Simulazioni

Anticorpi

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere la struttura e il funzionamento degli anticorpi (diversi isotopi e parti di un anticorpo)
• Comprendere la formazione del complesso antigene-anticorpo
• Citare i quattro principali gruppi sanguigni (fenotipi) nel sistema ABO
• Spiegare i principi della tipizzazione del sangue attraverso le EldonCard
• Descrivere l’incompatibilità Rh e la malattia emolitica

Tecniche

• Tipizzazione del sangue

Carboidrati

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere la struttura molecolare degli zuccheri e dei polisaccaridi
• Comprendere la digestione e riconoscere la complessità del corpo umano
• Condurre esperimenti su alimenti diversi e misurare il loro impatto sulla glicemia

Tecniche

• Lettura di saggi scientifici
• Analisi delle misurazioni della glicemia

Introduzione alle macromolecole alimentari

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere i tipi di macromolecole presenti negli alimenti
• Comprendere la struttura di carboidrati, proteine e lipidi
• Individuare le macromolecole nei campioni di alimenti

Tecniche

• Test di Benedict
• Test della tintura di iodio
• Test del Sudan
• Test del biureto

Elettroforesi su gel: la separazione degli acidi nucleici

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Spiegare la visualizzazione e la separazione delle molecole di acido nucleico attraverso l’elettroforesi su gel
• Riassumere la migrazione delle molecole di acido nucleico attraverso il gel di agarosio
• Spiegare i principi alla base della separazione per dimensioni e della direzione della migrazione
• Analizzare e interpretare un gel di acido nucleico attraverso una scala del DNA e i suoi controlli

Tecniche

• Elettroforesi su gel di agarosio

Sequenziamento di nuova generazione

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Comprendere le diverse fasi nella preparazione dei campioni, nella produzione dei cluster, nel sequenziamento e nell’elaborazione dei dati
• Comprendere le caratteristiche del DNA antico
• Comprendere come il polimorfismo a singolo nucleotide (SNP) possa essere strettamente correlato a una specifica caratteristica fisica

Tecniche

• Sequenziamento di nuova generazione

Membrana cellulare e trasporto: l'utilità dei trasportatori nella salute delle cellule

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Descrivere la struttura della membrana plasmatica attraverso il modello a mosaico fluido
• Riconoscere la permeabilità relativa dei bistrati lipidici per differenziare le classi di molecole
• Confrontare il trasporto attivo e passivo delle molecole
• Identificare le tre modalità di trasporto attivo e le diverse classi di canale ionico e di molecole trasportatrici
• Mettere in relazione l’espressione di specifiche proteine di trasporto con il ruolo della cellula

Tecniche

• Progettazione degli esperimenti
• Preparazione di un campione per la microscopia
• Microscopia a fluorescenza
• Interpretazione dei dati
  

Fondamenti di coltura cellulare: piastratura, divisione e congelamento delle cellule umane

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Eseguire la tecnica asettica e altre buone pratiche di laboratorio in un laboratorio di coltura cellulare
• Descrivere i requisiti minimi di un ambiente cellulare adatto a sostenere la crescita cellulare
• Descrivere ed eseguire i passaggi chiave dei test in vitro sulle cellule dei mammiferi: scongelamento e piastratura; passaggio cellulare; criopreservazione cellulare
• Utilizzare correttamente una cabina di biosicurezza e un contacellule automatico

Tecniche

• Coltura cellulare
• Passaggio cellulare
• Conta cellulare
• Criopreservazione cellulare

Struttura cellulare: teoria cellulare e organelli interni

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare la teoria cellulare
• Descrivere le principali differenze tra procarioti, eucarioti, piante e animali
• Descrivere i diversi componenti intra ed extracellulari che formano le cellule eucariotiche

Tecniche

• Analisi al microscopio

Respirazione cellulare (principi): misurare il consumo di energia durante l'attività fisica

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Analizzare le concentrazioni di glicemia e di acido lattico negli atleti prima e dopo l’attività fisica
• Delineare la relazione tra cellula, mitocondri e respirazione cellulare
• Confrontare la respirazione cellulare aerobica e quella anaerobica
• Comprendere il ruolo della glicolisi, del ciclo di Krebs e della catena di trasporto degli elettroni nella formazione dell’adenosina trifosfato
• Condurre esperimenti sul consumo di ossigeno nei topi a diverse intensità di attività fisica

Tecniche

• Respirometria
• Misurare e analizzare le concentrazioni di glicemia e di acido lattico
  

Respirazione cellulare: misurare il consumo di energia durante l'attività fisica

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare le variazioni strutturali del glucosio e dell’adenosina trifosfato durante la glicolisi
• Analizzare le concentrazioni di glicemia e di acido lattico negli atleti prima e dopo l’attività fisica
• Determinare i prodotti trasportatori di elettroni del ciclo di Krebs
• Comprendere il ruolo della catena di trasporto degli elettroni nella formazione dell’adenosina trifosfato
• Condurre esperimenti sul consumo di ossigeno nei topi a diverse intensità di attività fisica

Tecniche

• Respirometria
• Misurare e analizzare le concentrazioni di glicemia e di acido lattico

Catena di trasporto degli elettroni

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere l’importanza e gli usi della fotosintesi
• Comprendere la fotolisi dell’acqua e il trasporto degli elettroni
• Comprendere le proprietà della luce e il motivo della colorazione dei pigmenti
• Formulare un’ipotesi e preparare un esperimento per verificarla
• Comprendere come misurare il potenziale di ossidoriduzione della catena di trasporto degli elettroni

Tecniche

• Centrifugazione
• Reazione di Hill
• Spettrofotometria

Divisione cellulare (principi): mitosi e meiosi

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Descrivere il ruolo della divisione cellulare nella crescita, nella riparazione dei tessuti e nella riproduzione
• Descrivere il principio della regolazione e del controllo del ciclo cellulare
• Distinguere le diverse fasi del ciclo cellulare: interfase (G1, S e G2) e mitosi/meiosi
• Illustrare il ruolo della meiosi nella variabilità genetica
• Riassumere gli eventi principali che si verificano nelle fasi sequenziali della mitosi e della meiosi
• Classificare i risultati della mitosi e della meiosi

Mitosi: usare un composto tossico derivato dall'albero di tasso nella terapia oncologica

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere e visualizzare i concetti fondamentali sulle cellule eucariotiche, quali i principali componenti cellulari e l’imballaggio del DNA, mediante animazioni coinvolgenti
• Comprendere le caratteristiche principali delle diverse fasi del ciclo cellulare: interfase (G1, S e G2) e mitosi
• Utilizzare diverse tecniche di microscopia per osservare le diverse fasi della mitosi (profase, metafase, anafase e telofase) e descrivere le loro caratteristiche principali
• Spiegare i checkpoint del ciclo cellulare e citare le molecole che li controllano (cicline e chinasi ciclina dipendenti) e la loro funzione
• Descrivere le principali differenze tra mitosi e meiosi

Tecniche

• Preparazione dei campioni
• Microscopia ottica
• Microscopia a fluorescenza

Estrazione di pigmenti

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Comprendere l’importanza e gli usi della fotosintesi
• Comprendere le proprietà della luce e il motivo della colorazione dei pigmenti
• Analizzare gli spettri di assorbimento e le proprietà chimiche dei pigmenti
• Formulare un’ipotesi e preparare un esperimento per verificarla

Tecniche

• Centrifugazione
• Estrazione di pigmenti
• Spettrofotometria

Trasduzione del segnale

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare i principi e l’importanza della trasduzione del segnale intracellulare
• Spiegare la segnalazione cellulare mediante i recettori tirosin chinasici (RTK)
• Analizzare una trasduzione alterata del segnale nelle cellule tumorali dell’uomo
• Comprendere la connessione tra angiogenesi e crescita tumorale
• Esaminare il ruolo della segnalazione del recettore del fattore di crescita dell’endotelio vascolare (VEGFR) nel tumore al seno

Tecniche

• Western blotting
• Coltura cellulare
• Trattamento degli inibitori
• Istologia

Embriologia: la genetica dello sviluppo degli arti

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Eseguire la fenestratura di un uovo di pollo
• Dissezionare una gemma dell’arto
• Identificare le diverse fasi di Hamilton-Hamburger nello sviluppo di un pollo
• Analizzare i dati provenienti dal sequenziamento di nuova generazione

Tecniche

• Fenestratura di un uovo di pollo
• Dissezione delle gemme dell’arto
• Microscopia ottica
• Sequenziamento di nuova generazione

Biodiversità: valutare e confrontare la biodiversità su un esopianeta

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Raccogliere campioni per valutare la biodiversità
• Utilizzare quadrat, fototrappole e trappole a caduta
• Valutare e confrontare la biodiversità attraverso l’indice di biodiversità
• Identificare le specie con una chiave dicotomica
• Campionamento per priorità

Tecniche

• Quadrat
• Fototrappola
• Trappola a caduta
• Indice di biodiversità
• Gradiente altitudinale di biodiversità

Competizione: come individuare e misurare la competizione tra specie

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Identificare la competizione tra specie e misurare l’intensità della competizione tra due specie
• Individuare prove della competizione in un ambiente agricolo

Tecniche

• Serie di sostituzione di de Wit

Biomi: identificare e creare i principali biomi sulla Terra

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Approfondire le definizioni di ecosistemi, biodiversità e habitat
• Definire e mettere in relazione biomi, ecosistemi e habitat
• Spiegare il concetto fondamentale della biodiversità
• Distinguere i diversi tipi di biomi
• Mettere in relazione il clima e la geologia con la struttura e la biogeografia di biomi ed ecosistemi

Livelli trofici: pascolatori vs predatori

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Definire i livelli trofici, le reti alimentari e le piramidi ecologiche
• Approfondire le definizioni di organismi autotrofi, eterotrofi e mixotrofi
• Distinguere le catene alimentari dalle reti alimentari
• Spiegare il flusso di energia nei diversi livelli trofici e il suo impatto sulla struttura dell’ecosistema
• Prevedere l’inserimento di organismi nocivi e parassiti nei sistemi trofici

Tecniche

• Rete alimentare
• Catena alimentare
• Piramide trofica

Biologia marina: indagare su una strage di pesci

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere i concetti fondamentali del campionamento
• Eseguire una necropsia sui pesci e apprendere quali informazioni possano essere ricavate da questo approccio
• Apprendere i concetti di livelli trofici, piramidi trofiche e flusso di energia in un ecosistema
• Apprendere la differenza tra organismi eterotrofi e autotrofi
• Analizzare il livello di ossigeno disciolto in un campione di acqua con uno spettrofotometro
• Apprendere i concetti di curva di taratura, regressione lineare ed estrapolazione

Tecniche

• Spettrofotometro
• Campionamento
• Dissezione dei pesci

Nicchie ecologiche: scegliere i Kuppelfang giusti da portare sulla Terra!

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Quantificare la nicchia realizzata da una specie
• Preparare un esperimento per confrontare l’effetto di variabili semplici sulla nicchia di una specie
• Determinare per via sperimentale la nicchia fondamentale di una specie
• Visualizzare le nicchie attraverso un ipervolume n-dimensionale
• Misurare la portata di espansione della nicchia di una specie grazie all’acclimatazione
• Determinare l’effetto dei compromessi sui confini di una nicchia

Tecniche

• Campionamento sul campo
• Biometria
• Cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC)
• Analisi dei dati provenienti da ipervolumi n-dimensionali

Evoluzione: teorie e principi fondanti

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• 1) Esaminare il processo dell’evoluzione
• Determinare in modo critico come i processi evolutivi abbiano contribuito a raggiungere la realtà contemporanea
• Descrivere la derivazione della teoria dell’evoluzione
• Spiegare i concetti di selezione naturale, deriva genetica e mutazione
• Applicare il principio di Hardy-Weinberg per dimostrare la varianza genetica nell’evoluzione
• 2) Descrivere e confrontare l’organizzazione strutturale e funzionale dei principali regni dei viventi
• Spiegare le relazioni evolutive che collegano e separano i cinque regni
• Prevedere le caratteristiche fisiologiche e anatomiche degli organismi entro un regno e un gruppo
• Spiegare perché i virus non facciano parte di alcun regno

Tecniche

• Tassonomia
• Filogenesi

Evoluzione

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere come le popolazioni si evolvano adattandosi al proprio ambiente
• Comprendere i meccanismi fondamentali dell’evoluzione
• Comprendere l’evoluzione come fondamento della biologia e mostrarne le prove
• Utilizzare il sequenziamento del DNA e gli alberi filogenetici per identificare una creatura sconosciuta
• Affrontare i luoghi comuni riguardanti la teoria dell’evoluzione

Microscopia

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Comprendere le diverse tecniche di microscopia e i loro limiti
• Identificare i diversi tipi di cellule e di strutture cellulari
• Comprendere la celiachia e l’infiammazione intestinale
• Comprendere le tecniche di colorazione

Tecniche

• Microscopia ottica: utilizzare l’olio da immersione e lavorare con obiettivi diversi
• Microscopia a fluorescenza

Tecnica asettica: coltivare un campione senza contaminazioni

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Comprendere i principi della tecnica asettica nella prevenzione dell’infezione e della contaminazione
• Creare e mantenere un’area di lavoro sterile
• Utilizzare correttamente attrezzature e materiali di consumo sterili
• Illustrare le possibili fonti di contaminazione microbica
• Valutare la possibile contaminazione di un campione

Tecniche

• Tecnica asettica
• Coltura

Trasferimento mediante western blot: prepararsi alla rilevazione delle proteine

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Costruire una pila di trasferimento con il giusto orientamento
• Preparare un serbatoio di trasferimento per spostare le proteine da un gel impiegato nell’elettroforesi su gel di poliacrilammide in presenza di SDS (SDS-PAGE) alla membrana
• Valutare in modo critico la qualità del trasferimento di proteine attraverso una colorazione rimovibile per l’identificazione delle proteine

Tecniche

• Western blot

Progettazione degli esperimenti

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare e applicare il metodo scientifico
• Progettare un esperimento e verificare un’ipotesi
• Utilizzare correttamente i controlli sperimentali

Tecniche

• Test di apoptosi

Sicurezza di laboratorio

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Utilizzare indumenti adeguati al lavoro in laboratorio
• Descrivere cosa fare e cosa non fare in un laboratorio
• Utilizzare correttamente i dispositivi di sicurezza del laboratorio
• Reagire a una situazione di emergenza

Tecniche

• Sicurezza di laboratorio

Pipettaggio: affinare la tecnica

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Selezionare la micropipetta corretta in base allo scopo
• Utilizzare i due blocchi della pipetta
• Spiegare le tecniche di pipettaggio
• Eseguire una diluizione seriale
• Quantificare il contenuto proteico di un campione con il test di Bradford

Tecniche

• Pipettaggio
• Diluizione seriale
• Test di Bradford

Eredità mendeliana

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare come avviene la trasmissione dei tratti dai genitori alla prole e la causa della variazione tra fratelli e sorelle
• Descrivere le leggi dell’ereditarietà di Mendel nelle anomalie cromatiche
• Confrontare e prevedere i fenotipi della prole a partire da determinati genotipi utilizzando i quadrati di Punnett
• Analizzare gli alleli dominanti e recessivi e il loro ruolo nella struttura biologica di un individuo

Tecniche

• Alberi genealogici
• Quadrati di Punnett
• Topi da laboratorio

Strutture cellulari batteriche: introduzione alla cellula batterica

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Descrivere la struttura e la funzione generale della cellula batterica distinguendo le più comuni forme di batteri e di organizzazione delle cellule
• Descrivere il contenuto citoplasmatico batterico generale e confrontarlo al contenuto citoplasmatico degli eucarioti
• Descrivere le caratteristiche speciali di batteri come plasmidi, flagelli o corpi di inclusione e la loro necessità per la sopravvivenza dei batteri

Tecniche

• Microscopia
• Microscopia in campo chiaro e scuro

Quantificazione dei batteri mediante le colture

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Preparare una diluizione seriale di una coltura batterica e descriverne il motivo dell’utilizzo
• Calcolare il rapporto CFU/mL delle colonie contate su una piastra di agar a partire dal fattore di diluizione e dal coefficiente di correzione dei volumi
• Preparare un esperimento e interpretarne i risultati
• Fornire esempi della necessità di poter misurare/definire i tassi di crescita batterica

Tecniche

• Diluizione seriale
• Calcolo delle unità formanti colonie (CFU)
• Tecnica asettica
• Apprendimento

La colorazione di Gram: identificare e distinguere i batteri

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Descrivere la struttura dei batteri gram-positivi e gram-negativi
• Comprendere gli aspetti teorici e tecnici della procedura di colorazione di Gram
• Conoscere gli errori più comuni nella colorazione di Gram
• Interpretare in modo critico i risultati di un esperimento di colorazione di Gram attraverso un microscopio ottico

Tecniche

• Preparazione degli strisci batterici
• Tecnica della colorazione di Gram
• Microscopia ottica

Funzione cardiovascolare durante l'attività fisica: la reazione del corpo all'allenamento

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere le risposte del sistema respiratorio e cardiovascolare durante l’attività fisica
• Comprendere la misurazione della gittata cardiaca e della pressione sanguigna
• Comprendere le variazioni della frequenza cardiaca, del volume sistolico, della gittata cardiaca e della resistenza periferica totale durante l’attività fisica
• Interpretare i dati per valutare possibili problemi cardiovascolari durante l’attività fisica

Tecniche

• Misurazione della pressione sanguigna con sfigmomanometro e stetoscopio
• Ecodoppler
• Analizzare le variabili del sistema cardiovascolare

Ematologia: introduzione al sangue

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare le diverse funzioni di ciascun tipo di cellula del sangue
• Analizzare la conta ematica completa
• Utilizzare un analizzatore ematologico automatico
• Preparare strisci di sangue periferico
• Identificare le diverse cellule del sangue attraverso la colorazione di Giemsa

Tecniche

• Analizzatore ematologico
• Analisi della conta ematica completa
• Striscio di sangue periferico
• Colorazione di Giemsa

Controllo omeostatico: come si mantiene in equilibrio il corpo?

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Elencare alcune delle variabili fisiologiche presenti nel controllo omeostatico
• Impiegare un lessico adeguato per discutere i processi e i concetti dell’omeostasi
• Spiegare le fasi di un percorso omeostatico dallo stimolo alla risposta
• Confrontare i diversi cicli di retroazione
• Identificare i segnali di rottura omeostatica e determinarne il meccanismo sottostante

Acidi e basi: acidità e alcalinità nelle sostanze di uso comune

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Fornire esempi di acidi e basi presenti nella vita di tutti i giorni
• Definire il pH e identificare acidi e basi con una scala del pH
• Applicare la teoria acido-base di Bronsted-Lowry ai composti chimici
• Descrivere la capacità anfotera e l’autoionizzazione dell’acqua
• Calcolare il pH di un acido e di una base forte in una soluzione
• Valutare se avviene una reazione di neutralizzazione
• Valutare l’esito di reazioni acido-base semplici

Tecniche

• Misurazione del pH

Struttura atomica (principi): atomi e isotopi

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare il concetto di atomo
• Spiegare le proprietà delle principali particelle subatomiche: protoni, neutroni ed elettroni
• Utilizzare la notazione del simbolo chimico per dedurre il numero di protoni, neutroni ed elettroni negli atomi e negli ioni
• Definire il numero atomico e la massa atomica
• Definire gli isotopi e spiegarne la relazione con la massa degli elementi presenti in natura
• Descrivere il collegamento tra numero atomico, massa atomica e isotopi

Struttura atomica (principi): il modello di Bohr e il modello quantistico

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Mettere a confronto il modello di Bohr e il modello quantistico dell’atomo
• Descrivere la produzione degli spettri di emissione atomica attraverso il modello di Bohr e spiegare questo fenomeno naturale
• Elencare i quattro numeri quantici e spiegarne l’importanza

Struttura atomica: valutare la possibilità di vita su altri pianeti

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare il concetto di atomo
• Spiegare le proprietà delle principali particelle subatomiche: protoni, neutroni ed elettroni
• Definire il numero atomico e la massa atomica
• Definire gli isotopi
• Comprendere le basi del modello quantistico dell’atomo e descrivere l’importanza dei quattro numeri quantici

Basi di termodinamica chimica: risolvere la sfida dell'accumulo dell'energia rinnovabile

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Definire i concetti fondamentali della termodinamica, come entropia, entalpia ed energia libera di Gibbs, e le loro unità
• Spiegare la prima e la seconda legge della termodinamica
• Comprendere e adoperare il concetto di spontaneità di una reazione
• Spiegare le differenze tra entalpia di combustione ed entalpia di formazione
• Comprendere la relazione tra energia interna ed entalpia
• Esporre la legge di Hess ed eseguire calcoli sulle variazioni di entalpia
• Esporre i concetti di reazione esotermica ed endotermica

Tecniche

• Calorimetria

Sicurezza chimica

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Comprendere come creare il biodiesel a partire dall’olio di alghe
  Identificare i pericoli posti dalle sostanze chimiche e capire come gestirli
• Reagire prontamente e salvare vite in caso di incendio
• Utilizzare i numeri CAS nella pianificazione dell’esperimento
• Comprendere come smaltire i rifiuti alogenati e non alogenati
• Consultare le indicazioni di pericolo (H) e di prudenza (P) nelle schede dati di sicurezza
• Utilizzare una cappa chimica in sicurezza

Tecniche

• Sicurezza di laboratorio

Equilibrio

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Prevedere la direzione delle reazioni reversibili secondo Le Chatelier
• Calcolare la costante di equilibrio e il quoziente di reazione
• Comprendere il processo Haber

Legami ionici e covalenti

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Descrivere la formazione dei legami ionici e covalenti
• Identificare anioni e cationi
• Applicare la regola dell’ottetto
• Descrivere la struttura del reticolo cristallino
• Disegnare le strutture a puntini di Lewis
• Spiegare la formazione dei legami singoli, doppi o tripli
• Distinguere i composti ionici dai composti covalenti

Tecniche

• Misurazione della conducibilità
• Determinazione del punto di fusione

Reazioni di ossidoriduzione: il funzionamento delle batterie

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Descrivere il concetto di stati di ossidazione e spiegare le tendenze nella tavola periodica
• Adottare le regole per la determinazione dello stato di ossidazione
• Comprendere il ruolo degli elettroni nell’ossidoriduzione
• Prevedere la direzione delle reazioni di ossidoriduzione
• Bilanciare una reazione di ossidoriduzione all’interno di ambienti acidi e alcalini

Tecniche

• Reazioni di ossidoriduzione in soluzione acquosa
• Celle galvaniche

Preparazione delle soluzioni: dal sale alla soluzione

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Preparare una soluzione acquosa di una concentrazione specifica a partire dal sale puro
• Utilizzare correttamente una bilancia analitica, una pipetta volumetrica, un matraccio tarato e un cilindro graduato
• Spiegare la relazione tra molarità e concentrazione di massa

Tecniche

• Utilizzo corretto della bilancia analitica

Calcoli stechiometrici: identificare un composto con l'analisi gravimetrica

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare la relazione tra massa, peso molecolare e numero di atomi e di molecole, quindi eseguire calcoli per derivarne le quantità a partire da uno di questi dati
• Eseguire calcoli stechiometrici massa-massa attraverso la conversione in moli
• Identificare i reagenti limitanti e in eccesso in una reazione chimica
• Calcolare la resa teorica, effettiva e percentuale di una reazione
• Definire il numero di Avogadro e descrivere il valore molare della materia

Tecniche

• Analisi gravimetrica

Reazione di eliminazione: utilizzare il cicloesanolo per la creazione di polimeri

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare i meccanismi di reazione E1 ed E2
• Confrontare la reattività di diversi alogenuri alchilici nelle reazioni E1 ed E2
• Prevedere il prodotto di una reazione di eliminazione attraverso la regola di Zaitsev
• Prevedere la stereochimica del doppio legame del prodotto di una reazione E2

Reazioni di sostituzione e di eliminazione a confronto: prevedere l'esito

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare le principali differenze tra reazioni di eliminazione (E1 ed E2) e di sostituzione (SN1 e SN2)
• Prevedere il tipo e il prodotto di reazione in presenza di condizioni che possono portare a reazioni SN1, SN2, E1 o E2

Regole di reattività nella chimica organica: è ora di reagire!

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Spiegare il concetto di elettronegatività e come la distribuzione degli elettroni nella molecola ne determini la reattività
• Descrivere in che cosa consistono un nucleofilo, un elettrofilo e un gruppo uscente, quindi identificarli
• Descrivere una reazione di chimica organica e il suo meccanismo utilizzando la terminologia e le notazioni corrette (coppie solitarie, frecce curve, reattivi, reagenti, prodotti, catalizzatori, intermedi, stati di transizione)
• Disegnare i meccanismi di reazione utilizzando le notazioni corrette
• Spiegare le differenze fra i tre tipi fondamentali di reazioni: addizione, eliminazione e sostituzione
• Descrivere la reattività tipica dei principali gruppi funzionali

Addizione elettrofila: le reazioni degli idrocarburi

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Descrivere le reazioni di alcani, alcheni e alchini semplici
• Descrivere le reazioni degli alcheni semplici con gli elettrofili
• Dimostrare un’approfondita conoscenza meccanicistica delle reazioni di addizione
• Prevedere in che modo avverrà l’addizione di un elettrofilo a un alchene attraverso la regola di Markovnikov e comprendere la stabilità del carbocatione
• Prevedere il prodotto principale delle più importanti reazioni di addizione

Tecniche

• Test del bromo per insaturazione degli idrocarburi
• Analisi dei dati ricavati dalla gascromatografia
• Reazione gas-liquido

Analisi dei materiali cementizi

Sezione: Ingegneria

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Determinare la granulometria degli aggregati fini e grossi
• Leggere il grafico di un’analisi al setaccio
• Preparare miscele e campioni cementizi
• Eseguire una prova di lavorabilità
• Comprendere l’influenza dell’acqua e della miscela sulla lavorabilità del calcestruzzo
• Determinare la forza complessiva del calcestruzzo indurito

Tecniche

• Prova di analisi al setaccio
• Prova di lavorabilità
• Processo di betonaggio
• Prova di compressione

Elettricità base: comprendere il funzionamento dell'elettricità

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Definire i concetti di carica, tensione, corrente e le loro unità
• Descrivere il flusso della corrente e degli elettroni in un circuito
• Definire i componenti essenziali di un circuito elettrico semplice
• Costruire un circuito elettrico semplice e funzionante
• Applicare i concetti di carica e conservazione dell’energia a un circuito semplice

Tecniche

• Costruzione di un circuito

Resistenza elettrica: applicare la legge di Ohm ai circuiti semplici

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Definire i concetti di resistività e resistenza
• Spiegare l’effetto di lunghezza, larghezza, tipo di materiale e temperatura sulla resistenza
• Applicare la legge di Ohm ai circuiti semplici
• Determinare l’effetto ottenuto utilizzando resistenze in serie e in parallelo
• Applicare i concetti di carica e conservazione dell’energia a circuiti più avanzati

Tecniche

• Costruzione di un circuito

Legge di gravitazione universale: usare la gravità per orbitare intorno alla luna

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere la differenza tra peso e massa
• Misurare l’accelerazione di gravità vicino alla superficie terrestre
• Descrivere il meccanismo delle orbite circolari
• Descrivere la relazione tra distanza e accelerazione di gravità
• Distinguere le traiettorie vincolate da quelle non vincolate

Tecniche

• Pendolo
• Esperimento mentale

Forze e diagrammi di corpo libero: come guidare un drone

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Disegnare e interpretare i diagrammi di corpo libero per rappresentare le forze
• Comprendere il concetto di baricentro di un corpo esteso
• Determinare la forza netta esercitata su un corpo

Tecniche

• Diagrammi di corpo libero

Leggi del moto di Newton: comprendere la sicurezza attiva e passiva negli sport motoristici

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Descrivere la prima legge di Newton
• Definire l’inerzia e i sistemi di riferimento
• Derivare la seconda legge di Newton
• Identificare le forze di azione e reazione in contesti diversi

Conservazione dell'energia: massimizzare l'energia meccanica delle montagne russe

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Definire l’energia meccanica di un sistema isolato
• Distinguere le forze conservative da quelle non conservative
• Definire l’energia meccanica di un corpo
• Spiegare la conservazione dell’energia meccanica
• Applicare la conservazione dell’energia per descrivere il movimento di un corpo
• Utilizzare le equazioni dell’energia cinetica e potenziale in relazione a velocità e spostamento
• Identificare fonti di energia e trasformazione dell’energia

Tecniche

• Utilizzare le formule dell’energia potenziale, cinetica e meccanica

Vettori e scalari: guidare due astronauti in una missione su Marte

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Descrivere la differenza tra grandezze vettoriali e scalari
• Identificare la magnitudine e la direzione di un vettore
• Determinare il prodotto di due vettori
• Definire i componenti di un vettore

Spettro elettromagnetico (principi): usi e pericoli delle onde elettromagnetiche

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Utilizzare lo spettro elettromagnetico per classificare le onde in base alla lunghezza d’onda e alla frequenza
• Esaminare le relazioni tra frequenza, lunghezza d’onda e velocità delle onde
• Valutare i danni causati dalla radiazione elettromagnetica sulle cellule viventi

Tecniche

• Animazioni interattive

Modello ondulatorio della luce (principi): usare la riflessione e la rifrazione per scattare fotografie

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Comprendere il dualismo onda-particella della luce e come spiega le diverse caratteristiche delle radiazioni elettromagnetiche
• Applicare la legge di riflessione e rifrazione per prevedere le diverse interazioni della luce

Tecniche

• Banco ottico

Luce e polarizzazione: le proprietà della luce secondo Einstein

Sezione: Fisica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Definire il dualismo onda-particella della luce
• Utilizzare lo spettro elettromagnetico per classificare le onde in base alla lunghezza d’onda e alla frequenza
• Applicare la legge di riflessione e rifrazione per prevedere le diverse interazioni della luce
• Illustrare i concetti relativi alla polarizzazione lineare
• Utilizzare i filtri polarizzatori per regolare l’intensità della luce

Tecniche

• Banco ottico
• Filtri polarizzatori

Cromatografia su strato sottile: separare una miscela e monitorare l'avanzamento di una reazione

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sulle tecniche

Obiettivi formativi

• Preparare, eseguire e analizzare un esperimento di cromatografia su strato sottile (TLC)
• Comprendere i principi fondamentali della cromatografia su strato sottile e l’interazione tra fasi mobili e stazionarie con un campione per consentire la separazione
• Monitorare l’avanzamento di una reazione mediante la TLC
• Quantificare e interpretare le macchie su una piastra completa per TLC
• Misurare le distanze di migrazione e utilizzarle per determinare i valori di Rf dei diversi composti di interesse

Tecniche

• Cromatografia su strato sottile (TLC)

Stereochimica: dagli stereocentri agli isomeri E-Z

Sezione: Chimica

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Identificare i centri stereogenici nelle molecole chirali e comprendere la definizione di enantiomeri
• Distinguere le molecole chirali da quelle achirali
• Distinguere gli isomeri cis-trans dagli isomeri E-Z
• Assegnare una configurazione R o S agli enantiomeri applicando le regole di priorità di Cahn-Ingold-Prelog

Tecniche

• Simulazione basata sui concetti

Meiosi, mitosi e gameti vegetali

Sezione: Biologia

Tipo di simulazione: Basata sui concetti

Obiettivi formativi

• Delineare come vengono ereditati i tratti
• Utilizzare il microscopio per osservare le fasi della meiosi e comprendere le loro caratteristiche principali
• Confrontare le fasi e i risultati della mitosi e della meiosi

Tecniche

• Preparazione dei campioni
• Microscopia