PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE DI DIPARTIMENTO (Corso Diurno)

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1 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE ALESSANDRO ROSSI - VICENZA PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE DI DIPARTIMENTO (Corso Diurno) ANNO SCOLASTICO DIPARTIMENTO DI ELN-ELT-INF-TEL VICENZA Pagina 1 di 265

2 INSEGNANTI ANDRIOLO STEFANO CARDI ANNAMARIA COLOMBARA MAURIZIO COSTA PIERLUIGI DE POLO MARCELLINO ESPOSITO GIOVANNI ANTONIO FAGGIONATO GIUSEPPE FERRARO GIOVANNA FIORIO IGOR FONTO' CARLO FRANCO GIUSEPPE GRIGOLETTO RENATO GUZZO CARLO LUCENTE PIETRO PAOLO MICHELE MARAN MASSIMO MASTROTTO LUCA PIETROBELLI LUCA PISANI GIANLUCA ROSSATO MAURIZIO ROSSI GIOVANNI SAGGIORATO GIANLUIGI SERBO GIANLUCA TAFFURELLI ENRICA TAGLIAPIETRA GIORGIO VALLESELLA GINO VIGGI ALBERTO VODOLA DONATO ZANON ALBERTO ZENERE LUIGI ZERMIAN ALESSANDRO ZOCCA PAOLA ZOCCA ROMANO FIRMA Pagina 2 di 265

3 DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, ELETTROTECNICA, INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI ANNO SCOLASTICO MATERIA TECNOLOGIE INFORMATICHE CLASSI PRIME INDIRIZZI TUTTI PROGETTO DIDATTICO DELLA DISCIPLINA In relazione a quanto richiesto dal Piano dell Offerta Formativa si definiscono i seguenti obiettivi in termini di: CONOSCENZE 1. Struttura Hardware di un PC 2. Sistemi di numerazione e logica booleana 3. Principali funzioni di Windows XP 4. Foglio di calcolo (CALC di Open Office) 5. Basi del linguaggio C++ 6. Struttura del robot NXT e sue interazioni con l ambiente COMPETENZE Essere in grado di: 1. Saper individuare le diverse componenti hardware di un PC 2. Gestire un PC sotto Windows 3. Risolvere problemi di tipo matematico-fisico utilizzando il foglio di calcolo e analizzare dati con l ausilio di rappresentazioni grafiche 4. Realizzare algoritmi per risolvere semplici problemi matematici o fisici sia nella forma di diagrammi di flusso che in linguaggio C++ ABILITA' 1. Essere in grado di estendere conoscenze e competenze ad altri ambiti informatici 2. Applicare le conoscenze e competenze acquisite alla programmazione del robot Lego Pagina 3 di 265

4 1. CONTENUTI DISCIPLINARI MINIMI ESPOSTI PER MODULI ED UNITÀ DIDATTICHE E PERIODI DI ATTUAZIONE Modulo 1 HARDWARE DEL PC Unità didattica n 1 : Hardware e software Unità didattica n 2 : Periferiche; input e output Unità didattica n 3 : Memorie centrali, memorie di massa, CPU Unità didattica n 4 : Reti di computer Classificazione generale di hardware e software Tipi di periferiche e caratteristiche RAM, cache, ROM; Memorie di massa e caratteristiche tecnologiche Elenco di funzioni svolte da CPU, RAM, Hard Disk Reti di computer; LAN e WAN; cenni all hardware di rete; cenni ai mezzi trasmissivi; cos è l indirizzo IP; origine di internet Settembre Ottobre (6 ore) Modulo 2 RAPPRESENTAZIONE DEI DATI Unità didattica n 1 : Sistemi di numerazione posizi onali Unità didattica n 2 : Conversioni tra basi numerich e Unità didattica n 3 : Operazioni binarie Elevazione a potenza; aritmetica elementare I sistemi di numerazione decimale, binario ed esadecimale. Conversioni tra sistemi di numerazione in base 2, 10, 16 Somme e differenze in base 2 Codice ASCII. Ottobre Novembre (6 ore) Modulo 3 SISTEMA OPERATIVO WINDOWS Unità didattica n 1 : Interfaccia grafica Unità didattica n 2 : Gestione dei file Unità didattica n 3 : Pannello di controllo e utili tà Pagina 4 di 265

5 Modulo 1 Che cos è un sistema operativo Principali funzioni di Windows; finestre, menù, barre Creazione account Risorse del computer e pannello di controllo Struttura del file system; creazione di cartelle; operazioni sui files (cancellazione, copia, spostamento) Ricerca di file Guida in linea Utilità di sistema: ripristino, deframmentazione, pulitura disco, compressione Ottobre (6 ore) Modulo 4 PROGRAMMA DI VIDEOSCRITTURA Unità didattica n 1 : L ambiente di O.O. Writer Unità didattica n 2 : Formattare il testo Unità didattica n 3 : Inserire oggetti e tabelle Unità didattica n 4 : Usare collegamenti ipertestua li Moduli 1,2,3 Menù, barre degli strumenti, barra di stato Scelta del carattere: tipo, dimensione e attributi vari Formati di paragrafi e pagine Elenchi numerati e puntati Inserimento numeri pagina, intestazioni e pié di pagina Controllo ortografico Inserimento immagini e loro disposizione rispetto al testo Inserimento di formule, grafici, oggetti OLE; Inserimento e dimensionamento di tabelle Anteprima di stampa Creare una relazione di laboratorio Creare un ipertesto Ottobre Dicembre (6 ore) Modulo 5 FOGLIO DI CALCOLO Unità didattica n 1 : L ambiente di Open Office CAL C Unità didattica n 2 : Formule e funzioni Unità didattica n 3 : Grafici Unità didattica n 4 : Inserimento tabelle, grafici e formule di O.O. Math in una relazione di laboratorio Pagina 5 di 265

6 Moduli 1,2,3 Cartella di lavoro, fogli, celle, coordinate;menù Ridimensionamento righe e colonne e formato celle Riferimenti relativi e assoluti; formule Funzioni aritmetiche, statistiche, logiche e di ricerca Tipi di grafici e loro realizzazione Inserimento di un foglio o grafico in una relazione (Writer) e scrittura di formule con Math Esercitazioni varie tratte anche da esperienza di fisica, matematica Novembre Gennaio (12 ore) Modulo 6 ALGORITMI E DIAGRAMMI DI FLUSSO Unità didattica n 1 : Dal problema all algoritmo Unità didattica n 2 : I diagrammi di flusso e la pr ogrammazione top-down Modulo 1 Analisi e comprensione del problema; Analisi dei dati in ingresso e di quelli che si vogliono ottenere in uscita; individuazione delle variabili utili alla costruzione dell algoritmo ed eliminazione di eventuali dati inutili Istruzioni operative, di input/output, di controllo (selezione, iterazione) Strategie di soluzione Scrittura dell algoritmo in linguaggio di progetto Simbologia dei diagrammi di flusso Costruzione dei diagrammi con O.O.Draw Stesura del diagramma di flusso di semplici algoritmi Febbraio (6 ore) Modulo 7 BASI DEL LINGUAGGIO C++ Unità didattica n 1 : Generalità sui linguaggi di p rogrammazione Unità didattica n 2 : Basi del linguaggio C/C++ Modulo 1,2,3,6 I linguaggi di programmazione Il compilatore Struttura di un programma C/C++ Variabili e costanti : tipo, dichiarazione, Assegnazione Istruzioni di lettura/scrittura di variabili Marzo Aprile (16 ore) Pagina 6 di 265

7 Operare con le variabili La struttura condizionale : if else. Le strutture iterative : ciclo for, while, do while. Scrittura, compilazione e test di vari programmi su algoritmi matematici Modulo 8 ROBOT LEGO NXT Unità didattica n 1 : Struttura del robot LEGO NXT Unità didattica n 2 : Il Compilatore BricxCC Unità didattica n 3 : Applicazioni Modulo 7 Il robot NXT: display, pulsanti, ingressi, uscite Compilatore NXC; Azionamento di motori ed lettura dei sensori Utilizzo del robot per eseguire semplici movimenti Maggio (6 ore) 2. METODOLOGIE Lezione frontale Coinvolgimento degli alunni in esercitazioni guidate e colloqui di adeguamento e recupero Correzione di esercizi proposti Svolgimento in classe e a casa di un ampio numero di esercizi graduati in difficoltà Svolgimento in laboratorio di esercitazioni sugli argomenti trattati 3. MATERIALI DIDATTICI Libro di testo Appunti dell insegnante Uso di guide in linea Materiale da internet 4. TIPOLOGIA E NUMERO DELLE PROVE DI VERIFICA Prove pratiche al PC Prove scritte, test, questionari Interrogazioni orali se necessario Pagina 7 di 265

8 TIPO DI VERIFICA PRIMO PERIODO numero minimo SECONDO PERIODO numero minimo Verifiche di 1 ora anche al PC 2 3 TEST di 1 ora GRIGLIE DI VALUTAZIONE quella approvata dal Collegio Docenti (riportata nel POF) ALLEGATO A CALCOLO TEMPI PER VERIFICHE E RECUPERO CURRICOLARE TIPO DI VERIFICA PRIMO PERIODO N SECONDO PERIODO N ORE TOTALI COMPITI di 1 ore x 1 = 4 TEST di 1 ora x 1 = 4 ORE TOTALI PER VERIFICHE ( minimo ) 8 PRIMO PERIODO SECONDO PERIODO ORE TOTALI RECUPERO CURRICOLARE (minimo) ORE ORE TOTALI PER VERIFICHE E RECUPERO C 16 TEMPO DISPONIBILE PER LA DIDATTICA NUMERO DI ORE SETTIMANALI DELLA MATERIA 3 MONTE ORE ANNUO COMPLESSIVO (su 200 gg.) A = 200 / 6 x 3 = 100 ORE NETTE DISPONIBILI PER LA DIDATTICA B = 80% di A = 80 ORE PER VERIFICHE E RECUPERO CURRICOLARE C = 16 TEMPO DI LEZIONE (aula + laboratorio) = B C = = 64 ( per programma minimo ) Se il programma minimo non richiede tutto il tempo di lezione disponibile, le ore non impegnate possono ovviamente essere usate dal singolo docente per ampliamenti approfondimenti - altre verifiche -. Pagina 8 di 265

9 DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, ELETTROTECNICA, INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI ANNO SCOLASTICO MATERIA STA CLASSI SECONDE INDIRIZZI ELETTRONICA ED ELETTROTECNICA, INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI PROGETTO DIDATTICO DELLA DISCIPLINA In relazione a quanto richiesto dal Piano dell Offerta Formativa si definiscono i seguenti obiettivi in termini di: CONOSCENZE I materiali e loro caratteristiche fisiche, chimiche, biologiche e tecnologiche. Le caratteristiche dei componenti e dei sistemi di interesse. Le strumentazioni di laboratorio e le metodologie di misura e di analisi. La filiera dei processi caratterizzanti l indirizzo e l articolazione. Le figure professionali caratterizzanti i vari settori tecnologici. COMPETENZE Riconoscere le proprietà dei materiali e le funzioni dei componenti. Utilizzare strumentazioni, principi scientifici, metodi elementari di progettazione, analisi e calcolo riferibili alle tecnologie di interesse. Analizzare, dimensionare e realizzare semplici dispositivi e sistemi; analizzare e applicare procedure di indagine. Riconoscere, nelle linee generali, la struttura dei processi produttivi e dei sistemi organizzativi dell area tecnologica di riferimento. ABILITÀ Individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle varie forme i concetti di sistema e di complessità essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate Pagina 9 di 265

10 1. CONTENUTI DISCIPLINARI MINIMI E TEMPI DI REALIZZAZIONE ESPOSTI PER MODULI ED UNITÀ DIDATTICHE Modulo 1 Elettrotecnica Legge di Ohm (Fisica) Resistenze in serie e in parallelo Definizioni delle grandezze elettriche fondamentali e delle loro unità di misura: tensione, corrente, resistenza Reti elettriche con un solo generatore: resistenza equivalente, partitore di tensione e corrente. Analisi di reti elettriche in regime continuo Durata Settembre- Novembre Verifiche (numero e tipo) Verifiche scritte e test e prove di laboratorio (22 ore) Modulo 2 Programmazione NTX con Brixc Brixc prove con il robot NXT Dicembre- Gennaio Verifiche (numero e tipo) Verifiche scritte e test (12 ore) Modulo 3 Elettronica Durata Verifiche (numero e tipo) Metodi di conversione tra sistemi di numerazione differenti, Gennaio-Marzo Verifiche scritte e test operazioni elementari con i numeri binari, operazioni algebriche (17 ore) con numeri binari. operazioni logiche fondamentali e algebra di Boole; funzioni logiche e metodi di minimizzazione; Karnaugh Logica combinatoriale Modulo 4 Siti Web. HTML 4.01 CSS Progettazione e realizzazione di un sito web statico javascript Introduzione a HTML 5 Aprile-Giugno Verifiche (numero e tipo) Verifiche scritte e test (15 ore) Pagina 10 di 265

11 2. METODOLOGIE Lezione frontale, lettura e comprensione del testo Coinvolgimento degli alunni in esercitazioni guidate e colloqui di adeguamento e recupero Correzione di esercizi proposti Svolgimento in classe e a casa di un ampio numero di esercizi graduati in difficoltà Esercitazioni di laboratorio sugli argomenti studiati in classe 3. MATERIALI DIDATTICI Appunti dell insegnante Altri testi più specifici 4. TIPOLOGIA DELLE PROVE DI VERIFICA ( come indicato al punto 1.) prove scritte, test, questionari, prove pratiche di montaggio dei circuiti eventuali prove comuni TIPO DI VERIFICA PRIMO PERIODO numero minimo SECONDO PERIODO numero minimo COMPITI di 1 ore 1 2 TEST o interrogazioni di 1 ora GRIGLIE DI VALUTAZIONE quella approvata dal Collegio Docenti (riportata nel POF) Pagina 11 di 265

12 ALLEGATO A CALCOLO TEMPI PER VERIFICHE E RECUPERO CURRICOLARE TIPO DI VERIFICA PRIMO PERIODO N SECONDO PERIODO N ORE TOTALI COMPITI di 1 ore x 1 = 4 TEST di 1 ora x 1 = 4 ORE TOTALI PER VERIFICHE ( minimo ) 8 PRIMO PERIODO SECONDO PERIODO ORE TOTALI RECUPERO CURRICOLARE (minimo) ORE ORE TOTALI PER VERIFICHE E RECUPERO C 14 TEMPO DISPONIBILE PER LA DIDATTICA NUMERO DI ORE SETTIMANALI DELLA MATERIA 3 MONTE ORE ANNUO COMPLESSIVO (su 200 gg.) A = 200 / 6 x 3 = 100 ORE NETTE DISPONIBILI PER LA DIDATTICA B = 80% di A = 80 ORE PER VERIFICHE E RECUPERO CURRICOLARE C = 14 TEMPO DI LEZIONE (aula + laboratorio) = B C = = 66 ( per programma minimo ) Se il programma minimo non richiede tutto il tempo di lezione disponibile, le ore non impegnate possono ovviamente essere usate dal singolo docente per ampliamenti approfondimenti - altre verifiche -. Pagina 12 di 265

13 DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, ELETTROTECNICA, INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI ANNO SCOLASTICO MATERIA ELETTRONICA ED ELETTROTECNICA CLASSI 3AEA 3BEA INDIRIZZO ELETTRONICA ED ELETTROTECNICA (articolazione Automazione) PROGETTO DIDATTICO DELLA DISCIPLINA In relazione a quanto richiesto dal Piano dell Offerta Formativa si definiscono i seguenti obiettivi in termini di: CONOSCENZE Per quanto riguarda la teoria: Conoscenza dei bipoli elettrici, campo elettrico, campo magnetico e grandezze elettriche alternate. Conoscere i segnali che interessano i circuiti digitali e/ o analogici; Conoscere le funzioni di elaborazione di tali segnali ed i circuiti che le realizzano; conoscere le funzioni dei dispositivi offerti dalla componentistica commerciale (o disponibile in istituto) saper consultare i data-sheet Per quanto riguarda il laboratorio: Conoscenza degli strumenti elettrici (voltmetro, amperometro e wattmetro) e rilievo delle caratteristiche elettriche dei bipoli fondamentali. Conoscere la strumentazione di base (alimentatori, multimetri, generatori di funzione oscilloscopi...) COMPETENZE Per quanto riguarda la teoria: Saper risolvere circuiti elettrici di media complessità con più metodi risolutivi. Saper valutare i fenomeni elettrodinamici che si verificano nei circuiti elettrici. Saper dimensionare circuiti magnetici. Saper risolvere circuiti di media complessità in corrente alternata. Capacità di disegnare sottosistemi elettronici; Saper usare la componentistica assemblandola correttamente; Saper elaborare correttamente la funzioni fondamentali per dimensionare sottosistemi semplici, Per quanto riguarda il laboratorio: Saper utilizzare la strumentazione necessaria per lo svolgimento delle misure. Avere la padronanza della strumentazione disponibile nei laboratori al fine di verificare il corretto funzionamento di quanto studiato, progettato e realizzato; Saper documentare il proprio lavoro con linguaggio tecnicamente corretto ed in modo sintetico, esaustivo e chiaro. Pagina 13 di 265

14 CAPACITÀ Per quanto riguarda la teoria: Saper risolvere circuiti con reti in corrente continua e alternata. Saper determinare i fenomeni energetici che si stabiliscono nei circuiti elettrici e magnetici. Organizzare le proprie conoscenze e competenze acquisite per analizzare i problemi di maggiore complessità elaborandone soluzioni in modo autonomo o in equipe, dimostrando così capacità di analisi, rielaborazione di sintesi ed attitudini organizzative, progettuali e realizzative. Per quanto riguarda il laboratorio: Saper svolgere autonomamente delle misure elettriche su reti in corrente continua e corrente alternata. 1. CONTENUTI DISCIPLINARI MINIMI ESPOSTI PER MODULI - UNITÀ DIDATTICHE PERIODI DI ATTUAZIONE - DURATA Modulo 1 - GRANDEZZE ELETTRICHE FONDAMENTALI. Conoscenze di Fisica e Matematica Grandezze elettriche Definizioni delle grandezze elettriche fondamentali e delle loro unità di misura: tensione, corrente, resistenza, conduttanza, resistività. Influenza della temperatura. Esercizi. Settembre (10 ore) Attività di Laboratorio Misure delle grandezze fondamentali di un circuito elettrico: tensione, corrente, resistenza. Verifica della legge di Ohm Verifica della classe di precisione di un voltmetro, con un voltmetro campione. Verifica della classe di precisione di un amperometro, con un amperometro campione. Verifica sommativa Modulo 2 -. BIPOLI ELETTRICI E LORO COLLEGAMENTI Modulo 1 Bipoli elettrici e loro collegamenti Generatore elettrico e circuito elementare; legge di Ohm. Esercizi Ottobre (14 ore) Attività di Laboratorio Misure delle grandezze fondamentali di un circuito elettrico: Pagina 14 di 265

15 tensione, corrente, resistenza. Verifica della legge di Ohm Verifica della classe di precisione di un voltmetro, con un voltmetro campione. Verifica della classe di precisione di un amperometro, con un amperometro campione. Rilievo della caratteristica Volt-amperometrica V=f(I) per un bipolo lineare e uno non lineare. Rilievo della caratteristica reostatica Rilievo della caratteristica potenziometrica Verifica sommativa Modulo 3 ALGEBRA DI BOOLE aritmetica ed operazioni fondamentali con i numeri decimali metodi di conversione tra sistemi di numerazione differenti, operazioni elementari con i numeri binari, operazioni algebriche con numeri binari. operazioni logiche fondamentali e algebra di Boole; funzioni logiche e metodi di minimizzazione; esempi pratici con dispositivi presenti in commercio. Ottobre - Novembre (11 ore) Modulo 4 RETI ELETTRICHE Unità didattica n 1 : Risoluzione di semplici reti elettriche lineari in corrente continua Unità didattica n 2 : Risoluzione di reti complesse in corrente continua Unità didattica n 3 : Energia potenza elettrica Modulo 2 Risoluzione di semplici reti elettriche lineari in corrente continua Reti elettriche con un solo generatore: leggi di Kirchhoff, resistenza equivalente, partitore di tensione e corrente. Generatore reale di tensione e di corrente e loro caratteristiche. Caratteristiche voltamperometriche di bipoli lineari e non. Esercizi. Novembre- Dicembre (23 ore) Risoluzione di reti complesse in corrente continua e applicazioni nelle reti lineari Metodo di Kirchhoff, teorema di Millmann. Metodo della sovrapposizione degli effett. Metodo dei generatori equivalenti di Thevenin e Norton. Esercizi Energia potenza elettrica Energia e potenza elettrica. Perdite e rendimento. Pagina 15 di 265

16 Esercizi Attività di Laboratorio Misura di f.e.m. per confronto con pila campione Weston.(Metodo di opposizione) Misura di (Rx) per confronto con (Rc). (Metodo di opposizione) C.d.t. di un generatore reale V=f(I), potenza erogata, rendimento e curve relative. Misura di una grande resistenza con il metodo voltamperometrico. Misura di una piccola resistenza con il metodo voltamperometrico. Misura di una resistenza con il ponte di Wheatstone. Misura di potenza in c.c. Verifica sommativa Modulo 5 CAMPO ELETTRICO Unità didattica n 1 : Campo Elettrico Unità didattica n 2 : Condensatore elettrico Modulo 1, 2, 4 Matematica: caratteristica esponenziale Campo Elettrico Definizioni delle grandezze elettriche fondamentali. Tracciamento dei campi elettrici tipici. Energia e potenziale elettrico; superfici equipotenziali; presenza di conduttori ed isolanti all'interno di un circuito elettrico; polarizzazione dei dielettrici. Esercizi. Dicembre- Gennaio (8 ore) Condensatore elettrico Esercizi Capacità, dielettrici, rigidità dielettrica; collegamenti tra condensatori; energia elettrostatica accumulata; fenomeni di carica e scarica di condensatori inseriti in un circuito elettrico, Esercizi. Attività di Laboratorio Rilievo della caratteristica di carica e scarica di un condensatore (V,I=f(C)) Visualizzazione della caratteristica di carica/scarica dell'oscilloscopio Verifica sommativa Pagina 16 di 265

17 Modulo 6 CIRCUITI COMBINATORI Circuiti Logici combinatoriali fondamentali Modulo 3 circuiti logici combinatori esempi di codificatori e decodificatori multiplexer e demultiplexer, esempi ed applicazioni pratiche Gennaio (14 ore) Modulo 7 ELETTROMAGNETISMO. CIRCUITI MAGNETICI Unità didattica n 1 : Campo Magnetico Unità didattica n 2 : Circuiti Magnetici Modulo 1,2,4 Campo Magnetico Definizione delle principali grandezze del campo magnetico. Campi magnetici prodotti da correnti; configurazioni e tracciamenti di campi tipici. Le azioni magnetoelettriche; fenomeni di induzione elettromagnetica; legge di Lenz e sue applicazioni Induttanza di un circuito. Fenomeni di autoinduzione e mutua induzione. Fenomeni transitori nei circuiti magnetici; che comprendono autoinduttanze. Esercizi. Febbraio (14 ore) Circuiti Magnetici Circuiti magnetici. Materiali ferromagnetici e loro caratteristiche; la permeabilità relativa. Calcolo di semplici circuiti magnetici serie con l'uso delle caratteristiche di magnetizzazione Energia nei circuiti magnetici; perdite per isteresi. Esercizi. Attività di Laboratorio Rilevo della caratteristica di 1 magnetizzazione e ciclo di isteresi di materiale ferromagnetico Visualizzazione all'oscilloscopio del ciclo di isteresi Verifica sommativa Pagina 17 di 265

18 Modulo 8 RETI SEQUENZIALI e MEMORIE Unità didattica n 1 : FLIP FLOP: FF asincroni a p orte NOR e porte NAND; FF asincroni con ingresso di clock, FF asincroni tipo D, FF asincroni tipo JK, FF asincroni tipo master slave; FF sincroni con ingressi asincroni di clear e di preset, FF sincroni tipo D, FF sincroni tipo JK, FF sincroni tipo T; Unità didattica n 2 : LABORATORIO: FF asincroni a p orte NOR, FF asincroni mediante porte NAND; FF asincrono con ingresso di clock, FF asincroni tipo Data; Unità didattica n 3 : CONTATORI: binari, modulo qua lunque contatori up-down contatori in cascata, limite di frequenza, contatori sincroni; grafi di flusso, procedure di progetto di contatori sincroni Unità didattica n 4 : LABORATORIO: contatore asinc roni UP modulo 16 e DOWN modulo 16 Unità didattica n 5 : registri SISO, SIPO, PISO, P IPO, registri bidirezionali Unità didattica n 6 : MEMORIE Unità didattica n 7 : ROM Unità didattica n 8 : RAM Modulo 3, 6 funzionamento dei flip flop sincroni ed asincroni contatori e registri macchine a stati Memorie ROM Memorie RAM Espansione di parola e di memoria Marzo (15 ore) Modulo 9 RETI ELETTRICHE LINEARI IN CORRENTE ALTERNATA Unità didattica n 1 : Grandezze periodiche e alternate Modulo 1, 2, 4 5 e 7 Matematica: numeri complessi e operazioni relative. Fisica: grandezze vettoriali ed operazione tra gli stessi Grandezze periodiche e alternate Funzioni periodiche, alternate e sinusoidali. Rappresentazione vettoriale delle sinusoidi. Operazione con le sinusoidi. Esercizi. Maggio (15 ore) Pagina 18 di 265

19 2. METODOLOGIE Lezione frontale, lettura e comprensione del testo Coinvolgimento degli alunni in esercitazioni guidate e colloqui di adeguamento e recupero Correzione di esercizi proposti Svolgimento in classe e a casa di un ampio numero di esercizi graduati in difficoltà 3. MATERIALI DIDATTICI Libro di testo Appunti dell insegnante Altri testi più specifici 4. TIPOLOGIA E NUMERO DELLE PROVE DI VERIFICA Al termine di ogni modulo verranno proposte delle verifiche scritte di tipo sommativo, mentre al termine delle U.D. più significative saranno svolte delle verifiche scritte formative. In alcuni momenti dell'anno, compatibilmente con il tempo a disposizione per le verifiche orali, potranno essere proposte delle verifiche scritte con domande aperte, che contribuiranno alla determinazione della valutazione orale. Durante l'attività di laboratorio gli allievi dovranno gestire nel modo più possibile autonomo le misure e le prove pratiche di montaggio dei circuiti e al termine dovranno relazionare l'esperienza; tale elaborato, assieme alla partecipazione e l'interesse dimostrato durante l'attività di laboratorio, saranno valutate come verifiche pratiche. TIPO DI VERIFICA PRIMO PERIODO numero minimo SECONDO PERIODO numero minimo COMPITI di 2 ore 2 2 TEST di 1 ora GRIGLIE DI VALUTAZIONE quella approvata dal Collegio Docenti (riportata nel POF) Pagina 19 di 265

20 ALLEGATO A CALCOLO TEMPI PER VERIFICHE E RECUPERO CURRICOLARE TIPO DI VERIFICA PRIMO PERIODO N SECONDO PERIODO N ORE TOTALI COMPITI di 2 ore x 2 = 12 TEST di 1 ora x 1 = 2 ORE TOTALI PER VERIFICHE ( minimo ) 14 PRIMO PERIODO SECONDO PERIODO ORE TOTALI RECUPERO CURRICOLARE (minimo) ORE ORE TOTALI PER VERIFICHE E RECUPERO C 22 TEMPO DISPONIBILE PER LA DIDATTICA NUMERO DI ORE SETTIMANALI DELLA MATERIA 7 MONTE ORE ANNUO COMPLESSIVO (su 200 gg.) A = 200 / 6 x 7 = 233 ORE NETTE DISPONIBILI PER LA DIDATTICA B = 80% di A = 187 ORE PER VERIFICHE E RECUPERO CURRICOLARE C = 22 TEMPO DI LEZIONE (aula + laboratorio) = B C = = 165 ( per programma minimo ) Se il programma minimo non richiede tutto il tempo di lezione disponibile, le ore non impegnate possono ovviamente essere usate dal singolo docente per ampliamenti approfondimenti - altre verifiche -. Pagina 20 di 265

21 DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, ELETTROTECNICA, INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI ANNO SCOLASTICO MATERIA SISTEMI AUTOMATICI CLASSI 3AEA 3BEA INDIRIZZO ELETTRONICA ED ELETTROTECNICA (articolazione Automazione) PROGETTO DIDATTICO DELLA DISCIPLINA In relazione a quanto richiesto dal Piano dell Offerta Formativa si definiscono i seguenti obiettivi in termini di: CONOSCENZE Gli studenti dovranno conoscere le definizioni fondamentali della teoria dei sistemi, i modelli matematici dei componenti elettrici fondamentali e gli analoghi termici ed idraulici. Dovranno conoscere le tecniche necessarie per risolvere semplici reti elettriche al fine di valutarne il comportamento nel transitorio. Dovranno conoscere le proprietà di sensori e trasduttori e le principali caratteristiche dei trasduttori di temperatura e di posizione. Dovranno conoscere i metodi e le strutture necessarie alla programmazione strutturata nonché le basi per programmare in LabVIEW, avere una conoscenza della struttura H/W e S/W di un computer e della tecnica di programmazione top-down utilizzando il linguaggio di progetto. COMPETENZE Gli studenti dovranno essere in grado di interpretare un sistema termico o idraulico e tramutarlo nell analogo elettrico. Dovranno essere in grado di risolvere semplici reti elettriche sia nel dominio del tempo che con le trasformate di Laplace. Dovranno essere in grado di eseguire semplici esercitazioni di laboratorio con trasduttori di temperatura e posizione elaborando una relazione dell esercitazione stessa. Dovranno essere in grado di programmare semplici strumenti virtuali in LabVIEW di supporto all attività teorica, progettare piccoli sistemi elettronici di natura combinatoria e semplici automi, analizzare problemi prevalentemente di tipo fisico impiegando la logica concettuale e strumenti di programmazione con il linguaggio ad alto livello C. CAPACITÀ Gli studenti dovranno essere in grado in maniera autonoma ed originale di affrontare lo studio nel dominio del tempo di semplici sistemi lineari del 1 e 2 o rdine. Dovranno inoltre essere in grado di simularne al computer il funzionamento. Dovranno inoltre saper analizzare un problema di tipo informatico ed essere in grado di risolverlo con il linguaggio di programmazione C. Pagina 21 di 265

22 1. CONTENUTI DISCIPLINARI MINIMI ESPOSTI PER MODULI ED UNITÀ DIDATTICHE E PERIODI DI ATTUAZIONE Modulo 1 di matematica (Aula) Unità didattica n 1 : Numeri complessi Unità didattica n 2 : Derivate Unità didattica n 3 : Funzione esponenziale Conoscenze di base di matematica. Ripasso di equazioni di primo e secondo grado Delta negativo e unità immaginaria I numeri complessi: parte reale e immaginaria Somma algebrica e moltiplicazione per una costante Forma polare Trasformazioni da cartesiano a polare e viceversa Definizione di derivata Derivata di funzioni composte da segmenti Significato geometrico: coefficiente angolare della retta tangente in un punto Funzione esponenziale: grafico e proprietà Generica funzione f(x): studio di f(x)+k, k+f(x), f(-x) Il transitorio e la funzione esponenziale Da Settembre a Ottobre (15 ore) Modulo 2 Fondamenti di teoria di sistemi (Aula) Unità didattica n 1 : Sistemi e modelli Unità didattica n 2 : Componenti elementari Unità didattica n 3 : Definizione di sistema. Rapp resentazione dei sistemi : definizione di modello. Unità didattica n 4 : I modelli : schemi a blocchi modelli matematici modelli locali e globali. Unità didattica n 5 : Sistemi continui e sistemi d iscreti. Unità didattica n 6 : Sistemi senza memoria e sist emi con memoria. Unità didattica n 7 : Classificazione dei sistemi e dei modelli. Conoscenze di base di Fisica. Definizioni di sistemi Componenti elettrici elementari Componenti termici elementari Componenti idraulici elementari Grandezze variabili e parametri di un sistema. Esempi di sistemi e loro modellizzazione con schemi a blocchi. Esempi di sistemi discreti senza e con memoria e loro modellizzazione con modello matematico. Esempi di sistemi continui senza e con memoria e loro modellizzazione con modello matematico. Sistemi lineari e non lineari. Sistemi a più ingressi e più uscite lineari. Modelli matriciali. Campionamento e discretizzazione. Sistemi con una costante di tempo Modello generale analogo dei sistemi del primo ordine. Analisi del comportamento per segnale di ingresso canonici. Novembre (8 ore) Pagina 22 di 265

23 Modulo 3 Analisi delle reti in regime transitorio (Aula) Unità didattica n 1 : Dominio del tempo Unità didattica n 2 : Trasformate di Laplace Modulo 1 Resistenza, induttanza e capacità: V=RI, Q=CV, Φ=LI Transitorio di carica e scarica del condensatore Transitorio di carica e scarica dell'induttanza Analisi dei sistemi lineari nel dominio del tempo Trasformata di Laplace Metodo delle frazioni parziali Teorema dei residui Teorema della traslazione in frequenza Risoluzione di reti con Laplace Da Dicembre ad Aprile (40 ore) Modulo 4 - AUTOMI Unità didattica n 1 : Teoria degli automi. Unità didattica n 2 : Metodo generale di progetto degli automi Modulo 1 Definizioni e modelli matematici degli automi. Rappresentazioni di Moore e di Mealy. Sistemi sincroni ed asincroni. Esercizi di progettazione di automi. Maggio (10 ore) Modulo 5 Trasduttori (Aula e laboratorio) Unità didattica n 1 : Caratteristiche dei trasdutto ri Unità didattica n 2 : Classificazione dei trasdutto ri Unità didattica n 3 : Trasduttori di temperatura Unità didattica n 4 : Trasduttori di posizione Unità didattica n 5 : Trasduttori di luminosità Conoscenze di base di Fisica ed Elettrotecnica. Sensori e trasduttori Caratteristiche di sensori e trasduttori Sensori di forza, cella di carico Sensori di luminosità, fotodiodo, fotoresistenza e fototransistor Cenni di trasduttori optoelettronici, diodo LED Sensori di temperatura, termistori, termoresistenza, termocoppia (10 ore) Pagina 23 di 265

Specializzazione Elettronica ed Elettrotecnica Articolazione Automazione. Elettronica ed Elettrotecnica - Classe 3^

Specializzazione Elettronica ed Elettrotecnica Articolazione Automazione. Elettronica ed Elettrotecnica - Classe 3^ Specializzazione Elettronica ed Elettrotecnica Articolazione Automazione Elettronica ed Elettrotecnica - Classe 3^ Elettrotecnica Tipologie di segnali Unità di misura delle grandezze elettriche Simbologia

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