Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma Programmazione di dipartimento: FISICA secondo biennio Obiettivi generali e specifici della disciplina Liceo scientifico e indirizzo Scienze applicate All’interno del percorso quinquennale previsto nelle Indicazioni Nazionali, a cui il piano di lavoro del Liceo Labriola si richiama puntualmente, per il secondo biennio, sono individuati gli elementi di seguito riportati. Il percorso didattico darà maggior rilievo all’impianto teorico (le leggi della fisica) e alla sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l’obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche dall’esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l’attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie. Gli Obiettivi Specifici di Apprendimento (OSA) sono quelli previsti nelle Indicazioni Nazionali per i nuovi licei, DPR n° 89 del 15 marzo 2010. Pag. 1/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma Classe III - Liceo scientifico e indirizzo scienze applicate MODULO 1: Richiami di cinematica. Forze, moti, relatività OSA Risultati di Conoscenze (Indicazioni Nazionali) apprendimento CONTENUTI “Saranno riprese le AM1, Richiami sulle leggi dei principali leggi del moto ALA2, ASMT1, ASMT2, moti rettilinei e nel piano affiancandole alla Richiami sui principi della discussione dei sistemi ASMT3, RA4, RA5, RA6, dinamica di riferimento inerziali RASA1, RASA2, Forze e moti e non inerziali e del RASA3, RASA4, Il principio di relatività di Galilei principio di relatività di RASA5, RASA6 LABORATORIO Galilei.” (almeno una delle seguenti esperienze) Legge di Hooke Piano inclinato Moto parabolico Laboratorio RTL: palla che rimbalza, paracadutista Verifiche/ Recupero (OM 92/2007) MODULO 2: Principi di conservazione OSA Risultati di (Indicazioni Nazionali) apprendimento AM1, “L’approfondimento ALA2, del principio di ASMT1, ASMT2, conservazione ASMT3, dell’energia RA4, RA5, RA6, meccanica, applicato RASA1, RASA2, anche al moto dei fluidi, e l’affrontare gli RASA3, RASA4, RASA5, RASA6 altri principi di conservazione, permetterà allo studente di rileggere i fenomeni meccanici mediante grandezze diverse e di estenderne lo studio ai sistemi di corpi” Verifiche/ Recupero (OM 92/2007) Tempi / Materiali Periodo Settembre + 1a metà di Ottobre (4 settimane) Libro di testo <indicare le parti del libro di testo o altro materiale …> a 2 metà di Ottobre Conoscenze CONTENUTI Lavoro Energia cinetica Forze conservative ed energia potenziale Conservazione dell’energia meccanica Statica e dinamica dei fluidi Quantità di moto Legge di conservazione della quantità di moto Urti elastici ed anelastici LABORATORIO (almeno una delle seguenti esperienze) Moto parabolico Urti sulla rotaia a cuscino d’aria Laboratorio RTL: Palla che rimbalza, paracadutista. Tempi / Materiali Periodo Novembre + 1a settimana di Dicembre (5 settimane) Libro di testo <indicare le parti del libro di testo o altro materiale a supporto nel quale sono riportati i contenuti elencati nella cella a sinistra> a a a 2 e 3 settimana di Dicembre / 2 settimana di Gennaio Pag. 2/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma MODULO 3: Altre leggi di conservazione OSA Risultati di (Indicazioni Nazionali) apprendimento “Con lo studio della AM3, gravitazione, dalle ALC4, leggi di Keplero alla ASU6, sintesi newtoniana, lo RA1, RA2, RA3, studente approfondirà, RA4, RA5, RA6, anche in rapporto con RASA3, RASA4, la storia e la filosofia, RASA6, RASA7 il dibattito del XVI e XVII secolo sui sistemi cosmologici.” Verifiche/ Recupero (OM 92/2007) MODULO 4: Teoria cinetica dei gas OSA Risultati di (Indicazioni Nazionali) apprendimento “Si completerà lo AM1, studio dei fenomeni ALA2, termici con le leggi dei ASMT1, ASMT2, gas, familiarizzando ASMT3, RA4, con la semplificazione RA5, RA6, concettuale del gas RASA1, RASA2, perfetto e con la RASA3, RASA4, relativa teoria RASA5, RASA6 cinetica; lo studente potrà così vedere come il paradigma newtoniano sia in grado di connettere l’ambito microscopico a quello macroscopico.” Verifiche/ Recupero (OM 92/2007) Conoscenze Tempi / Materiali Periodo 3a metà di Gennaio + 1a metà di Febbraio (4 settimane) CONTENUTI Dinamica dei corpi in rotazione Momento angolare Legge di conservazione del momento angolare Moti celesti La rivoluzione astronomica Libro di Leggi di Keplero La legge di gravitazione universale testo <indicare le Moto dei satelliti parti del Energia potenziale gravitazionale libro di testo Velocità di fuga o altro Azione a distanza materiale a LABORATORIO supporto …> (almeno una delle seguenti esperienze) Moti celesti con stellarium Sistemi astronomici con software di geometria dinamica 2a metà di Febbraio Conoscenze Tempi / Materiali Periodo Marzo (4 settimane circa, occorre tener conto dei viaggi di istruzione) CONTENUTI Temperatura Calore Passaggi di stato Leggi dei gas Teoria cinetica dei gas LABORATORIO (almeno una delle seguenti esperienze) Capacità termica o equivalente in Libro di testo acqua del calorimetro <indicare le Calore specifico di una sostanza Calore latente di fusione del parti del libro di testo ghiaccio o altro Laboratorio RTL: passaggi di materiale a stato, superraffreddamento supporto …> dell’acqua, leggi dei gas 1a metà di Aprile Pag. 3/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma MODULO 5: Termodinamica OSA Risultati di (Indicazioni Nazionali) apprendimento AM1, “Lo studio dei ALA2, principi della ASMT1, ASMT2, termodinamica ASMT3, permetterà allo RA4, RA5, RA6, studente di RA7, generalizzare la RASA1, RASA2, legge di RASA3, RASA4, conservazione RASA5, RASA6 dell’energia e di comprendere i limiti intrinseci alle trasformazioni tra forme di energia, anche nelle loro implicazioni tecnologiche, in termini quantitativi e matematicamente formalizzati.” Conoscenze CONTENUTI Sistema termodinamico Scambi di energia, lavoro Primo principio della termodinamica. Calori specifici Trasformazioni adiabatiche Macchine termiche Enunciati del secondo principio Teorema, macchina e ciclo di Carnot Entropia Terzo principio della termodinamica LABORATORIO (almeno una delle seguenti esperienze) Capacità termica o equivalente in acqua del calorimetro Calore specifico di una sostanza Calore latente di fusione del ghiaccio Variazione di entropia Tempi / Materiali Periodo 2a metà di Aprile + 1a metà di Maggio Libro di testo <indicare le parti del libro di testo o altro materiale a supporto …> 2a metà di Maggio e 1a settimana di Giugno Verifiche finali Pag. 4/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma Classe IV - Liceo scientifico e indirizzo scienze applicate MODULO 1: Oscillazioni armoniche OSA Risultati di (Indicazioni Nazionali) apprendimento “Si inizierà lo studio AM1,AM3, ALA2, dei fenomeni ASMT1,ASMT2, ondulatori con le ASMT3, onde meccaniche, RA4, RA5, RA6, introducendone le RASA1,RASA2, grandezze RASA3,RASA4, caratteristiche e la RASA5,RASA6, formalizzazione RASA7 matematica” Conoscenze Tempi / Materiali Periodo Settembre + 1a metà di Ottobre (4 settimane) CONTENUTI Oscillatore armonico Relazioni tra moto armonico e moto circolare uniforme Energia e oscillatore armonico Concetto generale di onda Libro di testo meccanica <indicare le parti Caratteristiche di un’onda del libro di testo o armonica ed equazione d’onda altro materiale LABORATORIO …> (almeno una delle seguenti esperienze) Laboratorio RTL: Oscillatore verticale Laboratorio RTL: Pendolo Utilizzo di un software dinamico per visualizzare un moto armonico. 3a e 4a settimana di ottobre Verifiche/ Recupero (OM 92/2007) MODULO 2: Onde meccaniche e natura ondulatoria della luce OSA Risultati di Conoscenze (Indicazioni Nazionali) apprendimento AM1,AM3, CONTENUTI “Si analizzeranno i ALA2, Onde che si propagano in una o fenomeni relativi alla ASMT1, due dimensioni loro propagazione ASMT2, Principio di sovrapposizione e con particolare ASMT3, interferenza attenzione alla RA4, RA5, RA6, Diffrazione sovrapposizione, RA7, Onde sonore e loro interferenza e RASA1, RASA2, caratteristiche diffrazione. RASA3, RASA4, Onde stazionarie In questo contesto lo RASA5,RASA6, Effetto Doppler studente familiarizzerà con il RASA7 Esperimento delle due fenditure di Young e natura ondulatoria suono ( come della luce interferenza esempio di onda Diffrazione della luce da una meccanica fenditura e reticoli di diffrazione particolarmente LABORATORIO significativa ) e (almeno una delle seguenti completerà lo studio esperienze) della luce con quei Utilizzo di applet per fenomeni che ne Pag. 5/13 Tempi / Materiali Periodo Novembre e 1a settimana di Dicembre (5 settimane) Libro di testo <indicare le parti del libro di testo o altro materiale a supporto nel quale sono riportati i contenuti elencati nella cella a sinistra> Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma evidenziano la natura ondulatoria.” visualizzare la propagazione di un’onda ed i fenomeni che caratterizzano la propagazione e la sovrapposizione delle onde Laboratorio RTL: intensità della luce al variare della distanza Diffrazione su un filamento: misura del diametro del filamento Reticolo di diffrazione e misura della lunghezza d’onda della luce Verifiche/ Recupero (OM 92/2007) MODULO 3: Elettrostatica OSA Risultati di (Indicazioni Nazionali) apprendiment o “Lo studio dei AM1, AM3, fenomeni elettrici ALA2, permetterà allo ASMT1, studente di ASMT2, ASMT3, esaminare criticamente il RA4, RA5, RA6, concetto di RASA1, RASA2, interazione a RASA3, RASA4, distanza, già RASA5, RASA6, incontrato con la RASA7 legge di gravitazione universale, e di arrivare al suo superamento mediante l’introduzione di interazioni mediate dal campo elettrico, …” 2a e 3a settimana di Dicembre/ 2a settimana di Gennaio Conoscenze Tempi / Materiali CONTENUTI Fenomeni elettrostatici ed elettrizzazione Interazione tra cariche elettriche e legge di Coulomb Introduzione del concetto di campo elettrico e linee di forza del campo Campo elettrico generato da una o più cariche e principio di sovrapposizione Flusso del campo elettrico e teorema di Gauss Campi generati da particolari distribuzioni di carica Confronto tra forza elettrica e gravitazionale e tra campo elettrico e gravitazionale LABORATORIO (almeno una delle seguenti esperienze) Osservazione di alcuni fenomeni di elettrostatica Costruzione di un elettroscopio Costruzione di un pendolino elettrico Periodo 2a metà di Gennaio + 1a metà di Febbraio (4 settimane) Libro di testo <indicare le parti del libro di testo o altro materiale a supporto …> 2a metà di Febbraio Verifiche/ Recupero (OM 92/2007) Pag. 6/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma MODULO 4: Potenziale elettrico, corrente elettrica OSA Risultati di Conoscenze Tempi / (Indicazioni Nazionali) apprendimento Materiali AM1, CONTENUTI Periodo “… del quale si darà Marzo Energia potenziale elettrica e una descrizione in ALA2, (4 settimane campo elettrico termini di energia ASMT1, ASMT2, ASMT3, circa, occorre Distribuzione delle cariche su un potenziale” RA4, RA5, RA6, tener conto dei conduttore in condizioni RA7, viaggi di elettrostatiche RASA1, RASA2, istruzione) I condensatori RASA3, RASA4, Corrente elettrica e forza RASA5, RASA6 Libro di testo elettromotrice <indicare le Resistenza elettrica e leggi di parti del libro Ohm di testo o altro Potenza ed effetto Joule materiale a Studio di semplici circuiti supporto …> elettrici LABORATORIO (almeno una delle seguenti esperienze) Leggi di Ohm Resistenze in serie e in parallelo Laboratorio RTL: carica e scarica del condensatore Verifiche/ Recupero 1a metà di Aprile (OM 92/2007) MODULO 5: Magnetismo OSA (Indicazioni Risultati di Conoscenze Tempi / Nazionali) apprendimento* Materiali AM1, AM3, CONTENUTI Periodo “Lo studio dei Seconda metà Fenomeni magnetici e campi fenomeni magnetici ALA2, ASU6, di Aprile + magnetici permetterà allo studente di ASMT1, ASMT2, L’esperienza di Oersted e le linee prima metà di ASMT3, Maggio di forza di un campo magnetico esaminare generato da una corrente criticamente il RA1, RA2, RA3, Libro di testo concetto di RA4, RA5, RA6, L’esperienza di Faraday e RA7, <indicare le l’interazione di un filo percorso interazione a parti del libro da corrente con un campo distanza, già RASA1, RASA2, RASA3, RASA4, di testo o altro magnetico incontrato con la materiale a L’esperienza di Ampère e legge di RASA5, RASA6 RASA7, l’interazione tra due fili percorsi supporto …> gravitazione da corrente universale, e di Il campo magnetico generato da arrivare al suo un filo percorso da corrente superamento (legge di Biot-Savart) mediante La forza di Lorentz e l’introduzione di l’interazione di una carica interazioni mediate elettrica con un campo magnetico dal campo Proprietà magnetiche della Pag. 7/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma magnetico.” Verifiche finali materia LABORATORIO (almeno una delle seguenti esperienze) Interazione tra magneti Effetto magnetico della corrente Confronto tra le linee di forza generate da una barra magnetica e quelle generate da un solenoide Fine Maggio e Giugno Note al Piano di lavoro: Gli OSA (Obiettivi Specifici di Apprendimento) sono quelli previsti nelle Indicazioni Nazionali per i nuovi licei,Decreto Interministeriale del 26 maggio 2010, ai sensi del DPR n° 89 del 15 marzo 2010. Essi costituiscono gli obiettivi imprescindibili. Sono lasciati alla libertà del docente l’arricchimento di quanto previsto nelle Indicazioni, in ragione dei percorsi che riterrà più proficuo mettere in particolare rilievo e della specificità dei singoli indirizzi liceali, e la scelta delle strategie e delle metodologie più appropriate. I risultati di apprendimento sono quelli previsti nelle Indicazioni nazionali, articolati in risultati comuni a tutti i Licei e risultati specifici per il Liceo scientifico e per il Liceo scientifico opzione scienze applicate. In allegato (Allegato 2) i risultati di apprendimento sono associati ad un codice identificativo. Libro di testo: <……………………> Pag. 8/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma Valutazione Ai fini delle valutazioni sommative finali si partirà dalla media dei voti riportati nelle varie prove, ma si terrà conto anche dei seguenti ulteriori elementi: 1. Miglioramento rispetto ai livelli di partenza 2. Interesse e partecipazione al lavoro didattico in classe e in laboratorio 3. Impegno e continuità nel lavoro a casa 4. Contributo personale responsabile e costruttivo nel lavoro in gruppo 5. Capacità di iniziativa nella soluzione dei problemi e delle difficoltà 6. Grado di autonomia nel lavoro individuale e di gruppo Criteri di valutazione collegata ai livelli di conoscenze, capacità/abilità e competenze Voto 1-2 3-4 5 6 Conoscenze Mancanza completa di conoscenza Mancata conoscenza degli elementi essenziali Accettabile conoscenza – collegamenti in modo frammentario Acquisizione degli elementi essenziali 7 Dimostrazione di una certa sicurezza nelle conoscenze 8 Collegamenti dei vari contenuti con conoscenza approfondita 9-10 Profondità dei concetti esposti e ampiezza dei concetti trattati Capacità/abilità Competenze Livello base non raggiunto Lavori non svolti Procedure frammentarie con gravi errori Livello base non raggiunto Livello base non raggiunto Fase di evoluzione e di alternanza Sufficiente applicazione pur commettendo qualche errore Applicazione diligente e quasi sicura Procedure sicure senza errori concettuali Svolgimento di lavori completi e assenza di errori di qualsiasi genere Livello base: lo studente svolge compiti semplici in situazioni note, mostrando di possedere conoscenze ed abilità essenziali e di saper applicare regole e procedure fondamentali Livello intermedio: lo studente svolge compiti e risolve problemi complessi in situazioni note, compie scelte consapevoli, mostrando di saper utilizzare le conoscenze e le abilità acquisite Livello avanzato: lo studente svolge compiti e problemi complessi in situazioni anche non note, mostrando padronanza nell’uso delle conoscenze e delle abilità. Sa proporre e sostenere le proprie opinioni e assumere autonomamente decisioni consapevoli Strumenti di verifica 1. 2. 3. 4. Verifiche scritte Verifiche orali di tipo tradizionale Test e prove di valutazione oggettive Relazioni di laboratorio L’attività didattica prevede l’uso dei seguenti ausili e/o materiali 1. 2. 3. Laboratorio di informatica Laboratorio di fisica Lavagna interattiva multimediale Progetti curriculari ed extracurriculari Pag. 9/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma 1. 2. Progetto eccellenza (preparazione e partecipazione alle olimpiadi di fisica) Progetto lauree scientifiche Pag. 10/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma Allegato 1 Delibera del Collegio dei docenti del 26/10/12 in ordine al n° e alla tipologia delle prove (Matematica) Premesso che: Negli scrutini intermedi delle classi prime, seconde e terze la valutazione dei risultati raggiunti dovrà essere formulata, in ciascuna disciplina, mediante un voto unico, come nello scrutinio finale. Le verifiche dovranno risultare coerenti con gli obiettivi di apprendimento previsti dal piano dell’offerta formativa e tali da sottolineare il valore della dimensione sperimentale di alcune discipline in quanto aspetto irrinunciabile della formazione scientifica . Particolare attenzione verrà posta nella scelta delle tipologie di prova per le discipline di indirizzo che potranno essere oggetto della seconda prova scritta dell’esame di Stato Per tutte le discipline con meno di 4 ore Fisica I periodo (Trimestre) II periodo (Pentamestre) almeno 2 prove: almeno una orale ed almeno una scritta N.B. almeno 3 prove: almeno una orale ed almeno una scritta Nel corso dell’anno scolastico saranno proposte almeno una prova di tipo laboratoriale e una prova nella forma di test a risposta multipla. Per Fisica sarà privilegiata la valutazione tramite prove laboratoriali; queste potranno sostituire, rispettandone il carattere orale o scritto, la prova orale o la prova scritta previste ed incluse nel numero minimo per ogni periodo. Elenco delle tipologie di attività laboratoriale Esperienze condotte in aule – laboratorio o in classe Elaborazione, analisi, presentazione e discussione di dati e previsioni. Utilizzo di filmati, simulazioni, modelli ed esperimenti virtuali Realizzazione di simulazioni. Presentazione – anche attraverso brani originali di scienziati – di esperimenti significativi nello sviluppo del sapere scientifico Tecniche di lettura e comprensione di un testo scritto Tecniche di ascolto guidato di varie tipologie di testi Attività guidata/autonoma di scrittura Reportage scritti o in formato multimediale di visite e viaggi di istruzione Realizzazione di figure mediante software di geometria dinamica Costruzione di fogli di calcolo finalizzati alla risoluzione di problemi. Produzione di presentazioni multimediali e documenti digitali Costruzione di programmi applicativi di carattere scientifico o gestionale. Creazione di testi di esercizi e problemi Laboratorio di correzione degli errori. Laboratorio CLIL Pag. 11/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma Allegato 2 Risultati di apprendimento comuni a tutti i percorsi liceali A conclusione dei percorsi di ogni liceo gli studenti dovranno: Area scientifica, matematica e tecnologica (ASMT) ASMT1) Comprendere il linguaggio formale specifico della matematica, saper utilizzare le procedure tipiche del pensiero matematico, conoscere i contenuti fondamentali delle teorie che sono alla base della descrizione matematica della realtà. ASMT2) 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. ASMT3) Essere in grado di utilizzare criticamente strumenti informatici e telematici nelle attività di studio e di approfondimento; comprendere la valenza metodologica dell’informatica nella formalizzazione e modellizzazione dei processi complessi e nell’individuazione di procedimenti risolutivi. Per il liceo Scientifico Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a raggiungere i Risultati di Apprendimento comuni (RA)a tutti i licei , dovranno: RA1) aver acquisito una formazione culturale equilibrata nei due versanti linguistico-storicofilosofico e scientifico; comprendere i nodi fondamentali dello sviluppo del pensiero, anche in dimensione storica, e i nessi tra i metodi di conoscenza propri della matematica e delle scienze sperimentali e quelli propri dell’indagine di tipo umanistico; RA2) saper cogliere i rapporti tra il pensiero scientifico e la riflessione filosofica; RA3) comprendere le strutture portanti dei procedimenti argomentativi e dimostrativi della matematica, anche attraverso la padronanza del linguaggio logico-formale; usarle in particolare nell’individuare e risolvere problemi di varia natura; RA4) saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la modellizzazione e la risoluzione di problemi; RA5) aver raggiunto una conoscenza sicura dei contenuti fondamentali delle scienze fisiche e naturali (chimica, biologia, scienze della terra, astronomia) e, anche attraverso l’uso sistematico del laboratorio, una padronanza dei linguaggi specifici e dei metodi di indagine propri delle scienze sperimentali; RA6) essere consapevoli delle ragioni che hanno prodotto lo sviluppo scientifico e tecnologico nel tempo, in relazione ai bisogni e alle domande di conoscenza dei diversi contesti, con Pag. 12/13 Liceo Scientifico Statale “A. Labriola” – Roma attenzione critica alle dimensioni tecnico-applicative ed etiche delle conquiste scientifiche, in particolare quelle più recenti; RA7) saper cogliere la potenzialità delle applicazioni dei risultati scientifici nella vita quotidiana. Opzione Scienze applicate (Informatica e Scienze) “Nell’ambito della programmazione regionale dell’offerta formativa, può essere attivata l’opzione “scienze applicate” che fornisce allo studente competenze particolarmente avanzate negli studi afferenti alla cultura scientifico-tecnologica, con particolare riferimento alle scienze matematiche, fisiche, chimiche, biologiche e all’informatica e alle loro applicazioni” (art. 8 comma 2), Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a raggiungere i risultati di apprendimento comuni a tutti i licei e quelli specifici del Liceo scientifico, in virtù della presenza dell’insegnamento di Informatica e del maggior numero di ore per l’insegnamento di Scienze, dovranno: RASA1) aver appreso concetti, principi e teorie scientifiche anche attraverso esemplificazioni operative di laboratorio; RASA2) elaborare l’analisi critica dei fenomeni considerati, la riflessione metodologica sulle procedure sperimentali e la ricerca di strategie atte a favorire la scoperta scientifica; RASA3) analizzare le strutture logiche coinvolte ed i modelli utilizzati nella ricerca scientifica; RASA4) individuare le caratteristiche e l’apporto dei vari linguaggi (storico-naturali, simbolici, matematici, logici, formali, artificiali); RASA5) comprendere il ruolo della tecnologia come mediazione fra scienza e vita quotidiana; RASA6) saper utilizzare gli strumenti informatici in relazione all’analisi dei dati e alla modellizzazione di specifici problemi scientifici e individuare la funzione dell’informatica nello sviluppo scientifico; RASA7) saper applicare i metodi delle scienze in diversi ambiti. 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