9 FISICA. Nuclei Tematici Essenziali

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1 9 FISICA Triennio Tradizionale Premessa generale: tutti gli argomenti saranno sviluppati con un congruo numero di applicazioni e semplici problemi e spesso verranno introdotti con opportuni riferimenti storici. Si porrà inoltre una particolare attenzione alle grandezze fisiche utilizzate, abituando gli studenti al controllo dimensionale e ad un uso corretto delle unità di misura. La valutazione è solo orale. Nuclei Tematici Essenziali Classe terza Introduzione alla fisica: il metodo sperimentale, definizione di grandezza fisica, metodi e strumenti per eseguire una misura, notazione scientifica, definizione di ordine di grandezza di una misura e relativa scala, analisi dimensionale, Sistema Internazionale, misura di grandezze fisiche ed errori relativi, errore assoluto, errore relativo, errore percentuale, distribuzione di frequenza e curva di Gauss. Cinematica unidimensionale : posizione, distanza e spostamento, velocità scalare media e velocità media, velocità istantanea, moto rettilineo uniforme, accelerazione, moto con accelerazione costante. I vettori : scalari e vettori, le componenti di un vettore, somma e sottrazione di un vettore, vettori unitari, posizione, spostamento, velocità e accelerazione come vettori. Moto relativo. Cinematica bidimensionale: Moto in due dimensioni. Moto di un proiettile: equazioni di base. Lancio ad un angolo zero, con un angolo qualunque. Le leggi del moto di Newton : forza e massa, tre principi della dinamica, natura vettoriale delle forze, massa e peso. Condizioni di equilibrio. Attrito, forza elastica, moto circolare. Piano inclinato. Lavoro ed energia cinetica : lavoro compiuto da una forza costante, energia cinetica e teorema delle forze vive, lavoro compiuto da una forza variabile, potenza. Energia potenziale e forze conservative: forze conservative e non conservative. Energia potenziale, conservazione dell energia meccanica, lavoro fatto da forze non conservative. Quantità di moto ed urti: quantità di moto e sua conservazione, urti elastici ed anelatici. Dinamica rotazionale. Momento di una forza e sue applicazioni. Momento angolare e conservazione del momento angolare. Gravitazione: gravitazione universale, leggi di Keplero e semplici applicazioni. Oscillazioni intorno all equilibrio : moto periodico, moto armonico semplice, relazione tra moto circolare uniforme e moto armonico, il pendolo. Fluidi: Densità, pressione, legge di Stevino, principio di Archimede, principio di Pascal. Equazione di Bernoulli Classe quarta Onde e suono: tipi di onde, onde su una corda, funzione d onda armonica, onde longitudinali e trasversali e loro caratteristiche. Onde sonore: altezza e intensità del suono, eco, risonanza ed POF ALLEGATO A 63

2 interferenza. Effetto Doppler, onde stazionarie, battimenti. Principio di Huygens. Legge della riflessione e rifrazione. Ottica geometrica : la riflessione della luce, rifrazione, legge di Snell-Descartes, riflessione totale, interferenza da due sorgenti, diffrazione da una fenditura. Dispersione della luce. Costruzione delle immagini, lenti sottili. Temperatura e calore: temperatura, dilatazione termica, scale termometriche, principio fondamentale della calorimetria, esperienza di Joule: equivalenza tra calore e lavoro meccanico, calori specifici, conduzione, legge di Fourier, convezione, irraggiamento. Leggi di Stefan- Bolzmann e di Wien. Fasi e cambiamenti di fase : gas ideali, teoria cinetica, equilibrio di fase ed evaporazione, calore latente, cambiamenti di fase e conservazione dell energia. Le leggi della termodinamica: il principio zero della termodinamica, energia interna, il primo principio della termodinamica, trasformazioni termodinamiche, calori specifici di un gas ideale a pressione costante e a volume costante, il secondo principio della termodinamica, enunciati equivalenti, macchine termiche e ciclo di Carnot, teorema di Carnot, Entropia: reversibilità ed irreversibilità. Classe quinta Elettrostatica: la carica elettrica, quantizzazione della carica elettrica, principio di conservazione della carica, conduttori e isolanti:polarizzazione ed induzione, legge di Coulomb, campo elettrico, linee di campo, flusso del campo elettrico, legge di Gauss e sue applicazioni per la determinazione di E generato da alcune distribuzioni di carica, conservatività del campo elettrico, potenziale elettrico, superfici equipotenziali. Teorema di Coulomb. Condensatori, capacità in serie e parallelo. Corrente elettrica e circuiti in corrente continua: corrente elettrica, resistenza e leggi di Ohm, energia e potenza nei circuiti elettrici, resistenze in serie e in parallelo, leggi di Kirchhoff, circuiti RC, effetto Joule. Magnetismo: il campo magnetico, la forza magnetica sulle cariche in movimento, il moto di particelle cariche in un campo magnetico, la forza magnetica esercitata su un filo percorso da corrente, forza esercitata su due fili percorsi da corrente e definizione di Ampére, sorgenti di campo magnetico: filo, spira, solenoide, momento torcente magnetico, legge di Ampére, il magnetismo nella materia e ciclo di isteresi magnetica. Flusso del campo magnetico e legge di Faraday : flusso del campo magnetico, forza elettromotrice indotta, legge di Faraday-Neumann-Lenz, correnti di spostamento, teorema di Ampere-Maxwell, autoinduzione e induttanza.. Applicazioni: motori elettrici, dinamo, generatori di corrente. Onde elettromagnetiche: produzione e propagazione di onde elettromagnetiche, energia e quantità di moto nelle onde elettromagnetiche. Leggi di Maxwell. POF ALLEGATO A 64

3 Lo studente, alla fine della terza, dovrà: Obiettivi in termini di conoscenze, competenze e capacità conoscere e saper utilizzare le grandezze che caratterizzano il moto saper analizzare il moto rettilineo uniforme ed uniformemente accelerato, il moto parabolico ed il moto circolare conoscere e saper usare i principi della dinamica conoscere e saper utilizzare le leggi di conservazione della meccanica conoscere la forza gravitazionale e saper analizzare i fenomeni da essa dipendenti. saper disegnare e interpretare grafici che rappresentano grandezze meccaniche. Lo studente, alla fine della quarta, dovrà: conoscere la fenomenologia riguardante la meccanica dei fluidi conoscere e saper utilizzare le grandezze che caratterizzano i processi termici conoscere e saper utilizzare l'equazione di stato dei gas perfetti ed i principi della termodinamica conoscere e saper applicare le leggi fondamentali della dinamica ondulatoria. Lo studente, alla fine della quinta, dovrà: conoscere i fenomeni elettromagnetici e saper utilizzare le leggi dell'elettromagnetismo saper descrivere i campi elettrici e magnetici conoscere le equazioni di Maxwell comprendere il rapporto esistente tra la fisica e lo sviluppo delle idee e della tecnologia. Metodologia Didattica Il metodo di insegnamento verrà articolato a seconda dei diversi momenti, delle esigenze della classe e dei particolari aspetti del programma, privilegiando l'approccio per problemi. Principalmente verranno tenute lezioni frontali introducendo i nuovi argomenti con l analisi di fenomeni fisici vicini alla realtà degli studenti; quindi si procederà alla sistematizzazione teorico-formale a cui seguiranno varie applicazioni. Durante le spiegazioni l'insegnante cercherà di instaurare un dialogo costante con la classe, facendo intervenire i ragazzi stessi per descrivere un particolare fenomeno, per risolvere un nuovo problema o per fare un controllo dimensionale; in questo modo si cercherà di sviluppare nei discenti: le capacità intuitive, di analisi e di descrizione di situazioni reali. Verranno utilizzati entrambi i laboratori di fisica per esperienze dimostrative o per esperienze in piccoli gruppi. Potranno essere svolte lezioni anche in laboratorio di informatica che, con l'utilizzo di pacchetti applicativi, permette di consolidare alcune nozioni. Attività I docenti faranno partecipare alcuni studenti delle proprie classi alle gare delle olimpiadi di fisica. Azioni di Recupero Nella scuola sono avviate diverse forme di recupero oltre a quelle svolte normalmente nell'orario di lezione ed ogni insegnante, a seconda delle esigenze della propria classe, attuerà quelle che ritiene più opportune: Corsi di recupero in qualsiasi periodo dell'anno scolastico, stabiliti dal consiglio di classe, di norma a pacchetti di 8-10 ore in orario pomeridiano. Corsi di recupero intensivi prima dell'inizio dell'anno scolastico o, se previste, durante le interruzioni della normale attività didattica. Sono rivolti ad un gruppo limitato di studenti che presentano difficoltà o hanno avuto il debito formativo, di norma a pacchetti di 8-10 ore nell'arco di una settimana. Attività di sportello: l'insegnante fissa un orario di ricevimento pomeridiano settimanale per gli studenti che potranno così avere spiegazioni, chiarimenti, aiuti in merito al programma che si sta svolgendo. Si precisa che l'attività è regolata da prenotazione volontaria e limitata ad un numero massimo di studenti prefissato. Mezzi POF ALLEGATO A 65

4 I mezzi principali sono il libro di testo e la lavagna per spiegazioni ed esercizi. Si potranno utilizzare la lavagna luminosa e le videocassette o i CD per la presentazione di alcuni argomenti. Si utilizzeranno altri libri e riviste invitando gli studenti a frequentare la biblioteca scolastica. I laboratori di fisica verranno utilizzati: nella classe III tradizionale per un minimo di 4h all'anno, nelle classi IV,V tradizionale per un minimo di 6 h all'anno. Valutazione La valutazione è parte integrante della programmazione didattica in quanto fornisce i dati per guidare e migliorare il processo di insegnamento-apprendimento. Nella programmazione dell'inizio anno del coordinamento disciplinare sono state fissate 2 valutazioni per studente a periodo (delle quali almeno 1 prove orale, mentre le altre valutazioni possono essere anche di tipo strutturato o riguardare le attività di laboratorio). Per quanto riguarda la verifica orale si utilizzeranno varie forme di comunicazione: la classica interrogazione con domande sia teoriche che di risoluzione di esercizi alla lavagna, l esposizione da parte di un allievo di approfondimenti individuali, gli interventi dal posto. GRIGLIA DI VALUTAZIONE PER FISICA DESCRITTORI INDICATORI CONOSCENZE conoscenza degli aspetti teorici COMPETENZE comprensione dei fenomeni fisici conoscenza di modelli e dei procedimenti operativi applicazione dei procedimenti risolutivi padronanza del calcolo - sa esporre i vari contenuti - utilizza il linguaggio specifico - giustifica i vari passaggi nello svolgimento di un problema - sa descrivere un fenomeno - sa operare collegamenti disciplinari - sa introdurre e/o modificare condizioni nello studio di un fenomeno - sa scegliere un modello idoneo per un dato fenomeno fisico - sa impostare un procedimento risolutivo nella sua completezza - utilizza correttamente simboli e notazioni del linguaggio specifico - applica correttamente i vari procedimenti e li porta a termine - imposta ed esegue correttamente i calcoli - sa approssimare il risultato operando con le cifre significative operare rappresentazioni - rappresenta chiaramente diagrammi e/o grafici e/o disegni geometrici CAPACITA' deduttive e logiche - denota coerenza logica nelle deduzioni e nelle dimostrazioni - sa formalizzare astrattamente Intuitive e di sintesi - sa affrontare situazioni nuove - utilizza procedimenti sintetici ed eleganti di analisi e di rielaborazione personale - denota originalità e creatività del procedimento scelto - sa inserire un dato problema in un contesto più generale PROVE SCRITTE Ogni docente, sulla base della propria formazione culturale ed esperienza professionale e didattica, allegherà per ogni verifica scritta una griglia apposita sulla quale verranno indicati i punteggi che il docente assegnerà ad ogni indicatore o ad ogni quesito. Tali punteggi verranno tradotti successivamente in voti e riportati sempre nella griglia. PROVE ORALI Nei colloqui il docente porrà almeno tre quesiti su parti diverse del programma affrontato, alternando questioni teoriche con applicazioni. Per la formulazione del voto si atterrà agli indicatori esposti nella griglia. NOTA Non è detto che per ogni prova verranno presi in considerazione tutti gli indicatori. POF ALLEGATO A 66

5 GRIGLIA DI VALUTAZIONE COMPLESSIVA : FISICA ECCELLENTE 10 OTTIMO 9 BUONO 7 8 SUFFICIENTE 6 INSUFFICIENTE 5 GRAVEMENTE INSUFFICIENTE conoscenza approfondita unita a capacità di rielaborazione critica dei contenuti;.- completa padronanza della metodologia.- ottima capacità di trasferimento delle conoscenze tra ambiti differenti;.- capacità di porre problemi nuovi e di prospettare soluzioni adeguate;.- brillanti abilità di progettare ed eseguire esperimenti di laboratorio.- conoscenza approfondita dei contenuti disciplinari;.- buona padronanza della metodologia.- buona autonomia di collegamento tra ambiti disciplinari differenti ;.- corretta formalizzazione delle procedure;.- sicura padronanza del linguaggio scientifico.- buona conoscenza di gran parte dei contenuti;.- sicura comprensione della metodologia.- capacità di operare collegamenti se guidato;.- capacità di risolvere semplici problemi;.- uso corretto del linguaggio scientifico.- conoscenza degli elementi basilari della disciplina;.-.- capacità di risolvere problemi di immediata applicazione delle formule studiate;.- uso di linguaggio sufficientemente appropriato.- conoscenza lacunosa dei contenuti della disciplina;.- scarsa capacità di risolvere semplici quesiti;.- uso di linguaggio impreciso.- conoscenza frammentaria di contenuti elementari;.- incapacità di impostare semplici problemi;.- assenza di linguaggio appropriato GRIGLIA DI VALUTAZIONE PROVA ORALE : FISICA ECCELLENTE (10) OTTIMO (9) BUONO (7 8).- conoscenza approfondita unita a capacità di rielaborazione critica dei contenuti;.- completa padronanza della metodologia.- ottima capacità di collegamento delle conoscenze tra ambiti disciplinari diversi;.- uso brillante del linguaggio scientifico.- approfondita conoscenza dei contenuti disciplinari;.- buona padronanza della metodologia.- autonomia di collegamento tra ambiti differenti della disciplina;.- sicura padronanza del linguaggio scientifico.- appropriata conoscenza di gran parte dei contenuti;.- comprensione della metodologia POF ALLEGATO A 67

6 SUFFICIENTE (6) INSUFFICIENTE (5) GRAVEMENTE INSUFFICIENTE (3 4).- capacità di operare collegamenti in modo autonomo o con radi interventi guidati;.- uso corretto del linguaggio scientifico.- conoscenza degli elementi basilari della disciplina;.- capacità di operare collegamenti solo se opportunamente guidato;.- uso di linguaggio complessivamente appropriato.- conoscenza lacunosa dei contenuti;.- scarsa capacità di operare collegamenti anche se guidato;.- uso di linguaggio scientifico impreciso.- conoscenza frammentaria di contenuti elementari;.- incapacità di collegamento tra ambiti differenti anche se guidato;.- assenza di linguaggio scientifico appropriato POF ALLEGATO A 68