Progetto redatto dal Prof. Angelo Bonura per l Istituto Tecnico per il Turismo Marco Polo di Palermo

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1 Programmazione educativa per scienze integrate (Fisica) con integrazioni interdisciplinari per gli istituti tecnici a indirizzo commerciale, economico e turistico 1. Premessa. Riforma della secondaria superiore Riferimenti normativi Dall anno scolastico 2010/11 entra in vigore la riforma del sistema d istruzione superiore di II grado. Se si eccettua la riduzione oraria da 36 a 32 ore settimanali, dettata da mere esigenze di taglio dei costi, gran parte degli scarni elementi di innovazione curriculare e didattica esplicitamente contenuti nel progetto di riforma predisposto dall attuale governo discendono direttamente dalla Raccomandazione del Parlamento europeo e del Consiglio del 18 dicembre 2006 in tema di competenze chiave per l apprendimento permanente. Tali raccomandazioni hanno assunto carattere vincolante per il nostro sistema d istruzione già a partire dal 2007, in quanto recepite dal precedente governo in base alla legge 26 dicembre 2006, n. 296, entrata in vigore dal 1 settembre 2007, unitamente all innalzamento a 10 anni dell obbligo scolastico. Le novità contenute nelle raccomandazioni e nelle leggi precedentemente citate troveranno, dunque, piena applicazione a partire dal prossimo anno scolastico. Sebbene il progetto di riforma Gelmini non introduca, se non altro da un punto di vista didattico e pedagogico, significativi elementi di discontinuità con il passato, esso tuttavia implica qualche conseguenza in termini di metodi di progettazione educativa e di gestione dei progetti didattici disciplinari. Principali novità didattiche introdotte della riforma Ma vediamo quali sono le principali novità introdotte dalla riforma Gelmini e, in particolare, quelle che hanno una diretta ricaduta sul lavoro degli insegnanti. Osserviamo innanzitutto che la Raccomandazione europea, precedentemente citata, pone l enfasi sulle competenze chiave per l apprendimento permanente e invita gli Stati membri a sviluppare, nell ambito delle loro politiche educative, strategie per assicurare l acquisizione di competenze chiave per preparare tutti i giovani alla vita adulta e offrire loro un metodo per continuare ad apprendere per tutto il corso della loro esistenza. In particolare gli stati membri sono invitati a: - far in modo che il sistema d istruzione e formazione iniziali offrano a tutti i giovani gli strumenti per sviluppare le competenze chiave a un livello tale che li preparino alla vita adulta e costituiscano la base per ulteriori occasioni d apprendimento, come pure per la vita lavorativa; - tenere debitamente conto di quei giovani che, a causa di svantaggi educativi determinati da circostanze personali, sociali, culturali o economiche, hanno bisogno di un sostegno particolare per realizzare le loro potenzialità; - aver cura che gli adulti siano in grado di sviluppare e aggiornare le loro competenze chiave in tutto il corso della vita, con un attenzione particolare per

2 i gruppi di destinatari riconosciuti prioritari nel contesto nazionale, regionale e/o locale. Le competenze chiave indicate dalla Raccomandazione e recepite dalla legislazione italiana sono le seguenti: comunicazione nella madre lingua, comunicazione nelle lingue straniere, competenza matematica, competenze di base in scienza e tecnologia, competenza digitale, imparare ad imparare, competenze sociali e civiche, spirito di iniziativa e imprenditorialità, consapevolezza ed espressione culturale. Saperi e competenze per assolvimento dell obbligo scolastico I saperi e le competenze per l assolvimento dell obbligo d istruzione sono riferiti a quattro assi culturali: asse dei linguaggi, asse matematico, asse scientifico - tecnologico, asse storico sociale. Essi costituiscono il tessuto per la costruzione dei percorsi d apprendimento, orientati all acquisizione delle competenze che preparino i giovani alla vita adulta e che costituiscano la base per consolidare e accrescere saperi e competenze in un processo di apprendimento permanente, anche ai fini della futura vita lavorativa. I saperi e le competenze chiave sono articolati in abilità/capacità e conoscenze, con riferimento al sistema di descrizione previsto dal Quadro europeo dei Titoli e delle Qualifiche (EQF) 1. E utile sottolineare che l EQF, cui fa riferimento la normativa europea e italiana, esplicita chiaramente il significato di competenza, abilità e conoscenza. In particolare si forniscono le seguenti definizioni: le Conoscenze indicano il risultato dell assimilazione di informazioni attraverso l apprendimento. Le conoscenze sono l insieme di fatti, principi, teorie e pratiche, relative a un settore di studio o di lavoro; le conoscenze sono descritte come teoriche e/o pratiche; le Abilità, indicano le capacità di applicare conoscenze e di usare know-how per portare a termine compiti e risolvere problemi; le abilità sono descritte come cognitive (uso del pensiero logico, intuitivo e creativo) e pratiche (che implicano l abilità manuale e l uso di metodi, materiali, strumenti). Competenze indicano la comprovata capacità di usare conoscenze, abilità e capacità personali, sociali e/o metodologiche, in situazioni di lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e/o personale; le competenze sono descritte in termine di responsabilità e autonomia. 1 L EQF è un quadro comune europeo di riferimento che collega fra loro i sistemi di qualificazione (certificazione) di paesi diversi, fungendo da dispositivo di traduzione utile a rendere le qualifiche più leggibili e comprensibili tra paesi e sistemi europei differenti. Due sono i suoi principali obiettivi: promuovere la mobilità transfrontaliera dei cittadini e agevolarne l apprendimento permanente. L EQF collega i quadri e i sistemi nazionali di qualificazione di vari paesi basandosi su un riferimento comune europeo. Il sistema è articolato in otto livelli, che prendono in considerazione l intera gamma di qualifiche previste, da un livello di base (Livello 1, ad esempio uscita dall istruzione primaria) ai livelli più avanzati (Livello 8, ad esempio i dottorati). In qualità di strumento per la promozione dell apprendimento permanente, l EQF include tutti i livelli delle qualifiche acquisite nell ambito dell istruzione generale, professionale e accademica nonché della formazione professionale.

3 L articolazione in termini di competenze, abilità/capacità e conoscenze riferiti ai quattro assi culturali è chiaramente esplicitata dalla normativa europea e nazionale. In ciò che segue, poiché essenziale per la definizione della progettazione curriculare di Fisica, si riportano le indicazioni relative all asse scientifico tecnologico.

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6 Osserviamo che i saperi e le competenze relativi ai quattro assi culturali prevedono delle sovrapposizioni. In particolare, la competenza digitale è comune a tutti gli assi culturali. Più in generale, si ritiene che lo sviluppo delle competenze relative ai diversi assi culturali siano il risultato di un unico processo d insegnamento/apprendimento che si realizza attraverso l integrazione dei saperi propri dei singoli assi culturali e delle singole discipline. Per tale ragione si auspica una stretta interazione tra gli assi culturali, attraverso la progettazione di percorsi d insegnamento/apprendimento transdisciplinari che integri i diversi saperi disciplinari.

7 2. Il progetto didattico disciplinare per la Fisica Nelle pagine seguenti verrà proposto un progetto curriculare per la Fisica, relativo agli istituti a indirizzo commerciale, economico e turistico, i cui elementi discendo direttamente dal quadro di riferimento educativo illustrato sopra. In termini specifici, il curriculum di Fisica, che concorre alla costruzioni dei saperi propri dell asse scientifico-tecnologico, è articolato in sette moduli, ciascuno dei quali è a sua volta suddiviso in due, al massimo tre, unità d apprendimento. Per ciascun modulo si riportano: - le mete formative generali del modulo - i saperi attesi esplicitati in termini di competenze, abilità/capacità e conoscenze - l articolazione del modulo in termini di contenuti - una previsione circa i tempi di svolgimento In via preliminare, in ciò che segue vengono declinati i presupposti pedagogici e i criteri didattici su cui si fonda il presente progetto. Presupposti pedagogici e criteri didattici E opinione largamente condivisa che il progressivo abbassamento dei livelli d apprendimento degli studenti italiani nelle discipline scientifiche, evidenziato dalle periodiche indagini condotte su scala nazionale e internazionale, sia da imputare al persistere, in seno alla scuola italiana, di modelli d istruzione scientifica che non si sono evoluti parallelamente allo sviluppo culturale della società e al conseguente mutamento delle esigenze formative espresse dagli studenti. Le scienze, quando insegnate in modo dogmatico e formale, con scarsi riferimenti alla comune esperienza quotidiana e slegandola dai problemi reali che essa consente di risolvere, viene percepita dagli allievi come una sommatoria di regole e di nozioni teoriche lontane dalla realtà e, dunque, di scarsa utilità. Ciò spesso si traduce in scarsi livelli di motivazione e d interesse nei confronti della discipline scientifiche e in un apprendimento che, nel migliore dei casi, risulta passivo e superficiale. Da tali considerazioni scaturiscono i criteri che hanno guidato la definizione del progetto didattico e che riguardano i seguenti aspetti: 1.definizione di un approccio didattico che faciliti e motivi l apprendimento; 2. progettazione di strumenti e predisposizione di risorse didattiche che sfruttano le potenzialità offerte dalle nuove tecnologie e che permettono una reale flessibilità di utilizzo del testo; 3. definizione di un apparato didattico di concreto sostegno alla comprensione e che motivi allo studio autonomo.

8 Approcci e strategie didattiche L approccio didattico si caratterizza per l attenzione rivolta ai problemi d apprendimento degli studenti che affrontano per la prima volta lo studio quantitativo della Fisica. Ciò si sostanzia attraverso un costante riferimento alla realtà quotidiana e alla scelta di un approccio didattico che trae spunto dalle conoscenze intuitive degli allievi e dalla semplice osservazione dei fenomeni naturali, per procedere gradualmente verso la formalizzazione e la sistemazione teorica dei concetti. Il riferimento alla realtà quotidiana e l analisi di fenomeni vicini all esperienza degli allievi costituisce l elemento centrale dell approccio pedagogico che caratterizza il progetto. La realtà dei fenomeni naturali e tecnologici costituisce, infatti, sia il punto di partenza che il punto di arrivo dell iter didattico. Esso è rappresentato dal diagramma seguente, che esemplifica il ciclo didattico sotteso alla trattazione degli argomenti. Riferimento alla realtà quotidiana fase iniziale: osservazione fase finale: analisi e applicazione Formalizzazione e costruzione di modelli Comprensione qualitativa del fenomeno/concetto Scendendo più nel dettaglio, la strategia didattica utilizzata per introdurre un nuovo concetto/conoscenza può essere sinteticamente suddivisa i quattro fasi: 1. introduzione del nuovo concetto/conoscenza tramite esempi e osservazioni relativi alla realtà quotidiana o semplici esperimenti; 2. analisi e comprensione qualitativa del concetto/conoscenza; 3. formalizzazione teorica e/o costruzione di un modello descrittivo (di tipo analitico o geometrico) e interpretativo (di tipo microscopico o macroscopico); 4. applicazioni alla realtà quotidiana alla luce della nuova conoscenza.

9 Attività laboratoriali e formalizzazione delle conoscenze Per quanto riguarda il taglio didattico, si ritiene che la disciplina debba essere centrata sulle attività pratiche e di laboratorio e che gli aspetti relativi alla formalizzazione segua sempre le osservazioni e gli esperimenti. In particolare, si ritiene che il 60% delle ore di lezione venga dedicato alle attività pratiche (attività di laboratorio ed elaborazione con strumenti informatici), il restante 40% alla formalizzazione e alla costruzione di modelli descrittivi e interpretativi. Integrazione delle conoscenze e trasversalità Come si potrà osservare, l articolazione dei contenuti delle singole unità d apprendimento prevede un nucleo essenziale di saperi minimi e degli approfondimenti, denominati estensioni. Le estensioni sono state definite in modo da stabilire i necessari collegamenti e le integrazioni tra la fisica e le altre discipline che concorrono alla costruzione delle competenze dell asse scientificotecnologico e matematico. A tal fine, per ciascuna estensione viene indicata la disciplina/e che presenta forti correlazioni con l argomento dell estensione. Considerata la natura transdisciplinare di tali argomenti, è auspicabile che il loro sviluppo didattico preveda una trattazione interdisciplinare.

10 Modulo A. Grandezze e leggi fisiche Lo svolgimento del modulo dovrebbe permettere agli allievi di acquisire le conoscenze, i metodi e gli strumenti analitici di base per affrontare lo studio quantitativo dei fenomeni naturali. Consolidando e ampliando le conoscenze scientifiche e le abilità matematiche di base apprese dagli allievi durante la scuola media, si promuove il passaggio da una descrizione qualitativa delle proprietà dei corpi e dei fenomeni a un approccio in termini di modelli quantitativi. Saperi attesi in termini competenze, abilità/capacità e conoscenze. Competenze Abilità/capacità Conoscenze Osservare, descrivere e analizzare fenomeni, selezionando le grandezze significative, individuando relazioni tra esse ed esprimendole in termini quantitativi. Raccogliere dati attraverso l osservazione diretta dei fenomeni naturali o la consultazione di testi e manuali o media Misurare grandezze fisiche stimando l imprecisione della misura ed effettuando corrette approssimazioni Organizzare e rappresentare i dati raccolti Porre in relazione i dati relativi alla misura di più grandezze fisiche relative a dato un fenomeno Individuare, sotto la guida del docente, una possibile interpretazione dei dati sulla base di semplici modelli. Concetto di grandezza fisica, misura e convenzioni di misura Principali grandezze fisiche e loro misura: spazio, tempo, massa, densità Caratteristiche di uno strumento e tecniche di misura Errori di misura e approssimazioni Significato di legge fisica e relative rappresentazioni Le principali funzioni matematiche utili all analisi dei fenomeni naturali

11 Articolazione del modulo in termini di contenuti Unità A1 1. La fisica, i suoi scopi e le sue applicazioni 2. Le grandezze fisiche e il concetto di misura 3. Il Sistema Internazionale di unità di misura 4. Misure di lunghezza, superficie, volume 5. La massa 6. La densità 7. Caratteristiche di uno strumento di misura 8. Incertezza nelle misure dirette 9. Cifre significative 10. Errore relativo e percentuale 11. Errori nelle misure indirette Estensioni La deviazione standard Matematica, Chimica Unità A2 1. Le leggi fisiche e il metodo sperimentale 2. Come si rappresentano le leggi fisiche 3. Grandezze direttamente proporzionali: la legge di allungamento di una molla 4. Grandezze inversamente proporzionali: il riscaldamento di due masse d acqua Estensioni La relazione lineare -Matematica Proporzionalità diretta al quadrato- Matematica Tempi previsti : 13 ore

12 Modulo B. Le forze e l equilibrio Lo svolgimento del modulo dovrebbe favorire l acquisizione dei concetti e dei metodi che permettono di caratterizzare e interpretare l equilibrio meccanico di un sistema fisico e che, successivamente, opportunamente ampliati consentiranno di descriverne l evoluzione temporale. Saperi attesi in termini di competenze, abilità/capacità e conoscenze. Competenze Abilità/capacità Conoscenze Riconoscere nelle sue varie forme il concetto di sistema meccanico, analizzandone qualitativamente e quantitativamente l equilibrio Operare con le grandezze vettoriali Comporre e scomporre le forze applicate a un sistema al fine di analizzarne e interpretarne l equilibrio meccanico Analizzare e interpretare l equilibrio meccanico collegandolo alla vita quotidiana e alla realtà tecnologica Spiegare il funzionamento di strumenti e di dispositivi meccanici che sfruttano le leggi d equilibrio dei solidi e dei liquidi Concetto di forza, forza peso e misura statica della forza Concetto di vettore e relative operazioni Risultante di più forze e condizioni per l equilibrio meccanico di un punto materiale e un corpo rigido Il concetto di pressione, sua misura e sue applicazioni allo stato liquido Leggi fisiche che caratterizzano l equilibrio meccanico dei fluidi Articolazione del modulo in termini di contenuti Unità B1 La forza e l equilibrio dei solidi 1. Le forze e il loro effetti 2. La forza peso e l unità di misura delle forze 3. La misura statica delle forze 4. Forze ei vettori 5. La forza risultante e operazioni con i vettori 6. L equilibrio meccanico Estensioni Il baricentro e le leve- Biologia Unità B2 La pressione e l equilibrio dei liquidi 1. La pressione 2. La pressione dei liquidi e la legge di Stevino 3. Il principio di Archimede 4. La pressione atmosferica e il barometro a mercurio 5. La misura della pressione Estensioni La pressione in meteorologia Scienze della terra e biologia Tempi previsti: 9 ore

13 Modulo C. Fenomeni termici e leggi dei gas Lo svolgimento del modulo consentirà agli allievi di estendere il concetto di equilibrio a tutti i sistemi il cui stato dipende dalla temperatura, permettendo loro di acquisire le conoscenze relative alle grandezze fisiche e ai concetti che consentono di descrivere i fenomeni termici. L analisi delle proprietà termiche dei corpi nei diversi stati di aggregazione permetterà, inoltre, di costruire un primo modello molecolare della materia e di utilizzarlo per interpretare le leggi che governano i processi termici, le proprietà dei gas e i cambiamenti di stato. Saperi attesi in termini di competenze, abilità/capacità e conoscenze. Competenze Abilità/capacità Conoscenze Riconoscere e analizzare le proprietà termiche della materia applicando modelli descrittivi e interpretativi. Misurare la temperatura dei corpi ed effettuare conversioni tra scale termometriche Analizzare i fenomeni di equilibrio termico e le trasformazioni che conducono all equilibrio macroscopico utilizzando diversi livelli di descrizione (macroscopico e microscopico), individuando le loro reciproche relazioni Calcolare parametri termici caratteristici dei corpi (calore specifico, calori latenti) Effettuare bilanci termici in situazioni semplici ma reali Utilizzare rappresentazioni grafiche per descrivere le trasformazioni termiche (passaggi di stato, trasformazioni dei gas) Applicare le leggi che caratterizzano il comportamento dei gas ideali per calcolare grandezze di stato e caratterizzare trasformazioni Fornire semplici interpretazioni microscopiche dei processi termici Concetto di temperatura, principali effetti della sua variazione e sua misura Il calore come trasferimento di energia e sue relazioni con la temperatura Proprietà caratteristiche di tipo termico (calore specifico, calori latenti ) L equilibrio termico e modalità di trasferimento del calore I passaggi di stato Leggi fisiche che caratterizzano l equilibrio e le trasformazioni dei gas. Modello molecolare della materia

14 Articolazione del modulo in termini di contenuti Unità C1. La temperatura e l equilibrio termico 1. La temperatura 2. La dilatazione termica 3. L equilibrio termico L unità è comune alla Chimica Unità C2. Il calore e i passaggi di stato 1. Che cos è il calore 2. La relazione tra calore e temperatura e il calore specifico 3. La temperatura di equilibrio nel caso generale 4. Passaggi di stato e calori latenti 5. La trasmissione del calore Estensioni Ulteriori aspetti dei passaggi di stato - Chimica La lampadina va in soffitta- Tecnologia Unità C3. La struttura microscopica della materia e le leggi dei gas 1. Un modello microscopico della materia 2. La materia allo stato aeriforme ed il gas perfetto 3. Le leggi dei gas 4. L equazione di stato dei gas perfetti L unità è comune alla Chimica Tempo previsti: 12 ore

15 Modulo D. Il moto e l energia Lo svolgimento del modulo permetterà agli allievi di acquisire le conoscenze e i metodi necessari per rappresentare il moto di un punto materiale, individuandone le caratteristiche e riconoscendo le relazioni tra le forze e il moto dei corpi. Il modulo permetterà inoltre agli allievi di riconoscere le forme, le trasformazioni e le proprietà dell energia e di interpretare e prevedere l evoluzione dei sistemi fisici a partire da un analisi energetica. Saperi attesi in termini di competenze, abilità/capacità e conoscenze. Competenze Abilità/capacità Conoscenze Analizzare i il moto dei corpi utilizzando le più appropriate rappresentazioni riconoscendone e collegando tra loro gli aspetti cinematici e dinamici. Descrivere il moto dei corpi utilizzando le grandezze cinematiche e rappresentandolo sia in forma grafica che analitica Analizzare qualitativamente e quantitativamente le proprietà e l evoluzione di sistemi dinamici e termodinamici utilizzando il concetto di energia e le sue proprietà. Riconoscere i diversi tipi di moto ricavandone le caratteristiche a partire dall osservazione diretta o dalla consultazione di dati, grafici o tabelle Applicare le leggi della dinamica al fine di ricavare l andamento delle grandezze del moto di un corpo I concetti di sistema di riferimento e le grandezze cinematiche. I diversi tipi di rappresentazione del moto. Il moto uniforme e il moto uniformemente accelerato Le leggi della dinamica Il concetto di energia le sue forme, le proprietà e le trasformazioni Analizzare i fenomeni meccanici da un punto energetico interpretandone e/o prevedendone l evoluzione Riconoscere le trasformazioni dell energia e applicare il principio di conservazione a semplici sistemi. La conservazione dell energia meccanica Processi dissipativi e conservazione dell energia

16 Articolazione del modulo in termini di contenuti Unità D1. La descrizione del moto Unità D2. Le forze e il moto Unità D3. Energia meccanica ed energia termica 1. Lo studio del moto 2. Le rappresentazioni del moto 3. Velocità e accelerazione 4. Il moto rettilineo uniforme 5. Il moto uniformemente accelerato 6. Il moto di caduta dei gravi e l accelerazione di gravità 7. Il moto curvilineo e la natura vettoriale delle grandezze cinematiche (opzionale) 1. La prima legge della dinamica 2. La seconda legge della dinamica 3. Forza peso e forza d attrito 4. Il principio di azione e reazione Estensioni Forze fondamentali, gravitazione universale e moto dei pianeti- Scienze della Terra 1. L energia e le sue forme 2. Trasformazioni e conservazione dell energia 3. Lavoro ed energia cinetica 4. Energia potenziale ed energia meccanica 5. Dissipazione dell energia meccanica e conservazione dell energia Estensioni La seconda legge della termodinamica, evoluzione e degrado ambientale Biologia- Chimica Tempi previsti: 14 ore

17 Modulo E. Elettricità e magnetismo Lo svolgimento del modulo intende favorire l acquisizione delle conoscenze fenomenologiche, degli strumenti concettuali e dei modelli che consentono di descrivere e interpretare i fenomeni elettrici e magnetici e che permettono di comprendere il funzionamento di dispositivi elettrici ed elettronici di uso quotidiano. Competenze Abilità/capacità Conoscenze Analizzare e interpretare qualitativamente e quantitativamente semplici fenomeni elettrici e magnetici anche alla luce di modelli microscopici Interpretare i fenomeni elettrostatici ed elettrodinamici che coinvolgono i conduttori, i semiconduttori e gli isolanti. Analizzare il funzionamento di dispositivi elettromagnetici di uso quotidiano e di apparati che consentono di produrre energia elettrica e di convertire l energia elettromagnetica in energia meccanica o termica. Analizzare le interazioni tra cariche elettriche applicando il concetto di campo elettrico e di forza elettrostatica. Analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici circuiti elettrici Riconoscere e analizzare i principali effetti della corrente e le trasformazioni di energia dovute al suo passaggio Proprietà elettriche della materia e cariche elettriche elementari La forza elettrostatica Il concetto di campo: il campo elettrico ed il campo magnetico La corrente elettrica e la ddp Le leggi di Ohm e i circuiti elettrici L effetto termico della corrente e la potenza elettrica Fenomeni magnetici, relazioni tra correnti elettriche e campi magnetici Interpretare i fenomeni magnetici in termini di interazione tra correnti elettriche e descrivere tali interazioni utilizzando il concetto di campo magnetico e di forza di Lorentz. Generatori di corrente, trasformatori e motori elettrici Riconoscere e applicare le reciproche relazioni tra elettricità e magnetismo Analizzare strumenti e dispositivi elettromagnetici.

18 Articolazione del modulo in termini di contenuti Unità E1. Le cariche e le correnti elettriche Unità E2. Il magnetismo e l elettromagnetismo 1. I fenomeni di elettrizzazione e le cariche elettriche e 2. La legge di Coulomb e il campo elettrico 3. La corrente elettrica ed il circuito elettrico 4. Intensità di corrente e differenza di potenziale 5. Le leggi di Ohm e la resistenza elettrica 6. Carichi collegati in serie e in parallelo 7. L effetto termico della corrente elettrica 1. I magneti e i campi magnetici 2. Effetto magnetico della corrente elettrica 3. L azione dei campi magnetici sulla corrente elettrica e intensità del campo magnetico 4. L effetto motore della corrente elettrica 5. L induzione elettromagnetica e la corrente alternata 6. I trasformatori, produzione e trasporto dell energia elettrica Estensioni Un modello microscopico della conduzione elettrica- chimica Soluzioni elettrolitiche- chimica- Biologia Tempi previsti: 10 ore

19 Modulo E. Il suono e la luce Lo svolgimento del modulo mira a favorire l acquisizione dei concetti, delle leggi e dei metodi che consentono di descrivere i fenomeni ondulatori, mettendo in evidenza le analogie e le differenze tra diversi tipi di onde e le relazioni tra onde sonore e luminose e percezione della realtà. Gli allievi, inoltre, acquisiranno la capacità di analizzare il funzionamento dispositivi di tipo ottico e acustico. Competenze Abilità/capacità Conoscenze Analizzare e interpretare qualitativamente e quantitativamente i più tipici fenomeni ondulatori che coinvolgono le onde sonore ed elettromagnetiche Riconoscere i fenomeni ondulatori, distinguendo tra diversi tipi di onde Riconoscere ed analizzare le principali applicazioni tecnologiche delle onde sonore e delle onde elettromagnetiche Descrivere l andamento spaziale e temporale di un onda utilizzando le opportune grandezze e metodi di rappresentazione. Riconoscere i fenomeni connessi con propagazione delle onde meccaniche e della luce, gli esperimenti che consentono di evidenziarli, applicando in modo corretto le leggi che ne descrivono l andamento. Definizione e classificazione dei fenomeni ondulatori Rappresentazioni e parametri caratteristici delle onde Fenomeni connessi con la propagazione e l interferenza delle onde Le onde sonore: generazione e meccanismo di propagazione Caratteri distintivi di un suono Eco, effetto doppler e relative applicazioni Individuare le relazioni tra caratteristiche delle onde sonore e luminose e le sensazioni fisiologiche che esse producono Applicare le conoscenze apprese a dispositivi ottici, elettromagnetici e acustici e per interpretare fenomeni quotidiani. La luce come onda elettromagnetica I fenomeni connessi alla propagazione della luce Frequenza e colore della luce Lo spettro elettromagnetico Applicazioni delle onde elettromagnetiche

20 Articolazione del modulo in termini di contenuti Unità F1. Le onde meccaniche e il suono 1. Oscillazioni e onde 2. I parametri caratteristici delle onde 3. Fenomeni connessi con la propagazione delle onde 4. Il suono e le sue caratteristiche Unità F2. Le onde elettromagnetiche e la luce 1. La natura ondulatoria della luce 2. Riflessione e rifrazione della luce 3. Luce, materia, colore 4. Lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche Estensioni Acustica fisiologica e acustica musicale - Biologia Estensioni Energia dal Sole- Chimica - biologia L occhio: uno strumento ottico- biologia Tempi previsti: 8 ore

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