MODELLO DI PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE PER COMPETENZE

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1 LICEO GINNASIO JACOPO STELLINI Piazza I Maggio, Udine Tel Fax Codice fiscale info@liceostellini.it Indirizzo Internet: PEC: udpc010005@pec.istruzione.it MODELLO DI PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE PER COMPETENZE LICEO CLASSICO J. STELLINI ANNO SCOLASTICO 2014/2015 CLASSE: I E DISCIPLINA: FISICA DOCENTE: LAURA DEL PIERO QUADRO ORARIO (n. ore settimanali nella classe): 2 1. FINALITÀ La studio della Fisica contribuisce a promuovere le capacità di analisi, collegamento e valutazione critica e si rivela prezioso per sviluppare le facoltà di astrazione e di unificazione. Fornisce strumenti concettuali utili ad interpretare la natura, accresce l interesse per la scienza e la presenta come parte integrante della cultura in generale. Rappresenta il linguaggio con cui indagare e comprendere i diversi aspetti oggettivi della realtà. Le finalità educative della disciplina individuate come maggiormente rilevanti risultano le seguenti: Sviluppare le capacità logiche e critiche Raggiungere un corretto equilibrio tra ragionamento induttivo e deduttivo Far comprendere come sia necessario rivedere le proprie ipotesi e opinioni in relazione alla realtà sperimentale Promuovere l uso di un linguaggio sobrio e rispettoso delle terminologie specifiche Abituare gli alunni a fornire argomentazioni oggettive per le proprie tesi Educare i giovani al rispetto per la ricerca scientifica, riconoscendone il valore pratico, culturale ed estetico 2. ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA PROFILO GENERALE DELLA CLASSE La classe è composta da 20 studenti, di cui uno proveniente da un altra sezione dell Istituto. Gli interventi in classe in questa fase iniziale dell anno scolastico e le prime verifiche hanno evidenziato un livello di preparazione più che sufficiente, anche se si registrano alcune insufficienze. Durante le lezioni si osserva un atteggiamento in generale collaborativo, accompagnato da un discreto impegno, anche se alcuni allievi devono 1

2 migliorare il metodo di studio; in alcuni casi però all interesse dimostrato in classe non segue uno studio adeguato e i risultati sono al di sotto delle aspettative. Il comportamento è generalmente corretto, anche se si segnala che alcuni studenti vanno spesso richiamati perché distratti o perché autori di interventi poco pertinenti. FONTI DI RILEVAZIONE DEI DATI Osservazione del comportamento in classe, colloqui con gli insegnanti del ginnasio, interventi in classe (alla lavagna o dal posto), prime verifiche scritte e orali. LIVELLI DI PROFITTO (relativi alla fase iniziale dell anno scolastico) DISCIPLINA D INSEGNAMENTO Fisica LIVELLO BASSO (voti inferiori alla sufficienza) N. Alunni: 5 (25%) LIVELLO MEDIO (voti 6-7) N. Alunni: 9 (45%) LIVELLO ALTO (voti ) N. Alunni: 6 (30%) PROVE UTILIZZATE PER LA RILEVAZIONE DEI REQUISITI INIZIALI Interventi in classe (alla lavagna o dal posto). 3. QUADRO DEGLI OBIETTIVI DI COMPETENZA ASSE CULTURALE SCIENTIFICO TECNOLOGICO Competenze disciplinari del secondo Biennio e del quinto anno Obiettivi generali di competenza della disciplina definiti all interno dei Dipartimenti disciplinari Competenze di alto livello: Formalizzare problemi di vario genere e riconoscere quali leggi, modelli e principi generali possono essere utilizzati per arrivare alla loro soluzione Individuare le variabili più opportune per descrivere o modellizzare un sistema fisico. Organizzare quindi le informazioni in proprio possesso ed utilizzare le correlazioni tra le variabili per determinare quelle incognite Formulare ipotesi esplicative e previsioni, utilizzando modelli, analogie e leggi Riconoscere che i metodi della Fisica possono essere applicati a qualunque contesto suscettibile di analisi quantitativa Sviluppare la capacità di ristrutturare i propri saperi, dopo aver riconosciuto ed apprezzato l importanza di fondare la conoscenza sul rispetto dei fatti e su un nucleo il più possibile compatto di concetti unificanti Apprezzare e sfruttare le capacità predittive della Fisica e delle discipline scientifiche in generale, privilegiando tali capacità rispetto a quelle semplicemente descrittive Competenze di livello medio-basso: Risolvere problemi ed esercizi elementari che rappresentino immediate applicazioni delle leggi studiate Definire le principali grandezze fisiche oggetto dei corsi, illustrandone il significato con brevi commenti e semplici esempi Distinguere tra elementi essenziali e secondari di una comunicazione ARTICOLAZIONE DELLE COMPETENZE IN ABILITÀ E CONOSCENZE COMPETENZE ABILITÀ/CAPACITÀ CONOSCENZE Formalizzare problemi di vario genere e riconoscere quali leggi, modelli e principi generali possono essere utilizzati per Riconoscere le variabili in gioco nel problema e i parametri del sistema Rappresentare le grandezze con enti appropriati (scalari e vettori) Modelli di punto materiale e di corpo rigido Grandezze scalari e vettoriali Leggi del moto uniforme e del moto uniformemente accelerato 2

3 arrivare alla loro soluzione Individuare le variabili più opportune per descrivere o modellizzare un sistema fisico. Organizzare quindi le informazioni in proprio possesso ed utilizzare le correlazioni tra le variabili per determinare quelle incognite Formulare ipotesi esplicative e previsioni, utilizzando modelli, analogie e leggi Riconoscere che i metodi della Fisica possono essere applicati a qualunque contesto suscettibile di analisi quantitativa Sviluppare la capacità di ristrutturare i propri saperi, dopo aver riconosciuto ed apprezzato l importanza di fondare la conoscenza sul rispetto dei fatti e su un nucleo il più possibile compatto di concetti unificanti Apprezzare e sfruttare le capacità predittive della Fisica e delle discipline scientifiche in generale, privilegiando tali capacità rispetto a quelle semplicemente descrittive Risolvere problemi ed esercizi elementari che rappresentino immediate applicazioni delle leggi studiate Scrivere una o più equazioni risolventi basate su leggi, modelli e principi e operare su di esse Raccogliere dati attraverso l osservazione diretta di fenomeni naturali (fisici) o di oggetti artificiali o la consultazione di testi o media Organizzare e rappresentare i dati raccolti Individuare una possibile correlazione tra i dati in base a semplici modelli descrittivi Riconoscere e definire i principali aspetti di un sistema Individuare una possibile interpretazione dei dati in base a modelli, analogie, leggi Utilizzare modelli, analogie e leggi per produrre previsioni Utilizzare il controllo delle variabili per descrivere e interpretare situazioni di vita quotidiana o di altre scienze Formulare previsioni basate sulle conoscenze acquisite in situazioni di conflitto cognitivo, quali il moto in presenza/assenza di forze o la caduta dei gravi, ideare modalità di verifica e controllare l esito dell esperimento confrontandolo con le proprie idee spontanee Utilizzare un sistema di riferimento per descrivere la posizione di un corpo Utilizzare il diagramma del corpo libero per individuare le forze agenti sul corpo Utilizzare i principi della dinamica per ricavare l evoluzione del moto del corpo Individuare i dati del problema e la richiesta Distinguere le grandezze scalari da quelle vettoriali Riconoscere il sistema di Grandezze fisiche Concetto di misura delle grandezze fisiche Incertezza associata a una misura Semplici modelli e relative equazioni per presentare correlazioni tra le variabili di un fenomeno fisico: proporzionalità diretta, quadratica, inversa Leggi del moto Semplici modelli e relative equazioni per presentare correlazioni tra le variabili di un fenomeno fisico: proporzionalità diretta, quadratica, inversa Leggi del moto Il metodo scientifico, caratteristiche operative Leggi del moto Principio di composizione dei moti Sistemi di riferimento Leggi del moto Diagramma di corpo libero Sistema Internazionale di Unità, multipli e sottomultipli, cifre significative, notazione scientifica Grandezze scalari e vettoriali Operazioni con i vettori 3

4 Definire le principali grandezze fisiche oggetto dei corsi, illustrandone il significato con brevi commenti e semplici esempi Distinguere tra elementi essenziali e secondari di una comunicazione riferimento associato a un moto Interpretare i grafici spazio-tempo e velocità-tempo Disegnare il diagramma di corpo libero Individuare la legge risolutiva Ricavare i dati richiesti attraverso la manipolazione algebrica della legge Convertire la misura di una grandezza fisica da un unità di misura ad un altra Utilizzare multipli e sottomultipli di una unità Operare con i vettori Svolgere calcoli con le misure espresse in notazione scientifica e con il corretto numero di cifre significative Collegare le grandezze fisiche oggetto di studio con la fenomenologia che descrivono Individuare un significato attraverso la classe di fenomeni che sono descritti o interpretati da esse Selezionare nella descrizione della fenomenologia gli elementi legati alle leggi che possono descrivere/interpretare il sistema da quelli ininfluenti Grafici spazio-tempo e velocitàtempo Leggi e caratteristiche del moto uniforme e del moto uniformemente accelerato Principio di composizione dei moti Forza peso, forza normale, forze d attrito, tensione, forza centripeta, forza elastica Diagramma di corpo libero Concetto di grandezza fisica Definizione delle grandezze fisiche in cinematica e dinamica e delle loro proprietà: spostamento, velocità, accelerazione, forza, massa Ruolo di ciascuna proprietà Definizione delle grandezze fisiche oggetto di studio e delle loro proprietà Leggi fisiche oggetto di studio 4. CONTENUTI DEL PROGRAMMA Le grandezze. Concetto di misura delle grandezze fisiche, misura diretta e indiretta, Sistema Internazionale di Unità, grandezze fisiche fondamentali e rispettive unità di misura; intervallo di tempo, lunghezza, massa; principali prefissi ed equivalenze. La misura. Caratteristiche degli strumenti di misura; valor medio, incertezza in una misura diretta, valutazione del risultato di una misura, cifre significative; notazione scientifica. Il moto rettilineo. Concetto di punto materiale, traiettoria, sistemi di riferimento; moto rettilineo, velocità media, grafico spazio-tempo, caratteristiche del moto rettilineo uniforme e legge oraria. Velocità istantanea, accelerazione media, grafico velocità-tempo, caratteristiche del moto uniformemente accelerato, leggi dello spazio e della velocità in funzione del tempo, accelerazione istantanea. I vettori. Grandezze scalari e vettoriali, rappresentazione di un vettore, operazioni con i vettori; elementi di trigonometria, espressione trigonometrica del prodotto scalare e del modulo del prodotto vettoriale; vettori in coordinate cartesiane. Il moto in due dimensioni. Vettori posizione, spostamento, velocità e accelerazione; composizione di moti, la velocità della luce. Moto dei proiettili, moto circolare uniforme, accelerazione centripeta. Approfondimenti: leggi sperimentali, modelli, teorie; Galileo Galilei e il metodo sperimentale. Le forze e i principi della dinamica. L effetto delle forze, forze di contatto e azione a distanza, misura delle forze. Primo principio della dinamica e sistemi di riferimento inerziali, concetto di massa, secondo e terzo 4

5 principio della dinamica. Diagramma del corpo libero. Applicazioni delle leggi della dinamica: forza peso, tensioni e forze normali, forze di attrito, forza elastica, dinamica del moto circolare uniforme. Equilibrio di un punto materiale. Sistemi di riferimento non inerziali e forze fittizie. 5. MODULI INTERIDISCIPLINARI (tra discipline dello stesso asse o di assi diversi) Non sono previsti moduli interdisciplinari. 6. ATTIVITÀ SVOLTE DAGLI STUDENTI Stesura di appunti durante le lezioni da utilizzare come guida nello studio domestico Partecipazione attiva alle lezioni: lo studente propone la propria ipotesi di risoluzione dei problemi proposti, chiede eventuali chiarimenti, interviene in maniera pertinente, fa presente le proprie difficoltà Lettura autonoma e/o guidata del libro di testo Svolgimento in classe e/o a casa di esercizi di applicazione degli argomenti trattati, singolarmente o in gruppo Esecuzione e analisi di semplici esperienze Studio autonomo e rielaborazione dei contenuti 7. METODOLOGIE La teoria sarà affrontata facendo riflettere gli studenti su un fenomeno possibilmente legato al quotidiano, di cui hanno esperienza e su cui possono fare delle previsioni; quindi proponendo degli esperimenti per verificare la veridicità o meno di tali previsioni e confrontando infine le previsioni degli studenti con l esito dell esperimento, cercando infine di determinare la legge o il principio che regola il fenomeno (eventualmente ricorrendo agli strumenti informatici). La teoria verrà poi formalizzata tramite lezioni frontali alla lavagna. Quando possibile, si cercherà di inquadrare storicamente il tema introdotto e di analizzarne le applicazioni in campo tecnologico. Ogni concetto sarà accompagnato da opportuni esempi, seguiti da esercizi simili che saranno svolti alla lavagna dagli studenti stessi; questo permetterà anche di valutare in itinere il grado di apprendimento della classe. Oltre agli esercizi verranno proposti problemi che richiedono inventiva e una buona capacità di collegamento. Si farà sempre riferimento al libro, anche quando gli argomenti saranno affrontati in maniera diversa, in modo che gli allievi imparino gradualmente a leggere un testo scientifico. Prima delle verifiche scritte si proporrà agli allievi un esercitazione da svolgere singolarmente o in gruppo, cui seguirà la correzione e il commento delle strategie adottate. Ogni verifica scritta sarà seguita dalla correzione in classe e dall analisi dei principali errori, ed eventualmente da ulteriore attività didattica. Si assegneranno inoltre alcuni lavori da svolgere a casa: semplici esperimenti, esercizi mirati a migliorare le competenze acquisite in classe, problemi da svolgere singolarmente o in gruppo, che saranno ripresi in aula, discussi e corretti, stesura di relazioni sulle eventuali attività di laboratorio, ricerca di informazioni riguardanti la storia della fisica o le applicazioni tecnologiche. Le metodologie adottate saranno dunque, a seconda delle caratteristiche e delle difficoltà dell argomento trattato, le seguenti: lezione frontale, lezione dialogata, metodo induttivo, metodo deduttivo, metodo esperienziale, ricerca individuale e/o di gruppo, scoperta guidata, lavoro di gruppo, problem solving. 8. MEZZI DIDATTICI Testi adottati: Fisica Meccanica, di J. D. Cutnell e K. W. Johnson, Zanichelli Eventuali sussidi didattici o testi di approfondimento: approfondimenti tratti da testi, riviste specializzate o siti internet, note redatte dal docente, ulteriori esercizi di recupero e/o potenziamento disponibili in formato elettronico o cartaceo; filmati, animazioni, video di esperimenti 5

6 Attrezzature e spazi didattici utilizzati: proiettore in classe, laboratorio di fisica, lavagna interattiva multimediale 9. MODALITÀ DI VERIFICA DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA Il controllo dell apprendimento avviene mediante le verifiche formative e sommative. Le verifiche formative avranno lo scopo di valutare l andamento e l efficacia della propria attività didattica e valutare in itinere il grado di apprendimento della classe. Gli strumenti previsti sono lo svolgimento di esercitazioni scritte, l osservazione in classe durante le discussioni sulla teoria e le esercitazioni svolte alla lavagna, la correzione collettiva dei compiti assegnati per casa, l analisi dei materiali prodotti dagli studenti. Le verifiche sommative, orali e/o scritte, avranno lo scopo di valutare le conoscenze e i progressi raggiunti nella chiarezza e nella proprietà di espressione, la capacità di applicare le nozioni acquisite nella risoluzione di esercizi e problemi, la coerenza del ragionamento nello svolgimento di un problema e la strategia utilizzata. Saranno possibili inoltre brevi interventi dal posto con lo scopo di testare l attenzione degli studenti e la costanza del loro studio. L insegnante si riserva la possibilità di somministrare una verifica di recupero al termine del secondo quadrimestre, costituita da quesiti, esercizi e problemi che coprano, a grandi linee, i temi affrontati durante l anno che si ritengono essenziali per il proseguimento dello studio della fisica. È possibile la stesura di relazioni su argomenti specifici (legati principalmente alla storia della fisica o alle sue applicazioni in campo tecnologico), con lo scopo di sviluppare un interesse nei confronti della disciplina e del suo sviluppo, e l assegnazione di esercizi da svolgere a casa e successivamente consegnare al docente. MODALITÀ DI RECUPERO Recupero curriculare: a seconda delle difficoltà riscontrate e del numero di studenti coinvolti si provvederà ad assegnare esercizi supplementari, mirati al ripasso di determinate parti di programma a riprendere i concetti fondamentali spiegandoli in altri termini a organizzare lavori di gruppo, formando dei gruppi di lavoro eterogenei in cui gli studenti più in difficoltà vengano seguiti dai compagni che invece hanno già acquisito le competenze previste a proporre attività guidate a crescente livello di difficoltà ed esercitazioni per migliorare il metodo di SCANSIONE TEMPORALE Si prevedono almeno due verifiche sommative (scritte e/o orali) a quadrimestre. MODALITÀ DI APPROFONDIMENTO Trattazione avanzata di alcuni argomenti del programma Proposta di problemi che richiedono l impostazione di una strategia risolutiva articolata o con elementi di novità rispetto a quanto visto in classe Attività previste per la valorizzazione delle eccellenze Richiesta di trattare autonomamente un tema non affrontato a lezione 6

7 studio e di lavoro Si sottolinea che alcune attività consuete come la correzione di esercizi assegnati per casa che hanno messo in difficoltà gli studenti o la correzione delle verifiche scritte consistono di fatto in attività di recupero. 10. CRITERI DI VALUTAZIONE Nella valutazione si utilizzerà la seguente griglia: 1 Rifiuto a farsi interrogare, rifiuto ad eseguire la prova 2 Mancata risposta anche su argomenti a scelta, elaborato del tutto lacunoso o in bianco 3 Mancata comprensione del testo o fraintendimento di domande anche molto semplici, risposte non significative, informazioni non pertinenti o contenuti completamente errati 4 Preparazione frammentaria e prevalentemente mnemonica, contenuto lacunoso e/o con gravi errori, incapacità di giungere a una sintesi logica e coerente, discorso poco organizzato, terminologia impropria 5 Conoscenza superficiale e manualistica, non sempre consapevole, anche senza gravi errori e contraddizioni; carenza nelle abilità procedurali, terminologia imprecisa, esercizi svolti con il continuo sostegno dell insegnante 6 Comprensione delle linee generali della materia e acquisizione delle tecniche di calcolo, con capacità di orientarsi in modo abbastanza autonomo: conoscenza essenziale dei contenuti, seppur a livello talvolta mnemonico, con tolleranza di qualche errore (non grave) purché senza contraddizioni, ricorso a procedimenti essenzialmente meccanici, limitata elaborazione, risposte sollecitate dall insegnante 7 Capacità di orientarsi nella disciplina e di utilizzare in modo sostanzialmente autonomo le conoscenze acquisite: conoscenza dei contenuti (seppur a livello talvolta mnemonico) senza significativi errori, esposizione corretta e logica, qualche difficoltà nell espressione, tendenza all elaborazione personale 8 Conoscenza articolata degli argomenti e loro applicazione sicura: conoscenza organica e consapevole, capacità di analisi e di sintesi nella risoluzione di un quesito e nella trattazione di un argomento, proprietà di linguaggio, capacità di operare collegamenti anche suggeriti dall insegnante 9 Conoscenza completa, approfondita e coerentemente organizzata, capacità di analisi e di sintesi nella risoluzione di un quesito anche complesso e nella trattazione di un argomento, rielaborazione personale dei contenuti con valutazioni e collegamenti autonomi, proprietà e ricchezza lessicale, capacità di proporre tecniche risolutive originali 10 Rielaborazione autonoma personale dei contenuti con giudizi critici completi, documentati e approfonditi Nelle verifiche scritte ad ogni esercizio sarà assegnato un punteggio; nell attribuire il punteggio completo, nullo o una frazione intermedia, si terrà conto dei seguenti indicatori: conoscenze specifiche, competenze nell applicare le procedure e i concetti acquisiti, capacità logiche e argomentative, completezza nella risoluzione, correttezza della risoluzione e dell esposizione. La valutazione sarà poi assegnata basandosi soprattutto sul punteggio ottenuto, ma tenendo in considerazione anche il raggiungimento degli obiettivi minimi, l andamento della classe e la propria attività didattica (ad esempio considerando quali argomenti sono stati trattati più a fondo e quali invece solo accennati). Nelle verifiche orali si avrà un attenzione particolare per le capacità logiche e argomentative dimostrate e la correttezza dell esposizione. Per quanto riguarda l eventuale stesura di relazioni, sarà valutata la capacità argomentativa dimostrata, la capacità di ricerca di materiali utili al proprio scopo (e la loro comprensione), l aderenza al tema proposto ma anche gli sviluppi originali e i contributi personali. 7

8 Nella valutazione finale si terrà conto, oltre che dei risultati raggiunti in termini di apprendimento, anche di altre componenti quali ad esempio l impegno dimostrato, la progressione dell apprendimento rispetto i livelli di partenza, le capacità di recupero accertate; la valutazione non sarà dunque la semplice media aritmetica dei voti ottenuti nel corso del quadrimestre. Si fanno proprie tutte le accezioni sottostanti caratterizzanti la natura della valutazione: Valutazione trasparente e condivisa, sia nei fini che nelle procedure Valutazione come sistematica verifica dell'efficacia della programmazione per eventuali aggiustamenti di impostazione Valutazione come impulso al massimo sviluppo della personalità (valutazione formativa) Valutazione come confronto tra risultati ottenuti e risultati attesi, tenendo conto della situazione di partenza (valutazione sommativa) Valutazione/misurazione dell'eventuale distanza degli apprendimenti degli alunni dallo standard di riferimento (valutazione comparativa) Valutazione come incentivo alla costruzione di un realistico concetto di sé in funzione delle future scelte (valutazione orientativa) 11. COMPETENZE TRASVERSALI DI CITTADINANZA La Fisica contribuisce allo sviluppo delle competenze chiave di cittadinanza. A) COMPETENZE DI CARATTERE METODOLOGICO E STRUMENTALE IMPARARE A IMPARARE: La Fisica svolge un ruolo insostituibile nel conseguimento di questa competenza, in particolare per scoraggiare apprendimenti mnemonici e arginare la tendenza a concepire la cultura come un mero possesso di conoscenze dichiarative o procedurali. Inoltre lo studio di questa disciplina insegna agli allievi a sviluppare un metodo razionale e a organizzare il proprio apprendimento anche mediante una gestione efficace del tempo e delle informazioni. PROGETTARE, RISOLVERE PROBLEMI, INDIVIDUARE COLLEGAMENTI E RELAZIONI, ACQUISIRE E INTERPRETARE LE INFORMAZIONI: La risoluzione di problemi in Fisica è l attività prevalente: in linea di massima, tutte le richieste poste agli studenti si traducono in situazioni problematiche la cui soluzione presuppone, inevitabilmente, la capacità di interpretare e rielaborare informazioni di vario genere, sfruttando i collegamenti e le relazioni tra le stesse, per costruire un modello di una situazione reale e progettare una strategia risolutiva. B) COMPETENZE DI RELAZIONE E INTERAZIONE COMUNICARE: La Fisica contribuisce allo sviluppo delle competenze di comunicazione, in particolare nel linguaggio scientifico. Lo svolgimento di un esercizio o di un problema, così come l enunciazione di una definizione o un teorema, costringe lo studente a utilizzare il lessico specifico della disciplina e a chiarire i passaggi svolti in maniera coerente e sintetica. COLLABORARE E PARTECIPARE: L introduzione di nuovi argomenti prevede il coinvolgimento diretto degli studenti, che sono chiamati a esporre le proprie opinioni e ipotesi, sviluppando di conseguenza la capacità di comprendere i diversi punti di vista. Inoltre le attività di recupero prevedono la collaborazione tra gli studenti stessi. 8

9 C) COMPETENZE LEGATE ALLO SVILUPPO DELLA PERSONA, NELLA COSTRUZIONE DEL SÉ AGIRE IN MODO AUTONOMO E RESPONSABILE: Lo studente, svolgendo con costanza e impegno il lavoro assegnato e curando la propria preparazione, sviluppa la consapevolezza che le sue azioni hanno delle conseguenze, sia sul piano del profitto sia su quello delle relazioni con i compagni e i docenti; l allievo impara, pertanto, a commisurare i comportamenti con l intenzione, gli obiettivi attesi e il sistema di regole condivise. Udine, 30 novembre 2014 La Docente Laura Del Piero 9