scienze integrate (fisica)
annuncio pubblicitario
I. I. S. "U. Masotto" – Noventa Vicentina (VI) I. T. T. - Dipartimento di scienze integrate: fisica PROGRAMMAZIONE CLASSE 2 TB a.s. 2016/2017 SITUAZIONE INIZIALE La classe ha una situazione di capacità e preparazione di base con una distribuzione normale. Sono stati inseriti tre nuovi studenti provenienti da altra scuola interna e uno studente proveniente da altro Istituto. Vi sono alcuni casi con difficoltà esplicite legate a carenze non recuperate. FINALITÀ GENERALI Si richiamano di seguito le finalità generali perseguite dall'insegnamento della fisica: - far comprendere i procedimenti caratteristici dell'indagine scientifica, il continuo rapporto tra costruzione teorica e attività sperimentale, la potenzialità e i limiti delle conoscenze scientifiche; - rendere consapevoli gli allievi della possibilità di riferire a principi unitari fenomeni apparentemente diversi e di distinguere gli aspetti differenti di fenomeni apparentemente simili; - sviluppare negli allievi la capacità di trovare e utilizzare in modo autonomo e finalizzato le informazioni e comunicarle in forma chiara e sintetica; rendere capaci gli allievi di comprendere e considerare criticamente le informazioni provenienti dai mezzi di comunicazione di massa; - rendere gli allievi capaci di analizzare e schematizzare situazioni reali e di affrontare problemi concreti anche in campi al di fuori dello stretto ambito disciplinare; - sviluppare l'abitudine al rispetto dei fatti, al vaglio e alla ricerca di riscontri delle proprie ipotesi esplicative; - sviluppare la capacità di organizzazione e di valutazione del proprio lavoro e gli atteggiamenti fondati sulla collaborazione interpersonale e di gruppo; - sviluppare capacità critiche che possano essere utilizzate nelle scelte successive di studio e di lavoro; - approfondire la capacità di valutare e riconoscere l'importanza sociale ed economica delle scienze sperimentali. COMPETENZE Gli studenti dovranno essere in grado di: Gli studenti gradualmente dovranno essere in grado di: 1. eseguire semplici misure con consapevolezza delle operazioni effettuate, raccogliere, ordinare e rappresentare graficamente i dati ricavati; 2. descrivere le apparecchiature e le procedure usate, anche per mezzo di schemi; 3. valutare le approssimazioni dei dati sperimentali con l'incertezza associata alle misure; 4. individuare relazioni tra grandezze fisiche; 5. utilizzare modelli esplicativi per la descrizione e l'interpretazione dei fenomeni; 6. analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia; 7. comprendere negli aspetti essenziali l’organizzazione di una teoria scientifica; 8. riconoscere le potenzialità e i limiti delle tecnologie con riferimento allo sviluppo culturale, economico e sociale. METODOLOGIA L'insegnamento sarà fondato sulle tre fasi interdipendenti di seguito illustrate. A. L'elaborazione teorica che, a partire dalla formulazione di alcune ipotesi o principi, deve gradualmente portare l'allievo a comprendere come si possa interpretare e unificare un'ampia classe di fatti empirici e avanzare possibili previsioni. B. La realizzazione di esperimenti da parte del docente e degli allievi singolarmente o in gruppo, secondo un'attività di laboratorio caratterizzata da una continua e reciproca interazione tra studio teorico e attività pratica. Il lavoro in laboratorio sarà incentrato prevalentemente sulle esperienze realizzate direttamente dagli allievi, con utilizzazione di strumentazione semplice ed elaborazione di relazioni sull'attività di laboratorio contenenti anche le riflessioni teoriche. C. L'applicazione delle conoscenze acquisite attraverso esercizi e problemi inizialmente semplici nella struttura e nella soluzione e gradualmente strutturati in modo da richiedere anche l'analisi critica del particolare fenomeno studiato. Le applicazioni costituiranno uno strumento idoneo a educare gli allievi a giustificare logicamente le varie fasi del processo di risoluzione. Si ricorrerà anche all'uso degli strumenti informatici da parte degli allievi per l’elaborazione o rielaborazione dei dati raccolti in laboratorio oltre che per la risoluzione dei problemi. (*) Programmi di simulazione, anche precostituiti, potranno essere utilizzati per visualizzare le leggi e i modelli interpretativi dei vari fenomeni esaminati o per raffigurare fenomeni fisici. Durante lo svolgimento dei diversi moduli saranno previste lezioni, video, discussioni, letture di pagine E visione di documenti a carattere storico per evidenziare come siano state modificate le teorie scientifiche con il progredire delle conoscenze e con l'acquisizione di nuove metodologie e come si siano evoluti i legami tra scienza, tecnica e tecnologia. *) In collaborazione con altre discipline. NOTE METODOLOGICHE SULLO SVILUPPO DEI CONTENUTI I contenuti costituiscono la guida generale per l’acquisizione delle competenze. Diversi contenuti concorreranno a formare una o più competenze. La numerazione dei moduli non costituisce necessariamente una scansione temporale, ma rappresenta il raggruppamento di conoscenze in base all’attinenza con un gruppo omogeneo di saperi e concetti. I temi saranno adeguatamente approfonditi attraverso il filo conduttore dell’energia e con riflessioni sull’importanza della scienza nelle società evolute. LA VALUTAZIONE La valutazione sarà legata alle competenze da maturare. Punto essenziale sarà la consapevolezza degli studenti, informati sin dall'inizio delle conoscenze e abilità che dovranno acquisire, oltre che dei motivi che rendono utili le competenze. Gli studenti saranno altresì informati sui mezzi utilizzati per le verifiche. I risultati saranno sempre analizzati con la classe e con il singolo studente, se necessario. Le verifiche saranno mirate alle conoscenze e abilità riguardanti il modulo/unità, saranno di vario tipo, in genere non di lunga durata, indirizzate verso specifiche aree di apprendimento e graduate per permettere di verificare il livello di competenza che lo studente ha raggiunto. Oltre al colloquio orale si utilizzeranno test strutturati e semi strutturati e prove scritte con soluzione di problemi specifici. L’attività di laboratorio sarà valutata attraverso la relazione, sempre individuale anche per le attività svolte in gruppo o dall’intera classe. Si terrà conto di tutti gli 2 elementi che emergeranno dalla completa attività, quali la capacità di schematizzare, di descrivere, di organizzare, di raccogliere ed elaborare dati, di riconoscere e sviluppare gli aspetti teorici, di lavorare in gruppo (partecipazione e impegno, responsabilità per il proprio ruolo e rispetto del ruolo altrui, gestione e conduzione del lavoro di gruppo). Ai fini della valutazione finale sarà preso in esame ogni contributo dato dall'allievo e ogni aspetto che possa rendere sempre più oggettivo e reale il giudizio. Particolare riferimento costituirà il livello raggiunto nella conoscenza e nella comprensione. Per l’attribuzione del voto si farà riferimento alla griglia allegata al Piano dell’Offerta Formativa dell’Istituto. Il voto nell’attività di laboratorio discenderà dalla griglia riportata sotto. GRIGLIA DI VALUTAZIONE A impostazione 1 2 3 4 5 B descrizione 1 2 3 4 5 C esecuzione misure 1 2 3 4 5 D elaborazione misure 1 2 3 4 5 E analisi risultati e sviluppo aspetti teorici 1 2 3 4 5 F attività nel gruppo 1 2 3 4 5 STRUTTURA DIDATTICA L’insegnamento è organizzato in forma modulare. La struttura è riportata nelle schede che seguono. NOTA Alcuni moduli saranno svolti in collaborazione con altre discipline (chimica e materie tecnico professionali) come trattazione dei fondamenti teorici o come integrazione a quanto svolto in esse. 3 MODULO 1 Il movimento dei corpi Settembre-dicembre M1-II/TB CONOSCENZE ABILITÀ UNITÀ 1 I sistemi di riferimento Il moto in condizioni d’equilibrio: il moto rettilineo uniforme (Richiami e approfondimenti) Definizione di traiettoria Calcolare la velocità media da dati noti di s e t Definizione di velocità media Definizione di moto rettilineo uniforme Legge oraria del moto rettilineo uniforme La legge d’inerzia Trasformare la velocità in diverse unità di misura (in particolare da m/s a km/h e viceversa) Costruire il grafico s-t Leggere il grafico s-t Utilizzare la legge oraria del moto UNITÀ 2 Definizione di velocità istantanea Il moto in assenza d’equilibrio: il moto rettilineo uniformemente accelerato (Richiami e approfondimenti) Definizione di accelerazione Calcolare l’accelerazione media da dati noti di v e t Definizione di moto rettilineo uniformemente accelerato Costruire il grafico v-t Leggere il grafico v-t La legge della velocità Costruire il grafico s-t Legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato Leggere il grafico s-t Relazione tra forza e accelerazione Utilizzare la legge oraria del moto La massa e il moto rettilineo uniformemente accelerato UNITÀ 3 Definizione di moto parabolico Il moto in assenza d’equilibrio: il moto parabolico Interpretazione del moto parabolico con il principio di sovrapposizione dei moti Individuare e riconoscere i casi pratici di moto parabolico PREREQUISITI Conoscenze: unità di misura del S. I., grandezze direttamente proporzionali, la correlazione lineare, la proporzionalità quadratica, la retta, il segmento, la tangente a una curva, le grandezze vettoriali. Abilità: misurare la lunghezza di un segmento, rappresentare graficamente la relazione tra due grandezze fisiche, calcolare l’inclinazione di una retta, ricercare la relazione matematica tra due grandezze dal grafico della relazione, disegnare la tangente a una curva, rappresentare una grandezza vettoriale e operare con i vettori. NOTA METODOLOGICA La descrizione dei moti è ripresa e trattata per comprendere in modo più approfondito le leggi della dinamica. È utilizzato anche per recuperare le carenze mostrate nell’affrontare la risoluzione dei problemi, azione più effecace se fatta su temi in parte già noti agli studenti. 4 MODULO 2 L’energia Gennaio-febbraio M2-II/TB CONOSCENZE ABILITÀ UNITÀ 1 I sistemi Calcolare il lavoro in casi semplici L’energia Il lavoro Calcolare l’energia cinetica Il calore Calcolare l’energia potenziale La potenza Applicare il principio di conservazione dell’energia. L’energia cinetica L’energia potenziale Il trasferimento di energia tra sistemi Il principio di conservazione dell’energia UNITÀ 2 La temperatura Calore ed energia L’equilibrio termico I termometri Il calore L’energia interna dei corpi La capacità termica Il calore specifico La legge fondamentale della termologia I calori latenti I passagi di stato La trasmissione del calore Usare la scala Celsius e la scala Kelvin Calcolare la capacità termica di un corpo Calcolare il calore specifico di una sostanza Calcolare il calore latente di una sostanza Calcolare le variazioni di temperatura conseguenti alle variazioni di energia di un corpo Calcolare l’energia necessaria per un passaggio di stato Eseguire calcoli ti trasmissione del calore attraverso superfici PREREQUISITI Conoscenze: la velocità, la forza, lo spostamento. Abilità: leggere il grafico tra due grandezze. 5 MODULO 3 La termodinamica e la produzione dell’energia Marzo-aprile M3-II/TB UNITÀ 1 Le leggi dei gas CONOSCENZE Le grandezze di stato L’effetto della temperatura sui gas ABILITÀ Applicare le leggi dei gas perfetti. L’equazione di stato dei gas perfetti Teoria cinetica dei gas L’energia interna UNITÀ 2 I sistemi termodinamici La termodinamica Le trasformazioni termodinamiche Il lavoro in una trasformazione termodinamica Il primo principio della termodinamica Il secondo principio della termodinamica Calcolare il lavoro nelle trasformazioni termodinamiche Applicare il primo principio della termodinamica Determinare il rendimento di una macchina termica Le macchine termiche UNITÀ 3 L’energia utilizzata dall’uomo Descrivere i modi di produrre energia. La produzione e l’utilizzazione dell’energia La produzione d’energia Riconoscere le forme di energia utilizzate quotidianamente. I valori energetici degli alimenti Leggere il contenuto energetico degli alimenti. PREREQUISITI Conoscenze: la velocità, la forza, lo spostamento. Abilità: leggere il grafico tra due grandezze. NOTA METODOLOGICA Con la trattazione si cercherà di rendere lo studente consapevole dell’importanza dell’energia per le società avanzate e del risvolto positivo che la disponibilità energetica ha nella vita delle persone. Si cercherà altresì di indurre l’allievo a un’accurata riflessione verso l’uso consapevole e attento dell’energia avviandolo a un’analisi critica dei comportamenti che causano sprechi facilmente evitabili. NOTA: Il modulo sarà sviluppato in collaborazione e integrazione con CHIMICA. 6 MODULO 4 L’interazione elettrica e l’energia elettrica Maggio-giugno M4-II/TB CONOSCENZE ABILITÀ UNITÀ 1 La carica elettrica Applicare la legge di Coulomb Le cariche elettriche Conduttori e isolanti Calcolare il campo elettrico L’interazione delle cariche elettriche Calcolare la capacità di un condensatore Le proprietà delle forze elettriche L’induzione elettrostatica Il campo elettrico Il condensatore UNITÀ 2 Il lavoro del campo elettrico L’energia del campo elettrico La differenza di potenziale L’energia potenziale elettrica Calcolare la differenza di potenziale tra due punti di un campo elettrico UNITÀ 3 Gli elementi di un circuito La corrente elettrica La corrente elettrica Calcolare l’intensità di una corrente elettrica L’intensità della corrente elettrica La misura dell’intensità e della ddp UNITÀ 4 Generatori e utilizzatori L’energia dei circuiti elettrici La potenza elettrica Calcolare il lavoro della forza del campo elettrico costante. Eseguire la misura dell’intensità di corrente Eseguire la misura della differenza di potenziale Distinguere un generatore da un utilizzatore. La potenza degli elettrodomestici Calcolare la potenza elettrica UNITÀ 5 La resistenza elettrica La resistenza elettrica La prima legge di Ohm Riconoscere una resistenza in un circuito. La potenza Leggere la potenza di un elettrodomestico Applicare la legge di Ohm. Calcolare la potenza. PREREQUISITI Conoscenze: la forza, il lavoro di una forza, l’energia potenziale, la struttura dell’atomo, i vettori, operazioni con i vettori, momento di una forza, le leggi del moto. Abilità: leggere il grafico tra due grandezze, interpretare una relazione matematica tra due grandezze fisiche, individuare le componenti di un vettore, calcolare il momento di una forza. NOTA METODOLOGICA Il modulo ha lo scopo di fornire gli elementi minimi per comprendere i fenomeni elettrici attraverso l’osservazione dei fenomeni, la descrizione e la rappresentazione degli stessi. NOTA: Il modulo sarà sviluppato in collaborazione e integrazione con SCIENZE E TECNOLOGIE APPLICATE. 7 ORGANIZZAZIONE LEZIONI modulo 1 – Il movimento dei corpi 1. Il moto in condizioni d’equilibrio 1.a - La rappresentazione del moto di un corpo I sistemi di riferimento La traiettoria e il punto materiale 1.b Il moto rettilineo uniforme Il moto rettilineo La velocità La legge del moto rettilineo uniforme La rappresentazione grafica nello studio del moto uniforme Il primo principio della dinamica 2. Il moto in assenza d’equilibrio L’accelerazione La velocità istantanea Il moto rettilineo uniformemente accelerato La legge del moto rettilineo uniformemente accelerato La rappresentazione grafica nello studio del moto uniformemente accelerato Il secondo principio della dinamica La massa inerziale Il terzo principio della dinamica 3. Il moto parabolico Il moto parabolico Il moto di caduta di un grave modulo 2 – L’energia 1. Forze, lavoro ed energia I sistemi di corpi Il lavoro di una forza L’energia cinetica L’energia potenziale La conservazione dell’energia 2. Il calore e l’energia L'equilibrio termico Temperatura ed agitazione termica Termometri e scale termometriche Il calore La legge fondamentale della termologia Calore specifico e capacità termica modulo 3 – La termodinamica e la produzione di energia 1. Le leggi dei gas L’equilibrio dei gas L’effetto della temperatura sui gas L’equazione di stato dei gas perfetti Teoria cinetica dei gas L’energia interna 2. La termodinamica Le trasformazioni termodinamiche Il lavoro nelle trasformazioni termodinamiche Il primo principio della termodinamica Il secondo principio della termodinamica Le macchine termiche Il rendimento delle macchine termiche 3. La produzione e l’utilizzazione dell’energia L’energia e gli alimenti I combustibili e la combustione Il riscaldamento degli ambienti I mezzi di locomozione La produzione dell’energia L’utilizzazione dell’energia Le fonti rinnovabili di energia L'energia solare modulo 4 – L’interazione elettrica e l’energia elettrica 1. Le cariche elettriche Elettrizzazione per strofinio Conduttori e isolanti Elettrizzazione per contatto L’elettroscopio La struttura degli atomi La carica elettrica Conservazione della carica elettrica Interazione tra cariche La legge di Coulomb Il campo elettrostatico Il vettore campo elettrico Linee di campo e rappresentazione dei campi elettrici 2. L’energia del campo elettrico Il lavoro nel camppo elettrico L’energia potenziale elettrica La differenza di potenziale 3. La corrente elettrica Gli elementi di un circuito La corrente elettrica L’intensità della corrente elettrica La misura dell’intensità La misura della ddp 4. L’energia dei circuiti elettrici Generatori e utilizzatori La potenza elettrica La potenza degli elettrodomestici 5. Le proprietà dei circuiti elettrici Una proprietà dei circuiti: la resistenza elettrica Una nuova proprietà dei materiali: la resistività Energia e potenza. 8 Attività complementare interdisciplinare: sviluppo del progetto POF “Inquinamento indoor”, “microclima” ed “energia e alimentazione”. Noventa Vicentina, 10.12.2016 I docenti Prof. Piero Di Luzio Prof. Luigi Ilgrande 9
