Nell'elaborazione del QdR di chimica si è cercato di fare riferimento alle acquisizioni più condivise della ricerca nella didattica della disciplina^1,2.

In particolare è stata assunta la convinzione che una delle principali difficoltà nell’apprendimento della chimica sia legata alla presenza di tre distinti registri (triangolo di Johnstone³) che operano costantemente nella “narrazione” chimica:

i) il registro macroscopico, relativo a ciò che è direttamente percepibile dai sensi durante una trasformazione fisica o chimica; 
ii) il registro submicroscopico, che presuppone l'introduzione di un modello capace di interpretare i fenomeni del registro macroscopico (ilmodello particellare per le trasformazioni fisiche e chimiche);  
iii) il registro simbolico/iconico che consente il collegamento sintetico fra livello macro [descrittivo] e submicro [interpretativo] attraverso uno schema (o un'equazione) di reazione [simbolico].

Collegare questi tre registri e utilizzarli con facilità prevede il raggiungimento di una elevata capacità di operare cognitivamente a livello formale/astratto (Piaget), traguardo che si inizia a raggiungere a partire dai 13-14 anni, con un’ampia variabilità individuale⁴.

La corretta gestione didattica del livello macroscopico e del livello submicroscopico appare quindi il principale aspetto da governare sul piano didattico. Soprattutto in considerazione della necessità di fare un elevato ricorso al pensiero astratto in quasi tutti i contenuti chimici. Su questo aspetto riteniamo che lo sviluppo del pensiero chimico possa essere di aiuto. È stata proposta⁵ una visione della storia della chimica articolata in tre fasi; il passaggio da una fase all’altra è individuato da un cambio di paradigma interpretativo dei fenomeni osservati. In questo contesto si può individuare una fase “a livello macroscopico”, che comprende tutta la chimica dalla legge di Lavoisier fino alla definizione di valenza operata da Cannizzaro, con la quale si apre la fase della chimica “molare-submicroscopica”.

Si arriva, infine, nel primo Novecento alla fase nucleo-elettronica e allo sviluppo dei modelli atomici. Seguire nella propria programmazione questa scansione logica, che va dallo studio e dall'interpretazione dei fenomeni a livello macroscopico alla loro interpretazione submicroscopica e infine nucleo-elettronica, è sicuramente produttivo. Questa successione consente, infatti, di affrontare i vari nuclei fondanti attraverso percorsi problematici, ma accessibili alla capacità degli allievi ancora in formazione di operare a livello astratto, che facciano riferimento alle acquisizioni degli scienziati nel tempo. 

Seguendo questo razionale, è stato redatto il Quadro di Riferimento, dividendolo in diversi nuclei tematici declinati nei loro punti principali. Per la maggior parte dei nuclei sono stati inseriti quesiti significativi. Per ogni quesito sono indicate la risposta corretta, una spiegazione e una traccia di ragionamento logico per giungere a tale risposta.

¹ E. Roletto, A. Regis, G. Ghirardi. La struttura gerarchica della chimica di base. La Chimica nella Scuola, Marzo-Aprile 2006,77-85
² E. Ghibaudi, E. Roletto, A. Regis. Didattica della chimica e trasposizione didattica. Parte prima - I fondamenti teorici di una prassi. Perspectives in Science, 10 (2016))19-27
³ A.H. Johnstone. The Development of Chemistry Teaching. J. Chem. Educ., 70 (1993) 701
⁴ J.D. Herron. Piaget for Chemists. Explaining what “good” students cannot understand. J. Chem . Educ., 52 (1975) 147
⁵ W.B. Jensen. Logic, History, and the Chemistry Textbook. J. Chem. Educ., 75 (1998) 963-969