PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE

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1 Pag 1 di 8 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE Disciplina a.s.2013/2014 Classe: II Sez. A - B - C INDIRIZZO: Elettronica ed Elettrotecnica Docente : Prof. Roberto Manovella a.s.2013/2014

2 Pag 2 di 8 ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe ved. Verbale C.d.C. relativo alla Programmazione Collegiale Annuale Alunni con Bisogni Educativi Speciali (alunni diversamente abili e con disturbi specifici dell apprendimento) ved. Verbale C.d.C. relativo alla Programmazione Collegiale Annuale Livelli di partenza rilevati ved. Verbale C.d.C. relativo alla Programmazione Collegiale Annuale PERCORSI MULTIDISCIPLINARI/INTERDISCIPLINARI COMPETENZE DA ACQUISIRE ALLA CONCLUSIONE DEL PRIMO BIENNIO: 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. In particolare, la disciplina Scienze e tecnologie applicate contribuisce all acquisizione delle competenze di filiera dell indirizzo Elettrotecnica ed Elettronica, concorrendo, con le altre discipline di indirizzo, a sviluppare e completare le attività di orientamento per portare gli studenti alla consapevolezza delle caratteristiche dei percorsi formativi del settore tecnologico e della definitiva scelta dell indirizzo di studio e, nel contempo, contribuendo alla formazione tecnico-scientifica in stretta collaborazione con le altre discipline del biennio. Pertanto, le conoscenze e le abilità elencate nel seguente Piano di Lavoro, sono declinate - in relazione alle competenze che, in generale, costituiscono il profilo del diplomato in Elettrotecnica ed Elettronica in modo da conseguire risultati di apprendimento congruenti alle discipline caratterizzanti, per il maggior numero di ore, il successivo triennio, e cioè Elettronica ed Elettrotecnica. In particolare, la disciplina concorre al raggiungimento dei seguenti risultati di apprendimento, relativi alle materie caratterizzanti dell indirizzo, espressi in termini di competenza: 1. applicare nello studio e nella progettazione di impianti e apparecchiature elettriche ed elettroniche i procedimenti dell elettrotecnica e dell elettronica; 2. utilizzare la strumentazione di laboratorio e di settore e applicare i metodi di misura per effettuare verifiche, controlli e collaudi; 3. analizzare tipologie e caratteristiche tecniche delle macchine elettriche e delle apparecchiature elettroniche, con riferimento ai criteri di scelta per la loro utilizzazione e interfacciamento; 4. redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali. ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 2 ore di teoria e 1 di esercitazioni laboratoriali alla settimana, con la possibilità di incrementare/decrementare le ore di teoria/esercitazioni in funzione delle esigenze didattiche legate all andamento generale della classe. a.s.2013/2014

3 Pag 3 di 8 PIANO DI LAVORO COMPETENZE ABILITA CONOSCENZE Competenza n.2 Capacità di usare un linguaggio tecnico adeguato Svolgere semplici calcoli matematici. Operare con variabili e funzioni matematiche e logiche. UNITÀ N.1 TEST E CONSOLIDAMENTO DEI PREREQUISITI SETTEMBRE Prerequisiti matematici: proporzionalità diretta e inversa, variabili dipendenti e indipendenti. Definizione di misura e sistema di unità di misura. Ampliamento del vocabolario: grandezze analogiche e digitali. Competenza n.1 2 UNITÀ N.2 ELETTRICITÀ E CENNI DI METROLOGIA OTTOBRE - NOVEMBRE Competenza n UNITÀ N.3 ELETTROTECNICA E CIRCUITI ELETTRICI A REGIME COSTANTE Saper vedere l elettricità come una forma di energia. Conoscere le principali grandezze elettriche. Riconoscere gli strumenti di misura elettrici e conoscerne le modalità d uso. Saper applicare i principi della Fisica nello studio del comportamento elettrico dei componenti di base dei circuiti elettrici. Saper analizzare semplici circuiti Sistema Internazionale di misura: 1) grandezze primitive e derivate ( simboli e definizione) 2) multipli e sottomultipli Caratteristiche degli strumenti di misura: portata, risoluzione, sensibilità, formato d uscita, campo di misura, ripetibilità, stabilità, classe di precisione. Incertezza della misura, qualità e taratura degli strumenti. Metodi di misurazione: diretta e indiretta. Strumenti analogici e digitali: caratteristiche, errori e classi di precisione. Oscilloscopio: descrizione e ambito di utilizzo. Fonti di energia primarie e secondarie Struttura della materia: atomi e molecole. Distinzione dei materiali rispetto al comportamento elettrico: conduttori, semiconduttori, isolanti. Energia elettrica e sue unità di misura: Joule e kwh, conversione tra le due unità. Definizione di tensione e relativa unità di misura. Definizione di intensità di corrente elettrica e relativa unità di misura. Definizione di potenza elettrica in c.c. Laboratoriali Misure con multimetri; inserzione degli strumenti. Istruzioni per l utilizzo della breadboard per montaggi sperimentali. Effetti della corrente elettrica: effetto termico, magnetico ed elettrolisi. Generatori di corrente continua. Pile: struttura e principio di funzionamento. Cenni su alcuni tipi di pila: zincocarbone, Leclanché, alcaline. a.s.2013/2014

4 Pag 4 di 8 COMPETENZE ABILITA CONOSCENZE DICEMBRE - GENNAIO elettrici lineari a regime costante. Competenza n UNITÀ N.4 ELETTROMAGNETISMO E IMPIANTI ELETTRICI FEBBRAIO - MARZO Essere in grado di effettuare misure delle grandezze elettriche fondamentali approntando gli strumenti e le attrezzature. Ricondurre l elettricità e il magnetismo ad un unica forma di energia. Capire il principio di funzionamento delle principali macchine elettriche. Riconoscere le principali macchine elettriche. Essere in grado di effettuare misure delle grandezze elettriche fondamentali approntando gli strumenti e le attrezzature. Usare l elettricità in sicurezza Comprendere le problematiche relative alla trasmissione di elettricità. Usare correttamente la simbologia dell impiantistica elettrica. Capire la funzione dei principali utilizzatori. a.s.2013/2014 Accumulatore al piombo. Legge di Ohm. Definizione di resistenza rispetto alla legge di Ohm e rispetto alle caratteristiche geometriche del resistore. Codice dei colori delle resistenze, definizione di valore nominale e tolleranza Circuiti elettrici: simboli, definizione di maglia, resistenze in serie e in parallelo; circuito aperto e cortocircuito. Legge di Ohm generalizzata. Potenza elettrica fornita dal generatore e potenza dissipata dai resistori. (*) Laboratoriali Misure con multimetri analogici e digitali; inserzione degli strumenti con calcolo degli errori. Misure di resistenze con il multimetro: confronto tra valori nominali e misurati, utilizzo del codice del colori delle resistenze. Utilizzo della breadboard per il montaggio di circuiti alimentati in c.c., con resistenze serie e parallelo per la misura di resistenze, correnti, tensioni e calcolo delle potenze. Definizione del campo magnetico. Il magnetismo naturale: la magnetite, il campo magnetico terrestre e la bussola. Materiali ferromagnetici, diamagnetici, paramagnetici. Definizione di flusso magnetico. Induzione elettromagnetica : a) effetto magnetico della corrente (la spira, verso delle linee del campo magnetico e della corrente). Il campo magnetico rettilineo e il solenoide. b) effetto elettrico di un campo magnetico variabile (corrente indotta o campo magnetico indotto). Applicazione dell induzione elettromagnetica nelle macchine: trasformatori, dinamo elettriche; l alternatore e i motori elettrici (cenni sul principio di funzionamento). Definizione di grandezze continue, periodiche, alternate. Definizione di periodo e frequenza. Circuiti a corrente alternata monofase e trifase. Norme per il disegno degli schemi elettrici. Classificazione degli schemi elettrici (Unifilare, Multifilare,

5 Pag 5 di 8 COMPETENZE ABILITA CONOSCENZE Funzionale). Schemi di impianti di illuminazione per abitazione comandati da uno o più punti (punto luce interrotto, deviato invertito). (**) SICUREZZA NEI LUOGHI DI LAVORO Effetti della corrente sul corpo umano : valori di intensità di corrente e di tensione e relativi danni. Sicurezza nell uso dei dispositivi elettrici in impianti domestici: contatti diretti e indiretti. Funzione dell interruttore differenziale e dell impianto di terra. Corrente di sovraccarico (utilizzo degli interruttori magnetotermici) e di cortocircuito. Precauzioni nell uso dei dispositivi elettrici. CENNI SUL SISTEMA ELETTRICO NAZIONALE DI PRODUZIONE, TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE DELL ENERGIA. Laboratoriali Misure con l oscilloscopio. Montaggio di semplici circuiti di comando luce (interrotto, deviato invertito) per civile abitazione. Competenza n UNITÀ N.5 ELETTRONICA APRILE - MAGGIO Capire il principio di funzionamento dei componenti di base. Conoscere le proprietà dei principali componenti. Essere in grado di effettuare test di prova e misure di circuiti e componenti elettronici approntando gli strumenti e le attrezzature. (*) in coordinamento con l insegnamento di Fisica. (**) in coordinamento con l insegnamento di Tecnologie e tecniche di rappresentazione grafica. Distinzione tra elettronica analogica e digitale. Componenti elettronici: resistori, condensatori, induttori; diodi a semiconduttore (principio di funzionamento); transistor (principio di funzionamento); diodo LED e display a LED; cenni sui principali tipi di trasduttori. CIRCUITI LOGICI Sistema di numerazione binario, conversione da decimale a binario e viceversa. Algebra di Boole. Porte logiche fondamentali. Forme canoniche, mappe di Karnaugh. Circuiti combinatori. Cenni sui circuiti integrati. Laboratoriali Test di porte logiche con circuiti integrati. Montaggio su breadboard di circuiti combinatori. a.s.2013/2014

6 Pag 6 di 8 METODOLOGIA DIDATTICA Lezione frontale Lezione partecipata : Modello deduttivo(sguardo d insieme, concetti organizzatori anticipati) Modello induttivo (Analisi di casi, dal particolare al generale) Modello per problemi (Situazione problematica, discussione) Cooperative learning Brainstorming STRUMENTI DIDATTICI Libri di testo Web-Quest Testi di consultazione Siti web Fotocopie Manuale o altro. Sussidi multimediali LIM Lavagna luminosa Computer TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA Verifiche orali (n.1 per ogni U.C.) Prove grafiche Prove scritte (n.1 per ogni U.C.) Prove pratiche (n.1 per ogni U.C.) Risoluzione di problemi Relazioni tecniche e/o sull attività svolta Osservazioni sul comportamento (partecipazione, Esercizi (a supporto della spiegazione teorica) attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole e dei compagni/e) CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE COMPETENZA N. 1 2 DESCRIZIONE U.C. CONOSCENZE ABILITA UNITÀ 1 TEST E CONSOLIDAMENTO DEI PREREQUISITI UNITÀ N.2 ELETTRICITÀ E CENNI DI METROLOGIA Prerequisiti matematici: proporzionalità diretta e inversa, variabili dipendenti e indipendenti. Definizione di misura e sistema di unità di misura.. Sistema Internazionale di misura. Caratteristiche degli strumenti di misura. Metodi di misurazione: diretta e indiretta. Individuare le fonti di energia primarie e secondarie Distinzione dei materiali rispetto al comportamento elettrico. Energia elettrica e sue unità di misura: Joule e kwh. Definizione di tensione e relativa unità di misura. Definizione di intensità di corrente elettrica e relativa unità di misura. Definizione di potenza elettrica in c.c. Capacità di usare un linguaggio tecnico adeguato Svolgere semplici calcoli matematici. Riconoscere l elettricità come una forma di energia. Conoscere le principali grandezze elettriche. Riconoscere gli strumenti di misura elettrici e conoscerne le modalità d uso Effettuare misure con multimetri. Utilizzo della breadboard per montaggi sperimentali. a.s.2013/2014

7 Pag 7 di 8 DESCRIZIONE UNITÀ N.3 ELETTROTECNICA E CIRCUITI ELETTRICI A REGIME COSTANTE COMPETENZA N Effetti della corrente elettrica: effetto termico, magnetico ed elettrolisi. Generatori di corrente continua. Pile: struttura e principio di funzionamento. Legge di Ohm. Definizione di resistenza. Codice dei colori delle resistenze, definizione di valore nominale e tolleranza. Circuiti elettrici: simboli, definizione di maglia, resistenze in serie e in parallelo; circuito aperto e cortocircuito. Potenza elettrica fornita dal generatore e potenza dissipata dai resistori. Saper analizzare semplici circuiti elettrici lineari a regime costante. Essere in grado di effettuare misure delle grandezze elettriche fondamentali. Essere in grado di effettuare misure di resistenze con il multimetro. Saper utilizzare la breadboard per il montaggio di circuiti alimentati in c.c., con resistenze serie e parallelo per la misura di resistenze, correnti, tensioni e calcolo delle potenze. DESCRIZIONE UNITÀ N.4 ELETTROMAGNETISMO E IMPIANTI ELETTRICI COMPETENZA N Definizione del campo magnetico. Il magnetismo naturale: la magnetite, il campo magnetico terrestre e la bussola. Definizione di flusso magnetico. Induzione elettromagnetica. Principio di funzionamento delle macchine: trasformatori, dinamo elettriche; l alternatore e i motori elettrici. Definizione di grandezze continue, periodiche, alternate. Definizione di periodo e frequenza. Circuiti a corrente alternata monofase e trifase. Norme per il disegno degli schemi elettrici. Classificazione degli schemi elettrici (Unifilare, Multifilare, Funzionale). Schemi di impianti di illuminazione per abitazione comandati da uno o più punti (punto luce interrotto, deviato invertito). Conoscere gli effetti della corrente sul corpo umano. Conoscere i rischi legati all uso dei dispositivi elettrici in impianti domestici. Distinguere tra contatti diretti e indiretti. Conoscere la funzione dell interruttore differenziale e dell impianto di terra. Avere cognizioni elementari sull articolazione del sistema elettrico nazionale di produzione, trasmissione e distribuzione dell energia. Capire che l elettricità e il magnetismo si possono ricondurre ad un unica forma di energia. Capire il principio di funzionamento delle principali macchine elettriche. Riconoscere le principali macchine elettriche. Essere in grado di effettuare misure delle grandezze elettriche fondamentali approntando gli strumenti e le attrezzature. Usare l elettricità in sicurezza Comprendere le problematiche relative alla trasmissione di elettricità. Usare correttamente la simbologia dell impiantistica elettrica. Capire la funzione dei principali utilizzatori. Saper montare semplici circuiti di comando luce (interrotto, deviato invertito) per civile abitazione. a.s.2013/2014

8 Pag 8 di 8 UNITÀ N.5 ELETTRONICA Conoscere la distinzione tra elettronica analogica e digitale. Componenti elettronici: resistori, condensatori, induttori. diodi a semiconduttore; transistor; diodo LED e display a LED Principio di funzionamento del diodo. Sistema di numerazione binario, conversione da decimale a binario e viceversa. Principi dell algebra di Boole, Porte logiche fondamentali. Forme canoniche, mappe di Karnaugh e circuiti combinatori. Caratteristiche dei circuiti integrati. Capire il principio di funzionamento dei componenti di base. Essere in grado di analizzare un semplice circuito combinatore. Essere in grado di effettuare test di porte logiche con circuiti integrati. Montaggio su breadboard e misure di circuiti combinatori. Il docente Prof. Roberto Manovella a.s.2013/2014