Liceo scientifico statale «G.B. Morgagni» Programmazione di matematica - fisica

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1 Liceo scientifico statale «G.B. Morgagni» Programmazione di matematica - fisica Insegnanti : Amatiste, Arte, Bianchi, Bonamico, Durante, Fusciani, Nigro, Spagnuolo, Vitale. Docente Coordinatore Fisica: Amatiste La programmazione che segue è stata formulata nell ambito delle riunioni di programmazione degli insegnanti di matematica e fisica e tiene conto delle Indicazioni nazionali riguardanti gli obiettivi specifici di apprendimento con particolare riferimento ai Risultati di apprendimento del Liceo scientifico: Il percorso del liceo scientifico è indirizzato allo studio del nesso tra cultura scientifica e tradizione umanistica. Favorisce l acquisizione delle conoscenze e dei metodi propri della matematica, della fisica e delle scienze naturali. Guida lo studente ad approfondire e a sviluppare le conoscenze e le abilità e a maturare le competenze necessarie per seguire lo sviluppo della ricerca scientifica e tecnologica e per individuare le interazioni tra le diverse forme del sapere, assicurando la padronanza dei linguaggi, delle tecniche e delle metodologie relative, anche attraverso la pratica laboratoriale (art. 8 comma 1). Obiettivi generali e specifici FISICA PRIMO BIENNIO NEL RISPETTO DELLE INDICAZIONI NAZIONALI INERENTI IL PROFILO LICEALE CHE INDIVIDUA I RISULTATI DI APPRENDIMENTO COMUNI DIVISI NELLE CINQUE AREE (METODOLOGICA; LOGICO-ARGOMENTATIVA; LINGUISTICA E COMUNICATIVA; STORICO UMANISTICA; SCIENTIFICA, MATEMATICA E TECNOLOGICA) E LI INTEGRA CON QUELLI PECULIARI DELL INDIRIZZO SCIENTIFICO, LO/A STUDENTE/SSA AL TERMINE DEL PRIMO BIENNIO, CONSEGUE GLI OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO DI SEGUITO RIASSUNTI NELLE PARTI ESSENZIALI: - Analizzare un fenomeno o un problema semplice, riuscendo ad individuare gli elementi significativi, le relazioni, i dati superflui e quelli mancanti. - Esaminare dati strutturati. Leggere tabelle, grafici e altra documentazione scientifica, sapendone ricavare le informazioni significative. - Eseguire in modo corretto semplici misure con chiara consapevolezza delle operazioni effettuate; raccogliere, ordinare e rappresentare i dati ricavati - Valutare gli ordini di grandezza e le approssimazioni dei dati sperimentali, mettendo in evidenza l'incertezza associata alle misure. - Individuare semplici relazioni tra due variabili misurate e servirsi di più rappresentazioni grafiche - Saper utilizzare, comprendendone l'utilità e i limiti, semplici modelli esplicativi per la descrizione e l'interpretazione di alcuni fenomeni - Arrivare, in semplici casi, alla formulazione di ipotesi verificabili attraverso attività laboratoriali - Saper scrivere relazioni per focalizzare le parti significative degli esperimenti eseguiti Si precisa che, nell arco di tutto il biennio, l attività sperimentale sarà strumento primario e privilegiato ai fini del conseguimento degli obiettivi sopra descritti. Tale attività prevede la trattazione dei seguenti contenuti specifici: I biennio Classi I e II grandezze fisiche e unità di misura raccolta e utilizzo dei dati sperimentali: misure ed errori, caratteristiche degli strumenti, grafici sperimentali, cifre significative, notazione scientifica le forze e la loro misura l'equilibrio: del punto materiale, del corpo rigido esteso l'equilibrio nei fluidi

2 il moto in una dimensione: moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato il moto nel piano le leggi di Newton (concetti introduttivi) l'energia meccanica (concetti introduttivi) i fenomeni termici: l'equilibrio termico e i passaggi di stato l'ottica geometrica -I temi suggeriti saranno sviluppati da cisacun insegnante adattandoli alle realtà delle singole classi, secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con le conoscenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di Matematica Una scansione di massima è la seguente: I anno Trimestre: recupero e rinforzo dei prerequisiti di ingresso (frazioni, coordinate nel piano cartesiano, equivalenze; uso della calcolatrice); grandezze fisiche e loro misura I anno Pentamestre: equilibrio nei fluidi; le forze e la loro misura; l'equilibrio del punto materiale e del corpo rigido esteso; il moto in una dimensione II anno Trimestre: eventuale ripresa dei concetti sul moto in una dimensione, moto nel piano II anno Pentamestre: energia meccanica; fenomeni termici; ottica geometrica (quest'ultimo argomento può anche essere trattato in prima) Obiettivi generali e specifici FISICA SECONDO BIENNIO Lo/la studente/studentessa, nel corso del II biennio acquisisce progressivamente le seguenti competenze che saranno consolidate nel corso del quinto anno : osservare e identificare fenomeni; formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi; formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione; fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli; comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive. In particolare, per gli obiettivi specifici di apprendimento del secondo biennio conosce i fenomeni e le leggi della meccanica classica, dal principio di relatività di Galileo alla sintesi newtoniana sul moto dei pianeti; i fenomeni e le leggi della termodinamica, interpretati attraverso il paradigma meccanicista ; i fenomeni e le leggi dei fenomeni ondulatori, attraverso i quali vengono studiate classi di fenomeni di diversa natura, dalle onde su corda al suono alla luce; i fenomeni e le leggi dell elettricità e del magnetismo e la loro interpretazione attraverso le teorie di campo il concetto di modello in fisica e il valore predittivo della legge fisica II biennio Classe Terza Trimestre: Relatività del moto e principio di composizione dei movimenti Leggi della dinamica e moto Conservazione dell energia meccanica

3 Pentamestre: Quantità di moto e principio di conservazione della q. di m. Cinematica e dinamica rotazionale Gravitazione universale I gas ideali La Termodinamica e i suoi principi I cicli termodinamici e il problema del rendimento di una macchina termica eventuale rinforzo dei concetti sul moto nel piano, relatività del moto, principio di composizione dei movimenti, leggi della dinamica principi di conservazione, rotazioni, gravitazione, termodinamica II biennio Classe IV Trimestre Moto armonico Onde meccaniche Suono Ottica ondulatoria Pentamestre Campo elettrico Potenziale elettrico Conduzione e corrente elettrica Magnetismo Obiettivi generali e specifici FISICA QUINTO ANNO Lo/la studente/studentessa, alla fine del corso di studi, consoliderà le competenze progressivamente acquisite nel secondo biennio: osservare e identificare fenomeni; formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi; formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione; fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli; comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive. In particolare, per gli obiettivi specifici di apprendimento del quinto anno conosce: i fenomeni e le leggi dell'induzione magnetica, collegandoli alle applicazioni tecnologiche; i fondamenti concettuali che condussero alla sintesi maxwelliana dell'elettromagnetismo classico; le caratteristiche delle onde elettromagnetiche e le modalità della loro produzione e propagazione; gli elementi che hanno portato alla cosiddetta "crisi della fisica classica e le basi concettuali della relatività ristretta e della fisica quantistica; gli esperimenti storici "cruciali" per l'avanzamento delle conoscenze della fisica del XX secolo

4 Classe V Trimestre Induzione elettromagnetica La forza elettromotrice indotta. Le leggi di Faraday, Neumann e Lenz. Autoinduzione. Principio di funzionamento dell'alternatore e del trasformatore. Densità di energia del campo magnetico. Onde elettromagnetiche La sintesi delle leggi dell elettromagnetismo: le equazioni di Maxwell La corrente di spostamento e la teoria dell onda elettromagnetica La produzione e la propagazione delle onde elettromagnetiche Lo spettro elettromagnetico L'intensità dell'onda elettromagnetica. Pentamestre Relatività ristretta I postulati della relatività ristretta Il tempo assoluto e simultaneità degli eventi La dilatazione del tempo e la contrazione delle lunghezze Le trasformazioni di Lorentz La legge di addizione relativistica delle velocità Dinamica relativistica: massa, energia, quantità di moto Fisica quantistica Il corpo nero e l ipotesi di Plank L effetto fotoelettrico: l'esperimento di Lenard e la spiegazione di Einstein L'effetto Compton Il modello atomico di Rutherford e le dimensioni dei componenti dell atomo Lo spettro dell atomo di idrogeno: problemi di interpretazione Il modello di Bohr dell atomo di idrogeno L'esperimento di Franck - Hertz La lunghezza d'onda di De Broglie. Il dualismo onda corpuscolo. Diffrazione/ Interferenza degli elettroni Il principio di indeterminazione di Heisenberg. Metodologia Il punto di partenza del primo anno sarà la riorganizzazione e la valorizzazione delle conoscenze e delle competenze già in possesso degli studenti attraverso attività che sviluppino da una parte curiosità ad apprendere, dall altra l esigenza di progressive generalizzazioni. Si privilegerà la presentazione in chiave esperienziale dei contenuti, con uso prevalente del laboratorio di misura, lettura in classe del libro di testo o di altre fonti, nonchè utilizzo di applicazioni e simulazioni Strumenti di misurazione e metodi di valutazione Le verifiche potranno essere articolate sia sotto forma di problemi ed esercizi di tipo tradizionale, sia sotto forma di prove strutturate, sia sotto forma di relazioni di laboratorio. Nella misurazione delle prove svolte dallo studente si terrà conto del grado di conoscenza dello specifico argomento e della capacità di rielaborazione personale. Ai fini della valutazione si terrà conto, oltre che dei livelli di apprendimento raggiunti, dei miglioramenti evidenziati rispetto al livello di partenza verificato, della costanza e del tipo di impegno mostrato, dell interesse e della partecipazione attiva alle lezioni, dell acquisizione di un metodo di studio sempre più organizzato e personale. Attività di sostegno e recupero L attività di recupero sarà rivolta allo sviluppo e alla padronanza degli strumenti e delle abilità fondamentali, alla strutturazione logica dei contenuti e ad un loro uso più con sapevole. Saranno pertanto proposti agli alunni i seguenti interventi: analisi attenta e discussione in classe sugli errori e difficoltà quale principale forma di recupero in itinere; attività di sportello; corsi di recupero a seguito delle valutazioni di fine periodo

5 all inizio del secondo periodo. Materiali didattici e strumenti di lavoro Libri di testo, software didattici specifici per la fisica; materiale reperibile sul Web. Verifiche Almeno 2 verifiche per il primo periodo (trimestre), almeno 3 (di cui una può essere di tipo strutturato) per il secondo periodo (pentamestre). Simulazione nazionale della prova d esame per le classi quinte Ore di lezione settimanali Due ore per il primo biennio; 3 per il secondo biennio e per il quinto anno. Precisazioni sulla valutazione La valutazione è parte integrante della programmazione didattica perché fornisce in for mazioni ne cessarie per stabilire un positivo rapporto fra insegnamento e apprendimento. Per un controllo più puntuale e completo dei livelli di apprendimento, si ritiene opportuno diversificare il carattere delle verifiche, prevedendo prove di diverso tipo in relazione alla complessità degli obiettivi e all articolazione dei contenuti. Sarannno esplicitati agli alunni, in particolare per le verifiche scritte, in modo chiaro: contenuti e modalità delle verifiche criteri di correzione e di valutazione adottati. I voti saranno normalmente espressi in decimi, utilizzando l intera scala da 1 a 10. In allegato alla programmazione la tabella per la valutazione complessiva del processo di apprendimento. Le verifiche formative saranno predisposte per controllare il raggiungimento degli obiettivi cognitivi e operativi, specifici di ogni unità didattica; saranno basate su un congruo numero di prove, sia scritte che in forma di colloquio anche collettivo, ed effettuate utilizzando diverse modalità. Le verifiche sommative, prevalentemente scritte e di durata di un'ora, ad eccezione della prova di simulazione nazionale saranno predisposte per il controllo del raggiungimento degli obiettivi cognitivi ed operativi su un ampio spettro di contenuti interconnessi. Segue allegato

6 GRIGLIA DI DESCRIZIONE del VALORE NUMERICO DEI VOTI (All. 1) Voto Descrittori 10 Conoscenza della materia completa, coordinata, approfondita ed arricchita da personale rielaborazione dei contenuti. Analisi autonoma di un problema. Scelta, tra quelle possibili, della risoluzione ottimale di un problema complesso. Eccellente uso degli strumenti di calcolo. Uso rigoroso del linguaggio matematico/fisico. Fluidità e sicurezza nell esposizione. Ottimo impegno individuale. Produzione di contributi personali per il lavoro in classe. 7-8 Conoscenza esauriente e spesso approfondita dei contenuti. Analisi autonoma di un problema. Individuazione di percorsi risolutivi anche di problemi complessi. Disinvoltura e correttezza nei calcoli. Uso corretto del linguaggio e fluidità d espressione. 6 Conoscenza dei soli contenuti minimi. Risoluzione per analogia di problemi la cui procedura risolutiva sia stata trattata durante le lezioni (problemi guida). Calcoli sostanzialmente corretti anche se, a volte, inutilmente lunghi. Uso corretto ma essenziale del linguaggio matematico/fisico. 5 Conoscenza superficiale dei contenuti. Difficoltà nell analisi e nella risoluzione di un problema superabili solo con l aiuto dell insegnante. Alcuni errori di calcolo. Qualche improprietà di linguaggio. 3-4 Conoscenza alquanto parziale e disorganica dei contenuti. Presenza di gravi errori di concetto e di calcolo nella produzione scritta e orale. Uso improprio del linguaggio matematico/fisico 1-2 Pressoché totale ignoranza dei contenuti e del significato dei termini fondamentali del linguaggio matematico/fisico. Estrema difficoltà nel calcolo e nella lettura di semplici grafici