Istituto Tecnico Settore Tecnologico – Liceo delle Scienze Applicate [email protected] Via Mazzini, s.n. - 74028 SAVA (TA) PIANO DI LAVORO ANNUALE anno scolastico 201_-201_ Prof./Prof.ssa _________________ Disciplina: Fisica Classe: I / II Sez. __ Liceo Numero ore settimanali: 2 Il presente Piano di lavoro annuale della disciplina è predisposto nell’ambito della programmazione collegiale del Consiglio di classe. LIVELLI DI PARTENZA 1. Accertamento dei prerequisiti 2. Strumenti utilizzati per la rilevazione dei livelli di partenza 3. Livelli di partenza rilevati 4. Attività di recupero che si intendono attivare: FINALITÀ DELL’ASSE SCIENTIFICO - TECNOLOGICO (Allegato 1 al al D.M. n. 139/2007) L’asse scientifico - tecnologico ha l’obiettivo di facilitare lo studente nell’esplorazione del mondo circostante, per osservarne i fenomeni e comprendere il valore della conoscenza del mondo naturale e di quello delle attività umane come parte integrante della sua formazione globale. Ha l’obiettivo di far acquisire metodi, concetti, osservare e comprendere il mondo e, misurarsi con l’idea di molteplicità, problematicità e trasformabilità del reale. Obiettivo determinante è rendere gli alunni consapevoli dei legami tra scienza e tecnologie, della loro correlazione con il contesto culturale e sociale con i modelli di sviluppo e con la salvaguardia dell’ambiente, nonché della corrispondenza della tecnologia a problemi concreti con soluzioni appropriate. L’apprendimento deve essere centrato sull’esperienza e l’attività di laboratorio. L’apprendimento dei saperi e delle competenze avviene per ipotesi e verifiche sperimentali, raccolta di dati, valutazione della loro pertinenza ad un dato ambito, formulazione di congetture in base ad essi, costruzioni di modelli. L’adozione di strategie d’indagine, di procedure sperimentali e di linguaggi specifici costituisce la base di applicazione del metodo scientifico che ha il fine anche di valutare l’impatto sulla realtà concreta di applicazioni tecnologiche specifiche. Le abilità di pensiero che gli alunni devono acquisire comprendono sia le abilità di base (classificare, comparare, descrivere, trovare le ragioni ) che quelle di livello più elevato: dalla inferenza normale al ragionamento analogico, dal problem – solving al problem – posing, dalla capacità di scoprire alternative possibili a quella di organizzare modelli di significato più generale. Per conquistare le capacità mentali superiori l’insegnamento dell’area scientifico-tecnologica può dare importanti contributi. La manipolazione diretta di oggetti, che si realizza in laboratorio, può favorire il pensiero critico. Le attività pratiche tradizionali e, ancora meglio, le attività che comportano la risoluzione di problemi sperimentali (problem-solving) promuovono il pensiero critico e la creatività perché: stimolano la curiosità; permettono di riflettere sui dettagli sperimentali; promuovono la discussione fra pari. L’area scientifico tecnologica deve far acquisire agli alunni le abilità (capacità) per chiarire un’idea (classificare, comparare, ordinare in sequenza, scoprire le assunzioni, descrivere le parti di un sistema), le quali hanno il pregio di esaltare la comprensione e l’utilizzo corretto delle informazioni; le abilità (capacità) necessarie a valutare la ragionevolezza di un’idea (spiegare le cause, ragionare per analogie, ragionare in maniera condizionale ‘’se...allora ’’, generalizzare); le abilità che generano idee che sviluppano il pensiero creativo e l’immaginazione. La risoluzione di problemi (problem-solving), specialmente in ambito sperimentale, comporta l’utilizzazione coordinata di più abilità mentali, fra quelle descritte. Le competenze dell’area scientifico-tecnologica, nel contribuire a fornire la base di lettura della realtà, concorrono a potenziare la capacità dello studente di operare scelte consapevoli ed autonome nei molteplici contesti, individuali e collettivi, della vita reale. RISULTATI DI APPRENDIMENTO COMUNI A TUTTI I PERCORSI LICEALI PER L’AREA SCIENTIFICA (dal Profilo culturale, educativo e professionale dei Licei – Allegato A al Regolamento di revisione dell’assetto ordinamentale, organizzativo e didattico dei licei) 5. Area scientifica, matematica e tecnologica Possedere i contenuti fondamentali delle scienze fisiche e delle scienze naturali (chimica, biologia, scienze della terra, astronomia), padroneggiandone le procedure e i metodi di indagine propri, anche per potersi orientare nel campo delle scienze applicate. LINEE GENERALI E COMPETENZE RELATIVE ALLA DISCIPLINA (dalle Indicazioni nazionali di cui al Decreto del Presidente della Repubblica 15 marzo 2010, n.89, articolo 13, comma 10, lettera a) Al termine del percorso liceale lo studente avrà appreso i concetti fondamentali della fisica, le leggi e le teorie che li esplicitano, acquisendo consapevolezza del valore conoscitivo della disciplina e del nesso tra lo sviluppo della conoscenza fisica ed il contesto storico e filosofico in cui essa si è sviluppata. In particolare, lo studente avrà acquisito le seguenti competenze: osservare e identificare fenomeni; formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi; formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione; fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli; comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive. La libertà, la competenza e la sensibilità dell’insegnante − che valuterà di volta in volta il percorso didattico più adeguato alla singola classe − svolgeranno un ruolo fondamentale nel trovare un raccordo con altri insegnamenti (in particolare con quelli di matematica, scienze, storia e filosofia) e nel promuovere collaborazioni tra la sua Istituzione scolastica e Università, enti di ricerca, musei della scienza e mondo del lavoro, soprattutto a vantaggio degli studenti degli ultimi due anni. In particolare per il liceo delle scienze applicate si sottolinea il ruolo centrale del laboratorio, inteso sia come attività di presentazione da cattedra, sia come esperienza di scoperta e verifica delle leggi fisiche, che consente allo studente di comprendere il carattere induttivo delle leggi e di avere una percezione concreta del nesso tra evidenze sperimentali e modelli teorici. OBIETTIVI SPECIFICI DI APPRENDIMENTO (dalle Indicazioni nazionali di cui al Decreto del Presidente della Repubblica 15 marzo 2010, n. 89, articolo 13, comma 10, lettera a) PRIMO BIENNIO Nel primo biennio si inizia a costruire il linguaggio della fisica classica (grandezze fisiche scalari e vettoriali e unità di misura), abituando lo studente a semplificare e modellizzare situazioni reali, a risolvere problemi e ad avere consapevolezza critica del proprio operato. Al tempo stesso gli esperimenti di laboratorio consentiranno di definire con chiarezza il campo di indagine della disciplina e di permettere allo studente di esplorare fenomeni (sviluppare abilità relative alla misura) e di descriverli con un linguaggio adeguato (incertezze, cifre significative, grafici). L’attività sperimentale lo accompagnerà lungo tutto l’arco del primo biennio, portandolo a una conoscenza sempre più consapevole della disciplina anche mediante la scrittura di relazioni che rielaborino in maniera critica ogni esperimento eseguito. Attraverso lo studio dell’ottica geometrica, lo studente sarà in grado di interpretare i fenomeni della riflessione e della rifrazione della luce e il funzionamento dei principali strumenti ottici. Lo studio dei fenomeni termici definirà, da un punto di vista macroscopico, le grandezze temperatura e quantità di calore scambiato introducendo il concetto di equilibrio termico e trattando i passaggi di stato. Lo studio della meccanica riguarderà problemi relativi all’equilibrio dei corpi e dei fluidi; i moti saranno affrontati innanzitutto dal punto di vista cinematico giungendo alla dinamica con una prima esposizione delle leggi di Newton, con particolare attenzione alla seconda legge. Dall’analisi dei fenomeni meccanici, lo studente incomincerà a familiarizzare con i concetti di lavoro ed energia, per arrivare ad una prima trattazione della legge di conservazione dell’energia meccanica totale. I temi suggeriti saranno sviluppati dall’insegnante secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con le cono scenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di Matematica (secondo quanto specificato nelle relative Indicazioni). Lo studente potrà così fare esperienza, in forma elementare ma rigorosa, del metodo di indagine specifico della fisica, nei suoi aspetti sperimentali, teorici e linguistici. COMPETENZE DI BASE A CONCLUSIONE DELL’ OBBLIGO DI ISTRUZIONE (Allegato 1 al D.M. n. 139/2007) Competenze Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e Abilità/capacità Distingue le grandezze in base alle categorie scalare/vettoriale Sa comporre e scomporre i vettori per via grafica Classifica i vari tipi di forza ed effettua le relative misurazioni Individua le condizioni di equilibrio nell’ambito di un sistema. riconoscere nelle sue varie forme i concetti di sistema e di complessità Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza Essere consapevole delle potenzialità delle tecnologie rispetto al contesto culturale e sociale in cui vengono applicate Stabilisce se un punto materiale o un corpo rigido è in equilibrio Applica le leggi relative all’idrostatica e prevede il comportamento di un solido immerso in un liquido Riconosce i metodi di elettrizzazione di un corpo per strofinio, induzione e contatto. Determina il campo elettrico in un punto prodotto da più cariche sorgenti o da un condensatore piano Sa distinguere i vari moti mediante formule e grafici Individua le relazioni tra il moto dei corpi e le forze che agiscono su di essi Classifica i vari tipi di onda Individua i fenomeni legati alla sovrapposizione delle onde Applica le leggi dell’effetto Doppler, della riflessione e rifrazione della luce Distingue le varie trasformazioni di energia, riconosce situazioni in cui è presente una trasformazione di energia e formula ipotesi sulle leggi fisiche che la governano Applica i principi di conservazione Interpreta un fenomeno dal punto di vista della variazione di energia Utilizza le leggi degli scambi termici e determina la temperatura di equilibrio di un sistema o il calore specifico di una sostanza. Classifica le principali trasformazioni termodinamiche Stabilisce il verso dei processi naturali Schematizza un circuito elettrico Applica le leggi di Ohm e di Kirchhoff Determina la resistenza equivalente di un circuito Riconosce le modalità di produzione e l’utilizzo dell’energia nell’ambito quotidiano Determina il campo magnetico prodotto in un punto dalla corrente che scorre in un filo rettilineo o in un solenoide Calcola l’energia immagazzinata in un condensatore Determina la potenza media erogata da un generatore a corrente alternata e la potenza media assorbita da una linea di trasporto o da un utilizzatore. Comprende e spiega il funzionamento di strumenti e dispositivi sulla base di principi e modelli fisici. COMPETENZE CHIAVE DI CITTADINANZA (Allegato 2 al D.M. n. 139/2007) (da conseguire al termine del Biennio) COSTRUZIONE DEL SÈ Ambito di riferimento Competenze chiave Capacità da conseguire a fine obbligo scolastico Imparare a imparare. Progettare. Organizzare e gestire il proprio apprendimento. Utilizzare un proprio metodo di studio e di lavoro. Elaborare e realizzare attività seguendo la logica della progettazione. RELAZIONE CON GLI ALTRI Ambito di riferimento Competenze chiave Comunicare. Collaborare. Partecipare. Capacità da conseguire a fine obbligo scolastico Comprendere e rappresentare testi e messaggi di genere e di complessità diversi, formulati con linguaggi e supporti diversi. Lavorare, interagire con gli altri in precise e specifiche attività collettive. Ambito di riferimento RAPPORTO CON LA REALTÀ NATURALE E SOCIALE Competenze chiave Capacità da conseguire a fine obbligo scolastico Risolvere problemi. Individuare collegamenti e relazioni. Acquisire e interpretare l’informazione ricevuta. Comprendere, interpretare ed intervenire in modo personale negli eventi del mondo. Costruire conoscenze significative e dotate di senso. Esplicitare giudizi critici distinguendo i fatti dalle operazioni, gli eventi dalle congetture e le cause dagli effetti. DESCRIZIONE E ORGANIZZAZIONE DEI CONTENUTI (Deliberazione del Dipartimento) Testo adottato: _____________ I ANNO LE GRANDEZZE Di che cosa si occupa la fisica La misura delle grandezze Il Sistema Internazionale L'intervallo di tempo La lunghezza L'area Il volume La massa La densità STRUMENTI DI MISURA I rapporti Le proporzioni Le percentuali I grafici La proporzionalità diretta La proporzionalità inversa La proporzionalità quadratica diretta e inversa Come si legge una formula Come si legge un grafico Le potenze di 10 Le equazioni LA MISURA Gli strumenti L'incertezze delle misure Il valore medio e l'incertezza L'incertezze delle misure indirette Le cifre significative La notazione scientifica LE FORZE Le forze cambiano la velocità La misura delle forze La somma delle forze I vettori Le operazioni con i vettori La forza-peso e la massa Le forze d'attrito La forza elastica L'EQUILIBRIO DEI SOLIDI Il punto materiale e il corpo rigido L'equilibrio del punto materiale L'equilibrio su un piano inclinato L'effetto di più forze su un corpo rigido Il momento delle forze L'equilibrio di un corpo rigido Le leve Il baricentro L'EQUILIBRIO DEI FLUIDI Solidi, liquidi e gas La pressione La pressione nei liquidi La pressione della forza peso nei liquidi La spinta di Archimede La pressione atmosferica La misura della pressione atmosferica LA VELOCITA' Il punto materiale in movimento I sistemi di riferimento Il moto rettilineo La velocità media Calcolo della distanza e del tempo Il grafico spazio-tempo Il moto rettilineo uniforme Calcolo della posizione e del tempo nel moto uniforme Esempi di grafici spazio - tempo II ANNO L'ACCELERAZIONE Il moto vario su una retta La velocità istantanea L'accelerazione media Il grafico velocità-tempo Il moto uniformemente accelerato Il moto uniformemente accelerato con partenza da fermo Il calcolo del tempo Il moto uniformemente accelerato con velocità iniziale Esempi di grafici velocità-tempo I MOTI NEL PIANO Vettore posizione e vettore spostamento. Il vettore velocità. Il moto circolare uniforme. L'accelerazione del moto circolare uniforme. Il moto armonico. La composizione dei moti. I PRINCIPI DELLA DINAMICA La dinamica. Il primo principio della dinamica I sistemi di riferimento inerziali. L'effetto delle forze. Il secondo principio della dinamica. Che cos'è la massa? Il terzo principio della dinamica. LE FORZE E IL MOVIMENTO La caduta libera. La forza - peso e la massa. La discesa lungo un piano inclinato. La forza centripeta. Il moto armonico. L'ENERGIA Il lavoro. La potenza. L'energia. L'energia cinetica. L'energia potenziale gravitazionale. L'energia potenziale elastica. La conservazione dell'energia meccanica. La conservazione dell'energia totale. LA TEMPERATURA E IL CALORE Il termometro. La dilatazione lineare dei solidi. La dilatazione volumica dei solidi e dei liquidi. La legge di Boyle. Calore e lavoro. Energia in transito. Capacità termica e calore specifico. Il calorimetro. I cambiamenti di stato. LA LUCE (cenni) I raggi di luce. La riflessione e lo specchio piano. Gli specchi curvi. La rifrazione. La riflessione totale. Le lenti. La macchina fotografica. Microscopio e cannocchiale. TEMPI A) NUMERO DI ORE PREVISTE PER LO SVOLGIMENTO DEI MODULI DIDATTICI B) NUMERO DI ORE PREVISTE PER LO SVOLGIMENTO DELLE VERIFICHE TOTALE MONTE-ORE ANNUALE DELLA DISCIPLINA METODI E MEZZI (Deliberazione del Dipartimento) METODI E TECNICHE D’INSEGNAMENTO MEZZI E RISORSE Lezione frontale Lezione dialogata Metodo induttivo e deduttivo Scoperta guidata Lavori di gruppo Problem Solving Attività laboratoriale Stage Viaggi di istruzione e visite guidate Libri di testo Appunti personali Manuali e dizionari Laboratori Lavagna luminosa Televisore Riviste specializzate Video/audio cassette Cd-Rom Personal Computer 66 Internet Visite guidate MODALITA’ E STRUMENTI DELLE VERIFICHE (Deliberazione del Dipartimento) TIPOLOGIA VERIFICA ORALE E SCRITTA PROVE Prove strutturate Prove semistrutturate Prove non strutturate Verifiche orali Relazione su prove pratiche effettuate in laboratorio CRITERI DI VALUTAZIONE (Deliberazione del Dipartimento) In relazione al processo di apprendimento di ogni singolo allievo, la valutazione terrà costantemente conto del raffronto tra i risultati delle diverse verifiche e i livelli di partenza. In particolare considerazione si terranno: l'assimilazione dei contenuti; l'acquisizione delle competenze; la qualità dei contenuti esposti; la partecipazione attiva e l'interesse per il lavoro svolto in classe; l'impegno nella preparazione individuale; il comportamento e il rispetto verso le persone e le regole. INDICATORI DI VALUTAZIONE (Deliberazione del Dipartimento) TIPOLOGIA VERIFICA ORALE E SCRITTA Sava, ______ INDICATORI DI VALUTAZIONE Leggere un testo cogliendone i significati Scrivere un testo in modo funzionale all’uso Parlare con correttezza formale e coerenza Comprendere il contenuto delle lezioni Usare in modo appropriato testi e strumenti didattici Studiare in modo autonomo e consapevole Assumere comportamenti corretti e responsabili Il docente