PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE ANNO SCOLASTICO 2015/2016

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1 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE ANNO SCOLASTICO 2015/2016 DOCENTE PROF./ PROF.SSA : DALL'ARA MARIA ANGELA MATERIA DI INSEGNAMENTO : FISICA E LABORATORIO CLASSE : 1B Risultati di apprendimento in termini di Competenze (*) 1) Formulare ipotesi, sperimentare e/o interpretare leggi fisiche, proporre e utilizzare modelli e analogie per investigare su fenomeni e interpretare dati sperimentali. 2) Analizzare fenomeni fisici e applicazioni tecnologiche, riuscendo a individuare le grandezze fisiche caratterizzanti e a proporre relazioni quantitative tra esse. 3) Spiegare le più comuni applicazioni della fisica nel campo tecnologico, con la consapevolezza della reciproca influenza tra evoluzione tecnologica e ricerca scientifica, e collocando le scoperte scientifiche e le innovazioni tecnologiche in una dimensione storico-culturale ed etica. 4) Risolvere problemi utilizzando il linguaggio algebrico e grafico, nonché il Sistema Internazionale delle unità di misura. 5) Padroneggiare l uso di strumenti tecnologici e di laboratorio in condizioni di sicurezza nei luoghi di lavoro e di tutela del territorio e dell ambiente. 6) Utilizzare gli strumenti e le reti informatiche nelle attività di studio e ricerca. 7) Coordinare attività mentali e procedimenti manuali. 8) Utilizzare procedure e tecniche per trovare soluzioni a problemi specifici dello studio della fisica. 9) Utilizzare gli strumenti culturali e metodologici per porsi con atteggiamento razionale, critico e responsabile di fronte alla realtà, ai suoi fenomeni e ai suoi problemi. 10) Riconoscere i criteri scientifici di affidabilità delle conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono. 11) Acquisire un linguaggio scientifico adeguato per esprimere le conoscenze apprese. 1 Trimestre

2 CONOSCENZE 1) Obiettivi della fisica grandezze fisiche e misura - Metodo sperimentale. Concetto di misura delle grandezze fisiche. Il Sistema Internazionale di Unità: le grandezze fisiche fondamentali e loro unità di misura. - Intervallo di tempo, lunghezza, area, volume, massa, densità. -Equivalenze di aree, volumi e densità. -Le caratteristiche degli strumenti di misura. -Le incertezze in una misura. - Gli errori nelle misure dirette e indirette. - Le cifre significative. - L ordine di grandezza di un numero. - La notazione scientifica. ABILITÀ - Comprendere il concetto di definizione operativa di una grandezza fisica. - Convertire la misura di una grandezza fisica da un unità di misura ad un altra. - Utilizzare multipli e sottomultipli di una unità. - Effettuare misure. -Riconoscere i diversi tipi di errore nella misura di una grandezza fisica. - Calcolare gli errori sulle misure effettuate. - Esprimere il risultato di una misura con il corretto uso di cifre significative. - Valutare l ordine di grandezza di una misura. - Valutare l attendibilità dei risultati. 2) Strumenti matematici - I grafici. - La proporzionalità diretta e inversa. - La proporzionalità quadratica diretta e inversa. - Lettura e interpretazione di formule e grafici. - Le potenze di Le equazioni e i principi di equivalenza. - Formule inverse. - Vettori e scalari. - Operazioni vettoriali: somma (metodo grafico, regola del parallelogramma, metodo punta-coda), sottrazione, scomposizione lungo direzioni assegnate, moltiplicazione per uno scalare. - Rappresentare graficamente le relazioni tra grandezze fisiche. - Leggere e interpretare formule e grafici. -Conoscere e applicare le proprietà delle potenze. - Operare con grandezze fisiche scalari e vettoriali. 3) Le forze - Concetto e definizione di forza. - Forze di contatto e azione a distanza. - Definizione statica del newton come unità di misura della forza. - Il dinamometro e la legge di Hooke. - Forza elastica. - Forza di attrito radente (statico e dinamico). - La forza-peso e la massa. - Usare correttamente gli strumenti e i metodi di misura delle forze. - Calcolare il valore della forza-peso, determinare la forza di attrito al distacco e in movimento. - Utilizzare la legge di Hooke per il calcolo delle forze elastiche.

3 4) L equilibrio dei solidi - I concetti di punto materiale e corpo rigido. - L equilibrio del punto materiale e l equilibrio su un piano inclinato. - L effetto di più forze su un corpo rigido. - Il momento di una forza e di una coppia di forze. - Le leve (primo, secondo, terzo genere) - Baricentro di un corpo rigido. - Equilibrio stabile, instabile, indifferente. - Analizzare situazioni di equilibrio statico, individuando le forze e i momenti applicati. - Determinare le condizioni di equilibrio di un corpo su un piano inclinato. - Valutare l effetto di più forze su un corpo. - Individuare il baricentro di un corpo. - Analizzare i casi di equilibrio stabile, instabile e indifferente. 2 Pentamestre 5) L equilibrio dei fluidi - Definizione di stato solido, liquido e gassoso. - La pressione. - La legge di Pascal e principio di funzionamento del torchio idraulico. - Legge di Stevino. - Spinta di Archimede. - Il galleggiamento dei corpi immersi in un fluido. - Pressione atmosferica e sua misurazione. - Saper calcolare la pressione determinata dall applicazione di una forza e la pressione esercitata dai liquidi. - Applicare le leggi di Pascal, di Stevino e di Archimede nello studio dell equilibrio dei fluidi. - Analizzare le condizioni di galleggiamento dei corpi. - Comprendere il ruolo della pressione atmosferica. 6) Moto rettilineo uniforme - Il punto materiale in movimento e la traiettoria. - I sistemi di riferimento. - Il moto rettilineo. - La velocità media. - Il moto rettilineo uniforme: legge oraria. - I grafici spazio-tempo. - Caratteristiche del moto rettilineo uniforme. - Analisi di un moto attraverso grafici spaziotempo e velocità-tempo. - Il significato della pendenza nei grafici spazio-tempo. - Utilizzare il sistema di riferimento nello studio di un moto. - Calcolare la velocità media, lo spazio percorso e l intervallo di tempo di un moto. - Interpretare il significato del coefficiente angolare di un grafico spazio-tempo. - Conoscere le caratteristiche del moto rettilineo uniforme. - Interpretare correttamente i grafici spaziotempo e velocità-tempo relativi a un moto.

4 7) Moto uniformemente accelerato - I concetti di velocità istantanea, accelerazione media e accelerazione istantanea. - Le caratteristiche del moto uniformemente accelerato, con partenza da fermo. - Il moto uniformemente accelerato con velocità iniziale. - Le leggi dello spazio e della velocità in funzione del tempo. - Costruzione e interpretazione dei grafici cartesiani (tempo-posizione, tempo-velocità, tempo-accelerazione). - Interpretazione geometrica della distanza percorsa in un moto vario. - Accelerazione di gravità e moto naturalmente accelerato. - Calcolare i valori della velocità istantanea e dell accelerazione media di un corpo in moto. - Interpretare i grafici spazio-tempo e velocitàtempo nel moto uniformemente accelerato. - Calcolare la distanza percorsa da un corpo utilizzando il grafico spazio-tempo. - Calcolare l accelerazione di un corpo utilizzando un grafico velocità-tempo. 8)Moti curvilinei e gravitazione universale - I vettori posizione, spostamento e velocità. - Il moto circolare uniforme. - Periodo, frequenza e velocità istantanea nel moto circolare uniforme. - L accelerazione centripeta. - La forza centripeta. - Applicare le conoscenze sulle grandezze vettoriali ai moti nel piano. - Calcolare le grandezze caratteristiche del moto circolare uniforme. 9) Principi della dinamica - Il primo principio della dinamica. - I sistemi di riferimento inerziali. - Il secondo principio della dinamica. - Unità di misura delle forze nel SI. - Il concetto di massa inerziale e di massa gravitazionale. - Il terzo principio della dinamica. - Analizzare il moto dei corpi quando la forza risultante applicata è nulla. - Riconoscere i sistemi di riferimento inerziali. - Studiare il moto di un corpo sotto l azione di una forza costante. - Applicare il terzo principio della dinamica. - Proporre esempi di applicazione della legge di Newton.

5 10) Le forze e il movimento gravitazione universale - Il moto di caduta libera dei corpi. - La differenza tra i concetti di peso e di massa. - Il moto lungo un piano inclinato. - Moto parabolico: tempo di volo e gittata nel caso del lancio di un proiettile con velocità iniziale obliqua o orizzontale. - La legge di gravitazione universale. - Analizzare il moto di caduta dei corpi. - Distinguere tra peso e massa di un corpo. - Studiare il moto dei corpi lungo un piano inclinato. - Analizzare il moto dei proiettili con velocità iniziali diverse. - Esprimere e comprendere il significato della legge di gravitazione universale. 11)Energia meccanica e sua conservazione, -La definizione di lavoro. - La potenza. - Il concetto di energia. - L energia cinetica e il teorema dell energia cinetica. - L energia potenziale gravitazionale e l energia elastica. - Il principio di conservazione dell energia meccanica. - La conservazione dell energia totale. - Calcolare il lavoro compiuto da una forza. - Calcolare la potenza. - Ricavare l energia cinetica di un corpo, anche in relazione al lavoro svolto. - Calcolare l energia potenziale gravitazionale di un corpo e l energia potenziale elastica di un sistema oscillante. - Applicare il principio di conservazione dell energia meccanica. - Riconoscere e spiegare le leggi di conservazione dell energia in varie situazioni della vita quotidiana. METODOLOGIE: STRATEGIE EDUCATIVE, STRUMENTI E TECNICHE DI LAVORO, ATTIVITA DI LABORATORIO, ATTIVITA DI PROGETTO

6 La fisica si configura come una disciplina nuova (intesa come materia curricolare)ma in realtà legata a doppio filo a discipline scientifiche come matematica, scienze e chimica. Si cercherà nelle fasi iniziali di analizzare insieme agli studenti il programma preventivo e di presentare estesamente le finalità della materia. Domande dal posto sin dalle prime lezioni e discussioni in classe guidate dall insegnante serviranno a verificare il possesso dei pre-requisiti necessari e la disponibilità all ascolto e allo studio degli argomenti proposti. 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 via via più complessi e di proporre modelli. L individuazione delle grandezze fisiche in gioco e la valutazione degli ordini di grandezza saranno utili per creare un ulteriore collegamento con le conoscenze già acquisite nella scuola secondaria di primo grado. Inoltre la progettazione degli interventi didattici deve tener conto delle esigenze di coordinamento con quelle delle altre discipline in particolare della matematica e della chimica. Posto che la prassi dell insegnamento della fisica si articolerà secondo 3 momenti fondamentali (elaborazione teorica, realizzazione di esperimenti in laboratorio, applicazione dei contenuti a problemi ed esercizi tematici), la metodologia didattico-educativa si servirà delle seguenti strategie operative: - metodo induttivo (dal particolare al generale, dai fatti ai principi); - utilizzo del libro di testo anche in classe con lettura guidata e individuazione di concetti e parole chiave; - lezioni il più possibile interattive, semplici ma scientificamente rigorose: uso della LIM, del videoproiettore, svolgimento di semplici esperimenti di laboratorio povero anche in classe, per far vedere che la fisica è lo studio del mondo che ci circonda; - proiezione di filmati video (P.S.S.C. e altri proposti dall insegnante); - utilizzo del laboratorio: realizzazione di esperimenti da parte del docente e degli allievi, singolarmente o in gruppo, con strumentazione sia semplice che sofisticata a seconda degli argomenti affrontati, con relativa elaborazione della relazione di laboratorio. - applicazione dei contenuti acquisiti attraverso esercizi e problemi che non devono essere intesi come un automatica applicazione di formule, ma come occasioni per effettuare un analisi critica del fenomeno studiato e come strumento idoneo per educare gli allievi a giustificare logicamente le varie fasi del progetto di risoluzione. L attività in laboratorio sarà condotta normalmente da piccoli gruppi di studenti sotto la guida degli insegnanti teorico e tecnico-pratico mediante l esecuzione di semplici misure, esperimenti e attraverso la rappresentazione e l elaborazione dei dati sperimentali che, in particolare devono riguardare : -valore medio, precisione di una misura ed errori -Sistema Internazionale di misura (S.I.) -posizione dei corpi nello spazio, sistemi di coordinate -vettori, loro uso e composizione -rappresentazione grafica di relazioni che caratterizzano alcuni semplici fenomeni Con l attività di laboratorio gli allievi devono : -sviluppare la capacità di proporre semplici esperimenti atti a fornire risposte a problemi di natura fisica

7 STRUMENTI E METODOLOGIE PER LA VALUTAZIONE DELLE CONOSCENZE E DELLE ABILITÀ E PER IL GIUDIZIO DI COMPETENZA Per quanto riguarda l attività di verifica e di valutazione, si ritiene opportuno prestare particolare attenzione alla valutazione di tipo formativo. In questo modo, infatti, gli errori commessi dagli allievi durante il processo di apprendimento possono servire a modulare meglio l attività didattica, anche ai fini di interventi di recupero. Saranno effettuate anche prove scritte composte prevalentemente da domande aperte e problemi da impostare e risolvere. Significativa per la valutazione delle competenze sarà anche la redazione di relazioni legate alle esperienze di laboratorio che prevedono allegati grafici, diagrammi, tabelle espositive, con sviluppo ed analisi delle problematiche e dei dati ricavati, e applicazione delle conoscenze teoriche e delle abilità a casi fisici concreti. Si ritiene opportuno acquisire non meno di tre valutazioni per periodo in modo da potere avere un quadro sufficientemente attendibile nell ambito della attribuzione del voto globale. Il giudizio di competenza sarà formulato tenendo conto: - della partecipazione e dell impegno/attenzione nel lavoro in classe; - dell impegno e regolarità nello studio, nell esecuzione delle consegne e nel riordino degli appunti; - dei progressi conseguiti; - degli elementi forniti dalle verifiche sommative orali e scritte e dalle verifiche formative (controlli frequenti dei quaderni, risposte dal posto, ecc.) di teoria e di laboratorio. - dell elaborazione delle relazioni di laboratorio e della partecipazione alle attività sperimentali. ATTIVITÀ DI SUPPORTO ED INTEGRAZIONE. INIZIATIVE DI RECUPERO

8 Attività e iniziative di recupero verranno svolte in itinere durante l intero anno scolastico, ogni qualvolta si renderà necessario, a seguito di esiti negativi durante verifiche o interrogazioni, riprendere e rispiegare concetti e temi fisici. Le iniziative di recupero sono dunque programmate in modo armonico e costante durante tutto l arco dell anno scolastico, attraverso interventi continui da parte dell insegnante, allo scopo di coinvolgere, sia in fase di esposizione didattica, sia in fase di verifica, gli allievi carenti, al fine di chiarire in modo sistematico e costante, le problematiche incontrate. L attività didattica in classe e supportata dallo svolgimento di esperienze in laboratorio legate agli argomenti teorici svolti. La frequentazione del laboratorio di fisica serve anche per rivedere attraverso una modalità alternativa concetti e modelli introdotti da un punto di vista teorico, applicandoli a situazioni concrete e a casi fisici reali. Il metodo sperimentale e la teoria della misura devono rappresentare un riferimento costante durante tutto il corso e saranno affrontati contestualmente ai problemi fisici concreti, come naturale conseguenza dell attività teorica. L attività di laboratorio, infatti, è da ritenersi fondamentale per l educazione al saper operare. Nel quadro di riferimento delle scienze integrate (fisica, chimica e scienze), sono previste attività di laboratorio che realizzino esempi di integrazione (per esempio, determinazione della densità di rocce presenti sulla crosta terrestre, ecc.). Infatti l attività sperimentale svolge un ruolo centrale per l apprendimento della fisica e delle discipline naturali, in quanto consente allo studente di essere protagonista attivo, in collaborazione coi compagni, del suo avanzamento culturale, e si presta ad applicare conoscenze e sviluppare competenze trasversali. (*) «Conoscenze»: risultato dell'assimilazione di informazioni attraverso l'apprendimento. Le conoscenze sono un insieme di fatti, principi, teorie e pratiche relative ad un settore di lavoro o di studio. Nel contesto del Quadro europeo delle qualifiche le conoscenze sono descritte come teoriche e/o pratiche. (*) «Abilità»: indicano le capacità di applicare conoscenze e di utilizzare know-how per portare a termine compiti e risolvere problemi. Nel contesto del Quadro europeo delle qualifiche le abilità sono descritte come cognitive (comprendenti l'uso del pensiero logico, intuitivo e creativo) o pratiche (comprendenti l'abilità manuale e l'uso di metodi, materiali, strumenti). (*) «Competenze»: comprovata capacità di utilizzare conoscenze, abilità e capacità personali, sociali e/o metodologiche, in situazioni di lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e personale. Nel contesto del Quadro europeo delle qualifiche le competenze sono descritte in termini di responsabilità e autonomia.