Chemistry education: principles, methods and best practices
Academic year2023/24
CourseCHEMISTRY
Code319CC
Credits3
PeriodSemester 1
LanguageItalian
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| FONDAMENTI E METODOLOGIE DIDATTICHE PER L'INSEGNAMENTO DELLA CHIMICA | CHIM/02 | LEZIONI | 24 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
-
Al termine del corso:
- Lo studente avrà acquisito conoscenze in merito all’inquadramento teorico su cui si basa l’apprendimento della Chimica e le basi concettuali e teoriche dell’insegnamento della Chimica.
- Lo studente avrà acquisito conoscenze sulle principali metodologie e strategie didattiche per un efficacie insegnamento della Chimica, non solo nei contesti formali (scuole di ogni ordine e grado, università), ma anche in quelli non formali e informali (centri culturali, musei, sedi istituzionali, internet, vita di tutti i giorni).
- Lo studente avrà acquisito conoscenze relative alla progettazione di attività di didattica laboratoriale di chimica in funzione degli obiettivi e del livello dei discenti.
- Lo studente avrà acquisito conoscenze relative ai diversi linguaggi della chimica, alla specificità del linguaggio della Chimica rispetto alle altre discipline e al ruolo della comunicazione nell'insegnamento/apprendimento.
Knowledge
At the end of the course:
- Students will know the basic teories of learning and teaching science.
- Students will know the main strategies and methodologies for teaching Chemistry at school (from primary to high school) and at University. Students will know how to teach in a more effective way in formal and informal contests (such as museums and cultural centers).
- Students will know the specificity of chemical language, how to use appropriate languages to teach and communicate Chemistry to the public (students, adults, …), in formal and informal contests.
Modalità di verifica delle conoscenze
Durante il corso, il docente accerta le conoscenze dei ragazzi attraverso domande aperte all’inizio di ogni lezione.
Durante il corso, il docente accerta le conoscenze dei ragazzi dando a piccoli gruppi di studenti alcuni argomenti da approfondire o articoli di didattica da leggere e poi relazionare al resto della classe nella lezione successiva.
Durante il corso, il docente organizza attività interattive a piccoli gruppi (con modalità “cooperative learning”) per accertare le conoscenze degli alunni su aspetti metodologici della disciplina.
Verranno anche proposte attività da svolgere sulla piattaforma di elearning sui concetti fondamentali della chimica e gli aspetti didattici.
Assessment criteria of knowledge
During the course, the teacher assesses students’ knowledge by making open questions at the beginning of each lesson.
During the course, the teacher assesses students’ knowledge by giving specific tasks to a small group of students (they will have to read documents and present them to other students in a critical way, or they will have to prepare slides and presentations).
During the course, the teacher assesses students’ knowledge about the didactic methods by interactive lessons (by using the cooperative learning method).
Several activities on the elearning web-site will be proposed during the course about basic concepts of chemistry and didactic aspects.
Capacità
- Lo studente sarà in grado di scegliere quale strategia didattica utilizzare in funzione degli obiettivi didattici e del target (tipo di scuola a cui ci si rivolge, ambito formale o informale).
- Lo studente saprà come si costruisce un percorso didattico, secondo uno schema di lavoro strutturato, definendo chiaramente gli obiettivi, il procedimento, la metodologia, i tempi, le modalità di verifica dell’apprendimento, …
- Lo studente sarà in grado di utilizzare un linguaggio appropriato in funzione del target, saprà inoltre scegliere il linguaggio adatto ad una comunicazione formale o informale di argomenti fondamentali della Chimica.
Skills
- Students will be able to chose the appropriate methodology to teach a chemical topic depending on the target (type of school, formal or informal contest).
- Students will be able to built a didactic activity in a structured way focusing on the objectives, the timing, the methodology, the assessment of students’ learning, …
- Students will be able to use the appropriate language depending on the target of his/her teaching activity.
- Students will be able to use the language appropriate to communicate Chemistry to a specific public.
Modalità di verifica delle capacità
- Il docente propone agli studenti alcuni argomenti su cui costruire un percorso didattico strutturato, che gli studenti possono alla fine del corso mettere in pratica (l’ultima fase è facoltativa).
- Durante il corso, alcune lezioni saranno impostate in modo che siano gli studenti stessi ad introdurre alcuni argomenti rilevanti per il corso (con modalità flipped classroom), per verificare le loro capacità in merito all’utilizzo delle strategie didattiche e del linguaggio specifico della Chimica.
- Alcune lezioni del corso saranno dedicate alla discussione critica di alcuni percorsi didattici e attività progettate dagli studenti per valutare i progressi nell'apprendimento di concetti di base della programmazione didattica.
Assessment criteria of skills
- During the lessons, the teacher proposes several topics fundamental in Chemistry and students will have to built a didactic activity. They can (optional) put it in practice by visiting a school class or performing the activity in the museum.
- During the lessons, the teacher organizes occasions to experience some interactive methodologies, such as the “flipped classroom”. Students will have to prepare lessons or engage discussions about key aspects of Chemical teaching.
- Several lessons will be devoted to the critical discussion of the educational activities planned by the students in order to test their progresses and knowledge about how to plan an educational activity.
Comportamenti
- Gli studenti dovranno confrontarsi tra loro, discutere, argomentare e presentare agli altri il loro lavoro.
- In alcuni momenti, i ragazzi lavoreranno in classe secondo il metodo “cooperative learning” e quindi saranno importanti i rapporti tra ragazzi e in generale le dinamiche di gruppo.
- Per gli studenti che vorranno mettere in pratica il percorso didattico (tipicamente in una scuola o nel contesto “museo”) essi dovranno usare un linguaggio appropriato e sapersi comportare adeguatamente con ragazzi o bambini più piccoli.
Behaviors
- Students will have to discuss together, arguing and defending their positions, present their works.
- During some lessons, students will work in a cooperative way. The teacher will evaluate students’ abilities to work in group.
- If the students want to put in practice their didactic activities, they will have to face a class, with students normally much younger.
Modalità di verifica dei comportamenti
- La verifica dei comportamenti descritti sopra avviene durante il corso e alla fine del corso, ed è il risultato della valutazione delle diverse attività sopra descritte.
Assessment criteria of behaviors
- The assessment of students’ attitudes is done during the course (depending on the specific activities performer) and at the end of the course.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Lo studente dovrebbe aver seguito i corsi di base del primo anno di laurea triennale e quindi avere conoscenze di base della Chimica generale ed inorganica.
Prerequisites
Students are asked to have basic knowledge of Chemistry (usually related to the first year courses).
Indicazioni metodologiche
- Lezioni frontali (circa il 40%), con ausilio di slide e proiezioni.
- Lezioni interattive (circa il 60%) che prevedono la partecipazione attiva degli studenti.
- Le metodologie principali adottate nelle varie lezioni tematiche sono: brainstorming, cooperative learning, peer education, inquiry based learning e flipped classroom.
- Durante il corso, il docente offre la possibilità agli studenti di partecipare ad alcune attività didattiche svolte nelle scuole o nel contesto “museo”, sia come semplici osservatori sia come co-tutor, sia di mettere in pratica alcuni percorsi didattici progettati dagli studenti stessi.
- Tutti i materiali forniti a lezione sono disponibili sul sito di e-learning del corso.
- Sulla piattaforma e-learning il docente predispone dei test di autovalutazione che gli studenti sono fortemente invitati a fare prima dell'esame orale.
- Le comunicazioni docente-studenti avvengono sia tramite e-learning che via e-mail.
- Materiale didattico aggiuntivo è fornito sul sito di e-learning (articoli, review, approfondimenti didattici) o su cartelle condivise (dropbox).
- Il docente è a disposizione degli studenti preferibilmente attraverso ricevimenti sia collettivi che personali.
Teaching methods
- Lectures (about 40%), with slides and projections.
- Interactive lessons (about 60%), where students participate.
- Main methodologies adopted in this course are: brainstorming, cooperative learning, peer education, inquiry based learning and flipped classroom.
- During the course, the teacher gives the opportunity to participate to didactive activities at school or at the museum, as observer or co-tutors.
- All documents, lessons slides, papers, graphics and teaching materials is available on the e-learning UNIPI web-site or in ‘dropbox’ folders.
- The students are invited to assess their knowledge by answering to several quiz and tests on the e-learning site (self-evaluation quiz).
- The teacher communicates with students though e-learning chat and by email.
- The teacher is at disposal of the students at office time, for group meeting or specific tutorials.
Programma (contenuti dell'insegnamento)
Questi gli argomenti trattati:
- Cenni alle teorie dell’apprendimento delle scienze
- Cenni alle principali strategie e metodi di insegnamento delle scienze
- Aspetti fondamentali degli aspetti curriculari dell’insegnamento della Chimica nella scuola italiana di oggi
- Cenni all'insegnamento della Chimica in ambito universitario e alla formazione degli insegnanti
- I nodi concettuali della chimica e aspetti rilevanti dal punto di vista dell'insegnamento: esempi pratici e riflessioni.
- Principi ed esempi di schemi di programmazione di un percorso didattico o di una attività didattica di chimica (es. individuando: prerequisiti, valutazione delle preconoscenze, obiettivi conoscitivi, competenze e abilità, target, metodi, procedimenti e pratiche, tempistiche, norme di sicurezza, modalità di verifica, ...).
- La didattica laboratoriale nell’insegnamento della Chimica
- Problem solving e inquiry-based learning nell’insegnamento della Chimica
- Cooperative learning e peer education nell’insegnamento della Chimica
- Altri metodi interattivi e partecipativi nell’insegnamento della Chimica
- Cenni alla verifica dell’apprendimento della Chimica
- Cenni all'insegnamento della Chimica a persone con difficoltà, disabilità e svantaggi
- Insegnare la Chimica a tutti: il concetto di lifelong learning
- Didattica della Chimica negli ambiti formali, non formali e informali
- L’importanza del linguaggio della Chimica nell’insegnamento e nell'apprendimento
- Il ruolo dei Musei scientifici ed esempi di attività didattiche di chimica nei Musei Scientifici e nella Collezioni di strumenti scientifici.
Syllabus
Topics of the course:
- Overview of learning theories
- Methods and strategies of teaching
- Curricula in Chemistry: how is the organization of curricula in Italy
- Teaching Chemistry at the University and basic of teachers’ educational courses
- Fundamentals of Chemistry (key concepts)
- How to built a didactic activity (planning an educational activity taking into account the key concepts, objectives, competences, skills, procedures and methods, misconcepts, security issues, timing, evaluation, ...)
- The role of laboratory in teaching Chemistry
- Problem solving and inquiry-based learning as fundamental methods in teaching Chemistry
- Cooperative learning and peer education in chemistry
- Additional interactive methods to teach Chemistry
- The assessment of knowledge in Chemistry
- Teaching strategies for students with disabilities
- Teaching Chemistry in formal and informal contexts.
- Lifelong learning and teaching Chemistry
- The specificity of chemical language.
- The role of language in communicating and teaching chemistry.
- Teaching and communicating chemistry in the science museums.
- Examples of hands-on activities, laboratories and demonstrations of chemistry in science museums and science festivals.
Bibliografia e materiale didattico
Il testo di riferimento del corso è:
VALENTINA DOMENICI, "INSEGNARE E APPRENDERE CHIMICA", MONDADORI UNIVERSITA', FIRENZE, 2018
Il docente inoltre attinge ad una bibliografia piuttosto vasta i cui estratti sono stati caricati su elearning. Inoltre il docente suggerisce agli studenti di approfondire alcuni capitoli e parti specifiche dei seguenti testi, e di leggere alcuni libri (anche per cultura personale):
- Javier García-Martínez (Editor), Elena Serrano-Torregrosa (Editor), Peter W. Atkins (Foreword by). “Chemistry Education: Best Practices, Opportunities and Trends” WILEY 2015.
- J. P. VanCleave, “Chemistry for Every Kid”, WILEY 1989.
- William H. Brock, “The Chemical Tree”, First American Edition: 2000.
- Autori vari, “La Chimica alle Elementari” Giunti Lisciani Editori: 1996.
- Paolo Mirone, “Lezioni di didattica della chimica”, Atti Soc. Nat. Mat. Modena, 136 (2005).
- R.Cervellati, D. Perugini “Guida alla didattica della chimica”, Zanichelli.
- R. Cervellati, F.Olmi: “Tecniche di verifica dell'apprendimento della chimica”, Zanichelli.
- J.I. Solov'ev “L'evoluzione del pensiero chimico”, EST Mondadori.
- Pier Luigi Riani, (a cura di) “Il Concetto di Trasformazione”, Stampa UNIPI
- Pier Luigi Riani, (a cura di) “Argomenti di Chimica”, Star: 2006.
- G. Cavallini “La formazione dei concetti scientifici”, La Nuova Italia.
- Schwab J., “L’insegnamento della scienza come ricerca”, Armando editore,Roma, 1976.
- The Joy of Chemistry: The Amazing Science of Familiar Things. Cathy Cobb, Monty L. Fetterolf. Prometeous Book: 2010.
- I bottoni di Napoleone. Come 17 molecole hanno cambiato la storia. Penny Le Couteur, Jay Burreson. TEA: 2008.
- Il sistema periodico. Primo Levi. Einaudi: 1994.
- Come si sbriciola un biscotto? Joe Schwarz. TEA: 2010.
- La chimica allo specchio. Hoffmann Roald, Longanesi: 2006.
- Bella e potente: la chimica del Novecento fra scienza e società. Luigi Cerruti, Editori Riuniti: 2003.
Bibliography
At the moment, there is not a textbook with all these aspects. The teacher suggests some chapters of the following books:
- Javier García-Martínez (Editor), Elena Serrano-Torregrosa (Editor), Peter W. Atkins (Foreword by). “Chemistry Education: Best Practices, Opportunities and Trends” WILEY 2015.
- J. P. VanCleave, “Chemistry for Every Kid”, WILEY 1989.
- William H. Brock, “The Chemical Tree”, First American Edition: 2000.
- Autori vari, “La Chimica alle Elementari” Giunti Lisciani Editori: 1996.
- Paolo Mirone, “Lezioni di didattica della chimica”, Atti Soc. Nat. Mat. Modena, 136 (2005).
- R.Cervellati, D. Perugini “Guida alla didattica della chimica”, Zanichelli.
- R. Cervellati, F.Olmi: “Tecniche di verifica dell'apprendimento della chimica”, Zanichelli.
- J.I. Solov'ev “L'evoluzione del pensiero chimico”, EST Mondadori.
- Pier Luigi Riani, (a cura di) “Il Concetto di Trasformazione”, Stampa UNIPI
- Pier Luigi Riani, (a cura di) “Argomenti di Chimica”, Star: 2006.
- G. Cavallini “La formazione dei concetti scientifici”, La Nuova Italia.
- Schwab J., “L’insegnamento della scienza come ricerca”, Armando editore,Roma, 1976.The teacher suggests to read:
- Almost all materials is also available on e-learning.
- The Joy of Chemistry: The Amazing Science of Familiar Things. Cathy Cobb, Monty L. Fetterolf. Prometeous Book: 2010.
- I bottoni di Napoleone. Come 17 molecole hanno cambiato la storia. Penny Le Couteur, Jay Burreson. TEA: 2008.
- Il sistema periodico. Primo Levi. Einaudi: 1994.
- Come si sbriciola un biscotto? Joe Schwarz. TEA: 2010.
- La chimica allo specchio. Hoffmann Roald, Longanesi: 2006.
- Bella e potente: la chimica del Novecento fra scienza e società. Luigi Cerruti, Editori Riuniti: 2003.
Indicazioni per non frequentanti
Per gli studenti che non hanno frequentato il corso, è richiesto che si mettano in contatto con il docente prima di preparare l'esame. Il docente assegnerà agli studenti non frequentanti delle attività integrative.
Rimane comunque obbligatorio per gli studenti non frequentanti:
1) svolgere le attività proposte sulla piattaforma e-learning e i test di autovalutazione;
2) progettare un percorso didattico da inviare almeno una settimana prima dell'esame, da discutere durante l'esame orale.
L'esame orale si svolgerà con lel stesse modalità che per gli studenti frequentanti.
Non-attending students info
All students are required to do the activities proposed on the elearning platform, and to present a didactic activity to be discussed during the oral exam. The project is mandatory and it should be sent to the teacher at least one week in advance of the oral exam. Modalities of exam are the same as for attending students.
Modalità d'esame
- L’esame prevede una prova orale, che consiste in un colloquio tra il candidato e il docente.
- Il colloquio inizia con l’esposizione di un progetto didattico ideato e realizzato dallo studente. E' richiesto che lo studente invii il percorso didattico (che è obbligatorio) almeno una settimana prima della data dell'esame. Se il progetto è stato portato in una scuola o in un museo, parte dell’esame verte sull’analisi dell’efficacia dell’intervento didattico e sull’eventuale valutazione dei feedback avuti dagli studenti.
- Il resto dell’esame consiste in domande aperte sui vari punti del programma.
- Nella valutazione finale, il docente terrà anche conto delle valutazioni eventualmente fatte durante il corso finalizzate a valutare la partecipazione, il comportamento, l’interazione con gli altri studenti durante le attività di cooperative learning e sulle presentazioni fatte dagli studenti durante le attività flipped classroom.
- Se durante il corso saranno svolte attività sulla piattaforma elearning, anche queste attività saranno oggetto di valutazione.
- Il colloquio dura da 60 a 90 minuti.
- La prova orale non è superata se il candidato non ha progettato e inviato il percorso didattico rispettando i tempi, se dimostra di non aver compreso le metodologie didattiche, se dimostra di non sapere utilizzare un linguaggio appropriato e adeguato per la disciplina, se ha evidente carenze nella preparazione degli argomenti dell'esame.
Assessment methods
- The exam consists of an oral exam. The exam starts from the presentation and discussion of the didactic project prepared by the student. The didactic project is mandatory and students should send it to the teacher at least one week before the exam. The student is required to send the didactic activity or project to the teacher at least one week before the exam. If the project was realized in a school class or in a museum with some visitors, the exam includes the evaluation of the effectiveness of the activity and analysis of students’ assessment. The rest of the oral exam consists of open questions about topics of the program.
- The teacher will also take into account the eventual evaluations and notes collected during the course, in occasion of the interactive works, cooperative learning and flipped classroom activities, as well as eventual activities performed on the elearning page.
- The exam time lasts on average 60 - 90 minutes.
- The oral exam is not passed if the student doesn’t present a didactic activity, if the student doesn’t know the main teaching methodologies, if the student shows difficulties in the appropriate use of language and correct terminology.
Altri riferimenti web
Tutti i riferimenti si trovano sul sito di e-learning dell'Università:
https://polo3.elearning.unipi.it/course/view.php?id=3166
Note
Solo per questo anno accademico, gli studenti che seguono quest'anno parteciperanno ad un progetto di didattica speciale intitolato 'Insegnare (e imparare) la chimica attraverso i musei e le collezioni di strumenti scientifici'. I dettagli del progetto saranno illustrati dal docente una delle prime lezioni.
Updated: 10/08/2023 11:26
