PIANO DI LAVORO ANNUALE

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1 ISTITUTO D ISTRUZIONE SUPERIORE MAJORANA Via Ada Negri, MONCALIERI (TO) Sezione Liceale E.Majorana Scientifico - Linguistico Via Ada Negri, MONCALIERI Tel /2 Codice fiscale Sezione Tecnico Economica A.Marro Strada Torino, MONCALIERI Tel. 011/ tois032003@pec.istruzione.it / iismajoranamoncalieri@pec.it /majorr@tin.it PIANO DI LAVORO ANNUALE PROF.SSA Elisa GENTILE MATERIA: FISICA CLASSE: 4 D a.s Premessa: gli obiettivi cognitivi sono stati formulati coerentemente con le Indicazioni Nazionali per i programmi per il liceo scientifico e per il liceo scientifico opzione scienze applicate prevedendo un monte ore annuo di 99 ore. Tuttavia, situazioni contingenti, che tengano conto anche delle specifiche esigenze della classe, potranno apportare una riformulazione in itinere della programmazione in relazione a contenuti e loro scansione temporale. 1. Obiettivi cognitivi Ø CONOSCENZE Nel precedente anno scolastico, la classe non ha svolto alcuni degli argomenti previsti per il terzo anno, si è dunque deciso di dedicare la prima parte dell anno alla revisione e trattazione di alcuni argomenti propedeutici a quelli del curricolo del quarto anno (inseriti in un modulo iniziale) Modulo 0 Ripasso e approfondimento contenuti del terzo anno Moto parabolico e composizione di moti. Quantità di moto e sua conservazione. Urti. Dinamica rotazionale: momento torcente, momento di inerzia e momento angolare e sua conservazione. Calorimetria: temperatura e calore, dilatazione termica, legge della calorimetria ed equilibrio termico, passaggi di stato, trasmissione del calore. Leggi dei gas e teoria cinetica: equazione di stato del gas perfetto e trasformazioni dei gas, sistemi termodinamici. 1

2 Modulo 1 Primo e secondo principio della termodinamica Primo principio della termodinamica Primo principio e trasformazioni reversibili Calori specifici di un gas perfetto Secondo principio della termodinamica Entropia e disordine (cenni a macrostati e microstati di un sistema) Modulo 2 Moto armonico e onde elastiche Moto armonico Definizione di onda meccanica Onde trasversali e longitudinali Onde armoniche e loro equazione Parametri caratteristici di un onda: lunghezza d onda, frequenza e velocità di propagazione Principio di sovrapposizione e interferenza Fronte d onda e principio di Huygens Modulo 3 Il suono Caratteristiche del suono Limiti di udibilità L eco L effetto Doppler Onde stazionarie Modulo 4 Ottica Ripasso di ottica fisica Diffrazione della luce attraverso una singola fenditura Esperimento di Young della doppia fenditura Interferenza della luce Sviluppo storico dei modelli sulla luce Teoria corpuscolare della luce e cenni sulla teoria quantistica della luce Modulo 5 Campo elettrico e forza di Coulomb Campo gravitazionale Legge di Coulomb Materiali conduttori ed isolanti Fenomeno della polarizzazione elettrica e dell induzione elettrostatica Forza di Coulomb nella materia Definizione di campo elettrico Campo elettrico generato da una carica puntiforme Rappresentazione del campo elettrico mediante linee di campo Flusso del campo elettrico attraverso una superficie Teorema di Gauss per il campo elettrico 2

3 Campo elettrico generato da un filo rettilineo uniformemente carico e da un piano infinito uniformemente carico Condensatore piano ideale; definizione e campo elettrico Moto di una carica all interno di un campo elettrico Modulo 6 Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico Energia potenziale elettrica di una carica all interno di un campo elettrico uniforme Energia potenziale elettrica di un sistema costituito da due cariche puntiformi Potenziale elettrico Potenziale elettrico di una carica puntiforme Legame tra campo elettrico e differenza di potenziale Superfici equipotenziali e linee di campo elettrico Conservazione dell energia meccanica in un campo elettrico Circuitazione del campo elettrico: caso statico Modulo 7 Conduttori in equilibrio elettrostatico Definizione di conduttore in equilibrio elettrostatico Caratteristiche di un conduttore in equilibrio elettrostatico: campo elettrico e potenziale Campo elettrico e potenziale elettrico generato da un conduttore sferico carico Capacità: capacità di un conduttore sferico e del condensatore Lavoro di carica di un condensatore Modulo 8 La corrente elettrica continua Definizione di corrente elettrica continua: intensità di corrente elettrica Generatori di tensione e circuiti elettrici Prima e seconda legge di Ohm Leggi di Kirchhoff Resistori in serie ed in parallelo Forza elettromotrice Analisi energetica di un circuito elettrico Circuiti RC Corrente nei liquidi e nei gas: condizione di passaggio della corrente, effetti di scarica nei gas, tubo a raggi catodici Ø COMPETENZE 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 3

4 riconoscere la differenza tra osservazione e deduzione analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni termici analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni ondosi analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni elettrici utilizzare il concetto di energia 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, e procedure seguite ed i risultati ottenuti Ø CAPACITA Saper definire un sistema termodinamico e descriverlo mediante grandezze di stato Saper utilizzare l equazione dei gas perfetti per descrivere quantitativamente le trasformazioni subite da un gas Saper calcolare il lavoro di un sistema termodinamico Saper calcolare il rendimento di una macchina termica Saper interpretare correttamente i principi della termodinamica, applicandoli anche a situazioni e contesti che riguardano situazioni reali Saper descrivere un onda sia in modo intuitivo, sia mediante parametri e caratteristiche matematiche Saper interpretare alcuni fenomeni caratteristici delle onde come la diffrazione e l interferenza Saper descrivere un fenomeno elettrico utilizzando correttamente i termini di forza, carica, campo elettrico, energia potenziale e potenziale elettrico Saper spiegare semplici fenomeni elettrici e magnetici facendo riferimento alla struttura microscopica della materia Saper risolvere semplici problemi che riguardino la sovrapposizione di campi elettrici o la determinazione di grandezze caratteristiche di un circuito elettrico Saper utilizzare il teorema di Gauss per ricavare campi elettrici di particolari distribuzioni di cariche Saper effettuare misure sperimentali utilizzando voltmetri e amperometri Saper analizzare un circuito da un punto di vista energetico 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 2. Contenuti Ø Testi in adozione John D. Cutnell, Kenneth W. Johnson, David Young, Shane Stadler I problemi della fisica 1 Ed. Zanichelli (volume del 3 anno, in possesso degli studenti, per i moduli 0 e 1) 4

5 John D. Cutnell, Kenneth W. Johnson, David Young, Shane Stadler I problemi della fisica 2 Ed. Zanichelli Ø Programma suddiviso in trimestre e pentamestre La scansione risulta indicativa e potrebbe subire variazioni alla luce della necessità di rivedere in maniera più approfondita alcuni argomenti del curricolo del terzo anno, propedeutici al quarto anno. Trimestre: Modulo 0 Ripasso e approfondimento contenuti del terzo anno Modulo 1 Primo e secondo principio della termodinamica Modulo 2 Moto armonico e onde elastiche Pentamestre: Modulo 3 Il suono Modulo 4 Ottica Modulo 5 Campo elettrico e forza di Coulomb Modulo 6 Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico Modulo 7 Conduttori in equilibrio elettrostatico Modulo 8 La corrente elettrica continua 3. Metodologia didattica Strumenti: Libri di testo in particolare quello adottato Laboratorio di fisica Quaderno per appunti Slides e appunti forniti dal docente Schede di lavoro con esercizi PC e proiettore Lavagna Fotocopie per verifiche 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 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. 5

6 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; al carico di lavoro richiesto. 4. Verifiche 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 strumenti 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 (esercitazioni, compiti di tipo conoscitivo), forniscono un quadro immediato del livello di conoscenze raggiunto e consentiranno di predisporre, eventualmente, 6

7 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. Le prove: 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 All interno della valutazione sommativa particolare importanza riveste la valutazione dell'attività di laboratorio. Questa modalità 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 rispetto 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, 30 ottobre 2017 Prof.ssa Elisa GENTILE 7