Anno Scolastico 2016-2017
PROGRAMMAZIONE PER IL PRIMO BIENNIO
adottata dal Dipartimento Disciplinare di Matematica, Fisica e Informatica
sulla base delle Indicazioni Nazionali per i Licei (D.P.R. n. 211 del 7 ottobre 2010)
FISICA
dei seguenti Indirizzi Liceali:
- Liceo Scientifico
- Liceo Scientifico opzione Scienze Applicate
I docenti della disciplina
1
PRIMO BIENNIO
OBIETTIVI GENERALI
L’insegnamento di fisica nel biennio del liceo scientifico e del liceo scientifico opzione scienze
applicate, attraverso l’acquisizione delle metodologie e delle conoscenze proprie della disciplina,
deve concorrere alla formazione della personalità dell’allievo, favorendo lo sviluppo di una cultura
tale da consentire una comprensione critica e propositiva della realtà e costruire una solida base per
la formazione di una personalità polivalente e flessibile.
FINALITÀ GENERALI
Le finalità del corso fisica, in stretto raccordo con le altre discipline scientifiche, come indicato nei
Piani di Studio, sono di sviluppare:
1. l’attitudine a cogliere e ad apprezzare l’utilità del confronto di idee e dell’organizzazione del
lavoro;
2. l’abitudine ad un lavoro organizzato come mezzo per ottenere risultati significativi;
3. l’atteggiamento critico nei confronti delle informazioni incontrollate e delle immagini della
scienza che ci vengono presentate;
4. la capacità di analizzare un fenomeno complesso, scomponendolo in elementi più semplici, e la
capacità di ricomporre gli elementi, sapendone vedere le interazioni;
5. la capacità progettuale di fronte ai problemi;
6. la capacità di osservare in modo sistematico, di raccogliere dati e di esaminarli criticamente;
7. la capacità operativa manuale utile non solo in laboratorio, ma anche nella vita quotidiana;
8. la consapevolezza della possibilità di descrivere in termini scientifici molti eventi osservabili
anche al di fuori dei laboratori scolastici;
9. la comprensione dell’utilità di formulare una legge empirica oppure un’ipotesi e della necessità di
valutarne il grado di attendibilità attraverso una verifica;
10. la comprensione del rapporto tra fatti empirici e loro interpretazione modellistica e dell’utilità
operativa e dei limiti dei modelli interpretativi.
FINALITÀ SPECIFICHE
Alla fine del biennio gli studenti dovranno essere in grado di:
1. eseguire in modo corretto semplici misure con chiara consapevolezza delle operazioni effettuate,
raccogliendo, ordinando e rappresentando graficamente i dati ricavati;
2. saper descrivere chiaramente, anche per mezzo di schemi, le apparecchiature e le procedure
usate;
3. valutare gli ordini di grandezza e le approssimazioni dei dati sperimentali, mettendo in evidenza
l'incertezza associata alle misure, confrontando anche i dati raccolti con quelli provenienti da altri
gruppi di lavoro o da fonti esterne;
4. individuare relazioni tra due variabili misurate e valutare i limiti di validità delle corrispondenti
leggi empiriche;
2
5. controllare più variabili e, in qualche caso semplice, comprendere il procedimento per stabilire
relazioni tra esse;
6. acquisire una prima comprensione del modo di organizzarsi di una teoria scientifica con i due
momenti di formulazione di ipotesi unificanti ed esplicative e di verifica delle loro conseguenze;
7. utilizzare semplici modelli esplicativi per la descrizione e l’interpretazione di fenomeni
complessi, comprendendone l’utilità e i limiti;
8. arrivare, in qualche semplice caso, alla formulazione di ipotesi e di modelli fondati e verificabili.
Trarre semplici deduzioni teoriche e confrontarle con i risultati sperimentali.
INDICAZIONI METODOLOGICHE
Dal punto di vista didattico, nelle singole classi, il lavoro viene realizzato avendo sempre presente
come principio di base il metodo della scoperta e della ricerca autonoma, guidata ma non imposta
dall’insegnante, portando quindi gli studenti ad acquisire un corretto metodo di indagine atto a
sviluppare creatività, spirito d’osservazione e atteggiamento critico di fronte a qualsiasi problema.
In pratica il lavoro viene articolato secondo i seguenti punti:
1. osservazione;
2. formulazione di ipotesi;
3. proposta e progettazione di esperienze semplici, ma allo stesso tempo significative;
4. analisi dei dati sperimentali ottenuti e loro interpretazione nell'ambito e nei limiti delle ipotesi
formulate;
5. costruzione di modelli;
6. controllo sperimentale della validità di un modello.
In concreto, ha una forte incidenza il lavoro sperimentale eseguito, quando possibile, direttamente
dagli allievi, nel laboratorio di fisica. Con il lavoro di gruppo e mediante l’uso di strumenti che, dal
punto di vista tecnico, sono il meno sofisticato possibile, si educano i ragazzi a riconoscere
l’importanza dell’ordine e della serietà nel lavoro, e si forniscono loro autonomia e sicura manualità.
Le esperienze tuttavia sono utili solo se, pur con lavoro di gruppo, diventano conquista del singolo: a
questo scopo sono molto importanti le osservazioni personali, le ipotesi, i passaggi logici per le
interpretazioni dei fenomeni. In pratica quindi la lezione è un continuo alternarsi di esperienze e di
momenti di discussione in cui si cerca di educare gli allievi ad ascoltarsi, a criticarsi ed a ricercare le
conclusioni più ragionevoli, sempre sotto la guida dell’insegnante.
Oltre al libro di testo in adozione, si fa uso di dispense didattiche.
Viene resa obbligatoria la tenuta di un quaderno di appunti personale per sollecitare gli allievi a
tenere una traccia chiara, sintetica, completa di tutto quello che si fa a scuola: ciò consente agli
studenti di ricostruire quando vogliono con i loro dati e le loro osservazioni un intero esperimento,
l’ambito e le motivazioni che lo hanno determinato. A casa i ragazzi devono riordinare e meditare su
ciò che hanno appreso a scuola e svolgere gli esercizi di consolidamento assegnati.
MODALITÀ DI VERIFICA E VALUTAZIONE
La verifica della preparazione e la valutazione del profitto avvengono con i seguenti criteri:
1. Continuamente con brevi, ma frequenti "interrogazioni", che possono essere anche soltanto una
proposta da parte dell’allievo per una esperienza o un’osservazione opportuna che mette in luce
quanto egli ha compreso del significato di ciò che si sta facendo.
3
2. Relazioni individuali scritte successive ad una o più prove svolte in laboratorio.
3. Valutazione del quaderno di appunti, facendo particolare attenzione alla valutazione di tipo
formativo. Gli errori commessi dagli allievi durante il processi di apprendimento potranno così
fornire preziose indicazioni per diversificati interventi didattici, finalizzati anche all'attività di
sostegno.
4. Elaborazione scritta di questionari e problemi da risolvere tramite i concetti e la metodologia
acquisita: questi elaborati costituiscono la premessa ad una discussione in classe che permette
all’insegnante di valutare le conoscenze, le capacità di rielaborazione personale e di
ragionamento dei singoli alunni.
5. Si ritiene anche importante l’evoluzione della capacità dell’allievo di dare il suo apporto
personale al lavoro di laboratorio e di comunicare verbalmente ragionamenti e risultati.
COMPETENZE GENERALI
1. Osservare e identificare fenomeni.
2. Formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi.
3. Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione.
4. Fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale.
5. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società.
ARTICOLAZIONE DEI CONTENUTI
Si precisa che la seguente programmazione è suscettibile di eventuali modifiche da parte del
Dipartimento o del singolo docente, anche nel corso dell’anno scolastico se, alla luce
dell’esperienza nelle classi, lo si riterrà opportuno.
Ogni docente stabilirà quali e quante esperienze di laboratorio trattare, tenendo conto delle
esigenze della singola classe e della disponibilità del laboratorio.
4
CLASSE PRIMA
Unità didattica 1: Le grandezze fisiche e la loro misura
Periodo: Settembre/Ottobre
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Metodo sperimentale
Grandezze fisiche e Sistema
Internazionale
Intervallo di tempo, lunghezza e
area
Le cifre significative
La notazione scientifica
L’ordine di grandezza
Strumenti di misura
Valore medio e incertezza di una
misura
Errore assoluto, relativo e
percentuale
Propagazione degli errori nelle
misure indirette
Struttura di una relazione
scientifica
Contenuti opzionali:
Abilità
Utilizzare multipli e
sottomultipli
Utilizzare la notazione
scientifica
Effettuare misure dirette e
indirette
Calcolare l’errore assoluto
e l’errore percentuale sulla
misura di una grandezza
Valutare l’attendibilità del
risultato di una misura
Verificare la compatibilità
di due o più misure
Data una formula saper
ricavare una formula
inversa
Competenze
1, 4
Esperienze di laboratorio
Misura del perimetro di
un banco
Misura del periodo di un
pendolo
Competenze
1, 4
Esperienze di laboratorio
Misure di volume per
immersione in acqua
La bilancia a bracci
uguali
La conservazione della
massa e la non additività
del volume
La densità di un metallo
incognito
Unità didattica 2 : Volume, massa, densità
Periodo: Ottobre
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Definizione di volume e sue
unità di misura
Definizione operativa di massa e
sue unità di misura
La bilancia a bracci uguali
Legge di conservazione della
massa
Definizione di densità
Contenuti opzionali:
Abilità
Calcolare il volume di
solidi regolari
Misurare i volumi di corpi
irregolari per spostamento
d’acqua
Utilizzare la bilancia a
braccia uguali
Utilizzare la formula della
densità e le sue formule
inverse
Utilizzare le tabelle di
densità
Verificare la non additività
del volume
Unità didattica 3: Strumenti matematici e la rappresentazione di dati e fenomeni
Periodo: Novembre
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Tabelle, grafici e formule per
rappresentare un fenomeno
Rappresentazione grafica dei
dati sperimentali
Relazioni fra grandezze
(proporzionalità diretta, inversa,
quadratica, correlazione lineare)
Abilità
Lavorare con i grafici
cartesiani
Data una formula o un
grafico, riconoscere il tipo
di legame che c’è fra due
variabili
Contenuti opzionali:
Competenze
1, 3, 4
Esperienze di laboratorio
Costruzione di tabelle e
grafici con Excel
5
Unità didattica 4: Le grandezze vettoriali
Periodo: Dicembre/Gennaio
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Definizione di grandezze
vettoriali e grandezze scalari
Operazioni con vettori
Seno, coseno e tangente
Componenti cartesiane di un
vettore
Abilità
Dati due vettori, disegnare
il vettore somma e
differenza
Applicare la regola del
parallelogramma e del
punta-coda
Scomporre un vettore e
calcolare le sue componenti
Sommare e sottrarre vettori
per componenti
Date le componenti
calcolare modulo e angolo
di un vettore
Competenze
1,3
Esperienze di laboratorio
La regola del
parallelogramma con
dinamometri
Competenze
1, 2, 3, 4
Esperienze di laboratorio
Taratura di una molla
Misura del coefficiente
di attrito statico
Competenze
1, 2, 3, 4, 5
Esperienze di laboratorio
Esperienze con vasi
comunicanti e tubi a U
Esperienze con bottiglie
forate e “botte di Pascal”
Comportamenti dei
liquidi legati alla
pressione atmosferica
Esperienza di Torricelli
Esperienze con la
campana a vuoto
Spinta di Archimede in
liquidi e gas
Contenuti opzionali:
Unità didattica 5: Le forze e l’equilibrio
Periodo: Febbraio
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Alcune proprietà delle forze
La forza peso
La forza vincolare
La forza elastica
La legge di Hooke
L’attrito statico e dinamico
La forza di primo distacco
Punto materiale e corpo rigido
L’equilibrio statico di un punto
materiale
L’equilibrio su un piano
inclinato
Abilità
Utilizzare il dinamometro
Applicare la legge degli
allungamenti elastici
Scomporre il peso sul piano
inclinato
Calcolare la forza di attrito
Usare la condizione di
equilibrio statico per
dedurre tutte le forze
applicate
Utilizzare il diagramma di
corpo libero per risolvere
problemi di equilibrio
Contenuti opzionali:
L’equilibrio di un corpo rigido
Il momento di una forza
Le leve
Il baricentro
Unità didattica 6: L’equilibrio dei fluidi
Periodo: Marzo/Aprile
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Definizione di pressione
Diverse unità di misura della
pressione
Legge di Stevino
Vasi comunicanti, tubi a U
Principio di Pascal
Esperimento di Torricelli
Pressione atmosferica
Principio di Archimede
Galleggiamento dei corpi
Abilità
Calcolare la pressione di un
fluido
Applicare la legge di
Stevino
Equivalenze tra diverse
unità di misura della
pressione
Leggere un barometro
Calcolare la spinta di
Archimede
Prevedere il
comportamento di un solido
immerso in un fluido (es.
spiegare il comportamento
6
del diavoletto di Cartesio)
Utilizzare il peso e il peso
apparente di un corpo
totalmente immerso in un
fluido per determinare la
densità del corpo
Contenuti opzionali:
Unità didattica 7: Calore e temperatura
Periodo: Aprile/Maggio
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Scale termometriche
Il calore e le sue unità di misura
Equilibrio termico
Calore specifico e capacità
termica
La legge fondamentale della
calorimetria
Stati della materia e
cambiamenti di stato
I punti fissi delle sostanze
Calore latente
Abilità
Identificare i punti fissi nel
grafico temperatura-calore
Applicare la legge
fondamentale della
calorimetria per calcolare le
quantità di calore scambiate
Determinare la temperatura
di equilibrio di due sostanze
a contatto termico
Calcolare il calore latente
Tarare un termoscopio
Interpretare grafici di
riscaldamento e
raffreddamento di sostanze
diverse
Saper misurare il calore
specifico di un solido
Competenze
1, 2, 3, 4, 5
Esperienze di laboratorio
Taratura del
termoscopio
Punti fissi delle sostanze
Mescolanze e
raggiungimento
dell’equilibrio termico
(masse uguali e masse
diverse)
Misura del calore
specifico di un metallo
incognito
Contenuti opzionali:
Dilatazione termica
Conduzione, convezione,
irraggiamento
7
CLASSE SECONDA
Unità didattica 8: Introduzione all’energia
Periodo: Settembre/Ottobre
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Energia potenziale
gravitazionale
Energia cinetica
Energia potenziale elastica
Energia meccanica e sua
conservazione
Abilità
Valutare l’energia
potenziale e l’energia
cinetica di un corpo
Descrivere le
trasformazioni di energia da
una forma a un’altra
Applicare la conservazione
dell’energia meccanica per
risolvere problemi sul moto
Competenze
1, 2, 3, 4, 5
Esperienze di laboratorio
Calore prodotto in
cadute frenate verticali e
oblique
Calore prodotto in
cadute con velocità
finale
Calore prodotto in
cadute con molle
Competenze
2, 3
Esperienze di laboratorio
Competenze
1, 2, 3, 4, 5
Esperienze di laboratorio
Uso rotaia a cuscino
d’aria con marcatempo
Uso rotaia con
acquisizione dati
computerizzata
Moto rettilineo uniforme
Moto uniformemente
accelerato
Piano inclinato
Caduta libera, tubo di
Newton
Caduta in aria
Contenuti opzionali:
Unità didattica 9: Energia e lavoro
Periodo: Ottobre/Novembre
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
La definizione di lavoro
La definizione di potenza e sue
unità di misura
Definizione di macchina e di
rendimento
L’enunciato del teorema
dell’energia cinetica
Contenuti opzionali:
Abilità
Calcolare il lavoro di una o
più forze costanti
Applicare il teorema
dell’energia cinetica
Unità didattica 10: Il moto rettilineo
Periodo: Dicembre/Gennaio
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Definizione di velocità media e
accelerazione media, velocità
istantanea e accelerazione
istantanea
Segno della velocità e
dell’accelerazione
Differenza tra moto rettilineo
uniforme e moto uniformemente
accelerato
La legge oraria del moto
rettilineo uniforme
Le leggi del moto
uniformemente accelerato
Accelerazione di gravità
Caduta libera, effetto della
resistenza dell’aria sulla caduta
libera
Abilità
Calcolare grandezze
cinematiche mediante le
rispettive definizioni
Applicare la legge oraria
del moto rettilineo
uniforme
Applicare le leggi del moto
uniformemente accelerato
Calcolare grandezze
cinematiche con metodo
grafico
Studiare il moto di caduta
libera
Studiare le leggi che
regolano il moto sul piano
inclinato
Saper utilizzare un
marcatempo e saper
costruire i grafici del moto
a partire dai punti su una
striscia
Saper interpretare grafici
posizione-tempo, velocitàtempo e accelerazionetempo ottenuti con presa
8
dati on-line per moto su
rotaia a cuscino d’aria e per
moto di caduta libera
Saper ricavare la legge
oraria del moto dal
diagramma spazio-tempo
Contenuti opzionali:
Unità didattica 11: Le leggi della dinamica
Periodo: Febbraio/Marzo
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Contenuti irrinunciabili:
Definizione di inerzia
Sistemi di riferimento inerziali e
non inerziali
Principio di relatività galileiano
Prima legge della dinamica
Seconda legge della dinamica
Terza legge della dinamica
Contenuti opzionali:
Abilità
Distinguere moti in sistemi
inerziali e non inerziali
Proporre esempi di
applicazione dei tre principi
della dinamica
Competenze
1, 2, 3, 4, 5
Esperienze di laboratorio
Esperienze sulla seconda
legge della dinamica con
la rotaia
Unità didattica 12: Il legame tra le leggi della dinamica, energia e lavoro
Periodo: Aprile
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Energia meccanica, energia
cinetica, energia potenziale e il
lavoro
La conservazione dell’energia
meccanica
Abilità
Individuare il lavoro come
prodotto scalare di forza e
spostamento
Interpretare graficamente il
lavoro
Individuare le procedure
per calcolare il lavoro totale
compiuto da più forze
Rappresentare il legame tra
lavoro ed energia, e mettere
in relazione il lavoro con le
diverse forme di energia
Formalizzare il teorema
dell’energia cinetica
Esprimere i concetti di
forza conservativa e non
conservativa
Formulare la conservazione
dell’energia meccanica
Applicare la conservazione
dell’energia meccanica
nella soluzione dei
problemi
Ragionare in termini di
energia dissipata e lavoro
compiuto da forze non
conservative
Competenze
2, 3
Esperienze di laboratorio
La conservazione
dell’energia meccanica
con la rotaia
(continuazione
dell’esperienza sulla
seconda legge).
9
Unità didattica 13: La luce
Periodo: Maggio
Contenuti
Contenuti irrinunciabili:
Le leggi della riflessione su
specchi piani e curvi
Conoscere la differenza tra
immagine reale e immagine
virtuale
Le leggi della rifrazione della
luce
Che cos’è l’angolo limite
Abilità
Applicare le leggi della
rifrazione e della riflessione
Costruire graficamente
l’immagine di un oggetto
dato da uno specchio o da
una lente
Contenuti opzionali:
La differenza fra lenti
convergenti e lenti divergenti
Definizione di ingrandimento di
uno specchio e di una lente
L’occhio
Gli strumenti ottici
Applicare la legge dei punti
coniugati a specchi curvi e
a lenti
Calcolare l’ingrandimento
di uno specchio o di una
lente
Competenze
1, 2, 3, 4, 5
Esperienze di laboratorio
Riflessione della luce
Rifrazione della luce
Costruzione di immagini
con specchi e lenti
10
GRIGLIA DI VALUTAZIONE DELLA PROVA SCRITTA
Indicatori
CONOSCENZE
COMPETENZE
CAPACITA’
Descrittori
Dimostrare di conoscere i concetti, le
regole necessarie per la soluzione degli
esercizi proposti e il linguaggio formale.
Saper interpretare correttamente il testo
degli esercizi proposti.
Saper fornire una stesura del
procedimento risolutivo in forma chiara,
rigorosa e completa
Saper utilizzare le procedure con
correttezza di calcolo
Organizzazione e utilizzazione di
conoscenze e abilità per analizzare,
scomporre e elaborare
Scelta di procedure ottimali
Livelli di valutazione
Punti
Ottime/Buone
Sufficienti/Discrete
Insufficienti
Grav. Insufficienti
Ottime/Buone
Sufficienti/Discrete
Insufficienti
4
3
2
1
3
2
1
Ottime/Buone
Discrete/Sufficienti
Insufficienti
3
2
1
Voto assegnato
11
GRIGLIA PER LA VALUTAZIONE DELLA PROVA ORALE
OBIETTIVI
CONOSCENZE
DISCIPLINARI
COMPETENZE
LINGUISTICO
ESPRESSIVE
CAPACITA’ DI ANALISI
SINTESI E
COLLEGAMENTO
DESCRITTORI
GIUDIZIO
PUNTI
Conoscenza lacunosa e
frammentaria
Conoscenza essenziale, un po’
frammentaria
Conoscenza completa degli
argomenti trattati
Conoscenza completa,
approfondita e coordinata
Insufficienti
1
Sufficiente
2
Discrete – Buone
3
Ottime
4
Linguaggio non appropriato,
scarsa capacità argomentativa
Linguaggio semplice ma
abbastanza corretto
Linguaggio appropriato con
capacità argomentative
Insufficienti
1
Sufficienti –
Discrete
2
Analisi parziali, sintesi e
collegamenti parziali, limitati e
imprecisi
Analisi guidata sostanzialmente
corretta, sintesi e collegamenti
corretti se guidati
Analisi, sintesi e collegamenti
completi, corretti e autonomi
3
Buone - Ottime
Insufficienti
Sufficienti –
Discrete
1
2
3
Buone - Ottime
Voto assegnato
12
GRIGLIA DI VALUTAZIONE PER LA PROVA PRATICA
Indicatori
Descrittori
Dimostrare di conoscere le regole necessarie
CONOSCENZE per effettuare un’esperienza assegnata
Dimostrare di conoscere le leggi e i principi
fondamentali implicati nell’esperienza
COMPETENZE Saper interpretare correttamente lo scopo di
CAPACITA’
un’esperienza di laboratorio
Saper fornire una stesura del procedimento di
un esperimento in forma chiara e
appropriatamente rappresentata
Saper utilizzare il lessico specifico, la
simbologia appropriata con correttezza di
calcolo
Saper applicare consapevolmente le
conoscenze sull’uso della strumentazione di
laboratorio
Mostrare di possedere capacità di
osservazione, logiche ed espressive, di
elaborazione personale e originale nell’ambito
di procedimenti sperimentali
Mostrare di saper collaborare in un gruppo di
lavoro
Livelli di valutazione
Punti
Fino a
Insufficienti
1
Sufficienti/Discrete
2
Buone/Ottime
3
Grav. Insufficienti
1
Insufficienti
2
Sufficienti/Discrete
3
Buone/Ottime
4
Insufficienti
1
Sufficienti/Discrete
2
Buone/Ottime
3
Voto assegnato
/10
13
