LICEO GINNASIO JACOPO STELLINI Piazza I Maggio, 26-33100 Udine Tel. 0432 504577 Fax. 0432 511490 Codice fiscale 80023240304 e-mail: info@liceostellini.it - Indirizzo Internet: www.stelliniudine.it - PEC: udpc01000c@pec.istruzione.it PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE PER COMPETENZE ISTITUTO Liceo ginnasio Jacopo Stellini ANNO SCOLASTICO 2013/14 CLASSE IIIB DISCIPLINA Fisica DOCENTE Renzo Ragazzon QUADRO ORARIO (n. ore settimanali nella classe) 3 1. FINALITA Lo studio della Fisica negli ultimi tre anni di corso (due per le classi non riformate) si inserisce nel quadro educativo generale, inteso a promuovere le capacità di analisi, collegamento e valutazione critica. Si rivela inoltre prezioso per sviluppare le facoltà di astrazione e di unificazione. La Fisica deve fornire strumenti concettuali utili ad interpretare la natura, deve accrescere l'interesse per la scienza e presentarla come parte integrante della cultura in generale. Insieme alla Matematica, la Fisica rappresenta il linguaggio con cui indagare e comprendere i diversi aspetti oggettivi della realtà. È pertanto ovvio che essa contribuisca alla formazione culturale dei giovani, anche di quelli che non intendono seguire studi scientifici. La disciplina, soprattutto in un liceo classico, assume un ruolo importante anche per promuovere la competenza matematica, intesa come capacità di affrontare situazioni problematiche reali attraverso linguaggi formalizzati. Le finalità individuate come maggiormente rilevanti risultano le seguenti: - Sviluppare le capacità logiche e critiche. - Raggiungere un corretto equilibrio tra ragionamento induttivo e deduttivo. - Far comprendere come sia necessario rivedere le proprie ipotesi ed opinioni in relazione alla realtà sperimentale. - Promuovere l uso di un linguaggio sobrio e rispettoso delle terminologie specifiche. - Abituare gli alunni a fornire argomentazioni oggettive per le proprie tesi. 1
- Educare i giovani al rispetto per la ricerca scientifica, riconoscendone il valore pratico, culturale ed estetico. 2. ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA PROFILO GENERALE DELLA CLASSE (caratteristiche cognitive, comportamentali, atteggiamento verso la materia, interessi, partecipazione...) La classe 3B è formata da 20 alunni, 17 femmine e 3 maschi. Il comportamento disciplinare è ineccepibile. Gli studenti con attitudini buone o più che buone per le discipline scientifiche formano un gruppo ristretto a 3 o 4 elementi. Altrettanto numeroso è il gruppo di alunni con persistenti difficoltà nei confronti della matematica e della fisica. Mediamente, la classe partecipa solo passivamente al dialogo didattico e dimostra uno scarso interesse per le discipline scientifiche, anche per gli argomenti con chiare valenze culturali trasversali. L impegno è abbastanza responsabile ed autonomo ma occorre stigmatizzare il metodo di studio, scolastico in senso deteriore e poco attento alla struttura logica propria delle discipline scientifiche. FONTI DI RILEVAZIONE DEI DATI: Osservazione del comportamento in classe, colloqui con gli alunni, esito delle verifiche. LIVELLI DI PROFITTO (fine primo quadrimestre) DISCIPLINA D INSEGNAMENTO Fisica LIVELLO BASSO (voti inferiori alla sufficienza) N. Alunni 2 (10 %) LIVELLO MEDIO (voti 6-7) N. Alunni 12 (60 %) LIVELLO ALTO ( voti 8-9-10) N. Alunni 6 (30 %) PROVE UTILIZZATE PER LA RILEVAZIONE DEI REQUISITI INIZIALI: Colloqui con gli alunni, verifiche informali, prove di verifica degli anni precedenti. 2
3. QUADRO DEGLI OBIETTIVI DI COMPETENZA ASSE CULTURALE MATEMATICO ASSE CULTURALE SCIENTIFICO TECNOLOGICO Competenze disciplinari Obiettivi generali di competenza della disciplina definiti all interno dei Dipartimenti disciplinari Le competenze disciplinari per la Fisica possono essere utilmente distinti in due livelli: competenze di alto livello e competenze di livello medio-basso. Competenze di alto livello - Formalizzare problemi di vario genere e riconoscere quali leggi, modelli e principi generali possono essere utilizzati per arrivare alla loro soluzione. - Essere in grado di individuare le variabili più opportune per descrivere o modellizzare un sistema fisico. Organizzare quindi le informazioni in proprio possesso ed utilizzare le correlazioni tra le variabili per determinare quelle incognite. - Formulare ipotesi esplicative e previsioni, utilizzando modelli, analogie e leggi. - Riconoscere che i metodi della Fisica possono essere applicati a qualunque contesto suscettibile di analisi quantitativa. - Sviluppare la capacità di ristrutturare i propri saperi, dopo aver riconosciuto ed apprezzato l importanza di fondare la conoscenza sul rispetto dei fatti e su un nucleo il più possibile compatto di concetti unificanti. - Apprezzare e sfruttare le capacità predittive della Fisica e delle discipline scientifiche in generale, privilegiando tali capacità rispetto a quelle semplicemente descrittive. Competenze di livello medio-basso - Essere in grado di risolvere problemi ed esercizi elementari che rappresentino immediate applicazioni delle leggi studiate. - Essere in grado di definire le principali grandezze fisiche oggetto dei corsi, illustrandone il significato con brevi commenti e semplici esempi. - Saper distinguere tra elementi essenziali e secondari di una comunicazione 3
4. CONTENUTI DEL PROGRAMMA I QUADRIMESTRE Piano inclinato e relazione a=gh/l. Accelerazione centripeta. Stima della accelerazione della luna. Legge di gravitazione universale. Stima della massa solare. Stima della densità solare. Proprietà di scala delle legge di gravitazione universale. Relazione tra velocità e raggio dell orbita nel moto dei satelliti. Derivazione della terza legge di Keplero. Stima del raggio dell orbita lunare. Stima della densità del sole. Il lavoro. Definizione di lavoro di una forza. Il teorema dell energia cinetica. Interpretazione dell energia cinetica. La conservazione dell energia nel caso della caduta dei gravi. Energia potenziale gravitazionale. Esempi di lavoro non conservativo. Il problema del lavoro eseguito da forze non costanti. Cenni alla legge di Hooke. Derivazione della formula per l energia potenziale elastica. La conservazione dell energia in presenza di forze gravitazionali ed elastiche. Definizione di impulso e conservazione della quantità di moto. Esercizi sulla conservazione della quantità di moto. II QUADRIMESTRE Il termometro e la definizione operativa di temperatura. Dilatazione lineare e legge della dilatazione lineare. Leggi dei gas perfetti; legge di Boyle, leggi di Gay-Lussac. Estrapolazione delle leggi di Gay-Lussac a basse temperature, esistenza dello zero assoluto ed introduzione della temperatura assoluta. Riformulazione delle leggi di Gay-Lussac in funzione della temperatura assoluta e relativi vantaggi. Concetto di mole. L equazione di stato del gas perfetto. Dall equazione di stato alle leggi di Boyle e Gay-Lussac. 2 Modello cinetico del gas perfetto e derivazione semplificata della relazione pv = N( E c ) media. 3 Interpretazione meccanica della temperatura Il modello cinetico dei gas ed il calore come forma di lavoro eseguito "su scala microscopica". Capacità termica e calore specifico (definizioni). La temperatura di equilibrio. Lavoro meccanico compiuto da un gas in una trasformazione isobara e derivazione della relazione W = pδv. Lavoro macroscopico, lavoro microscopico e derivazione del primo principio della Termodinamica. Interazione elettrica. Esperienze elementari di elettrostatica e loro interpretazione. La conservazione della carica elettrica. La legge di Coulomb. Concetto e definizione di campo elettrico. Le linee di campo elettrico. Definizione di potenziale elettrico. La corrente elettrica e la definizione di intensità di corrente. Derivazione della formula per la potenza dissipata da una corrente (P=IΔV). 6. ATTIVITA SVOLTE DAGLI STUDENTI Svolgimento di esercizi e soluzioni di problemi sotto la guida dell insegnante. Partecipazione alle lezioni dialogate (richieste di chiarimenti, esposizione di dubbi o difficoltà, proposte circa la soluzione dei problemi o lo svolgimento degli esercizi). Rielaborazione personale dei contenuti ed assimilazione dei concetti attraverso studio autonomo o lo svolgimento di problemi ed esercizi come lavoro domestico. 4
7. METODOLOGIE Lezione frontale, lezione dialogata, metodo induttivo, metodo deduttivo, scoperta guidata, problem solving. 8. MEZZI DIDATTICI (ad utilizzo prevalente) Testi adottati: Meccanica A+B, Cutnell John, Zanichelli Termologia+Elettromagnetismo, Cutnell John, Zanichelli Altri sussidi didattici: Note redatte dal docente, ulteriori esercizi ed alcune videolezioni; i materiali sono disponibili attraverso il sito della scuola (www.liceostellini.it/disepenserr/3bmateriali.htm) o consegnati direttamente agli studenti su supporto cartaceo. 9. MODALITA' DI VERIFICA DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA Il profitto degli alunni viene valutato attraverso prove scritte (svolgimento di esercizi, soluzione di problemi, test con quesiti a risposta multipla) o tradizionali interrogazioni. L anacronistica distinzione tra voto orale e voto scritto è da ritenersi superata. Tutte le verifiche saranno, nei limiti del possibile, strutturate in tre livelli di difficoltà crescente: -livello basso (richiede semplici conoscenze procedurali e/o dichiarative). -livello medio (richiede una minima articolazione del ragionamento logico-deduttivo e/o l impostazione di una semplice strategia risolutiva). -livello alto (richiede l impostazione di una strategia risolutiva complessa od originale. MODALITÀ DI RECUPERO SCANSIONE TEMPORALE Si prevedono 2 voti al quadrimestre per gli alunni sufficienti ed almeno 3 per gli insufficienti. MODALITÀ DI APPROFONDIMENTO 5
Recupero curriculare: Le lezioni dedicate a nuovi argomenti rappresentano una parte minoritaria del corso che, al contrario, vede come attività prevalente lo svolgimento di esercizi tesi a consolidare i concetti e superare le difficoltà emerse dalle verifiche (o dal normale dialogo didattico). Per molti aspetti, dunque, il corso di fisica si configura come un vero e proprio corso di recupero. Secondo una tradizione ormai invalsa, la normale pratica didattica prevede la riproposizione dei contenuti in forma semplificata, o diversificata, ed attività guidate a crescente livello di difficoltà. Occorre poi tener presente che, in linea di massima, le prove di verifica comprendono anche e esercizi o problemi sui contenuti meno recenti, fornendo così agli studenti la possibilità di dimostrare l avvenuto recupero. Il testo delle prove scritte viene inoltre messo a disposizione degli studenti attraverso il sito dell istituto (più raramente fornito in copia cartacea) Trattazione avanzata di alcuni argomenti del programma. Proposta di problemi (anche nelle prove di verifica) la cui soluzione richiede l impostazione di una strategia risolutiva articolata o con elementi di novità rispetto a quanto visto in classe Attività previste per la valorizzazione delle eccellenze: Partecipazione alle olimpiadi della Fisica 10. CRITERI DI VALUTAZIONE La valutazione degli Studenti terrà conto dei seguenti elementi: conoscenza dei contenuti; padronanza delle tecniche di calcolo e degli algoritmi; capacità di applicare i contenuti alla soluzioni di problemi, cogliendo collegamenti e relazioni tra i dati ed impostando una opportuna strategia risolutiva. capacità di comunicare in modo chiaro, sintetico ed argomentato (non solo quanto appreso ma anche la strategia scelta per risolvere un problema) capacità logiche, critiche ed intuitive; Per quanto riguarda l'interpretazione della scala numerica utilizzata nelle valutazioni, sarà utilizzata la seguente griglia: 6
Descrizione della prestazione Mancanza totale di elementi positivi di valutazione Gravi lacune nella preparazione ed incapacità di giungere ad una sintesi logica e coerente Lacune su concetti significativi e/o carenze nelle abilità procedurali Comprensione delle linee generali della materia ed acquisizione delle tecniche di calcolo, con capacità di orientarsi in modo abbastanza autonomo Capacità di orientarsi nella disciplina e di utilizzare in modo sostanzialmente autonomo le conoscenze acquisite Conoscenza articolata degli argomenti e loro applicazione sicura Attitudini per il ragionamento logico - deduttivo e/o spiccate doti d intuizione, esposizione lucida ed efficace, approfondimento personale della disciplina, capacità di proporre tecniche risolutive originali Voto in decimi 3 4 5 6 7 8 9-10 11. COMPETENZE TRASVERSALI DI CITTADINANZA Quale specifico contributo può offrire la disciplina per lo sviluppo delle competenze chiave di cittadinanza, al termine del triennio. Formulare delle ipotesi operative, indicando attività e metodologie didattiche per alcune o tutte le competenze qui elencate (*) A) COMPETENZE DI CARATTERE METODOLOGICO E STRUMENTALE 1. IMPARARE A IMPARARE: La Matematica e la Fisica, come sottolineato nel POF, svolgono un ruolo insostituibile nel conseguimento della competenza imparare ad imparare. In particolare, viste le caratteristiche cognitive della classe, si rivelano particolarmente utili per scoraggiare gli apprendimenti mnemonici ed arginare la tendenza a concepire la cultura come mero possesso di conoscenze dichiarative o procedurali. 2. RISOLVERE PROBLEMI, INDIVIDUARE COLLEGAMENTI E RELAZIONI, ACQUISIRE E INTERPRETARE LE INFORMAZIONI: Come ampiamente sottolineato altrove, la soluzione di problemi è l attività di gran lunga prevalente nei corsi di Matematica e Fisica. In linea di massima, tutte le richieste poste agli studenti si traducono 7
in situazioni problematiche la cui soluzione, inevitabilmente, presuppone la capacità di interpretare e rielaborare informazioni di vario genere, sfruttando i collegamenti e le relazioni tra le stesse. Fanno eccezione sono gli esercizi più elementari, quelli cioè che si riducono ad una banale e diretta applicazione delle regole studiate. Il corso di Fisica, in particolare, offre numerose occasioni in cui le conoscenze devono essere utilizzate per costruire modelli di situazioni reali, sufficientemente varie da scoraggiare l uso di strategie risolutive rigide e ripetitive. B) COMPETENZE DI RELAZIONE E INTERAZIONE 3. COMUNICARE: Tutte le prove scritte assegnate alla classe comprenderanno almeno un quesito di tipologia analoga a quella prevista per la terza prova (A o B); questo genere di richiesta, oltre che a sondare il possesso delle conoscenze, ha l indiscutibile vantaggio di promuovere la sintesi e la chiarezza della comunicazione. E comunque evidente che tutti i contenuti disciplinari, in misura maggiore o minore, contribuiscono allo sviluppo delle competenze di comunicazione, tanto orale quanto scritta, sia nel linguaggio convenzionale che in quello formalizzato. In generale, grazie alla frequente richiesta di motivare passaggi e procedimenti, lo studente è continuamente sollecitato ad utilizzare codici espressivi anche molto diversi tra loro, segnatamente il linguaggio naturale e quello simbolicospecifico. C) COMPETENZE LEGATE ALLO SVILUPPO DELLA PERSONA, NELLA COSTRUZIONE DEL SÉ 4. AGIRE IN MODO AUTONOMO E RESPONSABILE: Lo studente, svolgendo con costanza e impegno il lavoro assegnato e curando la propria preparazione, sviluppa la consapevolezza che le sue azioni determinano conseguenze ad esse proporzionate, sia sul piano del profitto sia su quello delle relazioni con i compagni e i docenti; l'allievo impara, pertanto, a commisurare i comportamenti con l'intenzione, gli obiettivi attesi e il sistema di regole condivise. (*) Fare riferimento alla Programmazione di Istituto organizzata per assi, ai lavori del Dipartimento disciplinare e alla programmazione di classe. Udine, 28 Febbraio 2014 Il Docente Renzo Ragazzon 8