ISTITUTO D ISTRUZIONE SUPERIORE MAJORANA

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1 ISTITUTO D ISTRUZIONE SUPERIORE MAJORANA Via Ada Negri, MONCALIERI (TO) Codice fiscale Sezione Liceale E.Majorana Scientifico - Linguistico Via Ada Negri, MONCALIERI Tel /2 Sezione Tecnico Economica A.Marro Strada Torino, MONCALIERI Tel. 011/ tois032003@pec.istruzione.it / iismajoranamoncalieri@pec.it /majorr@tin.it PIANO DI LAVORO ANNUALE PIANO DI LAVORO ANNUALE Prof. Michelangelo Viterbo MATERIA: FISICA CLASSE: 4H a.s

2 Premessa: Gli obiettivi cognitivi sono stati definiti coerentemente a quelli precisati nelle Indicazioni Nazionali dettagliate dal MIUR in apposito Decreto relativamente, fra gli altri, al Liceo Scientifico e al Liceo Scientifico con opzione delle Scienze Applicate. Tuttavia, la programmazione dei contenuti potrà richiedere una revisione per tenere conto sia di eventuali situazioni contingenti, sia delle specifiche esigenze della classe che emergano in itinere. INTRODUZIONE OBIETTIVI DIDATTICI SPECIFICI CORRELATI AI CONTENUTI DISCIPLINARI CONOSCENZE Volume 1 del libro di testo Modulo 0: Calorimetria (Ripasso) Temperatura: scala Celsius e temperatura assoluta Calore Dilatazione termica Legge della calorimetria: calore specifico e capacità termica Equilibrio termico e temperatura di equilibrio Passaggi di stato Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento Modulo 1: Leggi dei gas e teoria cinetica Ripasso di chimica: massa molecolare, mole e numero di Avogadro (ripasso veloce) Equazione di stato del gas perfetto e trasformazioni dei gas (ripasso veloce) Definizione di sistema termodinamico e stati di equilibrio di un sistema termodinamico Modulo 2: Primo e secondo principio della termodinamica Primo principio della termodinamica Primo principio e trasformazioni reversibili

3 Calori specifici di un gas perfetto Secondo principio della termodinamica e le macchine termiche Entropia e disordine (cenni a macrostati e microstati di un sistema): il terzo principio della termodinamica. Volume 2 del libro di testo Modulo 3: Le onde e il suono La natura delle onde e la loro descrizione matematica Il suono e le sue caratteristiche ondulatorie Effetto Doppler Il principio di sovrapposizione Interferenza, diffrazione e il fenomeno dei battimenti delle onde sonore Onde stazionarie Modulo 4: Ottica geometrica Fronti d onda e raggi La riflessione della luce L indice di rifrazione Il fenomeno della rifrazione, la riflessione totale e la dispersione della luce Le lenti. Modulo 5: Ottica fisica Il principio di sovrapposizione e l interferenza della luce La diffrazione della luce Il reticolo di diffrazione Modulo 6: Elettrostatica (forze elettriche e campi elettrici)

4 L origine dell elettricità Oggetti carichi e forza elettrica Conduttori e isolanti Elettrizzazione per induzione e conduzione. La polarizzazione. La legge di Coulomb. Il concetto di campo e il campo elettrico Le linee di forza del campo elettrico Il campo elettrico interno a un conduttore Il teorema di Gauss Campi elettrici generati da distribuzioni di cariche Modulo 7: Elettrostatica (energia potenziale elettrica e potenziale elettrico) Energia potenziale di un campo elettrico Il potenziale elettrico e la differenza di potenziale Superfici equipotenziali e campo elettrico Circuitazione del campo elettrico I dielettrici e i condensatori Modulo 8: Circuiti elettrici in corrente continua Forza elettromotrice e corrente elettrica Le leggi di Ohm La potenza elettrica Circuiti con connessioni in serie e in parallelo Le leggi di Kirchhoff La corrente elettrica nei liquidi COMPETENZE

5 Lo studio della fisica si inserisce nello sviluppo dell asse scientifico-tecnologico, pur concorrendo al potenziamento dell asse matematico e dell asse dei linguaggi La fisica, insieme alle altre scienze, ha l obiettivo di facilitare lo studente nell esplorazione del mondo circostante, per osservarne i fenomeni e comprendere il valore della conoscenza del mondo naturale e di quello delle attività umane. La fisica nella classe quarta concorrerà allo sviluppo delle competenze inerenti a: osservare,descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale utilizzare il concetto di energia per descrivere fenomeni e trasformazioni che avvengono nel mondo naturale riconoscere la differenza tra osservazione e deduzione analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni ondulatori e i fenomeni elettrici utilizzare il concetto di onda e di campo per descrivere fenomeni e trasformazioni che avvengono nel mondo naturale modellizzare una situazione reale complessa, individuandone gli aspetti essenziali e operando le opportune semplificazioni. comunicare ed esporre, con un linguaggio adeguato, in modo chiaro e sintetico, le procedure seguite ed i risultati ottenuti. CAPACITA Saper leggere le principali trasformazioni termodinamiche reali secondo il modello del primo principio della termodinamica Saper valutare i limiti delle macchine termiche reali ed effettuare il calcolo del rendimento nei casi ideali più semplici Saper gestire il formalismo matematico più adatto alla descrizione della dinamica dei fenomeni ondulatori Saper descrivere e prevedere i principali fenomeni di diffrazione e interferenza Saper utilizzare il concetto di campo elettrico per valutare interazioni tra due o più cariche Saper gestire il calcolo del lavoro attraverso il concetto di potenziale elettrico Saper descrivere in modo quantitativo il fenomeno della conduzione elettrica nei solidi, nei liquidi e nei gas Saper risolvere semplici circuiti elettrici utilizzando le leggi di Ohm e i principi di Kirchhoff

6 In laboratorio gli allievi dovranno essere in grado di: Osservare, identificare e descrivere fenomeni Eseguire correttamente le misure, utilizzando gli opportuni strumenti Raccogliere, analizzare e interpretare i dati, rappresentandoli, se necessario, su un grafico

7 CONTENUTI DEL CORSO Sono previste da orario curricolare 3 ore settimanali. La programmazione è suddivisa in moduli, ciascun modulo prevederà: lezioni frontali con l ausilio della lavagna; lezioni svolte Point in laboratorio di fisica o in aula con la LIM; Elaborazione di dati sperimentali con Excel/Geogebra; Simulazioni al PC; risoluzione di quesiti, esercizi e problemi, singolarmente e a gruppi; attività in laboratorio; verifiche scritte e orali. La scelta dell'ordine di svolgimento dipende da fattori di diversa natura, quali, tra i tanti: - la propedeuticità interna alla fisica - la propedeuticità funzionale esterna con la matematica ed eventualmente con altre discipline - le opportunità di approfondimento (progetti, conferenze, interessi della classe, etc.) Testi in adozione John D. Cutnell, Kenneth W. Johnson, David Young, Shane Stadler I problemi della fisica 1 (volume adottato in terza) e I problemi della fisica 2 Ed. Zanichelli Programma suddiviso in trimestre e pentamestre Trimestre: Trimestre Volume 1 del libro di testo Modulo 0: Calorimetria (Ripasso)

8 Modulo 1: Leggi dei gas e teoria cinetica Modulo 2: Primo e secondo principio della termodinamica Volume 2 del libro di testo Modulo 3: Le onde e il suono Pentamestre Modulo 4: Ottica geometrica Modulo 5: Ottica fisica Modulo 6: Elettrostatica (forze elettriche e campi elettrici) Modulo 7: Elettrostatica (energia potenziale elettrica e potenziale elettrico) Modulo 8: Circuiti elettrici in corrente continua Metodologia didattica Nello svolgimento del programma un approccio di tipo frontale a cui si affiancheranno esercitazioni in aula. L uso del laboratorio di fisica sarà di aiuto per la comprensione più immediata di alcuni contenuti. Strumenti: libri di testo in particolare quelli adottati Laboratorio di fisica Quaderno per appunti Slides e appunti forniti dal docente Schede di lavoro con esercizi PC e proiettore Lavagna Fotocopie per verifiche

9 1 a FASE: Esposizione dei contenuti Esposizione dei contenuti strutturata o attraverso lezioni frontali in classe, eventualmente utilizzando LIM e lavagna, o lezioni in laboratorio di fisica attraverso esperienze dimostrative e/o esplorative concrete. Eventuale uso del laboratorio di informatica. Periodica schematizzazione dei contenuti e loro sintesi in aggiunta alla normale spiegazione. 2 a FASE: diagnosi formativa dell apprendimento Frequente sollecitazione di interventi da parte dell insegnante, sia dal posto che alla lavagna. Risoluzioni di esercizi e problemi applicativi in classe: singolarmente, a piccoli gruppi, collettiva. Risoluzioni di esercizi e problemi applicativi a casa. Controllo periodico degli esercizi assegnati per casa, al fine di verificare costantemente il livello di apprendimento e di comprensione della materia da parte degli alunni. Correzione delle prove di verifica. Assegnazione di esercizi mirati allo sviluppo di particolari competenze Monitoraggio delle attività di laboratorio svolte dai ragazzi. 3 a FASE: valutazione sommativa Interrogazioni orali da posto e/o attraverso lo svolgimento di brevi esercizi scritti Test orali Verifiche scritte Relazioni di laboratorio singole o a gruppi Valutazione del quaderno Particolare attenzione verrà posta: Alla chiarezza dell esposizione del docente; ai tempi di apprendimento dei vari allievi; al costante monitoraggio dell attenzione e dell impegno sia in classe, che in laboratorio, che a casa, al fine di favorire il raggiungimento degli obiettivi; alle richieste di chiarimento dei ragazzi;

10 al carico di lavoro richiesto. VERIFICA E VALUTAZIONE Nello scegliere una prova di valutazione in fisica, così come nel progettare l'intero intervento didattico, l obiettivo che l'insegnante si pone è monitorare/verificare lo stadio di sviluppo di alcuni elementi cognitivi determinanti: a) la capacità di approfondire concetti teorici a diversi livelli: pura conoscenza, comprensione, applicazione, analisi, sintesi; b) la capacità di formalizzare, in particolare tramite il linguaggio matematico, come ad esempio riconoscere relazioni di proporzionalità, saper leggere grafici, tabelle, ecc.; c) la capacità di concatenare procedure e ragionamenti: ad esempio saper applicare una legge nota, oppure riconoscere analogie, discutere ipotesi plausibili, cercare degli invarianti e così via; d) gli aspetti tecnici, come l'uso delle unità di misura, la conversione da un'unità all'altra, le abilità di calcolo rapido ed efficace (ad es. l'uso di potenze di 10 per valutare ordini di grandezza molto diversi), ecc. In quest'ottica si distinguono diverse tipologie di verifiche: 1. Le verifiche formative forniscono un quadro immediato del livello di conoscenze raggiunto e consentiranno di predisporre, eventualmente, opportune forme di recupero, rinforzo o approfondimento. Per questo tipo di verifiche, senza valutazione, ma con eventuale annotazione sul registro elettronico, vengono utilizzate essenzialmente: esercitazioni alla lavagna accompagnate dalla discussione con la classe esercitazioni a gruppi: suddivisa la classe in gruppi eterogenei, vengono proposti esercizi e problemi da risolvere collaborando e discutendo i risultati ottenuti. controllo dell attività svolta a casa. 2. Le verifiche sommative forniscono un quadro di sintesi al termine dell'unità didattica. L'insegnante può scegliere tra prove di diverso tipo e durata, in numero di almeno 3 nel trimestre e almeno 4 nel pentamestre per un totale di almeno 7 durante l'intero anno, in relazione agli obiettivi da raggiungere. La valutazione verrà comunicata entro due settimane dalla data di svolgimento della prova. Possibili tipologie della prova Test a risposta multipla o prove semistrutturate Compiti scritti. Questa tipologia di verifica prevede: esercizi, problemi, quesiti a risposta multipla, vero o falso, quesiti a completamento, abbinamento, quesiti a risposta aperta, chiusa, semi aperta. Interrogazioni orali di taglio teorico

11 Tra le valutazioni sommative particolare importanza riveste la valutazione dell'attività di laboratorio. Questa fase di valutazione prevede la redazione scritta di relazioni di laboratorio e/o una interrogazione orale di taglio sperimentale da svolgersi in laboratorio utilizzando la strumentazione opportuna. Le valutazioni saranno in numero di almeno una nel trimestre e almeno 2 nel pentamestre per un totale di almeno 3 durante l'intero anno. La relazione potrà essere singola o di gruppo. Ciascun insegnante indicherà chiaramente il peso della valutazione della singola relazione risp1\etto ai voti conseguiti nelle altre prove orali e scritte. Per ogni tipologia di prova, l'insegnante fornisce le griglie di valutazione costruite sulla base dei criteri generali presentati nel Piano dell'offerta Formativa. Moncalieri, 31/10/ 18 L'insegnante Michelangelo Viterbo