Liceo Scientifico Francesco Severi di Salerno PROGRAMMAZIONE DIPARTIMENTO MATEMATICA E FISICA Anno scolastico 2011-2012 MATEMATICA E FISICA FINALITÀ GENERALI L insegnamento della Matematica e della Fisica contribuirà alla formazione globale della personalità dell individuo favorendone lo sviluppo delle capacità cognitive, di formalizzazione e di organizzazione concettuale. Concorrerà, inoltre alla promozione culturale e sociale dei giovani fornendo un bagaglio di conoscenze e di procedimenti irrinunciabili per interpretare la realtà, per operare scelte consapevoli, per apprendere lungo l intero arco della vita. Come indicato nel Regolamento dei Nuovi Licei, contribuirà in modo determinante a delineare il profilo educativo, culturale e professionale dello studente liceale fornendogli gli strumenti culturali e metodologici per una comprensione approfondita della realtà che gli consentirà di: porsi con atteggiamento razionale, creativo, progettuale e critico di fronte alle situazioni, ai fenomeni e ai problemi; acquisire conoscenze, abilità e competenze adeguate sia per il proseguimento degli studi di ordine superiore, sia per l inserimento nella vita sociale e nel mondo del lavoro. OBIETTIVI FORMATIVI E COGNITIVI DISCIPLINARI MATEMATICA Acquisire Il linguaggio, i contenuti e i procedimenti caratteristici della disciplina in riferimento alle quattro aree tematiche prescritte dalle Indicazioni Nazionali per il nuovo Liceo Scientifico. Saper individuare i concetti fondamentali e le strutture di base che unificano le varie branche della Matematica e ne determinano l'organizzazione complessiva. Acquisire il metodo induttivo-deduttivo, avendo chiara consapevolezza del valore sia dei procedimenti induttivi e della loro utilità nell'analisi de nella risoluzione di situazioni problematiche, sia dei procedimenti deduttivi e della loro utilità nella costruzione di modelli, di teorie e di sistemi assiomatici. Comprendere le capacità di previsione e di interpretazione della Matematica nei riguardi dei fenomeni non solo naturali, ma anche economici, sociali e della vita reale in genere. Saper affrontare situazioni problematiche di varia natura adottando strategie economiche e soddisfacenti. Saper utilizzare metodi, strumenti e modelli matematici in situazioni diverse dai contesti specifici di apprendimento. Saper elaborare informazioni sia manualmente che automaticamente attraverso la utilizzazione di metodi e di strumenti informatici. Comprendere i nodi fondamentali dello sviluppo del pensiero matematico, anche in dimensione storica, in riferimento al contesto filosofico, scientifico e tecnologico che li hanno prodotti. FISICA Acquisire un insieme organico i metodi e di contenuti, finalizzati ad un adeguata interpretazione dei fenomeni naturali. Comprendere i procedimenti caratteristici dell indagine scientifica che si articolano in un continuo rapporto tra costruzione teorica e attività sperimentale. Saper utilizzare strumentazione scientifica e sistemi automatici di calcolo e di elaborazione dati. Saper reperire informazioni, rielaborarle e comunicarle con linguaggio scientifico. Acquisire l abitudine all approfondimento, alla riflessione individuale e all organizzazione del lavoro personale e di gruppo. Acquisire consapevolezza delle potenzialità e dei limiti delle conoscenze scientifiche Cogliere le relazioni tra l avanzamento delle conoscenze scientifiche e quelle del contesto umano, storico e tecnologico. Comprendere il ruolo fondamentale, in tutti gli ambiti dell attività umana, del metodo scientifico come strumento irrinunciabile di costruzione e di evoluzione delle conoscenze scientifico-tecnologiche. 1
OBIETTIVI FORMATIVI E COGNITIVI TRASVERSALI Osservare con spirito critico e capacità di analisi gli accadimenti della vita reale. Porsi problemi, formulare ipotesi e prospettare soluzioni. Organizzare con rigore logico le proprie conoscenze, mettendole in relazione con altre già acquisite e applicandole in situazioni nuove, per interpretare fenomeni e per risolvere situazioni problematiche. Sviluppare ragionamenti di tipo induttivo-deduttivo secondo le regole della logica e del corretto ragionare. Cogliere le relazioni tra lo sviluppo delle conoscenze scientifiche e quello del contesto umano, storico e tecnologico. Acquisire autonomia di pensiero e capacità di comunicare con chiarezza ed efficacia le proprie idee. Lavorare in gruppo con senso di responsabilità nel rispetto dei compiti, dei ruoli e delle competenze individuali. Adoperare i metodi, i linguaggi e gli strumenti informatici in situazioni di studio, di ricerca e di lavoro. METODOLOGIA Dalla constatazione obiettiva che l'efficacia dell'intervento educativo-didattico dipende in larga misura dalla motivazione e dal grado di coinvolgimento dello studente, saranno adottate le strategie più efficaci per stimolare la curiosità, la creatività e l'operatività degli allievi sollecitandoli ad assumere un atteggiamento critico e attivo nel proprio processo di apprendimento. Attraverso la lettura del testo scientifico, la risoluzione di problemi, la progettazione e la realizzazione di esperimenti di laboratorio, gli allievi saranno guidati in situazioni concrete di apprendimento nelle quali troveranno collocazione ed effettiva integrazione i due aspetti complementari che caratterizzano la costruzione della conoscenza scientifica: il momento dell indagine sperimentale e quello della elaborazione teorico-concettuale. Sarà privilegiata la metodologia del problem solving. Per quanto possibile, gli argomenti saranno introdotti in forma di situazioni problematiche e gli studenti saranno sollecitati a riconoscere relazioni e a formulare ipotesi di soluzione facendo ricorso a conoscenze già acquisite e anche all'intuito e alla fantasia; infine, attraverso procedimenti di tipo deduttivo, saranno guidati alla generalizzazione del risultato conseguito e alla sintesi con altre nozioni teoriche già apprese. Saranno favorite le attività pratiche e l approccio sperimentale attraverso la frequentazione dei laboratori scientifici e informatici. Le attività di laboratorio, oltre a costituire una occasione irrinunciabile per la verifica e l approfondimento dei contenuti teorici, contribuiranno a sviluppare capacità di ricerca e di apprendimento autonomo, di organizzare il proprio lavoro per il raggiungimento di un obiettivo specifico, di affrontare situazioni problematiche nuove e spesso impreviste. Per dare un riferimento concreto ai contenuti e ai procedimenti appresi, saranno costantemente evidenziate le profonde relazioni tra la Matematica e la Fisica, né saranno trascurate le connessioni con le altre discipline e, in particolare, con quelle dell area tecnico-scientifica. In sintesi, saranno valorizzati tutti gli aspetti del lavoro scolastico: studio delle discipline in una prospettiva sistematica, storica e critica; approccio per problemi alle principali questioni affrontate; pratica del metodo induttivo-deduttivo sia nell interpretazione dei fenomeni naturali che nella risoluzione di problemi, nella dimostrazione di teoremi e nella costruzione di modelli e di teorie; presentazione rigorosa degli argomenti e immediata applicazione degli stessi inquadrandoli, quando possibile, in ambito interdisciplinare; rielaborazione individuale dei contenuti anche attraverso l esercizio di lettura, di analisi, e d interpretazione del testo scientifico; pratica dell argomentazione e del confronto; cura di una modalità espositiva scritta ed orale corretta, pertinente, efficace e personale; uso costante dei laboratori scientifici e informatici uso degli strumenti multimediali a supporto dello studio e della ricerca. Le metodologie didattiche, utilizzate dai docenti per il raggiungimento degli obiettivi programmati, si concretizzeranno in termini di: Situazioni di apprendimento Lezione frontale, lezione interattiva/dialogica, lavori di gruppo e individuali, ricerche guidate, relazioni, esercitazioni di autocorrezione, problem-solving, simulazioni, approcci didattici individualizzati e di recupero per una più efficace partecipazione operativa degli alunni. Materiali di supporto allo sviluppo dei contenuti Testi in adozione e/o consigliati, libri della biblioteca, riviste e quotidiani, presentazioni multimediali, documenti originali, tavole e grafici, documenti reperibili in rete, software di base e applicativi. Strumenti di lavoro Quaderni, schede, fotocopie, lavagna tradizionale, lavagna interattiva multimediale LIM, computer, CD-ROM, strumentazione dei laboratori scientifici e informatici. 2
Strumenti VERIFICHE Le verifiche sistematiche e periodiche saranno articolate in riferimento agli obiettivi generali e agli obiettivi specifici prefissati per ogni singolo argomento o unità didattica. Per la predisposizione delle prove si seguirà il modello di analisi degli obiettivi proposto da Bloom per l'area cognitiva, secondo i seguenti livelli di specificazione: 1. Conoscenza dei termini 2. Conoscenza dei fatti 3. Conoscenza di regole e principi 4. Capacità di effettuare trasformazioni e adattamenti 5. Capacità di stabilire relazioni. Si avrà cura inoltre di somministrare prove a vari livelli di complessità per consentire ad ognuno di dare risposte adeguate alle proprie capacità, tenendo conto non solo delle esigenze di chi ha particolari difficoltà, ma anche di quelle di chi dimostra maggiori abilità e più vivo interesse. Le verifiche scritte e orali saranno frequenti e omogeneamente distribuite nell arco dell anno. Le prove scritte saranno articolate nelle forme più varie, dalle tipologie più tradizionali ( esercizi, problemi, trattazioni sintetiche) ai test e alle prove strutturate, al fine di preparare gli allievi ad affrontare la seconda e la terza prova scritta previste dal nuovo esame di stato. Le prove scritte potranno anche consistere nella elaborazione individuale e in piccoli gruppi, di relazioni e semplici programmi informatici. Le interrogazioni orali mireranno soprattutto a valutare le capacità di ragionamento, di rielaborazione personale e di comunicazione attraverso un linguaggio proprio, chiaro e corretto. Criteri VALUTAZIONE La valutazione formativa e sommativa mirerà all accertamento delle conoscenze, delle competenze e delle abilità acquisite dall allievo; inoltre si terrà conto del livello di partenza, della partecipazione, dell'impegno, del grado di socializzazione e di maturazione. La valutazione, fornendo all'insegnante le informazioni necessarie circa le condizioni di apprendimento del singolo allievo, costituirà la base diagnostica per un perfezionamento ed una maggiore individualizzazione dell'intervento formativo e guiderà gradualmente il ragazzo alla scoperta delle sue reali possibilità e alla loro massima utilizzazione. Per la formulazione dei giudizi e l attribuzione dei voti, relativamente alle verifiche formative e sommative, il docente considererà i seguenti elementi Orale Conoscenza dell argomento/procedimento richiesto. Realizzazione di collegamenti, sviluppi, confronti, applicazioni. Argomentazione e rielaborazione personale critica Apporti originali e creativi. Lessico ed esposizione. Scritto Conoscenza e sviluppo dell argomento richiesto. Applicazione del procedimento richiesto. Organizzazione e articolazione del testo e/o dei dati. Organicità del progetto compositivo, e/o applicativo, e/o risolutivo. Approfondimenti e generalizzazioni, giudizi e interpretazioni personali Lessico ed esposizione. Indicatori Il docente assumerà i seguenti indicatori del livello di sufficienza Orale L alunno deve conoscere in modo abbastanza corretto gli argomenti/procedimenti richiesti e saper esprimere, se invitato, giudizi accettabili su di essi. Deve esporre senza particolari difficoltà. Scritto La prova tratta/sviluppa/risolve l argomento/quesito/problema richiesto nelle linee essenziali in modo abbastanza chiaro e lineare. Lo svolgimento è nel complesso corretto, senza gravi o frequenti errori. In particolare per la correzione e la valutazione delle prove scritte e orali, saranno utilizzati i seguenti parametri ai quali si farà riferimento anche per la seconda prova scritta e per il colloquio dell esame di Stato: 3
GRIGLIE DI VALUTAZIONE Prove scritte e SECONDA PROVA D ESAME In decimi In quindicesimi Individuazione dei dati e comprensione della problematica proposta 0-2 0-3 Scelta e uso appropriati dei termini, dei simboli e dei procedimenti risolutivi 0-2 0-3 Esattezza di calcolo e precisione 0-2 0-3 Ordine e chiarezza del procedimento logico/formale 0-2 0-3 Completezza dello svolgimento 0-2 0-3 Prove Orali e COLLOQUIO D ESAME In decimi In quindicesimi Padronanze della lingua,scioltezza e proprietà espositiva 0-2 0-7 Capacità di utilizzare le conoscenze acquisite in uno o più contesti 0-2 0-7 Capacità di collegare i contenuti disciplinari 0-2 0-7 Capacità di discutere ed argomentare gli argomenti proposti 0-2 0-7 Capacità di approfondire gli argomenti sotto profili diversi 0-2 0-7 ATTIVITÁ INTEGRATIVE E DI RECUPERO Attività di recupero Per gli allievi più deboli saranno attivati interventi individualizzati, curricolari ed extracurricolari (secondo i tempi e le modalità definite dal collegio dei docenti), mirati sia al recupero di abilità specifiche di calcolo, di deduzione logica e di risoluzione di problemi, sia all acquisizione di un più adeguato metodo di studio. Attività di approfondimento e di integrazione Per vivacizzare l interesse e la partecipazione costruttiva degli gli alunni più dotati, essi saranno costantemente impegnati in esercitazioni a più elevati livelli di complessità e in attività integrative di approfondimento. In particolare, saranno sollecitati ad approfondire, mediante ricerche autonome e con l ausilio dei più diversificati sussidi didattici, tematiche di maggiore rilevanza, sia dal punto di vista disciplinare che per le possibilità di applicazione in campo scientifico, economico e sociale. A tale scopo si prevede un ampia utilizzazione dei sistemi di elaborazione automatica delle informazioni e, in particolare, del sistema operativo WINDOWS con relative applicazioni di office-automation e della rete telematica. Parimenti sarà incoraggiata la partecipazione a: concorsi e gare disciplinari (Olimpiadi di Fisica e di Matematica, Kangarou); progetti interni (ECDL, Laboratorio di Fisica e di Matematica Applicata, Cl@ssi 2.0) ed esterni, sviluppati in collaborazione con enti nazionali (PlayEnergy) e locali; attività di orientamento sviluppate in continuità con l Università, particolarmente nell ambito del progetto Lauree Scientifiche. 4
CONTENUTI I contenuti saranno scelti all'interno delle aree tematiche indicate dai programmi, secondo la scansione concordata nell'ambito della programmazione didattica d Istituto e in considerazione dei seguenti elementi: propedeuticità che alcuni argomenti hanno rispetto ad altri nell'ambito della stessa disciplina o di altre discipline; interessi mostrati dagli alunni, loro conoscenze e abilità, loro grado di maturazione; disponibilità di attrezzature di laboratorio e di sussidi didattici; possibilità di spunti e di agganci per attività interdisciplinari. Al fine di realizzare un insegnamento "costruttivo" e non puramente descrittivo, i temi saranno affrontati secondo il metodo ciclico: un argomento, proposto in un certo periodo dell'anno, potrà essere ripreso a distanza di tempo e sviluppato parallelamente ad altri appartenenti a diverse aree tematiche, mettendone in luce le reciproche relazioni e connessioni, così da pervenire, alla fine del triennio, ad una costruzione organica, al tempo stesso unitaria e ben articolata del sapere. L'attività di laboratorio integrerà gli elementi di contenuto dei vari temi e costituirà, di volta in volta, un momento di scoperta, di verifica, di sintesi e di riflessione teorica. Essa sarà distribuita lungo tutto l'arco dell anno e sarà finalizzata sia a fornire specifiche competenze tecniche che a dare una componente concreta e operativa ai contenuti di Informatica, di Matematica e di Fisica.. In particolare, nell'ambito dei contesti matematici e fisici che saranno progressivamente sviluppati, saranno utilizzati opportuni ambienti informatici: sistema operativo WINDOWS, foglio elettronico MS-EXCEL (per rappresentazioni grafiche di funzioni, elaborazioni di dati, per il calcolo di equazioni e sistemi); elaboratore testi MS-WORD e software di presentazioni POWERPOINT, CMAP-tools (per elaborare relazioni, trattazioni sintetiche, mappe concettuali); DERIVE, CABRI, GEOGEBRA e pacchetti applicativi di vario tipo (per le esercitazioni pratiche sui vari argomenti svolti teoricamente e per la simulazione di fenomeni e di esperimenti). Si farà inoltre uso della rete telematica per la ricerca scientifica e per la comunicazione delle conoscenze apprese. Per una dettagliata indicazione dei contenuti che saranno sviluppati nei cinque anni si rinvia agli Allegati 1-2-3-4-5. 5
MATEMATICA ALLEGATO 1 - Programmazione III Classe MODULO 1 Richiami e approfondimenti o UNITÀ 1 Insiemi, relazioni e funzioni o UNITÀ 2 Equazioni e disequazioni MODULO 2 Il metodo della geometria analitica o UNITÀ 1 Il metodo delle coordinate o UNITÀ 2 Funzioni e diagrammi o UNITÀ 3 Trasformazioni geometriche nel piano MODULO 3 La funzione lineare o UNITÀ 1 La retta MODULO 4 Le coniche o UNITÀ 1 La circonferenza o UNITÀ 2 La parabola o UNITÀ 3 L ellisse o UNITÀ 2 L iperbole Per fornire gli strumenti matematici funzionali all apprendimento della Fisica, saranno introdotti, secondo una scansione sincronica e nei limiti di tempo consentiti, i seguenti: Elementi di trigonometria Misura di angoli. Funzioni goniometriche e relativi valori per angoli notevoli. Risoluzione di triangoli rettangoli. Elementi di statistica descrittiva Rappresentazione di dati statistici. Medie e indici di variabilità. Laboratorio di Informatica Operatività in ambiente WINDOWS. Operatività in ambiente MS-EXCEL, MS-WORD, Operatività in ambiente DERIVE e GEOGEBRA. Uso della rete e pacchetti applicativi. FISICA MODULO 1 Introduzione alla Fisica o UNITÀ 1 Il metodo scientifico o UNITÀ 2 Le grandezze fisiche o UNITÀ 3 Gli errori di misura MODULO 2 I moti o UNITÀ 1 Il moto uniforme o UNITÀ 2 Il moto uniformemente accelerato o UNITÀ 3 I vettori o UNITÀ 4 I moti nel piano e nello spazio MODULO 3 Le forze e la dinamica o UNITÀ 1 Le forze e l equilibrio o UNITÀ 2 I principi della dinamica o UNITÀ 3 Le forze e il movimento MODULO 4 Principi di conservazione o UNITÀ 1 L energia meccanica o UNITÀ 2 La quantità di moto Laboratorio di Fisica e di Informatica Misure dirette e indirette delle principali grandezze fisiche introdotte. Ricerca e/o verifica sperimentale di alcune leggi e principi fondamentali introdotti. Uso del Personal Computer per: l elaborazione analitica e grafica dei dati sperimentali; la stesura di relazioni, anche in forma di ipertesti; la simulazione di esperimenti difficilmente realizzabili in laboratorio;la ricerca scientifica in rete telematica. 6
MATEMATICA ALLEGATO 2 - Programmazione IV Classe MODULO 1 Richiami e approfondimenti o Funzioni, equazioni e disequazioni. Il metodo della geometria analitica. Il problema geometrico MODULO 2 Funzioni esponenziali e logaritmiche o UNITÀ 1 La funzione esponenziale o UNITÀ 2 La funzione logaritmica o UNITÀ 3 Equazioni e disequazioni. MODULO 3 Funzioni goniometriche o UNITÀ 1 - Funzioni goniometriche o UNITÀ 2 - Valori delle funzioni goniometriche o UNITÀ 3 - Formule di trasformazione MODULO 4 Equazioni e disequazioni goniometriche o UNITÀ 1 - Inverse delle funzioni goniometriche o UNITÀ 2 - Equazioni goniometriche o UNITÀ 3 - Disequazioni goniometriche MODULO 5 La trigonometria e le sue applicazioni o UNITÀ 1 I teoremi sui triangoli o UNITÀ 2 Discussione di problemi geometrici risolti per via trigonometrica o UNITÀ 3 Applicazioni geometriche e pratiche della trigonometria MODULO 6 La geometria nello spazio o UNITÀ 1 Rette piani e figure nello spazio o UNITÀ 2 Superfici e volumi Laboratorio di Informatica Operatività in ambiente WINDOWS. Operatività in ambiente MS-EXCEL, MS-WORD, Operatività in ambiente DERIVE e GEOGEBRA. Uso della rete e pacchetti applicativi. FISICA MODULO 1 Richiami e approfondimenti o UNITÀ 1 Le leggi di conservazione o UNITÀ 2 La gravitazione MODULO 2 I fluidi o UNITÀ 1 Gas e liquidi in equilibrio o UNITÀ 2 Gas e liquidi in movimento MODULO 3 La temperatura e le proprietà dei corpi o UNITÀ 1 Il modello atomico o UNITÀ 2 La temperatura o UNITÀ 3 Il gas perfetto o UNITÀ 4 La teoria cinetica dei gas MODULO 4 Il calore e le proprietà dei corpi o UNITÀ 1 Il calore o UNITÀ 2 I cambiamenti di stato MODULO 5 La termodinamica o UNITÀ 1 Il primo principio della termodinamica o UNITÀ 2 Il secondo principio della termodinamica MODULO 6 Onde e oscillazioni o UNITÀ 1 Le onde meccaniche o UNITÀ 2 Il suono Laboratorio di Fisica e di Informatica Misure dirette e indirette delle principali grandezze fisiche introdotte. Ricerca e/o verifica sperimentale di alcune leggi e principi fondamentali introdotti. Uso del Personal Computer per: l elaborazione analitica e grafica dei dati sperimentali; la stesura di relazioni, anche in forma di ipertesti; la simulazione di esperimenti difficilmente realizzabili in laboratorio;la ricerca scientifica in rete telematica. 7
MATEMATICA ALLEGATO 3 - Programmazione V Classe MODULO 1 - Funzioni reali di una variabile reale o UNITÀ 1 - Richiami di Algebra, Geometria e Trigonometria o UNITÀ 2 - Elementi di topologia in R o UNITÀ 3 - Funzioni reali di una variabile reale MODULO 2 LIMITI E CONTINUITÀ DELLE FUNZIONI REALI DI UNA VARIABILE REALE o UNITÀ 1 - Limiti delle funzioni reali o UNITÀ 2 - Continuità delle funzioni reali o UNITÀ 3 - Asintoti delle funzioni reali MODULO 3 Derivate delle funzioni reali di una variabile reale o UNITÀ 1 - Derivate delle funzioni reali di una variabile reale o UNITÀ 2 - Teoremi sulle funzioni derivabili MODULO 4 Applicazioni del calcolo differenziale o UNITÀ 1 - Massimi e minimi relativi e assoluti o UNITÀ 2 - Concavità e flessi o UNITÀ 3 - Studio di funzioni e loro rappresentazione grafica MODULO 5 Calcolo integrale e relative applicazioni o UNITÀ 1 - Integrale indefinito o UNITÀ 2 - Integrale definito o UNITÀ 3 - Applicazioni del calcolo integrale MODULO 6 Calcolo combinatorio e probabilità o UNITÀ 1 - Elementi di calcolo combinatorio o UNITÀ 2 - Elementi di calcolo delle probabilità Laboratorio di Informatica Operatività in ambiente WINDOWS. Operatività in ambiente MS-EXCEL, MS-WORD, Operatività in ambiente DERIVE e GEOGEBRA. Uso della rete e pacchetti applicativi. FISICA MODULO 1 L ottica o UNITÀ 1 - I raggi luminosi o UNITÀ 2 - Le lenti, l occhio e gli strumenti ottici o UNITÀ 3 - Le onde luminose MODULO 2 L elettrostatica o UNITÀ 1 - La carica elettrica e la legge di Coulomb o UNITÀ 2 - Il campo elettrico o UNITÀ 3 - Il potenziale elettrico o UNITÀ 4 - Il modello atomico o UNITÀ 3 - Fenomeni di elettrostatica MODULO 3 Le correnti elettriche o UNITÀ 1 - La corrente elettrica continua o UNITÀ 2 - La corrente elettrica nei metalli o UNITÀ 3 - La corrente elettrica nei liquidi e nei gas MODULO 4 La magnetostatica o UNITÀ 1 - Fenomeni magnetici fondamentali o UNITÀ 2 - Il campo magnetico MODULO 5 l elettromagnetismo o UNITÀ 1 L induzione elettromagnetica o UNITÀ 1 Le onde elettromagnetiche Laboratorio di Fisica e di Informatica Misure dirette e indirette delle principali grandezze fisiche introdotte. Ricerca e/o verifica sperimentale di alcune leggi e principi fondamentali introdotti. Uso del Personal Computer per: : l elaborazione analitica e grafica dei dati sperimentali; la stesura di relazioni, anche in forma di ipertesti; la simulazione di esperimenti difficilmente realizzabili in laboratorio;la ricerca scientifica in rete telematica. 8
ALLEGATO 4 - Programmazione Fisica I Classe CONTENUTI FISICA - CLASSE PRIMA OBIETTIVI Conoscenze 1. Le grandezze Concetto di misura delle grandezze fisiche. Il Sistema Internazionale di Unità: le grandezze fisiche fondamentali. Intervallo di tempo, lunghezza, area, volume, massa, densità. Equivalenze di aree, volumi e densità. Le dimensioni fisiche di una grandezza. 2. Strumenti matematici I rapporti, le proporzioni, le percentuali. I grafici. La proporzionalità diretta e inversa. La proporzionalità quadratica diretta e inversa. Lettura e interpretazione di formule e grafici. Le potenze di 10. Le equazioni e i principi di equivalenza. 3. La misura Il metodo scientifico. Le caratteristiche degli strumenti di misura. Le incertezze in una misura. Gli errori nelle misure dirette e indirette. La valutazione del risultato di una misura. Le cifre significative. L ordine di grandezza di un numero. La notazione scientifica. 4. Le forze L effetto delle forze. Forze di contatto e azione a distanza. Come misurare le forze. La somma delle forze. I vettori e le operazioni con i vettori. La forza-peso e la massa. Le caratteristiche della forza d attrito (statico, dinamico) della forza elastica. La legge di Hooke. 5. L equilibrio dei solidi 6. L equilibrio dei fluidi I concetti di punto materiale e corpo rigido. L equilibrio del punto materiale e l equilibrio su un piano inclinato. L effetto di più forze su un corpo rigido. Il momento di una forza e di una coppia di forze. Le leve. Il baricentro. Gli stati di aggregazione molecolare. La definizione di pressione e la pressione nei liquidi. La legge di Pascal e la legge di Stevino. La spinta di Archimede. Il galleggiamento dei corpi. La pressione atmosferica e la sua misurazione. 7. La velocità Il punto materiale in movimento e la traiettoria. I sistemi di riferimento. Il moto rettilineo. La velocità media. I grafici spazio-tempo. Caratteristiche del moto rettilineo uniforme. Analisi di un moto attraverso grafici spazio-tempo e velocità-tempo. Il significato della pendenza nei grafici spaziotempo. Competenze Comprendere il concetto di definizione operativa di una grandezza fisica. Convertire la misura di una grandezza fisica da un unità di misura ad un altra. Utilizzare multipli e sottomultipli di una unità. Effettuare semplici operazioni matematiche, impostare proporzioni e definire le percentuali. Rappresentare graficamente le relazioni tra grandezze fisiche. Leggere e interpretare formule e grafici. Conoscere e applicare le proprietà delle potenze. Effettuare misure. Riconoscere i diversi tipi di errore nella misura di una grandezza fisica. Calcolare gli errori sulle misure effettuate. Esprimere il risultato di una misura con il corretto uso di cifre significative. Valutare l ordine di grandezza di una misura. Calcolare le incertezze nelle misure indirette. Valutare l attendibilità dei risultati. Usare correttamente gli strumenti e i metodi di misura delle forze. Operare con grandezze fisiche scalari e vettoriali. Calcolare il valore della forza-peso, determinare la forza di attrito al distacco e in movimento. Utilizzare la legge di Hooke per il calcolo delle forze elastiche. Analizzare situazioni di equilibrio statico, individuando le forze e i momenti applicati. Determinare le condizioni di equilibrio di un corpo su un piano inclinato. Valutare l effetto di più forze su un corpo. Individuare il baricentro di un corpo. Analizzare i casi di equilibrio stabile, instabile e indifferente. Saper calcolare la pressione determinata dall applicazione di una forza e la pressione esercitata dai liquidi. Applicare le leggi di Pascal, di Stevino e di Archimede nello studio dell equilibrio dei fluidi. Analizzare le condizioni di galleggiamento dei corpi. Comprendere il ruolo della pressione atmosferica. Utilizzare il sistema di riferimento nello studio di un moto. Calcolare la velocità media, lo spazio percorso e l intervallo di tempo di un moto. Interpretare il significato del coefficiente angolare di un grafico spazio-tempo. Conoscere le caratteristiche del moto rettilineo uniforme. Interpretare correttamente i grafici spazio-tempo e velocità-tempo relativi a un moto. Laboratorio di Fisica Misure dirette e indirette delle principali grandezze fisiche introdotte. Ricerca e/o verifica sperimentale di e di Informatica alcune leggi e principi fondamentali introdotti. Uso del Personal Computer per: : l elaborazione analitica e grafica dei dati sperimentali; la stesura di relazioni, anche in forma di ipertesti; la simulazione di esperimenti difficilmente realizzabili in laboratorio;la ricerca scientifica in rete telematica. 9
ALLEGATO 5 - Programmazione Fisica II Classe CONTENUTI FISICA - CLASSE SECONDA OBIETTIVI Conoscenze 1. L accelerazione I concetti di velocità istantanea, accelerazione media e accelerazione istantanea. Le caratteristiche del moto uniformemente accelerato, con partenza da fermo. Il moto uniformemente accelerato con velocità iniziale. Le leggi dello spazio e della velocità in funzione del tempo. Competenze Calcolare i valori della velocità istantanea e dell accelerazione media di un corpo in moto. Interpretare i grafici spazio-tempo e velocità-tempo nel moto uniformemente accelerato. Calcolare lo spazio percorso da un corpo utilizzando il grafico spazio-tempo. Calcolare l accelerazione di un corpo utilizzando un grafico velocità-tempo. 2. I moti nel piano I vettori posizione, spostamento e velocità. Applicare le conoscenze sulle grandezze vettoriali Il moto circolare uniforme. ai moti nel piano. Periodo, frequenza e velocità istantanea nel moto Operare con le grandezze fisiche scalari e circolare uniforme. vettoriali. L accelerazione centripeta. Calcolare le grandezze caratteristiche Il moto armonico. del moto circolare uniforme e del moto armonico. La composizione di moti. Comporre spostamenti e velocità di due moti La velocità della luce. rettilinei. 3. I principi della dinamica 4. Le forze e il movimento I principi della dinamica. L enunciato del primo principio della dinamica. I sistemi di riferimento inerziali. Il principio di relatività galileiana. Il secondo principio della dinamica. Unità di misura delle forze nel SI. Il concetto di massa inerziale. Il terzo principio della dinamica. Il moto di caduta libera dei corpi. La differenza tra i concetti di peso e di massa. Il moto lungo un piano inclinato. La forza centripeta. Il moto armonico. 5. L energia La definizione di lavoro. La potenza. Il concetto di energia. L energia cinetica e la relazione tra lavoro ed energia cinetica. L energia potenziale gravitazionale e l energia elastica. Il principio di conservazione dell energia meccanica. La conservazione dell energia totale. 6. La temperatura e il calore Analizzare il moto dei corpi quando la forza risultante applicata è nulla. Riconoscere i sistemi di riferimento inerziali. Studiare il moto di un corpo sotto l azione di una forza costante. Applicare il terzo principio della dinamica. Proporre esempi di applicazione della legge di Newton. Analizzare il moto di caduta dei corpi. Distinguere tra peso e massa di un corpo. Studiare il moto dei corpi lungo un piano inclinato. Comprendere le caratteristiche del moto armonico. Calcolare il lavoro compiuto da una forza. Calcolare la potenza. Ricavare l energia cinetica di un corpo, anche in relazione al lavoro svolto. Calcolare l energia potenziale gravitazionale di un corpo e l energia potenziale elastica di un sistema oscillante. Applicare il principio di conservazione dell energia meccanica. Termoscopi e termometri. Comprendere la differenza tra termoscopio e La dilatazione lineare dei solidi. termometro. La dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi. Calcolare la variazione di corpi solidi e liquidi La legge di Boyle sottoposti a riscaldamento. Calore e lavoro come forme di energia in transito. Applicare la legge di alle trasformazioni di un gas. Capacità termica Comprendere come riscaldare un corpo con il e calore specifico. calore o con il lavoro. Il calorimetro e la misura del calore specifico. Distinguere fra capacità termica dei corpi e calore I cambiamenti di stato: fusione e solidificazione, specifico delle sostanze. vaporizzazione e condensazione, sublimazione. 7. La luce La riflessione della luce e le sue leggi. Gli specchi piani, gli specchi curvi e la formazione delle immagini. La rifrazione della luce e le sue leggi. Il fenomeno della riflessione totale. Il prisma e le fibre ottiche. Le lenti sferiche: convergenti e divergenti. Applicazioni: macchina fotografica e cinema. Il microscopio e il cannocchiale. Descrivere il fenomeno della riflessione e le sue applicazioni agli specchi piani e curvi. Individuare le caratteristiche delle immagini e distinguere tra immagini reali e virtuali. Descrivere il fenomeno della rifrazione. Comprendere il concetto di riflessione totale, con le sue applicazioni tecnologiche (prisma e fibre ottiche). Distinguere i diversi tipi di lenti e costruire le immagini prodotte da lenti sia convergenti che divergenti. il funzionamento del microscopio e del cannocchiale. Laboratorio di Fisica Misure dirette e indirette delle principali grandezze fisiche introdotte. Ricerca e/o verifica sperimentale di e di Informatica alcune leggi e principi fondamentali introdotti. Uso del Personal Computer per: : l elaborazione analitica e grafica dei dati sperimentali; la stesura di relazioni, anche in forma di ipertesti; la simulazione di esperimenti difficilmente realizzabili in laboratorio;la ricerca scientifica in rete telematica. 10