PIANO DI LAVORO DI FISICA

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1 LICEO STATALE B. RAMBALDI L. VALERIANI ALESSANDRO DA IMOLA Sede Centrale: Via Guicciardini, n Imola (BO) Liceo Classico - Scientifico - Linguistico, delle Scienze Umane e con opzione Economico Sociale Liceo Classico: Via G. Garibaldi, n. 57/ Imola (BO) Fax Tel Liceo Scientifico: Via F. Guicciardini, Imola (BO) Fax Tel Liceo Linguistico, delle Scienze Umane e con opzione Economico Sociale: Via Manfredi, n. 1/a Imola (BO) Fax Tel c.f bois00200e@istruzione.it PIANO DI LAVORO DI FISICA Docente: DI MAGGIO Giuseppina Maria Pia CLASSE I A I B LICEO SCIENTIFICO Quadro Orario: 2 Ore settimanali ANNO SCOLASTICO 2014/2015

2 Gli obiettivi essenziali, le modalità di verifica e i criteri di valutazione sono stati fissati collegialmente nella riunione di dipartimento all inizio dell anno scolastico. L attività didattica verrà condotta conformemente alle nuove Indicazioni Nazionali. INDICAZIONI NAZIONALI LINEE GENERALI E COMPETENZE Al termine del percorso liceale lo studente avrà appreso i concetti fondamentali della fisica, le leggi e le teorie che li esplicitano, acquisendo consapevolezza del valore conoscitivo della disciplina e del nesso tra lo sviluppo della conoscenza fisica ed il contesto storico e filosofico in cui essa si è sviluppata. In particolare, lo studente avrà acquisito le seguenti competenze: osservare e identificare fenomeni; formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi; formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione; fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli; comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive. La libertà, la competenza e la sensibilità dell insegnante che valuterà di volta in volta il percorso didattico più adeguato alla singola classe svolgeranno un ruolo fondamentale nel trovare un raccordo con altri insegnamenti (in particolare con quelli di matematica, scienze, storia e filosofia) e nel promuovere collaborazioni tra la sua Istituzione scolastica e Università, enti di ricerca, musei della scienza e mondo del lavoro, soprattutto a vantaggio degli studenti degli ultimi due anni. OBIETTIVI SPECIFICI DELLA DISCIPLINA capacità di analizzare un fenomeno o un problema riuscendo ad individuare gli elementi significativi e le relazioni esistenti dal punto di vista fisico e matematico; capacità di eseguire in modo corretto semplici misure con chiara consapevolezza delle operazioni effettuate e degli strumenti utilizzati; capacità di raccogliere e rappresentare dati; capacità di ricavare informazioni significative da tabelle, grafici ed altra documentazione; capacità di porsi problemi, prospettare soluzioni e modelli;

3 inquadrare in un medesimo schema logico situazioni diverse riconoscendo analogie e differenze, proprietà varianti ed invarianti; trarre semplici deduzioni teoriche e confrontarle con i risultati sperimentali; utilizzare in modo corretto il linguaggio specifico della disciplina. OBIETTIVI ESSENZIALI DELLA DISCIPLINA riconoscere le grandezze fisiche dirette e indirette; saper operare equivalenze fra unità di misura; saper svolgere calcoli utilizzando le potenze di 10; individuare le proporzionalità fra grandezze fisiche; saper organizzare dati in tabelle, costruire e interpretare semplici grafici; conoscere le caratteristiche principali degli strumenti di misura; saper associare un incertezza a una misura diretta e indiretta; saper utilizzare la notazione scientifica; conoscere i vettori e le loro operazioni; conoscere la differenza fra peso e massa; saper analizzare l effetto di più forze applicate a un punto materiale; conoscere la definizione di pressione; conoscere le leggi fisiche della statica dei fluidi: leggi di Pascal, Stevino, Archimede; conoscere i concetti legati alla pressione atmosferica; conoscere i fenomeni di riflessione e rifrazione della luce; conoscere le leggi che sugli specchi e sulle lenti; saper produrre una semplice relazione di laboratorio; saper analizzare situazioni e risolvere semplici problemi riguardanti i punti sopra elencati.

4 SVILUPPO MODULARE DEI CONTENUTI Per il corrente anno scolastico si prevede di articolare il piano di lavoro annuale nei seguenti moduli: MODULO 1: Strumenti matematici Contenuti Disciplinari del Modulo Le proporzioni. Le percentuali. Le formule. Le equazioni. Funzioni e grafici cartesiani. La proporzionalità Conoscenze Abilità Competenze definire un rapporto, una proporzione e una percentuale. definire una funzione. definire la proporzionalità diretta, inversa,la dipendenza lineare e la proporzionalità quadratica. risolvere espressioni numeriche. utilizzare il concetto di approssimazione padroneggiare l uso delle lettere come costanti, come variabili e come strumento per scrivere formule e rappresentare relazioni. utilizzare le tecniche e le procedure del calcolo aritmetico e algebrico, rappresentandol e anche sotto forma grafica. individuare strategie appropriate per la soluzione di problemi. MODULO 2: Alla scoperta della realtà fisica Contenuti Disciplinari del Modulo Le grandezze fisiche. Notazione scientifica. Stime numeriche. Masse e densità. L incertezza nelle misurazioni dirette. L incertezza nelle misurazioni indirette. Conoscenze Abilità Competenze definire una grandezza fisica. definire il concetto di misura di una grandezze fisica. definire le grandezze fondamentali del Sistema Internazionale di Unità di Misura. discutere l ordine di grandezza di un numero. definire le approssimazioni per eccesso e per difetto. definire i concetti di massa e osservare le caratteristiche dimensionali di un oggetto e valutarle in termini quantitativi. operare con le grandezze fisiche e con le loro unità di misura. scrivere una misura. effettuare misure relative a grandezze derivate. effettuare osservare i fenomeni e fare esperienza del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica

5 densità e le relative unità di misura. analizzare e definire le unità campione di tempo e lunghezza. individuare le caratteristiche degli strumenti di misura. definire gli errori casuali e sistematici. definire le misure dirette ed indirette. esprimere l incertezza nelle misure dirette e in quelle indirette. calcoli con numeri espressi in notazione scientifica. approssimare i numeri in notazione scientifica. effettuare le conversioni da un unità di misura ai suoi multipli e sottomultipli e viceversa. calcolare il valore medio e l errore assoluto di una misura. calcolare l incertezza nelle misurazioni indirette. risolvere correttamente gli esercizi proposti. dei dati, costruzione e validazione di modelli. individuare strategie appropriate per la risoluzione di problemi. MODULO 3: Ottica geometrica Contenuti Disciplinari del Modulo I raggi luminosi e le ombre. La riflessione della luce e gli specchi piani. Gli specchi sferici. La rifrazione della luce. Le lenti e gli strumenti ottici. Conoscenze Abilità Competenze discutere sulla direzione di propagazione dei raggi luminosi, ricorrendo alle approssimazioni dell ottica geometrica. enunciare le leggi della riflessione e della rifrazione della luce. descrivere il funzionamento dell occhio e dei principali sistemi ottici. definire il potere diottrico delle lenti. analizzare gli specchi piani. analizzare la riflessione da parte di specchi concavi e convessi. analizzare il comportame nto di un raggio luminoso che incide sulla superficie di separazione di due mezzi diversi. osservare i fenomeni e fare esperienza del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati,

6 discutere le particolarità dell immagin e di un oggetto fornita da specchi sferici. costruire l immagine fornita da una lente utilizzando il metodo grafico e analizzarne le caratteristiche risolvere i problemi proposti individuando le strategie più appropriate. costruzione e validazione di modelli. individuare strategie appropriate per la risoluzione di problemi, applicando correttamente le relazioni matematiche. MODULO 4: Equilibrio dei solidi Contenuti Disciplinari del Modulo Grandezze scalari e vettoriali. Le forze. La forza peso. La forza elastica. La forza d attrito. L equilibrio del punto materiale. L equilibrio del corpo rigido. Conoscenze Abilità Competenze definire una grandezza scalare e vettoriale. definire una forza e la sua unità di misura. analizzare le caratteristiche dei diversi tipi di forze. enunciare la relazione tra massa e peso. definire il corpo rigido. definire il momento di una o più forze. formulare le condizioni di equilibrio di un punto materiale. rappresentar e graficamente i vettori. effettuare operazioni tra vettori. definire e calcolare la risultante di due o più forze che agiscono su un corpo. applicare la legge di Hooke nella risoluzione di osservare i fenomeni e fare esperienza del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati, costruzione e

7 definire il concetto di vincolo. definire il concetto di leva e distinguere i diversi tipi di leve. problemi. formulare le relazioni matematiche per il calcolo dell attrito statico e dinamico. osservare le deformazioni subite dagli oggetti e metterle in relazione con l applicazione di una o più forze. analizzare le rotazioni intorno a un asse e interpretarle in funzione della grandezza fisica momento. validazione di modelli. riconoscere in ogni situazione proposta le forze agenti sugli oggetti e le relative condizioni di equilibrio. individuare strategie appropriate per la risoluzione di problemi, applicando correttamente le relazioni matematiche. MODULO 5: Fluidi in equilibrio Contenuti Disciplinari del Modulo La pressione nei fluidi. Gravità e pressione. La pressione atmosferica. La spinta di Archimede. Conoscenze Abilità Competenze definire il concetto di pressione e la relativa unità di misura. definire gli stati di aggregazione della materia (solido, liquido, aeriforme). formalizzare la relazione tra gravità e pressione subita dai corpi all interno di un fluido. analizzare le pressioni che si esercitano su corpi inseriti in un fluido applicare le formule della pressione e della densità nella risoluzione dei problemi. applicare i principi dell idrostatica nella risoluzione dei problemi sull equilibrio dei fluidi. osservare i fenomeni e fare esperienza del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica

8 e formalizzare il principio di Pascal. enunciare la legge di Stevino. discutere l esperimento di Torricelli. analizzare il principio di Archimede e le condizioni di galleggiament o dei corpi immersi in un fluido. dei dati, costruzione e validazione di modelli. individuare strategie appropriate per la risoluzione di problemi, applicando correttamente le relazioni matematiche. Il Modulo 1, il Modulo 2 e parte del Modulo 3 verranno affrontati nel corso del Primo Quadrimestre. I restanti Moduli verranno trattati nel corso del Secondo Quadrimestre. METODOLOGIA D INSEGNAMENTO Sul piano della metodologia sono fondamentali tre momenti interdipendenti: Elaborazione di teorie che, a partire dalla formulazione di alcune ipotesi o principi, deve gradualmente portare gli allievi a comprendere e ad interpretare le osservazioni sperimentali e avanzare possibili previsioni, favorendo negli allievi stessi lo sviluppo delle capacità di sintesi e di valutazione; Applicazione dei contenuti acquisiti attraverso esercizi e problemi, che non devono essere intesi come una mnemonica applicazione di formule, ma come un analisi critica del particolare fenomeno studiato, e considerati strumenti idonei ad educare gli allievi a giustificare logicamente le varie fasi del processo di risoluzione. Per favorire il processo di apprendimento, la lezione frontale non sarà utilizzata in modo esclusivo ma sarà affiancata a discussioni condotte in forma dialogata al fine di sollecitare gli alunni alla partecipazione e a lavori di gruppo, in un ottica di cooperative learning, attraverso il quale gli alunni, assumendo un ruolo attivo e dinamico all interno del processo didatticoeducativo, vengono portati a riflettere, confrontare le proprie idee e motivare le proprie scelte. Verrà dato spazio alla correzione degli esercizi svolti in classe e a casa, al fine di favorire negli allievi l acquisizione di una più sicura conoscenza delle teorie fisiche trattate e la capacità di applicarli alla soluzione di problemi concreti.

9 L analisi dei fenomeni, approfondita con il dibattito in classe ed effettuata sotto la guida dell insegnante, dovrà gradualmente e con continuità sviluppare negli allievi la capacità di schematizzare fenomeni sempre più complessi. STRUMENTI PER LO SVOLGIMENTO DELL ATTIVITÀ DIDATTICA Per il raggiungimento degli obiettivi cognitivi e per una più proficua azione didattica si prevede di usare: libro di testo adottato: Claudio Romeni, Realtà e fisica, Zanichelli; Durante le spiegazioni teoriche, si cercherà di seguire, salvo qualche integrazione, il libro di testo, allo scopo di facilitare gli allievi nello studio personale e quotidiano. In particolare il libro di testo verrà ampiamente utilizzato durante la spiegazione degli argomenti e nella risoluzione di problemi ed esercizi. MODALITA E TEMPI DI VERIFICA Verranno effettuate verifiche in itinere, al fine di monitorare il livello di apprendimento, sia individuale che collettivo, ed eventualmente riesaminare il percorso didattico proposto. Per ogni quadrimestre si prevede di effettuare almeno due valutazioni. A tal fine si utilizzeranno le seguenti tipologie di verifica: verifiche orali (interrogazioni di tipo tradizionale, interventi degli allievi durante le lezioni dialogate); verifiche scritte (sotto forma di domande a risposta aperta, tests strutturati, prove semistrutturate, quesiti a risposta multipla, problemi). Le verifiche scritte ed orali avranno lo scopo di valutare: l acquisizione corretta, puntuale ed esauriente dei concetti; l utilizzo di un rigoroso e corretto linguaggio espositivo; le capacità di applicazione e di rielaborazione dei contenuti. CRITERI DI VALUTAZIONE I fattori che concorrono alla valutazione periodica e finale sono i seguenti: livello delle conoscenze raggiunte rispetto alle condizioni di partenza; impegno ed interesse nello studio e nel lavoro scolastico; assiduità alle lezioni; partecipazione attiva e propositiva durante le attività didattiche; apporto personale costruttivo alla vita e alla crescita della classe.

10 Il livello minimo per la sufficienza corrisponde al voto sei. Per l attribuzione del voto l insegnante farà riferimento alla griglia di valutazione con indicatori e descrittori approvata dal Collegio dei Docenti. POSSIBILI ESPERIENZE DI LABORATORIO Compatibilmente col tempo a disposizione, saranno svolte alcune attività di laboratorio con relazioni degli studenti soggette a valutazione: misure di lunghezze e aree misura del periodo di oscillazione di un pendolo semplice allungamento di una molla misura di angoli di riflessione e rifrazione la spinta di Archimede