Il “Journal of Chemical Education” è la rivista ufficiale della divisione di Didattica della Chimica dell’American Chemical Society e rappresenta uno dei più importanti punti di riferimento nel campo dell’insegnamento di tale materia, rivolgendosi a tutti coloro interessati all’insegnamento e all’apprendimento della chimica a vari livelli di istruzione.
La rivista pubblica generalmente articoli di contenuto chimico o incentrati su attività ed esperimenti da svolgere in laboratorio, nonché su metodi didattici e pedagogia.
Prerequisiti: 1 anno di chimica generale e 1 semestre di chimica organica (rivolto a studenti universitari di Foods and Nutrition, Dietetics, and Food Technology).
Obiettivi: insegnamento di tecniche di laboratorio per l’analisi chimica quantitativa
Metodi: analisi quantitativa di alimenti comuni mediante tecniche tipiche dell’industria alimentare (accoppiata ad uno studio di nutrizione animale)
J. Chem. Educ. 1973, 50, 504-505
J. Chem. Educ. 1973, 50, 504-505
J. Chem. Educ. 1973, 50, 504-505
J. Chem. Educ. 1973, 50, 504-505
Organizzazione del corso (previste 3 h a settimana per un semestre):
✓Ogni alimento viene analizzato da una coppia di studenti (ciascuno studente effettua l’analisi chimica completa e confronta i propri risultati con quelli ottenuti dal compagno)
✓I dati relativi a tutti gli alimenti vengono distribuiti dall’insegnante a tutti gli studenti, ciascuno dei quali scriverà una relazione sui risultati ottenuti dall’intera classe.
✓Gli studenti potranno infine confrontare i risultati ottenuti con quelli riportati sull’etichetta alimentare.
Valutazione del corso da parte degli studenti: rilevante al loro percorso di studi, utile per acquisire una conoscenza pratica della composizione e analisi degli alimenti.
J. Chem. Educ. 1986, 63, 1050-1051
Breve dimostrazione nell’ambito del programma “Chemistry for Kids” presso l’Istituto di Didattica Chimica di Madison (Wisconsin) per presentare gli
esteri come alcuni dei composti responsabili dell’odore degli alimenti.
J. Chem. Educ. 1986, 63, 1050-1051
Agli studenti vengono distribuiti degli adesivi “gratta-e-annusa” commerciali, impregnati con un odore corrispondente all’immagine riportata sull’adesivo.
Viene quindi mostrato agli studenti com’è possibile creare in laboratorio degli odori analoghi.
J. Chem. Educ. 1986, 63, 1050-1051
Gli odori emanati da alcuni degli stickers sono composti chimici noti come esteri.
Gli esteri possono essere facilmente sintetizzati in laboratorio facendo reagire 3-5 mL di un opportuno alcol con 3-5 mL di un acido organico, in presenza di
poche gocce di acido solforico concentrato.
Gli esperimenti sui polimeri sono molto popolari con gli studenti di tutte le età.
Un feedback positivo riguarda in particolare la dimostrazione del crosslinking e decrosslinking dell’alginato.
J. Chem. Educ. 1998, 75, 1430−1431
L’alginato è un polisaccaride isolato dalle alghe composto da acido D- mannuronico e acido L-guluronico, che viene comunemente utilizzato come addensante in gelati o snack alla frutta e si ritrova anche in bevande al caffè in lattina o nei formaggi spalmabili.
L’alginato è anche un componente dell’antiacido Gaviscon.
J. Chem. Educ. 1998, 75, 1430−1431
Obiettivo: preparazione e rottura di fili non tossici di alginato di calcio reticolati J. Chem. Educ. 1998, 75, 1430−1431
Procedura:
✓Aggiungere 2 g di sale sodico di acido alginico (acquistabile dalla Aldrich) a 100 mL di acqua deionizzata.
✓Agitare vigorosamente la sospensione per diversi minuti.
✓Versare a filo la miscela in una soluzione contenente 1 g di CaCl2 in 100 mL di acqua deionizzata. Si formeranno istantaneamente “vermi” flessibili e traslucidi perchè gli ioni sodio si scambiano con gli ioni calcio e il polimero si reticola. Più è lungo il contatto con gli ioni calcio, più rigidi diventano i fili.
J. Chem. Educ. 1998, 75, 1430−1431
Procedura:
✓Gli studenti possono tirare fuori i fili dalla soluzione per apprezzarne la consistenza.
✓In alternativa, si può versare direttamente del Gaviscon liquido nella soluzione di CaCl2. I fili di alginato in questo caso saranno colorati e opachi per la presenza di altri componenti nel prodotto.
J. Chem. Educ. 1998, 75, 1430−1431
Procedura:
✓Rimuovere un po’ di fili dalla soluzione di ioni Ca2+ appena formati e spostarli in una soluzione satura di NaCl e agitare.
✓Dopo poco il polimero reticolato si scioglierà formando una soluzione torbida.
J. Chem. Educ. 1998, 75, 1430−1431
Procedura:
✓Spiegare che gli ioni Na+ formano un solo legame e che gli ioni Ca2+ ne formano due.
J. Chem. Educ. 1998, 75, 1430−1431
J. Chem. Educ. 2000, 77, 1327−1329
Obiettivo: determinazione quantitativa del glucosio in succhi di frutta e bevande gassate mediante l’utilizzo di gluocosio ossidasi (GOX) e perossidasi da rafano (HRP) (laboratorio di chimica analitica per studenti universitari)
J. Chem. Educ. 2000, 77, 1327−1329
Reagenti:
✓ Glucose stock solution (0.2 M)
✓ Enzyme working solution (Phenol, 7.50 mM; 4-Aminoantipyrine, 2.50 mM; GOX, 0.5 U/mL; HRP, 20 U/mL; 0.1 M Phosphate Buffer pH 7.5).
J. Chem. Educ. 2000, 77, 1327−1329
J. Chem. Educ. 2000, 77, 1327−1329
J. Chem. Educ. 2000, 77, 1327−1329
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Obiettivi: fornire informazioni importanti sul cibo e sulla cucina, che gli studenti possano sfruttare nel corso della loro vita, insegnando loro cosa succede agli alimenti quando aggiungiamo alcuni ingredienti o quando interagiscono con stimoli esterni (corso a scelta per studenti universitari al primo o al secondo anno di facoltà non scientifiche)
Metodi: lezioni, discussioni insegnante-studenti, dimostrazioni da parte dell’insegnante, video tutorials (comprese puntate di programmi di cucina)
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Introduzione
✓Introduzione al metodo scientifico, presentando le similitudini tra articoli scientifici e ricette di cucina.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Introduzione
✓Definizione del termine “dieta”, seguita da una discussione critica sulle diversi piramidi alimentari.
✓Familiarizzazione con la tavola periodica e introduzione ai principali gruppi funzionali.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Olio e acqua
✓Introduzione ai concetti di densità, solubilità e polarità.
✓Struttura dei più comuni acidi grassi.
✓Classificazione dei principali composti chimici di rilevanza alimentare come acidi o basi.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Metodi di cottura
✓Introduzione ai differenti metodi di trasferimento del calore e discussione sui differenti materiali utilizzati negli utensili da cucina (metalli, silicone, Teflon).
✓Discussione sulle proprietà colligative (diminuzione del punto di fusione e aumento del punto di ebollizione).
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Latte e prodotti caseari
✓Descrizione di come vengono prodotti yogurt, burro e formaggi.
✓Discussione sull’intolleranza al lattosio (accolta con molto entusiasmo dagli studenti).
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Uova
✓Descrizione delle differenti proprietà delle proteine dell’albume e del tuorlo.
✓Dimostrazione del fatto che quando le uova vengono riscaldate a temperature differenti alcune proteine coagulano e altre no.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Frutta e vegetali
✓Vengono presentati i diversi composti che conferiscono a frutta e verdura il loro colore caratteristico e viene spiegato perchè alcuni vegetali cambiano colore durante la cottura.
✓Spiegazione dell’imbrunimento enzimatico.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Erbe e spezie
✓Descrizione dei 5 gusti (dolce, acido, amaro, salato e umami) e spiegazione di come le papille gustative interagiscono con il cervello per differenziare un gusto dall’altro.
✓Introduzione ai concetti di solubilità e volatilità per descrivere come i diversi alimenti interagiscono con naso e bocca per produrre gusto e odori. Come dimostrazione vengono forniti agli studenti piccoli flaconcini contenenti composti chimici (ad es. la cinnamaldeide) con odori familiari (cannella): agli studenti viene quindi chiesto di identificare i differenti odori dei flaconcini e successivamente si spiega loro che i flaconcini contengono composti sintetici del tutto analoghi a quelli che si rinvengono in natura in erbe e spezie.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Cioccolato
✓Si racconta agli studenti la storia del cioccolato (“il cibo degli dei”) e si spiega l’importanza della struttura del burro di cacao.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Zuccheri
✓Differenze strutturali tra zuccheri semplici (fruttosio, glucosio e saccarosio) e introduzione ai dolcificanti artificali (gli studenti rimangono particolarmente colpiti dalle piccole quantià di dolcificanti artificiali necessarie per eguagliare la dolcezza dello zucchero da tavola).
✓Discussione sul ruolo svolto dagli zuccheri nel diabete.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Pane
✓Spiegazione di come lievito e glutine giocano ruoli vitali nella panificazione.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Caffè, tè, birra e vino
✓Discussione sui composti chimici più caratteristici di queste bevande (caffeina e alcol) e sui loro effetti, con particolare enfasi sul consumo responsabile delle bevande alcoliche.
J. Chem. Educ. 2009, 86, 311−315
Valutazione degli studenti: gli studenti vengono valutati sulla base di compiti a casa (domande sugli argomenti recenti), interrogazioni, e di una presentazione orale su di un argomento a loro scelta, purché non discusso in dettaglio durante il corso (es. energy drink, oli vegetali per la produzione di biodiesel, caramelle, banana flambé).
Valutazione del corso da parte degli studenti: feedback generalmente positivi, forte richiesta di attività di laboratorio
J. Chem. Educ. 2010, 87, 492−495
Obiettivo: Aumentare l’interesse e migliorare le conoscenze degli studenti riguardanti la chimica delle nutrizione attraverso una full-immersion in attività tematiche nell’ambito di un campo estivo della durata di 5 giorni
(Burger `N Fries Chemistry camp)
J. Chem. Educ. 2010, 87, 492−495
Approccio: Invece di tenere lezioni agli studenti su quali cibi dovrebbero essere presenti nella loro dieta per rimanere in buona salute, gli studenti stessi raccolgono dati e traggono autonomamente le loro conclusioni sul valore nutrizionale di quello che mangiano.
Gli esperimenti analitici sono supportati da brevi lezioni (<15 min), giochi e immagini.
Al termine dei 5 giorni gli studenti riportanto le loro scoperte a genitori e insegnanti mediante presentazioni orali.
Valutazione dell’utilità del corso: Agli studenti viene somministrato un questionario all’inizio e alla fine del campo estivo.
J. Chem. Educ. 2010, 87, 492−495
Metodi: Indagine guidata basata sul contesto: insegnare concetti e metodi scientifici sfidando i partecipanti a risolvere un problema di interesse generale legato alla cultura popolare.
J. Chem. Educ. 2010, 87, 492−495
Attività pratiche: Ogni giorno le attività sono focalizzate su una sola classe di molecole. Ad ogni studente viene richiesto di annotare in un diario i cibi e le quantità che vengono consumati.
I giorno: carboidrati II giorno: proteine III giorno: lipidi
IV giorno: coloranti e conservanti
V giorno: riassunto delle attività e presentazione orale
J. Chem. Educ. 2010, 87, 492−495
Metodi analitici esemplificativi:
Carboidrati: Agli studenti vengono brevemente presentati attraverso immagini e giochi a quiz gli zuccheri semplici e complessi, enfatizzando il loro ruolo nella dieta e le dosi giornaliere raccomandate.
Agli studenti, suddivisi in piccoli gruppi, viene quindi chiesto di prevedere quali alimenti presenti nel menu’ contengono carboidrati semplici (zuccheri) e complessi (amido), dopodiché le loro ipotesi vengono verificate mediante il saggio di Benedict (per identificare gli zuccheri) e il saggio dello iodio (per rivelare l’amido).
I cibi analizzati sono latte, gassosa, pane bianco, pane integrale, patatine fritte, olio di mais, hamburger e hamburger di soia.
J. Chem. Educ. 2010, 87, 492−495
Metodi analitici esemplificativi:
Lipidi: Una volta fornito l’opportuno background scientifico agli studenti viene chiesto di determinare il contenuto di grassi in diverse varietà di carne e tofu. La bollitura in acqua per diversi minuti seguita dalla rimozione del grasso dopo raffreddamento mediante estrazione con esano consente agli studenti di avere un’idea visiva della quantità di grassi presenti, mentre la valutazione quantitativa viene effettuata tramite una bilancia da laboratorio.
Viene inoltre valutato l’effetto dei metodi cottura sulla quantità di grassi presenti in un alimento (es. confronto tra patate fritte e bollite).
J. Chem. Educ. 2010, 87, 492−495
