PROGRAMMAZIONE DIDATTICA di FISICA - triennio

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1 ! Ministero dell Istruzione, dell Università e della Ricerca Ufficio Scolastico Regionale per le Marche LICEO CLASSICO LINGUISTICO SCIENZE UMANE T. MAMIANI anno scolastico 2015/2016 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA di FISICA - triennio Amatori Claudia Aurelio Vincenzina Brambilla Maura Campana Michela Cecchini Patrizia Chirico Luigi Gabelli Anna Maria Gasparini Catia Gasparini Chiara Grestini Federica Lugli Luciano Mariani Ilaria Sorbini Paola Giampaoli Lucia Verna Lucia Volpotti Bianca Maria! 1

2 PROFILO D USCITA Al termine del liceo lo studente avrà appreso i concetti fondamentali della fisica, acquisendo consapevolezza del valore culturale della disciplina e della sua evoluzione storica ed epistemologica OBIETTIVI FORMATIVI Essi vengono qui sotto brevemente riassunti: Comprensione dei procedimenti caratteristici dell indagine scientifica; Acquisizione di un corpo organico di concetti e metodi per un adeguata interpretazione della natura; Comprensione delle potenzialità e dei limiti delle conoscenze scientifiche; Acquisizione di un linguaggio corretto e sintetico e della capacità di fornire e ricevere informazioni; Capacità di analizzare e schematizzare situazioni reali e di affrontare problemi concreti anche al di fuori dello stretto ambito disciplinare; Acquisizione di strumenti per operare scelte successive di studio e di lavoro; Capacità di leggere la realtà tecnologica. COMPETENZE 1. Osservare ed identificare fenomeni; 2. Affrontare semplici problemi di fisica; 3. Avere consapevolezza dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, analisi critica dei dati e dell affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli; 4. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive. METODOLOGIA Il metodo d insegnamento che s intende seguire è quello di porre gli alunni di fronte a dei quesiti preliminari in modo che abbiano, attraverso la discussione e l'esame delle varie osservazioni, un primo approccio informale con l argomento che ne faccia comprendere l utilità e le difficoltà. Gli alunni saranno stimolati a proporre delle ipotesi provvisorie a spiegazione dei fenomeni presi in esame, ipotesi che saranno verificate, ove possibile, in laboratorio. In un secondo momento si passerà alla formalizzazione dell argomento attraverso la schematizzazione tipica del linguaggio fisico-matematico. Le nozioni acquisite saranno arricchite con riflessioni e precisazioni complementari stimolate con esercizi appositi e con letture tratte da riviste scientifiche periodicamente pubblicate. STRUMENTI Il libro di testo è il principale sussidio didattico unitamente alle apparecchiature del laboratorio di fisica. La lim farà da supporto per lezioni ed esperienze multimediali e per esercitazioni interattive. VALUTAZIONE La valutazione consentirà di verificare, tramite colloqui, test a risposta multipla, questionari aperti ed esperienze di laboratorio la validità dei metodi adottati, l acquisizione dei contenuti e il grado di maturità complessiva di ogni singolo allievo scaturirà dalla chiarezza di esposizione, dalla padronanza dei contenuti e dalla partecipazione attiva al dialogo educativo. Gli indicatori per la valutazione saranno i seguenti:! 2

3 Griglia per la valutazione di FISICA PROVE ORALI e SCRITTE indicatori peso livelli descrittori 2-3 Non conosce l argomento o ha gravi lacune 4 Conosce in modo superficiale e limitato solo di una parte degli argomenti 1 CONOSCENZA Conoscenza dei contenuti 30% 5 Conosce la panoramica degli argomenti in modo frammentario e superficiale 6 Conosce le grandezze e dei fenomeni nei loro principali aspetti qualitativi 7-8 Conosce anche gli aspetti quantitativi dei vari argomenti 9-10 Conosce in modo organico e ragionato tutti gli argomenti, arricchita anche da approfondimenti personali. 2 LINGUAGGIO Correttezza nell esposizione e nella rappresentazione grafica o simbolica 10% 2-3 Tace o usa scorrettamente la lingua italiana, la simbologia, le formule, i grafici, non giustifica teoricamente 4 Usa formule, linguaggio tecnico, simboli e grafici in modo errato o frammentario 5 Usa un linguaggio colloquiale ed informale ma sostanzialmente corretto in italiano, svolge grafici incompleti o con qualche imprecisione, contestualizza in modo lacunoso o non autonomo 6 Svolge grafici corretti e completi, usa un linguaggio corretto e sufficientemente tecnico, contestualizza in maniera autonoma ma parziale 7-8 Sceglie termini adeguati, contestualizza esaurientemente. Svolge grafici corretti completi e curati nell aspetto estetico-formale 9-10 Padroneggia in maniera piena i termini ed i simboli, contestualizza in maniera esaustiva, ricca e con osservazioni personali, collega argomenti diversi 3 COMPETENZA Capacità di utilizzare le conoscenze per risolvere problemi 4 APPLICAZIONE Capacità di analizzare problemi e di risolverli con gli strumenti più opportuni ed efficaci 30% 20% 2-3 Non si orienta ne sa cosa fare 4 Esegue parzialmente, con gravi lacune ed errori 5 Esegue meccanicamente senza consapevolezza 6 È autonomo nelle applicazioni più semplici 7-8 E' autonomo e consapevole anche in problemi articolati 9-10 È autonomo, pienamente consapevole, rapido ed originale nelle soluzioni anche di problemi nuovi 2-3 Non sa condurre alcuna analisi o traduce il quesito in modo scorretto 4 Analizza in modo stentato e traduce il quesito in modo non del tutto corretto e solo se guidato 5 Analizza e traduce un problema o quesito non nuovo, solo se guidato 6 Analizza un problema o quesito semplice, non nuovo e lo traduce in modo autonomo e corretto 7-8 Analizza e traduce correttamente e con autonomia anche problemi nuovi! 3

4 efficaci 5 SINTESI Capacità di evidenziare analogie ed operare sintesi tra argomenti diversi della stessa disciplina o in modo multidisciplinare 10% 9-10 Conduce rapidamente l analisi dei problemi e sceglie la strategia più opportuna con autonomia e originalità 2-3 Non sa operare alcun collegamento in alcuna situazione 4 Opera, su percorsi già proposti in classe, collegamenti vaghi,non significativi e scoordinati 5 Opera collegamenti in modo non coordinato e organizza i pensieri in modo frammentario anche su percorsi già proposti in classe. 6 Riferisce percorsi già proposti in classe rimanendo all interno dell unità didattica 7-8 Esplicita percorsi personali operando con sicurezza, collegamenti tra argomenti affini e della stessa disciplina 9-10 Esprime opinioni personali e le sostiene con argomentazione esaurienti attingendo anche da diverse discipline PROGRAMMAZIONE Possono essere introdotti, all interno di una unità didattica, degli approfondimenti che verranno eventualmente svolti laddove la tempistica e la tipologia della classe e/o indirizzo, lo permetteranno. Alcuni di questi approfondimenti potranno anche essere introdotti o ripresi nel successivo anno scolastico.! 4

5 CLASSE TERZA CLASSE 3^ MODULO 1 GRANDEZZE FISICHE E MISURA IL LINGUAGGIO DELLA FISICA Che cos è una grandezza fisica Il sistema internazionale delle misure L errore in una misura La densità di una sostanza Calcolare e/o misurare grandezze Calcolare gli errori su una grandezza fisica Calcolare e/o misurare una densità LA MATEMATICA NELLA FISICA Le relazioni tra grandezze Grandezze direttamente e inversa mente proporzionali La proporzionalità quadratica I grafici Tradurre le relazioni tra grandezze in una tabella Rappresentare una tabella con un grafico Riconoscere grandezze direttamente proporzionali e inversamente proporzionali UNITÀ 3 LE GRANDEZZE VETTORIALI E LE FORZE Che cos è un vettore La regola del parallelogramma La legge degli allungamenti elastici Le componenti di una forza Disegnare e/o calcolare la risultante di più forze Applicare la legge degli allungamenti elastici Scomporre una forza e calcolare le sue componenti! 5

6 CLASSE 3^ MODULO 2 LE FORZE E L EQUILIBRIO EQUILIBRIO DEI CORPI Equilibrio di un punto materiale Equilibrio di un corpo rigido Le macchine semplici Il baricentro L attrito Trovare la risultante di due o più forze Trovare il baricentro di un corpo Calcolare la forza di attrito statico EQUILIBRIO DEI FLUIDI La definizione di pressione La legge di Stevin L enunciato del principio di Pascal Che cos è la pressione atmosferica L enunciato del principio di Archimede Calcolare la pressione esercitata da un fluido Applicare la legge di Stevin per misurare la pressione Calcolare la spinta di Archimede Prevedere il comportamento di un solido immerso in un liquido! 6

7 CLASSE 3^ MODULO 3 IL MOVIMENTO DEI CORPI IL MOTO RETTILINEO La definizione di velocità media e accelerazione media Che cosa si intende per moto rettilineo uniforme e per moto uniformemente accelerato Enunciare la legge del moto rettilineo uniforme Enunciare la legge del moto uniformemente accelerato Che cos è l accelerazione di gravità Calcolare la velocità media e l accelerazione media Utilizzare la legge oraria del moto rettilineo uniforme Utilizzare la legge oraria e la legge della velocità in un moto uniformemente accelerato Ricavare la legge oraria del moto da un grafico Calcolare la velocità e lo spazio percorso da un oggetto in caduta libera IL MOTO NEL PIANO Che cos è il moto circolare uniforme Caratteristiche e leggi del moto circolare uniforme Calcolare la velocità e l accelerazione nel moto circolare uniforme! 7

8 CLASSE 3^ Modulo 4 LE FORZE E IL MOVIMENTO I PRINCIPI DELLA DINAMICA Gli enunciati dei tre principi della dinamica Approfondimenti: Applicazioni: il moto parabolico, il pendolo Applicare i tre principi della dinamica Valutare la forza centripeta! 8

9 CLASSE QUARTA CLASSE 4^ MODULO 1 IL MOTO DEI PIANETI I SISTEMI COSMOLOGICI E IL MOTO DEI PIANETI Le leggi di Keplero I sistemi cosmologici del XVI e XVII secolo I sistemi di riferimento inerziali e non, il principio di relatività galileiano La forza gravitazionale e la legge di gravitazione universale Saper applicare le leggi di Keplero Saper calcolare la forza gravitazionale CLASSE 4^ MODULO 2 ENERGIA E LAVORO ENERGIA E LAVORO La definizione di lavoro La definizione di energia cinetica e potenziale gravitazionale Il teorema dell energia cinetica Il principio di conservazione dell energia meccanica La definizione di potenza Il concetto di forza conservativa Calcolare il lavoro di una o più forze costanti applicate allo stesso corpo Applicare il teorema dell energia cinetica a situazioni semplici Descrivere trasformazioni di energia da una forma all altra Applicare il principio di conservazione dell energia meccanica Distinguere tra forze conservative e non conservative! 9

10 CLASSE 4^ MODULO 3 TERMOLOGIA E TERMODINAMICA TERMOLOGIA Come si misura la temperatura Le leggi di dilatazione dei corpi La trasmissione del calore Misure in Kelvin e Celsius Utilizzare le leggi di dilatazione termica Modellizzare il comportamento della materia sottoposta a flussi di calore e a variazioni di temperatura TERMODINAMI CA Il gas perfetto Il modello cinetico dei gas I principi della termodinamica Analizzare il modello di semplici sistemi di aeriformi mediante il modello di gas perfetto Applicare i principi della termodinamica e le loro conseguenze nell analisi di semplici sistemi fisici! 10

11 CLASSE 4^ MODULO 4 ONDE ELASTICHE E SUONO ONDE ELASTICHE Fenomeni ondulatori e natura delle onde meccaniche Modalità di propagazione Interferenza e diffrazione Identificare le caratteristiche di un moto ondoso Classificare diversi tipi di onde Interpretare i fenomeni della risonanza e della diffrazione Identificare e interpretare il meccanismo di formazione delle onde elastiche IL SUONO Il suono come onda Le caratteristiche del suono Riflessione e rifrazione del suono Identificare e interpretare la natura delle onde sonore Applicare i fenomeni ondulatori al suono UNITÀ 3 LA LUCE La luce come onda Approfondimento: ottica geometrica Identificare e interpretare la natura delle onde luminose Applicare i fenomeni ondulatori alla luce! 11

12 CLASSE QUINTA CLASSE 5^ MODULO 1 LE CARICHE E I CAMPI ELETTRICI Conoscere la definizione e il significato di campo e potenziale elettrico e le loro relazioni saper fare o competenza LE CARICHE ELETTRICHE Come interagiscono i due tipi di cariche esistenti in natura La legge di Coulomb Il campo elettrico L energia potenziale e il potenziale elettrico. Il moto di una carica in un campo elettrico I condensatori Applicare la legge di Coulomb Calcolare la forza che si esercita su una carica posta dentro un campo elettrico uniforme Conoscere le caratteristiche e le proprietà dei condensatori LA CORRENTE ELETTRICA La corrente elettrica nei solidi La resistenza di un conduttore e le leggi di Ohm La potenza elettrica e l effetto Joule I circuiti elettrici Schematizzare un circuito elettrico Applicare la prima e la seconda legge di Ohm Calcolare la quantità di calore prodotta per effetto Joule! 12

13 CLASSE 5^ MODULO 2 IL CAMPO MAGNETICO Conoscere le relazioni tra elettricità e magnetismo saper fare o competenza IL CAMPO MAGNETICO I magneti Esperienze fondamentali sulle interazioni tra magneti e correnti. La forza di Lorenz e il campo magnetico Il moto di una carica in un campo magnetico. La forza esercitata da un campo magnetico su un conduttore percorso da corrente Individuare direzione e verso del campo magnetico Calcolare la forza su un conduttore percorso da corrente Stabilire la traiettoria di una carica in un campo magnetico IL CAMPO ELETTROMAG NETICO Cenni sulle correnti indotte e relative leggi. Il flusso del campo magnetico La legge di Faraday- Neumann La legge di Lenz Approfondimento: La produzione di corrente alternata: l alternatore Il campo elettromagnetico Conoscere il fenomeno dell induzione elettromagnetica e la legge di Faraday Conoscere il funzionamento degli alternatori e dei trasformatori Conoscere le caratteristiche delle onde elettromagnetiche! 13

14 CLASSE 5^ MODULO 3 FISICA MODERNA Conoscere i problemi ai quali la teoria della relatività di Einstein ha cercato di dare risposta; conoscere il concetto di quantizzazione saper fare o competenza LA TEORIA DELLA RELATIVITÀ DI EISTEIN Relatività e meccanica classica I postulati della relatività ristretta I principali risultati della teoria. Cenni di relatività generale e geometria dello spazio-tempo. Sapere individuare le differenze tra relatività galileiana e relatività ristretta Saper formulare i postulati della relatività ristretta LA MECCANICA QUANTISTICA Effetto fotoelettrico: concetto di fotone Natura corpuscolare della luce Dualismo onda corpuscolo Principio di indeterminazione. Sapere individuare le differenze tra il concetto di continuo e discreto Sapere individuare le caratteristiche ondulatorie e corpuscolari della luce e dell elettrone Questo modulo, in una o tutte e le due le sue unità, può essere introdotto come approfondimento! 14