Percorso Didattico Sull'apparato Locomotore Di Daniela Basosi & Lucia Lachina

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PERCORSO DIDATTICO SULL’APPARATO LOCOMOTORE (Daniela Basosi & Lucia Lachina)*

PREMESSA Abbiamo scelto di trattare l’apparato locomotore perché, come già evidenziato nella premessa alla scelta dei contenuti per il secondo anno, il filo conduttore è “conoscere se stessi attraverso la conoscenza del proprio corpo”. L’argomento è importante per alunni di circa 12 anni, questo è l’età in cui cominciano a prendere coscienza di se stessi, è anche un periodo che li vede soggetti a grandi trasformazioni fisiche nonché psicologiche, spesso i cambiamenti fisici li impauriscono e non li accettano, è difficile accettare di crescere! Noi non abbiamo certo la pretesa di risolvere tutti i loro problemi semplicemente scegliendo alcuni contenuti del nostro programma piuttosto che non altri, ma siamo convinte che conoscere il proprio corpo, capire come siamo fatti, inserire i cambiamenti in un contesto “scientifico” e quindi tutto sommato normale, li possa un po’ aiutare. Per quanto riguarda i prerequisiti siamo sicure che li allievi abbiano già una conoscenza dell’argomento derivata dal lavoro svolto alle elementari, non sarà certo una coperta per loro che il movimento del corpo è dovuto alle ossa e ai muscoli, quello che intendiamo invece far capire è come avvenga questo fenomeno, l’importanza di questo sistema. Inoltre l’argomento che proponiamo pur passando ancora molto attraverso l’esperienza diretta degli allievi, richiede un intervento più massiccio dell’insegnante in campo teorico, perché molte informazioni necessarie devono essere trasmesse agli allievi, sia direttamente dall’insegnante sia attraverso una consultazione guidata di materiali quali testi, tavole, schemi, video ecc..

1

PERCORSO DIDATTICO SULL’APPARATO LOCOMOTORE (Daniela Basosi & Lucia Lachina)*

1) MUOVERE UN BRACCIO Fate disporre gli alunni a coppia; ogni allievo, a turno, compirà una serie di movimenti, il compagno prenderà nota di quello che accade per ogni movimento: se si verificano cambiamenti significativi quali allungamenti, accorciamenti, apparenti aumenti di volume, per le parti del corpo che stanno osservando. Per questa esperienza potete far utilizzare la scheda dell’all. 1. Dopo l’esperienza discutete i risultati con gli allievi i quali avranno sicuramente notato che facendo i movimenti suggeriti si può apprezzare un aumento della circonferenza del braccio; questo farà sorgere in loro la domanda del perché vi sia questa modificazione, interrogativo che potremo risolvere proponendo un’altra esperienza. 2) MOVIMENTI POSSIBILI E NON POSSIBILI Fate

ancora disporre i vostri allievi in coppie, ogni allievo, a

turno, compirà una serie di

movimenti mentre il compagno annoterà le caratteristiche di questi movimenti. In particolare si faranno compiere: -

movimenti della testa (in avanti, indietro, ruotare a destra, a sinistra)

-

movimenti del tronco (in avanti, indietro, ruotare a destra, a sinistra)

-

movimenti degli arti (braccia, polso, gambe, caviglie)

-

movimenti delle mani (in particolare movimenti delle dita)

Chiedete loro di prendere nota di quali sono i movimenti possibili e quali no, quali hanno un ampio spettro di movimento, quali parti del corpo possono compiere un’ampia gamma di movimenti, quali pochi movimenti. Preparate una serie di schede da utilizzare a questo scopo. (all. 2 e 2bis) 3) CHE COSA ACCADE QUANDO CI MUOVIAMO Fate raccogliere agli allievi le impressioni che hanno ricavato dalle attività proposte precedentemente e discutete con loro le osservazioni rilevate. Gli studenti potranno così comprendere che per effettuare i vari movimenti occorre la “collaborazione” di due sistemi: quello costituito dalle ossa, chiamato sistema scheletrico, e quello dei muscoli, detto sistema muscolare che operando insieme, costituiscono l’apparato locomotore. (all. 3)

* Gruppo di ricerca e sperimentazione didattica per l’educazione scientifica del CIDI di Firenze

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Sempre da questa esperienza gli allievi dovrebbero facilmente giungere alla conclusione che il movimento è possibile perché il sistema scheletrico è costituito da “pezzi” più o meno grandi uniti fra loro, il che ci porta ad introdurre il concetto di “articolazione” (così è definita l’unione fra due ossa). 4) LE ARTICOLAZIONI Iniziate l’attività distribuendo agli allievi, divisi in piccoli gruppi, una cannuccia da bibita rigida ed una “snodata”. (all.4) Fate rispondere per scritto alle seguenti domande: 1. Quale delle due cannucce può essere piegata, almeno in un punto, senza schiacciarsi? 2. Quale è il punto in cui si piega senza schiacciarsi? 3. La parte articolata della cannuccia permette il piegamento in una sola posizione o permette una serie molto ampia di posizioni? 4. Ti sembra che la cannuccia articolata presenti vantaggi rispetto a quella rigida? Fate poi discutere gli allievi sulle osservazioni fatte per giungere alla conclusione che un sistema articolato è, per il movimento, più vantaggioso di un sistema rigido. Chiedete ai vostri allievi di “sentire” il movimento delle ossa in varie articolazioni e di cercare di descrivere come ciò avvenga. Utilizzando questa esperienza si possono suddividere le articolazioni in base alla mobilità reciproca dei segmenti ossei e arrivare così ad elaborare una possibile classificazione dei tipi di articolazione. Potete usare una scheda come quella proposta nell’all 5. Discutete insieme con i vostri allievi le loro osservazioni ed infine elaborate una scheda collettiva sulla classificazione delle articolazioni. (all. 6) Attraverso la discussione, alcuni allievi vorranno sapere anche come è fatta un’articolazione; approfittate dell’occasione per aiutarli a capire come è fatta e come funziona e suggerite anche la corretta terminologia per le varie parti facendo loro preparare una scheda informativa. (all. 7-8) 5) COME CI MUOVIAMO Per capire come si muovono i vari segmenti ossei è opportuno far costruire un modellino con stecche di balsa (che simuleranno le ossa) ed elastici (i muscoli) per riprodurre il sistema: segmento osseo -

muscolatura correlata. In questo modo si potrà far immaginare come si ottiene il

movimento; con l’accorciamento o l’allungamento dell’elastico si otterrà il movimento reciproco dei due pezzetti di legno. (all. 9)

3

Fate osservare bene ciò che accade al modellino: dalle osservazioni emergerà il concetto che ogni movimento è consentito dall’allungamento di un elastico e dalla contrazione dell’altro, ed è proprio ciò che accade per il movimento nei sistemi locomotori, un muscolo si contrae e l’altro si allunga. Giungeremo alla conclusione che i movimenti si ottengono grazie a coppie di muscoli che, poiché lavorano in contrasto uno con l’altro, sono detti antagonisti. (all. 10) 6) OSSERVARE LE OSSA Per fare questo attività è necessario che vi procuriate una serie di ossa, ad esempio: le ossa di un pollo e di un coniglio. Fatele bollire a lungo, magari aggiungendo un po’ di varechina, in modo tale da ottenere delle ossa accuratamente pulite. 7 ) NON TUTTE LE OSSA SONO UGUALI (CLASSIFICARE PER DIMENSIONI) Procuratevi una buona varietà di ossa ottenute come consigliato precedentemente. Fate osservare macroscopicamente la struttura delle ossa. Dividete i vostri allievi in gruppi di tre o quattro, fornite loro un certo numero di segmenti ossei assicurandovi che ogni gruppo abbia a disposizione almeno un osso breve, uno lungo ed uno piatto. Chiedete che osservino qual è la forma dell’osso e che la descrivano sul loro quaderno, facendone anche un rapido schizzo. Fate poi osservare bene le tre dimensioni: lunghezza, larghezza, spessore. Questo permetterà di arrivare ad una suddivisione delle ossa nei tre gruppi : -

ossa lunghe

-

ossa brevi

-

ossa piatte

Per questa attività potete predisporre, per ogni osso da osservare, una scheda come quella dell’allegato 11. Fate poi esaminare le schede compilate e fatele suddividere in base al criterio di: dimensioni delle ossa. Discutete con i vostri allievi le osservazioni fatte, verificate i risultati ottenuti ed elaborate una tabella riassuntiva che permetta di determinare quali criteri consentano di distinguere i vari tipi di ossa. Potrete “passare” una serie d’informazioni legate a questi temi e, naturalmente approfittatene per suggerire la corretta terminologia. (all. 12) 8) COME E’ FATTO UN OSSO Procuratevi anche ossa di manzo o maiale sezionate longitudinalmente e trasversalmente a vari livelli (ottime le classiche ossa da brodo che potrete procurarvi da un macellaio che potrà anche tagliarle come richiesto). 4

Fate osservare attentamente la struttura interna aiutandosi anche con una lente d’ingrandimento. Anche in questo caso fate descrivere per iscritto e disegnare ciò che viene osservato. (all. 13) Dalla discussione degli elaborati degli allievi si potrà arrivare alla definizione di osso compatto e osso spugnoso; probabilmente i ragazzi vorranno sapere se la differenza di struttura comporta anche differenze in altri aspetti. Potrete suggerire ai vostri allievi di pensare se sia più resistente una struttura costituita da particelle messe una sopra l’altra oppure una struttura in cui le particele costituenti si orientano in tutte le direzioni dello spazio e discutere con loro le osservazioni che faranno. (all.14) 9) SCHELETRI INTERNI E SCHELETRI ESTERNI I vostri allievi quasi certamente sapranno darvi la definizione di vertebrato e di invertebrato perché questi argomenti sono svolti anche nella scuola primaria. Sapranno certamente anche che molti animali invertebrati sono dotati di rivestimenti resistenti, chiamati esoscheletri, in questa sezione del nostro percorso vogliamo mettere in evidenza le funzioni svolte sia dagli scheletri interni (endoscheletri) che dagli scheletri esterni (esoscheletri ). Procuratevi conchiglie di molluschi (sia gasteropodi che bivalvi) e scheletri di pesci, uccelli e mammiferi. Dividete gli alunni in piccoli gruppi e distribuite a ciascun gruppo una serie di organismi. Chiedete agli allievi che rispondano alle domande proposte dalla scheda dell’all. 15. Molto spesso, a dodici anni, non ci sono difficoltà a riconoscere lo scheletro in pesci, uccelli e mammiferi; più difficile è invece aver chiaro il concetto di scheletro per rettili e anfibi. Molti ragazzi (anche più grandi!) sono convinti che i serpenti siano degli invertebrati o che il guscio rappresenti lo scheletro delle tartarughe. L’attività proposta potrebbe essere molto utile per chiarire il problema e portare l’allievo ad una corretta concettualizzazione dei termini vertebrato ed invertebrato. Fate poi discutere le osservazioni fatte per giungere a definire quali sono le funzioni specifiche degli esoscheletri e degli endoscheletri. Discutendo sulle riflessioni gli allievi potranno giungere a capire che gli esoscheletri servono per proteggere i corpi degli organismi e che gli endoscheletri svolgono funzioni di sostegno, protezione e, (per tutte le esperienze proposte prima) assieme con i muscoli, costituiscono anche il sistema di movimento. 10) DURO O ELASTICO? Gli esoscheletri e gli endoscheletri differiscono anche per il modo con cui sono costituiti? La seguente esperienza ci permetterà di verificarlo. Fate eseguire l’esperienza proposta nell’all. 16. 5

Trattate un osso e una conchiglia, separatamente, con acido cloridrico per far sciogliere la parte minerale e verificare come si comporta l’osso e che cosa accade alla conchiglia. Sottoponete l’osso e la conchiglia all’azione della fiamma. Discutete le osservazioni che sono scaturite da questa esperienza e potrete far arrivare gli allievi alla conclusione che le ossa sono composte da una sostanza elastica chiamata appunto elastina e da una sostanza dura, un insieme di sali minerali simili a quelli che costituiscono i rivestimenti delle conchiglie. 11) IL NOSTRO APPARATO LOCOMOTORE Potrete infine far riassumere i concetti appresi sul sistema di sostegno e movimento facendo creare agli alunni una scheda riassuntiva che li aiuti ad inquadrare in modo semplice ma organico le informazioni. Questo lavoro potrà servire da base per ulteriori approfondimenti del tema che possono toccare svariati argomenti quali per esempio nel campo dell’educazione alla salute (malattie dell’apparato locomotore, norme per una corretta igiene ecc.).

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All. 1 MUOVERE UN BRACCIO Materiale occorrente: -

un metro per sarti

Fai appoggiare, al tuo compagno, il braccio sul banco, chiedigli di rilassarsi totalmente, misura la circonferenza della parte superiore del braccio e annota il risultato in tabella 1. Chiedigli di sollevare il banco con un braccio; mentre il tuo compagno esegue questa operazione, misura il diametro del braccio nello stesso punto della prima misura, annota anche questo in tabella. Chiedigli ora di appoggiare il palmo della mano sul banco, stando in piedi, e di premere con forza; ancora una volta misura la circonferenza del braccio e annota il risultato in tabella. POSIZIONE DEL BRACCIO

MISURA DELLA CIRCONFERENZA

Rilassato Mentre solleva Mentre preme verso il basso Cosa mostrano i dati? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Misura la circonferenza del braccio del tuo compagno sempre nella parte alta, fagli flettere il braccio e controlla la misura della circonferenza, aumenta o diminuisce? …………………………... Puoi spiegare perché? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………

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All. 5 CHE COSA ACCADE QUANDO CI MUOVIAMO Movimenti della testa Apri e chiudi la bocca e senti con le dita come si comportano le ossa e i muscoli del tuo viso; descrivi brevemente che cosa accade: ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Ruota la testa a destra e a sinistra, in avanti e indietro senti con le dita cosa accade? Descrivilo: ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Movimenti delle braccia Fletti l’avambraccio e descrivi ciò che puoi “sentire” con le mani: ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Movimenti delle mani Muovi una ad una le dita di una mano cercando di sentire con l’altra cosa accade nel palmo, descrivilo brevemente: ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Per ognuno dei movimenti suggeriti hai percepito il movimento di uno o più segmento ossei? SI

NO

Per ognuno dei movimenti suggeriti hai percepito il movimento di uno o più muscoli? SI

NO

L’osso e il muscolo sembravano muoversi insieme come se fossero un’unica struttura? SI

NO

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All. 6 LE ARTICOLAZIONI Usate le mani per sentire il movimento delle ossa di ogni articolazione qui elencata e riportate accanto il tipo di articolazione ARTICOLAZIONE

TIPO DI ARTICOLAZIONE MOBILE

SEMIMOBILE

IMMOBILE

Spalla Gomito Polso Nocca (dito) Femore-bacino Osso sacro-ossa del bacino Ginocchio Caviglia Mandibola Ossa del cranio Ossa della faccia (zigomo-mascella) Vertebre cervicali (collo)

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ALL. 11 SCHEDA PER LA CLASSIFICAZIONE DEI TIPI DI OSSA Osserva le ossa che ti sono state consegnate e completa la tabella in ogni sua parte. Disegno (scala 1: 1) *

lunghezz larghezza Spessore

*puoi appoggiare l’osso sul foglio e disegnarne i contorni

a

1. Con il metro misura le dimensioni richieste e riportale nella tabella . 2. C’è una dimensione che prevale di molto sulle altre?

SI

NO

3. Scegli, fra le proposte qui elencate, l’opzione che meglio descrive il tuo osso: • la dimensione che prevale è la lunghezza • la dimensione che prevale è la larghezza • la dimensione che prevale è lo spessore • le tre dimensioni sono molto simili fra loro • due dimensioni sono quasi uguali fra loro 4.

In base alle risposte date, scegli, fra quelli proposti, l’aggettivo che ti sembra qualificare meglio il tuo osso LUNGO

BREVE

PIATTO 18

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All. 13 OSSERVIAMO UN OSSO Materiali: ossa (l’ideale è un femore di un animale di medie dimensioni: agnello ecc.) sezionate longitudinalmente e trasversalmente, lente d’ingrandimento. Osserva attentamente, prima ad occhio nudo e poi aiutandoti con la lente d’ingrandimento, l’osso che ti è stato consegnato ; cosa puoi notare? Fanne un disegno sia della sezione longitudinale che trasversale.

È uguale in tutte le sue parti? ………………………………………………………………………… Quali sono le differenze che puoi notare? ……………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… All’interno si presenta pieno o cavo? ………………………………………………………………… E alle estremità ?……………………………………………………………….. ……………………. Dove ti sembra che presenti più consistenza? ………………………………………………………... All’esterno come si presenta? ………………………………………………………………………… E all’interno? …………………………………………………………………………………………. Secondo te perché presenta queste caratteristiche? ………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………

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All.15 A CHE SERVONO GLI SCHELETRI? Occorrente: organismi animali diversi quali molluschi con conchiglia (sia gasteropodi che bivalvi) un gambero e scheletri di pesci, uccelli e mammiferi. Osservate gli animali e rispondete alle seguenti domande: Quali di questi organismi possiede un rivestimento esterno? ………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………… Quali di questi organismi possiede uno scheletro interno? …………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………… Prova a schiacciare fra le mani la conchiglia, si rompe facilmente? ………………………….……… Quale funzione credi svolga la conchiglia per il mollusco? ………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………….. Schiaccia delicatamente fra le mani il gambero, che cosa accade? …………………………………... Togli il “guscio” al gambero e schiaccialo fra le mani, come ti sembra?………………………… Che aspetto avrebbe un pesce senza “lische”?……………………………………………………… A che cosa servono le “lische” al pesce? …………………………………………………………… A che cosa serve lo scheletro al rettile? ……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Osserva un uccello, ad esempio un merlo, a che cosa gli serve lo scheletro? ……………………….. ………………………………………………………………………………………………………… Osserva un mammifero, ad esempio un gatto, a che cosa serve gli lo scheletro ? …………………… ………………………………………………………………………………………………………… In quali organismi ti sembra che lo scheletro sia legato al movimento? …………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… Oltre che al movimento a quale altro scopo ti sembra utile? ………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… In conclusione possiamo dire che gli scheletri assolvono fondamentalmente a 3 funzioni; quali? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Pensi che animali come un serpente, una tartaruga, una rana possiedano uno scheletro interno?……. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 22

All. 16 DI CHE COSA È FATTO UN OSSO I Esperienza Materiali: osso di pollo, conchiglie, acido muriatico (si trova in commercio, attenzione ad usarlo con cautela, leggi bene gli avvertimenti sulla bottiglia), bilancia, 2 becher, pinzetta. Prendete l’osso di pollo, pesatelo e annotate qui il risultato ottenuto ………………………. Preparate due becher una soluzione di acqua e acido muriatico, immergete in uno le conchiglie e nell’altro l’osso di pollo. Aspettate 4 o 5 giorni e controllate i due becher. Che cosa è accaduto nel becher che conteneva le conchiglie? ……………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… Estraete l’osso di pollo usando le pinzette, sciacquatelo sotto l’acqua corrente. Come si presenta l’osso? ……………………………………………………………………………... Pesatelo, e annotate qui il peso ………………… Che cosa potete notare? ………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… Conclusioni …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… II Esperienza Materiali: osso di pollo, candela, fiammiferi, una pinza di legno. Esponete l’osso alla fiamma della candela, tenendolo con la pinza di legno. Quale colore assume l’osso? …………………………………………………………………………. Provate a piegarlo o a dargli un piccolo colpo, cosa accade? ……………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… Conclusioni ……………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 23

VERIFICA 1) Tutti gli esseri viventi hanno bisogno di un “sistema di sostegno” che permetta loro di resistere all’azione esercitata su di essi dal peso del corpo e da altre forze esterne. Puoi identificare qual è il tipo di sistema di sostegno utilizzato dagli esseri viventi qui sotto elencati?

UOMO ………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………… FORMICA ……………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… VONGOLA …………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………… VIPERA ………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… TROTA ……………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… MERLO ………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… GRANCHIO …………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… BRUCO ………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… 2) Sapresti dare una giusta definizione ai seguenti termini: invertebrato ………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… vertebrato ……………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………

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3) Suddividi gli animali dell’esercizio n. 1 nei due raggruppamenti proposti. Vertebrati

Invertebrati

4) Lo scheletro dei vertebrati non svolge solo l’azione di sostegno ma anche ……………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 5) Progetta una scheda di lavoro per Educazione fisica nella quale suggerisci ad un tuo compagno esercizi che gli permettano di far muovere l’articolazione spalla- braccio e quella anca-gamba. Correda la scheda anche degli opportuni disegni per far capire bene al tuo compagno quali sono i movimenti da fare. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………

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Esperienza proponibile per un biennio di scuola media superiore 5) OSSERVARE SCHELETRI DI ANIMALI DIVERSI Procurarsi scheletri di: -

pesce osseo

-

uccello

-

mammifero

-

un modello di scheletro umano

Gli scheletri del pesce, dell’uccello e del mammifero si possono facilmente ottenete da una triglia, o da una sardina, da un pollo e da un coniglio. Ottenere le ossa accuratamente pulite (facendo bollire a lungo le ossa finché il muscolo non si stacca facilmente lasciando l’osso completamente pulito ma integro). Far ricostruire gli scheletri (eventualmente aiutandosi anche con tavole anatomiche) Far rilevare somiglianze e differenze, dapprima ogni allievo scriverà le proprie osservazioni, poi attraverso la lettura dei singoli lavori e la discussione si potrà ottenere un testo collettivo, delle tavole e degli schemi su cui ulteriormente lavorare. Ad esempio comparando strutture analoghe (come gli arti) e cercando di far emergere il perché ci sia stato uno sviluppo spesso molto diverso nei vari animali. c) Procurarsi ossa di mammifero e ossa di uccello, far confrontare i due tipi, far arrivare a conclusioni accettabili. (ossa cave degli uccelli adatte al volo).

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