Programmazione Biennale di Scienze integrate Fisica
Classe
1^ - 2^ settore tecnologico
Indirizzo
CAT – Elettronica ed elettrotecnica – Informatica e telecomunicazioni
Sezione 1 - Progettazione Macro
Competenze come disciplina
responsabile
S2
Analizzare qualitativamente e
quantitativamente fenomeni legati alle
trasformazioni di energia a partire
dall’esperienza
Abilità
Conoscenze dell’asse
Analizzare situazioni di equilibrio statico
individuando le forze e i momenti applicati.
Equilibrio in meccanica: forza, momento di una
forza e di una coppia di forze, pressione.
Riconoscere e spiegare la conservazione
dell’energia, della quantità di moto e del momento
angolare in varie situazioni della vita quotidiana.
Energia, lavoro e potenza;attrito e resistenza del
mezzo.
Analizzare la trasformazione dell’energia negli
apparecchi domestici, tenendo conto della loro
potenza e valutandone il corretto utilizzo per il
risparmio energetico.
Conservazione dell’energia meccanica e della
quantità di moto di un sistema isolato.
Corrente elettrica; elementi attivi e passivi di un
circuito elettrico; potenza elettrica; effetto Joule.
Conoscenze della
disciplina
Competenze come disciplina
Abilità
concorrente
Padronanza della lingua italiana: produrre
testi di vario tipo in relazione ai diversi scopi
comunicativi.
L3
Seguire uno schema fisso di elaborazione.
Individuare le strategie appropriate per la
soluzione di problemi.
Relazioni di laboratorio
Ricercare, acquisire e selezionare informazioni
generali e specifiche in funzione della produzione
di testi scritti di vario tipo.
Progettare un percorso risolutivo strutturato in
tappe.
M3
Conoscenze
Formalizzare il percorso di soluzione di un
problema attraverso modelli algebrici e grafici.
Convalidare i risultati conseguiti sia
empiricamente, sia mediante argomentazioni.
Tradurre dal linguaggio naturale al linguaggio
algebrico e viceversa.
Tecniche risolutive di un problema che
utilizzano frazioni, proporzioni, percentuali,
formule geometriche, equazioni di primo
grado.
Competenze come disciplina
Abilità
concorrente
Conoscenze
Raccogliere, organizzare e rappresentare un insieme di dati.
Rappresentare classi di dati mediante istogrammi e
diagrammi a torta.
Leggere e interpretare tabelle e grafici in termini di
corrispondenze tra elementi di due insiemi.
Riconoscere una relazione tra variabili, in termini di
proporzionalità diretta o inversa e formalizzarla attraverso una
funzione matematica.
Rappresentare nel piano cartesiano il grafico di una funzione.
M4
Analizzare dati e interpretarli sviluppando
deduzioni e ragionamenti sugli stessi anche
con l’ausilio di rappresentazioni grafiche,
usando consapevolmente gli strumenti di
calcolo e le potenzialità offerte da
applicazioni specifiche di tipo informatico.
Valutare l’ordine di grandezza di un risultato.
Eleborare e gestire semplici calcoli attraverso un foglio
elettronico.
Elaborare e gestire un foglio elettronico per rappresentare in
forma grafica i risultati dei calcoli eseguiti.
Descrivere le modalità di trasmissione dell’energia termica e
calcolare la quantità di calore trasmesso da un corpo.
Realizzare semplici circuiti in corrente continua con
collegamenti in serie e in parallelo ed effettuare misure delle
grandezze fisiche caratterizzanti.
Calcolare la forza che agisce su una particella carica in moto
in un campo elettrico e/o magnetico e disegnarne la traiettoria.
Ricavare e disegnare l’immagine di una sorgente luminosa
applicando le regole dell’ottica geometrica.
Grandezze fisiche e loro dimensioni, unità
di misura del Sistema Internazionale;
notazione scientifica e cifre significative.
Equilibrio in meccanica: forza, momento di
una forza e di una coppia di forze,
pressione.
Campo gravitazionale, accelerazione di
gravità, massa gravitazionale, forza peso.
Moti del punto materiale; leggi della
dinamica; massa inerziale; impulso e
quantità di moto.
Moto rotatorio di un corpo rigido; momento
di inerzia e momento angolare.
Leggi di Ohm.
Temperatura, energia interna, calore. Stati
della materia e cambiamenti di stato.
Soluzione di circuiti con resistenze e
capacità in serie e in parallelo.
Campo magnetico: interazioni tra magneti ,
tra correnti e magneti, tra correnti elettriche;
forza di Lorentz.
Ottica geometrica: riflessione e rifrazione.
Competenze come disciplina
Abilità
concorrente
Analizzare situazioni di equilibrio statico
individuando le forze e i momenti applicati.
Applicare la grandezza fisica pressione a solidi,
liquidi e gas.
Descrivere situazioni di moti in sistemi inerziali e
non inerziali, distinguendo le forze apparenti da
quelle attribuibili a interazioni.
S1
Riconoscere e spiegare la conservazione
dell’energia, della quantità di moto e del momento
angolare in varie situazioni della vita quotidiana.
Osservare, descrivere, analizzare, fenomeni
appartenenti alla realtà naturale e artificiale e
riconoscere nelle sue varie forme i concetti di
sistema e di complessità.
Analizzare la trasformazione dell’energia negli
apparecchi domestici, tenendo conto della loro
potenza e valutandone il corretto utilizzo per il
risparmio energetico.
Descrivere le modalità di trasmissione
dell’energia termica e calcolare la quantità di
calore trasmessa a un corpo.
Applicare il concetto di ciclo termodinamico per
spiegare il funzionamento del motore a scoppio.
Confrontare il campo gravitazionale, elettrico e
magnetico individuando analogie e differenze.
Spiegare il funzionamento di un resistore e di un
condensatore in corrente continua e alternata.
Conoscenze
Equilibrio in meccanica: forza, momento di
una forza e di una coppia di forze,
pressione.
Campo gravitazionale, accelerazione di
gravità, massa gravitazionale, forza peso.
Moti del punto materiale; leggi della
dinamica; massa inerziale; impulso e
quantità di moto.
Moto rotatorio di un corpo rigido; momento
di inerzia e momento angolare.
Energia, lavoro e
resistenza del mezzo.
potenza;attrito
e
Corrente elettrica; elementi attivi e passivi
di un circuito elettrico; potenza elettrica;
effetto Joule.
Temperatura; energia interna; calore. Stati
della materia e cambiamenti di stato.
Primo e secondo principio della
termodinamica.
Carica elettrica; campo elettrico e fenomeni
elettrostatici. Campo magnetico: interazioni
tra magneti, tra corrente e magnete e tra
correnti; forza di Lorentz.
Competenze come disciplina
Abilità
concorrente
S3
Essere consapevole delle potenzialità delle
tecnologie rispetto al contesto culturale e
sociale in cui vengono applicate.
Conoscenze
Descrivere situazioni di moti in sistemi inerziali e
non inerziali, distinguendo le forze apparenti da
quelle attribuibili a interazioni.
Campo gravitazionale, accelerazione di
gravità, massa gravitazionale, forza peso
(moto dei satelliti, satelliti geostazionari).
Analizzare la trasformazione dell’energia negli
apparecchi domestici, tenendo conto della loro
potenza e valutandone il corretto utilizzo per il
risparmio energetico.
Potenza elettrica, effetto Joule.
Induzione e autoinduzione
elettromagnetica. Onde elettromagnetiche
e interazione con la materia.
Sezione 2: Processo di lavoro classe 1°
n.
1
ore
13
CD
M3
M4
L3
Titolo
La misura delle
grandezze fisiche
Attività docente
Le grandezze fisiche.
La misura delle grandezze
fisiche.
La misura di lunghezza.
La misura di massa.
La densità.
La notazione esponenziale
e l’arrotondamento.
Le cifre significative.
L’incertezza di una misura.
L’incertezza di una serie di
misure.
La propagazione degli
errori.
Metodologia
Lezioni frontali e
partecipate.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Prestazioni studenti
Sapere cos’è una grandezza fisica.
Conoscere le grandezze fisiche fondamentali.
Sapere cos’è una grandezza fisica derivata.
Conoscere il significato di “misurare”.
Conoscere il concetto di massa.
Conoscere il concetto di densità.
Ricavare formule inverse.
Saper operare con le potenze del 10 per trasformare dei numeri in notazione scientifica.
Conoscere il significato di errore assoluto.
Interpretare la precisione di una misura.
Stabilire l’influenza degli errori iniziali su una grandezza derivata.
Svolgere semplici operazioni di misura e ricavare grandezze fisiche derivate quali aree, volumi,
densità.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate.
n.
2
ore
CD
Titolo
7
M3
La rappresentazione
di dati e fenomeni.
M4
S1
Attività docente
Le rappresentazioni di un
fenomeno.
Lezioni frontali e
partecipate.
I grafici cartesiani.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Le grandezze direttamente
proporzionali e la costante di
proporzionalità diretta.
S2
S3
Le grandezze inversamente
proporzionali e la costante di
proporzionalità inversa.
L3
Metodologia
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Prestazioni studenti
Saper rappresentare un grafico.
Riconoscere la proporzionalità diretta, inversa e quadratica tra due grandezze fisiche.
Completare una tabella in modo che due grandezze risultino in proporzionalità diretta, quadratica o
inversa.
Conoscere il significato delle costanti di proporzionalità diretta e inversa. Saper risolvere le
proporzioni.
Esperienze di laboratorio.
Le
grandezze
in
proporzionalità quadratica.
3
10
S1
S2
S3
M3
M4
L3
L6
Le grandezze
vettoriali.
Gli spostamenti e i vettori.
Il calcolo vettoriale.
La scomposizione di un
vettore nelle sue componenti.
Le forze.
Gli allungamenti elastici.
Le forze d’attrito.
La forza peso.
Lezioni frontali e
partecipate.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Saper rappresentare un vettore.
Saper sommare dei vettori.
Saper scomporre un vettore nelle sue componenti.
Conoscere la differenza tra massa e forza peso.
Conoscere la legge di Hooke.
Conoscere la forza d’attrito e saper valutare da cosa essa sia influenzata.
Ricavare la proporzionalità tra forza applicata a una molla e allungamento.
Ricavare la dipendenza della forza d’attrito dalla natura delle superfici a contatto a dalla forza
premente.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate.
n.
ore
CD
Titolo
4
10
M3
Equilibrio dei corpi
solidi.
M4
S1
S3
L3
Attività docente
Concetto di equilibrio.
Equilibrio su un piano
orizzontale e su un piano
inclinato.
Equilibrio su un piano
inclinato in presenza di
attrito.
Il momento di una forza.
Le coppie di forze.
Le macchine semplici.
Il baricentro.
Equilibrio stabile, instabile e
indifferente.
Metodologia
Lezioni frontali e
partecipate.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Prestazioni studenti
Conoscere la definizione di equilibrio.
Sapere perché si introduce la reazione vincolare.
Analizzare, interpretare e calcolare le forze agenti su un corpo posto su un piano inclinato.
Conoscere il concetto di momento di una forza.
→ la bicicletta.
Sapere perché si introduce il momento di una coppia.
Conoscere l’equazione dei momenti.
Saper risolvere l’equazione dei momenti per le macchine semplici.
Conoscere il concetto di baricentro.
→ il baricentro del corpo umano.
Saper interpretare perché un corpo è in equilibrio.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate.
n.
ore
CD
Titolo
5
8
M3
L’equilibrio dei fluidi.
Attività docente
Metodologia
Prestazioni studenti
Il concetto di pressione.
Lezioni frontali e partecipate.
Sapere perché si introduce la pressione.
M4
Il principio di Stevin.
Conoscere e saper applicare il principio di Stevin.
S1
Il principio di Pascal.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
L3
I vasi comunicanti.
La pressione atmosferica.
La spinta di Archimede.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere e saper applicare il principio di Pascal.
→i freni idraulici.
→il sollevatore idraulico.
Interpretare il fenomeno dei vasi comunicanti.
Conoscere l’esperienza di Torricelli.
Sapere il valore della pressione atmosferica;.saper operare la conversione tra atmosfere e Pascal.
→ barometri e manometri.
Conoscere il principio di Archimede.
Interpretare il fenomeno del galleggiamento dei corpi nei fluidi.
→ sommergibili e aerostati.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate.
n.
ore
CD
Titolo
6
12
M3
Il moto rettilineo.
M4
Attività docente
Lo spazio percorso.
Il concetto di velocità
media.
S1
Il moto rettilineo uniforme.
S3
Il concetto di accelerazione.
L3
Il moto uniformemente
accelerato.
Metodologia
Lezioni frontali e
partecipate.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Prestazioni studenti
Sapere che lo spazio percorso è un vettore.
Conoscere la definizione di velocità e accelerazione media.
Descrivere il moto rettilineo uniforme.
Rappresentare un moto rettilineo uniforme.
Conoscere la legge oraria del moto rettilineo uniforme.
Descrivere un moto uniformemente accelerato.
Rappresentare un moto uniformemente accelerato.
Il moto di caduta dei gravi.
Conoscere la legge oraria del moto uniformemente accelerato e la legge della velocità.
I grafici s-t e v-t.
Saper risolvere semplici esercizi.
Interpretare e ricavare tutte le informazioni dai grafici s-t e v-t..
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate
7
10
M4
S1
Il moto nel piano.
Il moto circolare uniforme.
La velocità angolare.
Il moto armonico.
Lezioni frontali e
partecipate.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere la differenza la differenza tra vettore velocità e velocità angolare.
Sapere cos’è l’accelerazione centripeta.
Conoscere la definizione di periodo e di frequenza.
Saper ricavare il grafico di un moto armonico.
n.
ore
CD
Titolo
8
15
M3
I principi della
dinamica.
M4
Attività docente
Il primo principio della
dinamica.
→ l’esperienza di Galileo.
S3
Il principio fondamentale
della dinamica.
L3
Il principio di azione e
reazione.
Metodologia
Lezioni frontali e partecipate.
Conoscere i principi della dinamica.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Saper applicare i principi della dinamica a semplici situazioni.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
7
S1
Energia e lavoro.
Conoscere l’esistenza della forza centripeta e centrifuga.
Conoscere la legge di gravitazione universale.
Sapere da cosa è influenzata la velocità di un satellite.
Ricavare il periodo di rivoluzione di un satellite.
La forza centripeta.
Conoscere la particolarità dei satelliti geostazionari.
→ veicoli in curva.
Sapere come funziona un GPS.
La legge di gravitazione
universale.
Saper verificare in laboratorio il secondo principio della dinamica.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate.
Il moto dei satelliti.
9
Prestazioni studenti
Il lavoro.
Lezioni frontali e partecipate.
Conoscere il concetto di lavoro.
S2
La potenza.
Conoscere il concetto di potenza.
S3
Il rendimento di una
macchina.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Lettura del libro di testo.
L’energia cinetica.
Problem solving.
Il teorema dell’energia
cinetica.
Esperienze di laboratorio.
L’energia potenziale
gravitazionale.
Il trasferimento e le
trasformazioni dell’energia.
Sapere cos’è il rendimento di una macchina e da cosa è determinato.
Sapere a quali grandezze è legata l’energia cinetica.
Sapere a quali grandezze è legata l’energia potenziale gravitazionale. Comprendere che l’energia si
trasferisce da un corpo all’altro e si trasforma da una forma all’altra.
Sezione 2: Processo di lavoro classe 2°
n.
1
ore
7
CD
M3
S1
S2
Titolo
I principi di
conservazione.
Attività docente
L’energia meccanica.
Il principio di conservazione
dell’energia meccanica.
S3
Quando l’energia
meccanica non si conserva.
L3
La quantità di moto.
La conservazione della
quantità di moto. Urti
elastici e anelatici.
L’impulso.
Il teorema dell’impulso.
La conservazione
dell’energia nei fluidi-il
teorema di Bernoulli.
Metodologia
Lezioni frontali e
partecipate.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Prestazioni studenti
Conoscere l’energia meccanica.
Conoscere il principio di conservazione dell’energia meccanica.
Sapere quando il principio di conservazione dell’energia è valido.
Saper classificare un urto.
Conoscere il concetto di impulso.
Conoscere il teorema dell’impulso e sapere quando si può applicare.
Conoscere il teorema di Bernoulli.
n.
ore
CD
Titolo
2
15
M3
Calore e temperatura.
M4
S1
L3
Attività docente
La misura della
temperatura.
La dilatazione lineare e
volumica.
→ l’anomalia dell’acqua.
Capacità termica e calore
specifico.
Metodologia
Prestazioni studenti
Lezioni frontali e partecipate.
Conoscere la costruzione della scala Celsius.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Conoscere la conversione tra scala Celsius e assoluta.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere e interpretare i fenomeni di dilatazione.
Conoscere l’equazione della termologia.
Sapere cos’è l’equilibrio termico.
Sapere cos’è un calorimetro e saper spiegare a cosa serve.
La legge della termologia.
Saper descrivere i cambiamenti di stato.
L’equilibrio termico.
Conoscere come propaga il calore.
Il calorimetro.
Saper risolvere situazioni problematiche.
I cambiamenti di stato.
Verificare in laboratorio la legge della dilatazione lineare.
Propagazione del calore.
Utilizzare in laboratorio la legge della termologia per determinare il calore specifico di sostanze.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate.
n.
ore
CD
Titolo
3
20
S1
La termodinamica.
S3
Attività docente
Metodologia
Prestazioni studenti
Lo stato di un gas.
Lezioni frontali e partecipate.
Sapere cos’è lo stato di un gas.
Le leggi dei gas.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Conoscere le leggi dei gas.
Lo zero assoluto.
L’equazione caratteristica
dei gas.
La teoria cinetica.
La pressione di un gas nel
modelo cinetico.
La legge di Boltzmann.
L’energia interna di un gas
ideale.
Le trasformazioni
termodinamiche e il lavoro.
Il primo principio della
termodinamica.
Il rendimento di una
macchina termica.
Il ciclo di Carnot.
→ frigoriferi, condizionatori,
pompe di calore.
Il motore a scoppio e quello
diesel.
Il secondo principio della
termodinamica.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Interpretare lo zero assoluto.
Sapere le caratteristiche di un gas ideale.
Conoscere il concetto di energia interna.
Sapere che a ogni trasformazione termodinamica corrisponde un lavoro.
Conoscere e interpretare il primo principio della termodinamica.
Definire il rendimento di una macchina termica.
Descrivere un ciclo di Carnet e le sue applicazioni.
Conoscere il principio di funzionamento di un motore a scoppio e di un diesel.
Conoscere il secondo principio della termodinamica.
n.
ore
CD
Titolo
Attività docente
Metodologia
4
5
M4
La luce.
La propagazione della luce.
Lezioni frontali e partecipate.
Conoscere l’ottica geometrica.
Riflessione.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Saper ricavare e disegnare l’immagine di una sorgente luminosa.
Rifrazione.
Riflessione totale.
Lenti e specchi.
Prestazioni studenti
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
5
6
M3
S1
Fenomeni
elettrostatici.
S2
Le cariche elettriche.
Lezioni frontali e partecipate.
La legge di Coulomb.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
I condensatori.
Lettura del libro di testo.
Conoscere la tipologia delle cariche elettriche e la classificazione dei materiali in conduttori e
dielettrici.
Conoscere la forza elettrica.
Sapere cos’è un condensatore.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
6
21
M3
Intensità di corrente.
Lezioni frontali e partecipate.
Conoscere il concetto di resistenza elettrica.
M4
La resistenza elettrica.
Conoscere il verso della corrente elettrica reale e convenzionale.
S1
Collegamenti in serie e
parallelo.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
S2
S3
L3
La corrente continua.
Condensatori in serie e
parallelo.
Resistori in serie e
parallelo.
Le leggi di Ohm.
La resistenza e la
temperatura.
Amperometro, voltmetro e
resistenza interna.
Effetto Joule.
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Saper assemblare un circuito semplice con componenti in serie e in parallelo.
Saper risolvere un circuito con componenti in serie e parallelo.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate.
n.
ore
CD
Titolo
7
12
M3
Il campo magnetico.
M4
S1
L3
Attività docente
Metodologia
Prestazioni studenti
Fenomeni magnetici.
Lezioni frontali e partecipate.
Descrivere i fenomeni magnetici.
Campo magnetico generato
da un filo percorso da
corrente-esperienza di
Oersted.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Conoscere e interpretare l’esperienza di Oersted.
Intensità di campo
magnetico-legge di
Faraday.
Leggi di Biot e Savart.
Elettromagnete.
Campo magnetico nella
materia-permeabilità
magnetica.
Sostanze paramagnetiche,
diamagnetiche e
ferromagnetiche.
Interazioni tra correnti.
Legge di Lorentz.
Moto di una carica in un
campo magnetico.
→ determinazione di e/m.
→ lo spettrometro di
massa.
→ il selettore di velocità
Lettura del libro di testo.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Conoscere la legge di Faraday.
Conoscere le leggi di Biot e Savart.
Comprendere il comportamento del campo magnetico all’interno della materia.
Conoscere l’esperienza di Ampère.
Conoscere il comportamento di una carica all’interno di un campo magnetico.
Stendere una relazione di laboratorio, seguendo uno schema prefissato e utilizzando terminologie
appropriate.
n.
ore
CD
Titolo
8
12
M3
Iduzione
elettromagnetica.
S1
S3
Attività docente
Metodologia
Prestazioni studenti
L’induzione elettrica.
Lezioni frontali e partecipate.
Conoscere il fenomeno dell’induzione elettrica.
Il vettore flusso di campo
magnetico.
Esercitazioni individuali e di
gruppo.
Conoscere la legge di Faraday-Neumann-Lenz.
La legge di FaradayNeumann-Lenz.
Lettura del libro di testo.
Induttanza e autoinduzione.
Il circuito RL.
Corrente alternata.
Circuito RLC.
Il trasformatore.
Le onde elettromagnetiche.
Problem solving.
Esperienze di laboratorio.
Risolvere circuiti RL.
Risolvere circuiti RLC.
Conoscere composizione e utilizzo del trasformatore.
Comprendere cos’èun’onda elettromagnetica.
