LICEO SCIENTIFICO STATALE LORENZO MASCHERONI DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA PROGRAMMAZIONE DI FISICA PER IL PRIMO BIENNIO

Transcript

1 LICEO SCIENTIFICO STATALE LORENZO MASCHERONI BERGAMO (BG) Via A. Da ROSCIATE, 21/A -Tel Fax BGPS05000B@istruzione.it - sito internet: Cod.Mecc.BGPS05000B Cod.Fisc DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA Anno scolastico 2015/2016 PROGRAMMAZIONE DI FISICA PER IL PRIMO BIENNIO secondo le indicazioni nazionali dei nuovi Liceo Scientifico e Liceo delle Scienze Applicate OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO Nel primo biennio si inizia a costruire il linguaggio della fisica classica (grandezze fisiche scalari e vettoriali e unità di misura), abituando lo studente a semplificare e modellizzare situazioni reali, a risolvere problemi e ad avere consapevolezza critica del proprio operato. Al tempo stesso gli esperimenti di laboratorio consentiranno di definire con chiarezza il campo di indagine della disciplina e di permettere allo studente di esplorare fenomeni (sviluppare abilità relative alla misura) e di descriverli con un linguaggio adeguato (incertezze, cifre significative, grafici). L attività sperimentale lo accompagnerà lungo tutto l arco del primo biennio, portandolo a una conoscenza sempre più consapevole della disciplina anche mediante la scrittura di relazioni che rielaborino in maniera critica ogni esperimento eseguito. Attraverso lo studio dell ottica geometrica, lo studente sarà in grado di interpretare i fenomeni della riflessione e della rifrazione della luce e il funzionamento dei principali strumenti ottici. Lo studio dei fenomeni termici definirà, da un punto di vista macroscopico, le grandezze temperatura e quantità di calore scambiato introducendo il concetto di equilibrio termico e trattando i passaggi di stato. Lo studio della meccanica riguarderà problemi relativi all equilibrio dei corpi e dei fluidi; i moti saranno affrontati innanzitutto dal punto di vista cinematico giungendo alla dinamica con una prima esposizione delle leggi di Newton, con particolare attenzione alla seconda legge. Dall analisi dei fenomeni meccanici, lo studente incomincerà a familiarizzare con i concetti di lavoro ed energia, per arrivare ad una prima trattazione della legge di conservazione dell energia meccanica totale. Anno scolastico Fisica primo biennio Pag

2 Obiettivi dell insegnamento della fisica, perseguiti in modo graduale coerentemente con lo sviluppo cognitivo degli studenti, saranno quindi: osservare un fenomeno, descriverlo e formulare ipotesi esplicative; individuare le variabili, gli elementi che devono restare costanti e quelli che sono trascurabili in un esperimento; ordinare e rappresentare graficamente i dati; individuare relazioni di proporzionalità diretta e inversa e di dipendenza quadratica tra i risultati di misura, in alcuni casi il valore dei coefficienti; rendersi conto che una legge fisica è verificabile in laboratorio solo nei limiti dell'incertezza della misura; servirsi degli strumenti matematici noti per indagare i fenomeni (proporzioni, similitudini tra figure equazioni di primo grado, sistemi lineari in due incognite, traslazioni d'assi e cambiamento di scala, potenze, notazione esponenziale); avviare all acquisizione di un quadro organico della teoria di base, riguardante alcuni campi di fenomeni; risolvere problemi quantitativi elementari, allo scopo di recepire con chiarezza le idee e i concetti teorici; guidare alla valutazione delle potenzialità e dei limiti di un modello; guidare alla comprensione dell'interazione reciproca tra il progresso scientifico e l'evoluzione della società, considerata nei suoi aspetti tecnologico e ambientale. LINEE METODOLOGICHE DI INSEGNAMENTO A caratterizzare l'insegnamento della fisica saranno: una trattazione organica/sistematica dei vari capitoli della fisica, con formalizzazione matematica e approfondimenti teorici; la discussione di alcuni concetti fondamentali e l'attenzione particolare al rigore delle diverse teorie e impostazioni; esperimenti dimostrativi e altri quantitativi, sia presentati dalla cattedra, sia svolti in prima persona dagli studenti, secondo le possibilità offerte dal laboratorio, con relativa rilevazione dei dati, analisi degli stessi e rapporto a modelli teorico matematici; questo perché il laboratorio costituisce un momento significativo nell'insegnamento della fisica, sia in riferimento al rapporto con il mondo fenomenico, sia rispetto al ruolo che ha nel processo di indagine/controllo/riformulazione di ipotesi, sia per la rilevanza nella formazione degli allievi (sviluppo di abilità logiche e pratiche); la risoluzione di problemi di varia difficoltà (che comportino l'applicazione di leggi in modo consapevole, non la sola sostituzione di valori numerici in formula) e/o di test a risposta aperta o a scelta multipla. l avvio guidato alla consapevolezza che la scienza, anche la fisica, non si presenta come un insieme statico di teorie, modelli e leggi, ma come un quadro di riferimento in continua evoluzione e che la formazione e la trasformazione delle idee e dei metodi della scienza tecnologica sono inserite in un processo complesso e articolato, in cui gli scambi non sono unidirezionali. Le diverse fasi del lavoro in classe possono essere così sintetizzate: presentazione di una situazione problematica mediante un'esperienza in laboratorio e/o l'indagine storica e/o l'analisi teorica; Anno scolastico Pag

3 sistemazione formale utilizzando gli strumenti matematici acquisiti; verifica delle leggi in laboratorio; problemi di rafforzamento. Il lavoro svolto sarà valutato attraverso: MODALITÀ DI VALUTAZIONE * verifiche scritte; * verifiche orali e/o verifiche scritte per l orale; * controllo del lavoro individuale e/o di gruppo. In particolare per la valutazione si farà riferimento al numero di prove deliberato dal collegio docenti e sarà considerata anche la capacità dello studente di partecipare in modo costruttivo al lavoro di classe. Bergamo, 15 ottobre 2015 Anno scolastico Pag

4 PROGRAMMAZIONE DEL PRIMO ANNO DI FISICA Obiettivi classe prima Conoscenze o argomenti Esperienze possibili Eseguire in modo corretto semplici misure. Associare ai dati ricavati da una misura il risultato e l incertezza assoluta. Stendere una relazione del lavoro svolto nell attività di laboratorio. Il metodo scientifico. Concetto di misura, grandezze fondamentali e unità di misura. Sistema Internazionale di Misura. Notazione scientifica. Multipli e sottomultipli. Strumenti di misura e loro caratteristiche. Errori sistematici e casuali. Errore assoluto e relativo. Arrotondamento e cifre significative. Misure di lunghezza, di aree e di volumi, di massa, di temperatura e di tempo. Distanza focale di uno specchio sferico e di una lente biconvessa. Determinare la misura di una grandezza derivata. Riconoscere se due grandezze sono direttamente o inversamente proporzionali. Usare il foglio elettronico per raccogliere, ordinare e rappresentare dati. Propagazione degli errori. Grandezze direttamente e inversamente proporzionali e loro rappresentazioni grafiche. Misure indirette di densità, costante elastica di una molla, posizione e tempo (velocità), dilatazione termica lineare. Eventuale misura di altezze di volumi uguali con aree di base diverse. Saper distinguere le grandezze vettoriali da quelle scalari. Scomporre una forza e calcolare o disegnare le sue componenti. Calcolare la risultante di due o più forze. Rappresentare il diagramma del corpo libero. Risolvere semplici problemi di equilibrio mediante l uso del calcolo vettoriale; comprendere il ruolo delle forze d attrito nella definizione delle condizioni di equilibrio di un punto materiale. Saper esaminare le condizioni di galleggiamento di un corpo. Concetto intuitivo di forza. Grandezze scalari e vettoriali. Forza peso, forza elastica, forze d attrito, tensione e reazioni vincolari. Equilibrio del punto materiale. Equilibrio di corpo appoggiato su un piano inclinato; attrito. Equilibrio nei fluidi. Costruzione del dinamometro; parallelogramma delle forze. Determinazione della costante elastica della molla. Piano inclinato, determinazione del coefficiente d attrito. Spinta di Archimede Anno scolastico Fisica primo biennio Pag

5 Obiettivi classe prima Conoscenze o argomenti Esperienze possibili Saper interpretare i fenomeni dell ottica geometrica e il funzionamento dei principali strumenti ottici. Misurare la distanza focale di una lente. Applicare la legge dei punti coniugati. Calcolare l ingrandimento di una lente. Interpretare le leggi della riflessione e della rifrazione. Saper descrivere il funzionamento di strumenti ottici. Formazione di immagini con gli specchi. Verifica della seconda legge della rifrazione.. Le parti scritte in corsivo esulano dagli obiettivi minimi Anno scolastico Fisica primo biennio Pag

6 PROGRAMMAZIONE DEL SECONDO ANNO DI FISICA Obiettivi classe seconda Conoscenze o argomenti Esperienze possibili Completare le conoscenze relative al calcolo vettoriale; risolvere semplici problemi di equilibrio mediante l uso del calcolo vettoriale; comprendere il ruolo delle forze d attrito nella definizione delle condizioni di equilibrio di un punto materiale; saper esaminare le condizioni di galleggiamento di un corpo Equilibrio di un punto materiale; Equilibrio di corpo appoggiato su un piano inclinato; attrito; equilibrio nei fluidi; Piano inclinato; Determinazione del coefficiente d attrito; Spinta di Archimede Utilizzare il sistema di riferimento nello studio di un moto; calcolare grandezze cinematiche mediante le rispettive definizioni; analizzare un moto attraverso grafici spazio-tempo, velocità-tempo e accelerazione-tempo; Descrivere il moto di un corpo anche facendo riferimento alle cause che lo producono; Rappresentare il diagramma del corpo libero; Calcolare il lavoro di forze applicate allo stesso corpo; descrivere trasformazioni di energia da una forma all altra; saper applicare il principio di conservazione dell energia meccanica Cinematica: importanza del sistema di riferimento; distanza percorsa in funzione del tempo; velocità media e velocità istantanea; accelerazione media e accelerazione istantanea; leggi orarie del moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato, moto parabolico, moto circolare uniforme. Dinamica: principi della dinamica (esempi di applicazioni: piano inclinato, corpo lanciato; forze su corpi a contatto); Lavoro ed energia: lavoro e potenza; energia cinetica ed energia potenziale; trasferimento di energia; Principio di conservazione dell energia meccanica; Analisi di una corsa; Moto di una bolla d aria in acqua (gruppi); Rotaia a cuscino d aria; corpi in caduta libera; corpo lanciato verticalmente; moto parabolico Rotaia a cuscino d aria; (forza e spostamento); Rotaia a cuscino d aria (lavoro e velocità); Energia nella caduta libera; I temi suggeriti saranno sviluppati dall insegnante secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con le conoscenze matematiche in possesso degli studenti e consentiranno di fare esperienza, in forma elementare ma rigorosa, del metodo di indagine specifico della fisica, nei suoi aspetti sperimentali, teorici e linguistici. Anno scolastico Fisica primo biennio Pag