MATERIA: Elettronica eTelecomunicazioni CLASSE: 5 EA DOCENTE: prof. Mirco Motta ANNO SCOLASTICO: 2013/14 ITP: Antonino Rapisarda RELAZIONE FINALE Partecipazione al dialogo educativo - formativo In generale si è privilegiata una didattica ad ispirazione popperiana (dal filosofo della scienza Karl Popper) secondo lo schema problemi-teorie-critiche. Questa è stata preferenzialmente applicata sia nelle spiegazioni che nei metodi di valutazione. Inoltre, sempre in generale, ad una “memorizzazione bruta spinta” si è preferito insistere sulla capacità di creare collegamenti logici. Ciò anche secondo un modello teoria-pratica, per ciò che riguarda il laboratorio. Nella valutazione degli allievi la prevalenza è stata data alla comunicazione orale ed orale-scritta. Non è risultato facile in questa classe lavorare costruttivamente sia nel dialogo relativamente ad argomenti della materia specifica che all’educazione civica e alla formazione della persona in genere. Molti allievi si sono mostrati restii ad applicare la maggior parte delle indicazioni di metodo basate sull’impegno e sul lavoro personale: prendere bene gli appunti, svolgere i compiti per casa, procurarsi fin dall’inizio dell’ a.s. l’insostituibile Manuale per l’esame di Stato. Ciò ha avuto inevitabili conseguenze sul profitto, pur essendoci stato un miglioramento dall’inizio dell’a. s. La classe ha manifestato un sufficiente interesse alla materia, con una eccellenza relativa, ma risente di notevoli lacune pregresse derivanti da diversi fattori quali: la mancata continuità didattica anche negli anni precedenti e lo scarso impegno nell’ insostituibile studio personale casalingo, anche in altre materie propedeutiche . Ciò ha prodotto una difficoltà nell’ apprendimento approfondito, e un rallentamento della didattica in modo significativo. Gli studenti in generale non hanno mostrato un aumento dell’ impegno casalingo neppure nel secondo quadrimestre all’approssimarsi degli esami. Solo alcuni allievi hanno costituito eccezione positiva. E’ stata riservata una certa parte di ogni lezione al ripasso specifico di argomenti subito precedenti e periodicamente alcune lezioni a ripasso generale. Come riscontro, nell’ultimo periodo si denota un lieve miglioramento del profitto medio, mantenendosi l’interesse generale per la materia. Contenuti disciplinari e tempi di realizzazione MODULI Modulo 1: Ripasso di alcuni prerequisiti TEMPI Settem= bre, ot= Circuito elettrico aperto e chiuso – Legge di Ohm per i conduttori – Legge generale di Ohm tobre per i circuiti – Collegamento in serie e in parallelo – Generatori di tensione ideali e reali – Generatori di corrente ideali e reali – Principi di Kirchhoff – Il partitore resistivo di tensione – Modulo 2: Amplificatori Operazionali novembr e Caratteristiche di un amplificatore operazionale ideale e reale.- Amplificatori operazionali in funzionamento lineare: configurazione invertente, non invertente, sommatore non invertente, differenziale ecc. Modulo 3: Elaborazione dei segnali novembr e- Segnali determinati nel dominio del tempo.-Segnali determinati nel dominio della frequenza. dicembre Filtri passa basso, passa alto e passa banda. Sviluppo in serie di Fourier per segnali periodici. Modulo 4 : Il rumore nei sistemi di telecomunicazione. Dicembre - Generalità sul rumore. Rumore interno e rumore termico. Potenza disponibile di rumore. -gennaio Banda equivalente di rumore. Temperatura equivalente di rumore. Figura di rumore. Rapporto segnale/rumore. Rumore di origine esterna. Modulo 5: Trasmissione analogica. - Trasmissione analogica in banda base e in banda traslata. Classificazione delle tecniche di modulazione. Modulazione di ampiezza AM. Modulazione di frequenza FM. Il rumore nelle modulazioni AM e FM. Trasmissione FDM. Modulo 6: Trasmissione numerica Febbraiomarzo Elementi di teoria dell’informazione; quantità d’informazione, entropia, capacità informativa, codifica di canale, codifica di linea. Generalità. Caratterizzazione del canale di trasmissione. Criterio di Nyquist e velocità di modulazione. Velocità di trasmissione e codici multilivello. Capacità di canale. Relazione di Shannon. Rumore e distorsione nelle trasmissioni numeriche in banda base.Modulazioni numeriche lineari. Larghezza di banda del segnale modulato. Modulazione ASK. Modulazione nPSK (2PSK, 4PSK, 8PSK). Modulazioni numeriche non lineari: FSK. Demodulatori e probabilità d’errore. Modulo 7: Mezzi trasmissivi radioelettrici. Marzo- -Ponti radio terrestri. Satelliti per telecomunicazioni. aprile Modulo 8: Antenne Generalità. Trasmissioni nello spazio libero. Formula di Friis. Modulo 9: Sensori, Trasduttori ecc. Aprilemaggio Schemi a blocchi di un sistema di acquisizione dati – Terminologia, generalità, classificazione dei trasduttori e parametri caratteristici – Convertitore A/D. Campionamento. Quantizzazione. Modulo 10:Generalità di Elettronica Digitale. Ripasso generale. Modulo 11: Note sulla tecnica di trasmissione PCM. Maggiogiugno Modulo 12: Telefonia cellulare. Principi generali dei sistemi radiomobili Metodo di lavoro Gli argomenti del corso sono stati sviluppati sia con approccio teorico che con un approccio applicativo, alternando le lezioni frontali tradizionali con esempi ed esercizi. Per stimolare le capacità di analisi e sintesi autonoma da parte degli allievi si sono attuate esercitazioni in cui si è chiesto agli allievi di trovare anche da soli la soluzione di esercizi allo scopo di verificare non tanto la conoscenza delle nozioni di base quanto piuttosto l'acquisizione di un metodo per affrontare problemi tecnici nuovi. Strumenti Lo studio è stato fatto con l’aiuto del testo adottato all’inizio dell’anno scolastico in corso, su appunti dalle lezioni e da siti specializzati. MATERIALI DIDATTICI Testo: Telecomunicazioni, Corso di Telecomunicazioni. Autore: D. Tomassini. Ed. THECNA. Sitografia Internet per consultazione. Attrezzature del laboratorio. Valutazioni TIPOLOGIE DEI CONTROLLI PER VALUTAZIONI Preferenzialmente orali ed orali-scritte con controlli nella pratica di laboratorio. Alla lavagna, dal posto, in forma interattiva, sulla capacità di analisi, sintesi, prerequisiti ecc Numero Durante l’anno scolastico sono state eseguite più prove di verifica per lo scritto, e diffuse e numerose per l’orale. Sono state eseguite due simulazioni della seconda prova d’esame. Tipologia delle prove Le verifiche sono state effettuate mediante: prove di simulazione della terza prova scritta questionari a risposta aperta problemi a soluzione rapida prove orali: colloqui individuali e interattivi di gruppo. In generale esercitazioni, interrogazioni e test di cui sopra, non sono state solo attuate solo per attribuire i voti, ma è stata posta attenzione soprattutto all'aspetto formativo profondo. Criteri di valutazione Di seguito sono riportate le griglie di valutazione utilizzate per la valutazione delle prove scritte e orali svolte durante l’anno. Griglie di valutazione La valutazione terrà conto degli seguenti elementi di giudizio di seguito riportati. a) Comprensione di un quesito o problema posto. b) Conoscenza delle nozioni fondamentali richieste per la soluzione del problema posto. c) Impostazione di un procedimento risolutivo che individui correttamente eventuali blocchi circuitali fondamentali che permettono di arrivare alla soluzione. d) Sviluppo di un procedimento risolutivo che consenta di conseguire i risultati richiesti. e) Corretta esecuzione del procedimento risolutivo. f) Capacità di realizzare sintesi autonome utilizzando metodi e tecniche imparate a lezione. g) Capacità di realizzare autonomamente collegamenti con altre discipline per risolvere problemi. h) Chiarezza ed ordine nell'esposizione. Voto Giudizio 1/2 NULLO 3 4 5 SCARSO SCADENTE GRAVEMENTE INSUFF. INSUFFICIENTE Descrizione Lo studente rifiuta di affrontare la prova , o consegna in bianco.. Lo studente non conosce la quasi totalità degli argomenti proposti, non sa risolvere alcun problema. Lo studente dimostra di conoscere gli argomenti di base in modo frammentario non è in grado, di risolvere autonomamente problemi elementari. Lo studente dimostra una preparazione non omogenea, sa risolvere autonomamente solo semplici problemi. Lo studente conosce la maggior parte degli argomenti proposti, dimostra una comprensione di un quesito o problema posto, sviluppa un procedimento risolutivo 6 SUFFICIENTE che consenta di conseguire i risultati richiesti, esegue correttamente o per lo meno senza errori gravi il procedimento risolutivo di problemi. Non riesce a fornire soluzioni a problemi non ripetitivi o comunque non riconducibili a casi già noti. Chiarezza ed ordine nell'esposizione anche se non in modo rigoroso. La preparazione dello studente è quasi completa nei contenuti, l’esposizione 7 DISCRETO dimostra: sicurezza, chiarezza e ordine. Con riferimento al punto precedente, lo studente non sempre dimostra la capacità di realizzare autonomamente collegamenti con altre discipline per risolvere problemi. Lo studente dimostra una conoscenza completa dei contenuti, l’esposizione dimostra: sicurezza, chiarezza e ordine. Risolve i problemi proposti ed in 8 BUONO buona parte anche quelli nuovi che offrono nuovi spunti di riflessione. Spesso dimostra la capacità di realizzare autonomamente collegamenti con altre discipline per risolvere problemi. Lo studente dimostra una padronanza della materia: dimostra una conoscenza approfondita tutti gli argomenti svolti con chiarezza e rigore 9/10 OTTIMO d’esposizione. Sa risolvere anche problemi complessi in maniera autonoma seguendo anche metodi diversi da quelli insegnati. Dimostra un controllo sulle tecniche adottate per giungere alla soluzione di problemi. Prof. Mirco Motta