Istituto Tecnico Settore Tecnologico – Liceo delle Scienze Applicate
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Via Mazzini, s.n. - 74028 SAVA (TA)
PIANO DI LAVORO ANNUALE
anno scolastico 201_-201_
Prof./Prof.ssa _________________
Disciplina: Scienze Integrate (Fisica)
Classe: I / II Sez. __ Meccanica/Elettronica/Informatica
Numero ore settimanali: 3
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.
DECLINAZIONE DEI RISULTATI DI APPRENDIMENTO IN CONOSCENZE E ABILITÀ PER IL PRIMO
BIENNIO
(dalle Linee Guida per il passaggio al nuovo ordinamento degli Istituti Tecnici – Allegato A al D.P.R. 15 marzo
2010 n. 88, art. 8, comma 3)
Il docente di “Scienze integrate (Fisica)” concorre a far conseguire allo studente, al termine del percorso quinquennale, risultati di apprendimento
che lo mettono in grado di: utilizzare modelli appropriati per investigare su fenomeni e interpretare dati sperimentali; riconoscere, nei diversi
campi disciplinari studiati, i criteri scientifici di affidabilità delle conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono; utilizzare le reti e gli
strumenti informatici nelle attività di studio, ricerca e approfondimento disciplinare; padroneggiare l’uso di strumenti tecnologici con particolare
attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell’ambiente e del territorio; utilizzare, in contesti di ricerca
applicata, procedure e tecniche per trovare soluzioni innovative e migliorative, in relazione ai campi di propria competenza; utilizzare gli strumenti
culturali e metodologici acquisiti per porsi con atteggiamento razionale, critico e responsabile di fronte alla realtà, ai suoi fenomeni e ai suoi
problemi, anche ai fini dell’apprendimento permanente; collocare le scoperte scientifiche e le innovazioni tecnologiche in una dimensione storicoculturale ed etica, nella consapevolezza della storicità dei saperi.
Ai fini del raggiungimento dei risultati di apprendimento sopra riportati in esito al percorso quinquennale, nel primo biennio il docente persegue,
nella propria azione didattica ed educativa, l’obiettivo prioritario di far acquisire allo studente le competenze di base attese a conclusione
dell’obbligo di istruzione, di seguito richiamate:
• osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle 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 e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate
L’articolazione dell’insegnamento di “Scienze integrate (Fisica)” in conoscenze e abilità è di seguito indicata quale orientamento per la
progettazione didattica del docente in relazione alle scelte compiute nell’ambito della programmazione collegiale del Consiglio di classe.
Il docente, nella prospettiva dell’integrazione delle discipline sperimentali, organizza il percorso d’insegnamento-apprendimento con il decisivo
supporto di attività laboratoriali per sviluppare l’acquisizione di conoscenze e abilità attraverso un corretto metodo scientifico.
Il docente valorizza, nel percorso dello studente, l’apporto di tutte le discipline relative all’ asse scientifico-tecnologico, al fine di approfondire
argomenti legati alla crescita culturale e civile degli studenti come, a titolo esemplificativo, le tematiche inerenti il contributo apportato dalla
scienza e dalla tecnologia allo sviluppo dei saperi e dei valori, al cambiamento delle condizioni di vita e dei modi di fruizione culturale.
Conoscenze
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; quantità di moto.
Moto rotatorio di un corpo rigido; momento d’inerzia; momento angolare.
Energia, lavoro, potenza; attrito e resistenza del mezzo.
Conservazione dell’energia meccanica e della quantità di moto in un sistema isolato.
Oscillazioni; onde trasversali e longitudinali; onde armoniche e loro sovrapposizione; risonanza; Intensità, altezza e timbro del suono.
Temperatura; energia interna; calore.
Stati della materia e cambiamenti di stato.
Primo e secondo principio della termodinamica.
Carica elettrica; campo elettrico; fenomeni elettrostatici.
Corrente elettrica; elementi attivi e passivi in un circuito elettrico; potenza elettrica; effetto Joule.
Campo magnetico; interazione fra magneti, fra corrente elettrica e magnete, fra correnti elettriche; forza di Lorentz.
Induzione e autoinduzione elettromagnetica.
Onde elettromagnetiche e loro classificazione in base alla frequenza o alla lunghezza d’onda; interazioni con la materia (anche vivente).
Ottica geometrica: riflessione e rifrazione.
Abilità
Effettuare misure e calcolarne gli errori.
Operare con grandezze fisiche vettoriali.
Analizzare situazioni di equilibrio statico individuando le forze e i momenti applicati.
Applicare la grandezza fisica pressione a esempi riguardanti solidi, liquidi e gas.
Descrivere situazioni di moti in sistemi inerziali e non inerziali, distinguendo le forze apparenti da quelle attribuibili a interazioni.
Riconoscere e spiegare la conservazione dell’energia, della quantità di moto e del momento angolare in varie situazioni della vita quotidiana.
Analizzare la trasformazione dell’energia negli apparecchi domestici, tenendo conto della loro potenza e valutandone il corre tto utilizzo per il
risparmio energetico.
Descrivere le modalità di trasmissione dell’energia termica e calcolare la quantità di calore trasmessa da un corpo.
Applicare il concetto di ciclo termodinamico per spiegare il funzionamento del motore a scoppio.
Confrontare le caratteristiche dei campi gravitazionale, elettrico e magnetico, individuando analogie e differenze.
Realizzare semplici circuiti elettrici in corrente continua, con collegamenti in serie e parallelo, ed effettuare misure delle grandezze fisiche
caratterizzanti.
Spiegare il funzionamento di un resistore e di un condensatore in corrente continua e alternata.
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.
COMPETENZE DI BASE A CONCLUSIONE DELL’ OBBLIGO DI ISTRUZIONE
(Deliberazione del Dipartimento)
Competenze
Osservare, descrivere ed
analizzare fenomeni
appartenenti alla realtà
naturale e artificiale e
riconoscere nelle sue varie
forme i concetti di
sistema e di complessità
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.
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,
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
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 MISURE E GLI ERRORI
Grandezze fisiche e loro misura
Teoria degli errori e principali errori di misura
Operazioni con le grandezze fisiche
Sistema Internazionale di Unità
LE FORZE E L'EQUILIBRIO
Forze e loro misurazione
Vettori ed equilibrio
Equilibrio del punto materiale
Equilibrio del corpo rigido
I Fluidi: pressione, peso specifico e densità
Principio di Pascal, Pressione idrostatica, Vasi comunicanti e Legge di Stevino
Pressione atmosferica
LE FORZE E IL MOTO
Moto rettilineo uniforme
Il moto uniformemente accelerato
Moto circolare uniforme
Moti periodici
PRINCIPI DELLA DINAMICA
Primo principio della dinamica
Secondo principio della dinamica
Peso e massa -Terzo principio della dinamica
La caduta libera
Il piano inclinato
La legge di gravitazione universale
PROVE PRATICHE DI LABORATORIO di FISICA
Misure di lunghezza, massa e tempo;
Regola del parallelogramma;
La legge di Hooke;
Moto rettilineo uniforme;
Moto uniformemente accelerato;
Moto circolare uniforme;
Secondo principio della dinamica;
Equilibrio di un corpo su un piano inclinato;
L'equilibrio dei corpi e ricerca del suo baricentro;
Leve di primo, secondo e terzo genere;
Legge di Stevino e di Pascal con l'esperienza del torchio idraulico;
Principio dei vasi comunicanti, capillarità e studio del comportamento di due liquidi non miscibili in un vaso
comunicante;
•
Principio di Archimede.
II ANNO
Ripetizione dei principali argomenti fenomeni fisici trattati nel corso del primo anno;
L'ENERGIA E CONSERVAZIONE
- Lavoro e forme di energia
- Principi di conservazione
L'EQUILIBRIO ELETTRICO
- Fenomeni elettrostatici
- Campi elettrici
- I condensatori
CARICHE ELETTRICHE IN MOTO
Prima legge di Ohm
Seconda legge di Ohm
Circuiti elettrici
Resistività dei materiali.
IL MAGNETIMO E L'ELETTROMAGNETISMO
Campi magnetici
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Solenoide e motore elettrico
Induzione elettromagnetica
L'EQUILIBRIO TERMICO
Temperatura e dilatazione
Calore e trasmissione del calore
LA TERMODINAMICA
Leggi dei gas perfetti Principi della termodinamica
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PROVE PRATICHE DI LABORATORIO di FISICA
Lavoro, Potenza Energia;
Calcolo del coefficiente termico lineare;
Conduzione del calore con la cassetta di Ingenhousz;
Calcolo del calore specifico di alcuni corpi solidi con il calorimetro;
Fenomeni elettrostatici;
Legge di Coulomb;
Carica e scarica di un condensatore piano;
Prima legge di Ohm;
Seconda legge di Ohm
Variazione della resistenza con la temperatura;
Collegamento di: Voltometri, Amperometri e tester;
Caratteristiche elettriche dell'acqua distillala;
Effetti magnetici ed elettromagnetici della corrente esperienza di Oesterd;
Esperimento di Faraday e di Ampere:
Effetti magnetici ed elettromagnetici della corrente (elettrocalamita, relè, alternatore).
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
Lezione frontale
Lezione dialogata
Metodo induttivo e deduttivo
Scoperta guidata
Lavori di gruppo
Problem Solving
Attività laboratoriale
99
MEZZI E RISORSE
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
Internet
Visite guidate
MODALITA’ E STRUMENTI DELLE VERIFICHE
(Deliberazione del Dipartimento)
TIPOLOGIA VERIFICA
ORALE E PRATICA
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 PRATICA
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
