, è la seguente:

CaCO3 + 2HCl CaCl2 +CO2 +H2O

(da pubblicare nel sito)

Materiale: ciottoli di colore e aspetto diverso, ben ripuliti; lente d’ingrandimento.

Procedimento: osservare attentamente, con la lente d’ingrandimento, la superficie di ogni ciottolo;

rispondere, quindi, alle seguenti domande.

- Si possono distinguere dei granuli? ?sì ?no - I granuli sono delimitati da facce e spigoli e hanno aspetto luccicante?

?sì ?no

- I granuli sono distribuiti uniformemente? ?sì ?no

Se le risposte sono affermative è probabile che si tratti di una roccia ignea intrusiva

ESPERIMENTO: Classifichiamo le rocce

ESPERIMENTO: come riconoscere una roccia calcarea?

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- Sono presenti piccoli frammenti luccicanti immersi in una sostanza uniforme e opaca?

- Il campione è privo di frammenti luccicanti e presenta una superficie irregolare?

?sì ?no

- L’aspetto del campione è vetroso, di colore scuro? ?sì ?no Se il ciottolo preso in esame ha una delle caratteristiche precedentemente indicate, la roccia da cui deriva potrebbe essere ignea effusiva. - Sono presenti granuli simili a quelli della sabbia o della ghiaia?

?sì ?no

- Si notano frammenti di conchiglie o altre strutture riconducibili a esseri viventi?

?sì ?no

- La superficie è uniforme,compatta e di colore chiaro? ?sì ?no Se le risposte sono affermative è probabile che si tratti di una roccia sedimentaria coerente - E’ possibile rompere il ciottolo in scaglie? ?sì ?no - Si rilevano materiali luccicanti, disposti secondo piani paralleli tra loro?

?sì ?no

- I minerali sono di piccole dimensioni e appaiono disposti a formare strutture dai contorni sfumati?

?sì ?no

Se sono presenti le caratteristiche evidenziate, il campione potrebbe derivare da una roccia metamorfica.

Si concluderà il percorso con il ciclo litogenetico (fig. 1 ), che riassume in un unico schema l’origine di tutti

i tipi di rocce e mette in evidenza come queste possono trasformarsi da un tipo a un altro.

Ciclo litogenetico

fig. 1

Insieme al docente di geografia, si potrà svolgere un’attività interdisciplinare sullo studio geografico-

geologico di una determinata zona. Allo scopo, può essere di aiuto la traccia che viene qui suggerita.

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Scheda operativa: guida allo studio geografico-geologico di una zona

Aspetti geografici Aspetti geologici

Altitudine Origine dei rilievi

Temperatura Periodo o era geologica

Umidità Agenti modellatori

Posizione geografica Tracce di erosione

Confini Principali tipi di rocce presenti

Monti, colline, pianure, valli. Presenza di cave per l’estrazione di minerali e rocce

Fiumi, laghi, mari, paludi, stagni Presenza di fossili e tipologia

Presenza di rischio sismico

Tendenza delle rocce a franare

Si propongono alcuni spunti di ricerca:

In geografia

⇒ Alcuni minerali rivestono una particolare importanza economica:

- quali sono le zone della Terra che hanno il sottosuolo più ricco di questi minerali?

- Corrispondono a Stati industrialmente sviluppati?

In storia

⇒ Cerca delle notizie sulla corsa all’oro negli Stati Uniti alla fine del secolo scorso.

⇒ Gli ammassi rocciosi cristallini profondi sono chiamati plutoni, dal nome di una divinità dell’antica

Grecia. Quale? Cerca informazioni al riguardo.

Si cureranno, infine, alcuni approfondimenti, ad esempio, sulle stalattiti e le stalagmiti che si formano nelle

grotte, sulla distribuzione dei minerali in Italia, sulla legge di Stenone o legge della costanza dell’angolo

diedro ( che si occupa delle forme geometriche dei minerali).

5° FASE: “Che cosa abbiamo appreso alla fine del percorso?”

A parte le verifiche svolte in itinere per saggiare il grado di acquisizione relativo a conoscenze e abilità, sarà

importante rilevare se e come si è modificato il quadro concettuale degli allievi, realizzando collettivamente

una mappa finale di sintesi da confrontare con la mappa spontanea, costruita nella prima fase del percorso.

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MAPPA CONCETTUALE DI SINTESI

Alla fine del percorso si possono effettuare delle visite didattiche al Museo mineralogico della propria città e

ad una cava.

Si propongono alcuni materiali/risorse per approfondimenti disciplinari/interdisciplinari e per la

personalizzazione dei percorsi, da utilizzare nei momenti ritenuti più opportuni.

LE ROCCE

sono formate da

MINERALI

costituiti da

si presentano spesso come

CRISTALLI ELEMENTI E COMPOSTI CHIMICI

sono suddivise in

MAGMATICHE

SEDIMENTARIE

METAMORFICHE

derivanti dalla

SOLIDIFICAZIONE DEI MAGMI

distinte in

INTRUSIVE

EFFUSIVE

derivanti da

derivanti da

ROCCE SUPERFICIA

LI

che hanno subito

ALTERAZIONE FISICA E CHIMICA

ROCCE MAGMATICHE E SEDIMENTARIE

sotto poste a elevate

TEMEPERATURE

E PRESSIONI

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→ Da leggere:

- Ruggieri, Storia della Geologia, Mondadori, Milano.

- Pinna, Geologia, Martello, Torino.

- Frigo Sorbini, Il mondo della Geologia, Mondadori, Milano.

→ Da vedere:

- FUORI DAL PASSATO 1: EVOLUZIONE (Serie Vivi video, Rai)

→ Su Internet:

- http://spazioweb.inwind.it/gpscienze/Terra/Pianeta/indicepianeta.htm;

- http://www.geologia.com/area_raga/minerali/minerali.html;

- http:www.geologia.com/area_raga/rocce/rocce_home.html.

Verifiche e Portfolio. L’acquisizione degli OSA e degli OF, strumentali all’apprendimento delle

competenze attese, sarà verificata attraverso lo svolgimento in itinere, durante la fase attiva, di prove

diversificate: vero/falso, domande a risposta aperta, a completamento, corrispondenze, brevi relazioni, cloze

ecc.

1. Completa le frasi, inserendo il termine corretto.

a. Minerale con struttura atomica ordinata………………………………………………………………

b. Minerale con struttura atomica disordinata……………………………………………………………

c. Resistenza opposta da un minerale quando viene scalfito……………………………………………..

d. Quando il magma solidifica all’interno della crosta terrestre, si formano le rocce……………………..

e. Quando il magma solidifica all’esterno della crosta terrestre, si formano le rocce…………………….

2. Segna con una crocetta il completamento corretto:

a. le rocce sono solitamente costituite da:

un solo minerale

? più minerali riuniti in proporzioni definite

più minerali riuniti in proporzioni non definite

Per le conoscenze

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b. le rocce sedimentarie si sono formate per:

raffreddamento del magma

deposito di materiali in fondo ai mari

trasformazione di rocce ignee

3. Completa il testo, riferito al ciclo litogenetico, inserendo i termini corretti.

Le rocce sono soggette a un…………………….che le trasforma l’una nell’altra: il magma, raffreddandosi,

dà origine a una roccia………………………..che può essere erosa e depositata formando una

roccia………………………………..Questa può essere schiacciata dal peso di altre rocce, sprofondare

avvicinandosi alle caldissime rocce fuse dell’interno della Terra e trasformarsi in una roccia…………………

1. Se in una roccia si trovano dei fossili, di quale tipo di roccia può trattarsi? Motiva la tua

risposta………………………………………………………………………………………………………………………..

2. Un minerale che scalfisce l’apatite ed è a sua volta scalfito dall’ortoclasio che durezza possiede (fai

riferimento alla scala di Mohs)?

3. Osservando l’immagine, prova a dire di quale tipo di roccia si tratta

1. Perché alcune rocce metamorfiche vanno incontro a rifusione completa?

2. Prova a descrivere le modalità di formazione di una roccia metamorfica.

Per le abilità

Per le competenze

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3. Secondo te, c’è analogia tra il ciclo delle rocce ed altri cicli naturali, come ad esempio il ciclo delle

stagioni? Motiva la tua risposta……………………………………………………………………………………….

Lo svolgimento del compito unitario in situazione ed altre tecniche di monitoraggio qualitative

permetteranno di ricavare utili informazioni riguardo alla maturazione delle competenze previste.

Alla fine del terzo anno, l’alunno è divenuto consapevole dei propri punti di forza e di debolezza e ha

partecipato alla valutazione delle sue competenze in collaborazione con l’insegnante. Si fornisce un esempio

di check-list di controllo per la valutazione delle competenze. Tale strumento, debitamente compilato

dall’alunno e dal docente, può essere inserito nel Portfolio delle competenze.

CHECK-LIST PER LA VALUTAZIONE DELLE COMPETENZE

Annarita Ruberto

Le competenze acquisite La mia valutazione La valutazione del docente

Leggere e comprendere un testo scientifico Utilizzare il linguaggio specifico Usare le conoscenze e le abilità acquisite in situazioni diverse Osservare e descrivere fenomeni Risolvere situazioni problematiche Organizzare e svolgere semplici esperimenti Svolgere indagini e ricerche Formulare ipotesi Generalizzare Collaborare nel gruppo Partecipare a una discussione