1. GLI STRUMENTI DI MISURA.
Che cosa significa misurare. Strumenti di misura. Unità di misura, portata, sensibilità, precisione. Analisi degli strumenti di misura, uso e lettura degli stessi da parte degli studenti (bilancia, 2 pese, cilindri graduati, dinamometri, 3 termometri, amperometro, barometro...). Gli alunni, a piccoli gruppi, sono invitati ad usare gli strumenti per effettuare varie misurazioni.

2. LA MATERIA.
Ogni corpo occupa una parte di spazio (un solido immerso nell'acqua ne fa salire il livello). L'aria è un corpo ed è elastica (pressione del dito sullo stantuffo di una siringa di gomma). La massa è la quantità di materia (uso della bilancia per la misurazione di un corpo integro e, successivamente disgregato). Ogni sostanza si può ridurre in parti minutissime: le molecole (solfato di rame sciolto nell'acqua). I tre stati di aggregazione della materia: osservazioni sulla forma e sul volume. I cambiamenti di stato: ghiaccio - acqua - vapore acqueo - acqua (misurazione con il termometro delle temperature nei passaggi di stato).

3. IL PESO SPECIFICO.
Peso specifico dell'acqua, del legno, dell'alluminio, del ferro, di alcuni sassi diversi per forma e materia, della plastica e così via (si considerano anche oggetti di uso comune posseduti dagli alunni). Le operazioni devono essere effettuate dagli alunni. Analisi e confronti.

4. SPINTA IDROSTATICA O SPINTA DI ARCHIMEDE.
Esperimento con dinamometro e cilindro graduato. I due strumenti consentono di valutare la variazione del livello dell'acqua del corpo immerso e la contemporanea variazione del peso dello stesso corpo.

5. I MISCUGLI.
Eterogenei e omogenei. Soluzioni. Soluzioni sature. Tecniche di separazione.

6. L'ARIA E I SUOI COMPONENTI.
Proprietà dell'aria: si cerca di riempire il cilindro graduato con dell'acqua, tenendolo capovolto in un bicchiere. Si comprime dell' aria in una siringa e si osserva l'elasticità dell'aria. Si fissa un palloncino sgonfio all'imboccatura di una bottiglia e si riscalda, si vede il palloncino gonfiarsi; si immerge la bottiglia in acqua fredda, il palloncino si sgonfia. La pressione atmosferica: si riempie d'acqua fino all'orlo un contenitore, si applica all'apertura un foglio di carta poco più grosso dell'apertura del contenitore, in modo che aderisca perfettamente. Si capovolge il contenitore e si osserva. Osservazione di un barometro aneroide. Componenti dell'aria: si colloca una candela accesa in un piatto contenente dell'acqua, si copre con un bicchiere capovolto e si osserva che quando la fiamma si spegne, l'acqua risale nel bicchiere. Proprietà dell'ossigeno e dell'anidride carbonica: si versa un cucchiaino di permanganato di potassio in una provetta e si riscalda; dopo alcuni minuti, quando si sente un crepitio (formazione ossigeno), si introduce nell'imboccatura della provetta un cordoncino fumigante e si osserva. Si pone della polvere di marmo in un recipiente quindi si versa acido muriatico . Si forma, così, effervescenza di un gas (anidride carbonica), si introduce una candela accesa e si osserva.

7. L'ACQUA.
E' un composto (separazione dell'ossigeno dall'idrogeno con il voltametro). Vasi comunicanti, sifone. Capillarità: risalita dell'acqua colorata nel cotone idrofilo. Adesione e coesione, tensione superficiale. Diffusione (inchiostro in bicchiere pieno d'acqua). Pressione (bottiglia di plastica con fori ad altezze diverse: la si riempie d'acqua e si osserva come , a seconda dell'altezza, l'acqua zampilla dai fori).

8. LA TEMPERATURA E IL CALORE. Agitazione molecolare. Si riempie d'acqua a metà una bottiglietta di vetro e si misura la temperatura dell'acqua, poi la si agita violentemente per circa due minuti, quindi si misura di nuovo la temperatura dell'acqua. Si ripete l'esperimento con una bottiglia più grande piena d'acqua e si confrontano i due risultati. La trasmissione del calore. Si pone dell'acqua calda in un recipiente e si immerge un cucchiaio di ferro e uno di legno. Si pone in acqua della segatura e si riscalda, si originano dei moti convettivi. Dilatazione dei solidi. Si prende una vite e con del filo di ferro si costruisce un anello in modo che la vite ci passi appena. Si riscalda quindi la vite e si prova ad infilarla nell'anello. Dilatazione dei liquidi. Si riempie di acqua colorata una bottiglietta con tappo munito di tubicino e si riscalda, si vedrà l'acqua salire. Dilatazione dei gas. Si riscalda un recipiente vuoto alla cui apertura è stato fissato un palloncino, si vedrà il palloncino gonfiarsi. Cambiamenti di stato. Si osserva la temperatura del ghiaccio mentre fonde (resta di 0 °C), poi si registra la sua crescita fino all'ebollizione (resta di 100 °C).

9. L'UTILIZZO DEL MICROSCOPIO.
Conoscenza del microscopio: osservazione di un microscopio e analisi delle varie parti che lo compongono. Obiettivi e oculari: calcolo degli ingrandimenti. Utilizzo delle viti macrometrica e micrometrica. Tecnica corretta per la preparazione di alcuni vetrini e osservazione al microscopio: preparati di pellicina di cipolla, spellature di foglia, amido di patata. Uso dei coloranti (blu di metilene).

10. LE CELLULE SONO ORGANISMI VIVENTI.
Nelle grosse cellule poligonali di una foglia di radicchio rosso ci sono granelli rossi, gli antociani, che conferiscono il colore al radicchio. Mettiamo una goccia di acqua e sale su un vetrino, immergiamoci il frammento di radicchio e osserviamo: gli antociani si sono raggruppati al centro formando delle gocce rosse. Trasferiamo lo stesso campione in un altro vetrino con acqua pura, al microscopio vedremo che gli antociani si dilatano e tornano ad occupare la cellula. Questo fenomeno è detto plasmolisi. Ciò dimostra che la cellula è viva, reagisce agli stimoli, preleva materiale dall'ambiente ecc. Si ripete l'esperimento, dopo aver immerso il campione per qualche secondo nell' alcool: non reagiscono più, non sono più vive.

11. I MICRORGANISMI.
Batteri: ci sono numerosi vetrini già disponibili in laboratorio per l'osservazione al microscopio. E' possibile fare delle colture di batteri in laboratorio. Alghe: spirogire, diatomee in vetrini già pronti. E' possibile preparare un infuso per osservarle poi al microscopio (ci vuole qualche giorno di tempo. L'acqua dello stagno che prelevano i ragazzi che seguono il corso di Ed. Ambientale nel secondo quadrimestre è ricchissima di diatomee e altre alghe microscopiche). Muffe: ci sono vetrini già pronti, ma è possibile crearle in laboratorio per le osservazioni al microscopio. Lieviti: osservazione sperimentale della riproduzione delle cellule del lievito (di birra) al microscopio. Protozoi: si prepara un infuso e dopo pochi giorni si osserva al microscopio (è disponibile in laboratorio una scheda per il loro riconoscimento).

12. IL MONDO IN UNA GOCCIA D'ACQUA.
L'acqua stagnante contiene numerosissimi esseri viventi di minuscole dimensioni, i microrganismi. Sono invisibili ad occhio nudo, ma con il microscopio si vedono bene e risultano straordinariamente numerosi. Questi organismi sono molto vari per forma e dimensione e possono essere vegetali o animali. Innumerevoli gli spunti per ricerche personali (spirogire, diatomee, protozoi, batteri).

13. I VEGETALI.
Osservazione dei semi di fagiolo in germinazione. Osservazione del fenomeno dell'osmosi e della salita per capillarità. Osservazione della clorofilla al microscopio. Dimostrazione della presenza di amido nelle foglie. Esperimento sul consumo di anidride carbonica da parte di una piantina. Prova della traspirazione di una pianta.

14. I TESSUTI VEGETALI.
Osservazioni al microscopio di 12 vetrini già pronti (scatola biologia vegetale 1). Tessuti meristematici, di sostegno e di conduzione, di rivestimento, secretori, parenchimatici.

15. I TESSUTI ANIMALI.
Osservazioni al microscopio di 12 vetrini già pronti (scatola biologia animale 1). Tessuti di rivestimento, ghiandolari, di sostegno, muscolari, nervosi.

16. LE FORZE E LE LEVE.
Dinamometro. Concetto di forza peso. Risultante di due forze. Leva di primo genere: esempi concreti e calcoli. Leva di secondo genere: esempi e calcoli. Leva di terzo genere : esempi e calcoli.

17. LE MACCHINE SEMPLICI: CARRUCOLE E PIANO INCLINATO.
Carrucola fissa, mobile, paranchi. Applicazione dei principi e calcolo dei carichi. Piano inclinato: osservazione del suo funzionamento e applicazione della formula che consente di conoscere la forza necessaria per mantenere in equilibrio su di esso un carrello di cui è noto il peso. Applicazioni.

18. LE FIBRE NATURALI E ARTIFICIALI.
Analisi e osservazione delle principali fibre naturali e artificiali in laboratorio. Composizione, produzione e caratteristiche proprie delle fibre. Osservazioni e riconoscimento della loro struttura al microscopio.

19. LA CHIMICA. (1)
Elementi, composti, miscugli. Formazione di un miscuglio e di un composto chimico (Fe + S). Le reazioni chimiche. Scomposizione di un composto: scaldiamo un po' di zucchero in una provetta. Si ottiene acqua e carbonio. Ossidi di metalli: ossido di ferro (Fe O), ferro + ossigeno: si infila una piccola pagliuzza di ferro in una provetta grande, la si capovolge in un recipiente in cui è stata versata un po' d'acqua, si lasciano passare alcuni giorni e si osserva. L'acqua è salita per un certo tratto all'interno della provetta, l'aspetto della paglietta è cambiato (è annerito e ha perso lucentezza). Si espone la paglietta di ferro alla fiamma e si osserva l'aspetto che assume (molto simile a quella in provetta). Se si dispone di una bilancia di precisione si può verificare il peso della paglietta prima e dopo l'esposizione alla fiamma: pesa di più dopo, perchè si è combinata con l'ossigeno.

20. LA CHIMICA. (2)
Ossidi di non metalli: le anidridi (S O3) - combustione zolfo. Uso della cartina tornasole. Gli acidi (si introduce una cartina al tornasole imbevuta d'acqua in una provetta in cui si sta bruciando lo zolfo: si osserva). Gli idrossidi o basi (idrossido di magnesio: si brucia del magnesio e i resti della combustione si mecolano con un po' d'acqua: si controlla il ph con la cartina al tornasole). I sali si ottengono facendo reagire acidi (acido cloridrico) e basi (ammoniaca).

21. L'ELETTRICITA'.
Elettrostatica. Uso delle bacchette di vetro ed ebanite elettrizzate per strofinio. Elettroscopio. Creazione di un circuito elettrico e analisi delle varie parti. Conduttori e non conduttori. Si utilizzano materiali diversi inseriti nel circuito e si osserva il loro comportamento. Circuiti in serie e in parallelo: si osserva il variare dell'intensità luminosa della lampadina. Si raddoppia la sezione del conduttore e si osserva la variazione dell'intensità; si allunga il circuito e si valuta l'intensità. (Si arriva alla legge di Ohm in modo induttivo).

22. LA MISURA DELLE GRANDEZZE ELETTRICHE.
Analisi degli strumenti. Voltmetro e amperometro. Il loro corretto inserimento nel circuito elettrico, la loro corretta rappresentazione grafica. Applicazioni. Gruppi di lavoro.

23. I CIRCUITI ELETTRICI.
Calcoli delle grandezze elettriche (intensità, tensione, resistenza) riferiti a diversi circuiti (semplici, in serie, in parallelo). Verifiche della legge di Ohm. Lavori di gruppo.

24. GLI EFFETTI ELETTRICI.
Effetto termico. Termometro tra i fili di una serpentina di nichel-cromo: si osserva l'aumento della temperatura nell'arco di alcuni minuti (si possono tabellare i dati per costruire un grafico cartesiano). Effetto chimico. Si verifica che la soluzione elettrolitica (acqua + acido, acqua + sale) consente il passaggio della corrente elettrica. Elettrolisi; uso del voltametro per separare l'idrogeno dall'ossigeno. Galvanostegia. Ramatura dell'ottone. Effetto magnetico provocato dal passaggio di corrente elettrica in un conduttore.

25. IL MAGNETISMO E L'ELETTROMAGNETISMO.
Si osserva la magnetite. Si osserva il diverso comportamento del ferro e dell'acciaio in un campo magnetico. Magnetizzazione per induzione. Smagnetizzazione (uso del calore o di un violento scuotimento). La bussola. Il magnetismo terrestre (oggetti metallici presenti in aula lievemente magnetizzati: verifica accostando la bussola). Si realizza un'elettrocalamita con il solenoide. Induzione elettromagnetica (uso del tester).

26. IL VUOTO E LA PRESSIONE ATMOSFERICA.
Osservazione della pressione atmosferica. Palloncino nella campana di vetro: si crea il vuoto e il palloncino si dilata. Si può ripetere lo stesso esperimento usando una beuta con cannello al posto del palloncino. La prova degli emisferi di Magdeburgo. Caduta dei gravi nel tubo di Newtown (creato il vuoto, una piuma e una moneta cadono insieme). Propagazione delle onde acustiche (nella campana in cui si è realizzato il vuoto il suono non si propaga).