PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE
ANNO SCOLASTICO 2016/2017
DOCENTE PROF. VITO GROTTA
MATERIA DI INSEGNAMENTO: FISICA E LABORATORIO
CLASSE: 2B
Risultati di apprendimento in termini di Competenze (*)
L’insegnamento di “Fisica e Laboratorio” è previsto come materia curriculare nel biennale degli
Istituti Tecnici con le finalità descritte nei programmi ministeriali.
In particolare, alla fine del primo anno di corso, gli allievi dovranno aver raggiunto i seguenti
obbiettivi generali:
Eseguire semplici richieste di calcolo posti in contesto realistici.
Affrontare situazioni poste in modo problematico sul genere dei Problem solving.
Utilizzare modelli appropriati per investigare su fenomeni sociali e interpretare dati
sperimentali.
Realizzare ed interpretare tabelle e grafici, sviluppando uno spirito critico.
Sperimentare e interpretare leggi fisiche, analizzare fenomeni fisici e applicazioni tecnologiche,
riuscendo a individuare le grandezze fisiche caratterizzanti e a proporre relazioni quantitative tra
esse.
Risolvere problemi utilizzando il linguaggio algebrico e grafico, nonché il Sistema
Internazionale delle unità di misura.
Padroneggiare l’uso di strumenti tecnologici e di laboratorio in condizioni di sicurezza nei
luoghi di lavoro e di tutela del territorio e dell’ambiente.
Utilizzare procedure e tecniche per trovare soluzioni a problemi specifici nello studio della
fisica.
Acquisire un linguaggio scientifico adeguato per esprimere le conoscenze apprese.
Riconoscere nei diversi campi disciplinari studiati i criteri scientifici di affidabilità delle
conoscenze e delle conclusioni che vi afferiscono.
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.
Utilizzare le reti e gli strumenti informatici nelle attività di studio, ricerca e approfondimento
disciplinare.
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Abilità(*)
Conoscenze/Contenuti del Programma
Scansione temporale dei moduli di apprendimento
Argomenti che saranno trattati nel corso dell’anno
CONOSCENZE
1) Energia meccanica e sua
conservazione,
-La definizione di lavoro.
- La potenza.
- Il concetto di energia.
- L’energia cinetica e il teorema
dell’energia cinetica.
- L’energia potenziale gravitazionale
e l’energia elastica.
- Il principio di conservazione
dell’energia meccanica.
- La conservazione dell’energia totale.
2) Equilibrio termico,
temperatura, gas perfetto in
equilibrio
- Termoscopi e termometri.
- La definizione operativa di
temperatura.
- Le scale di temperatura Celsius e
assoluta.
- La dilatazione lineare dei solidi.
-La dilatazione volumica dei solidi e
dei liquidi; comportamento anomale
dell’acqua.
- Le trasformazioni di un gas.
- La legge di Boyle e le due leggi di
Gay-Lussac.
- Il modello del gas perfetto e la sua
equazione di stato.
3) Il calore e i cambiamenti di
stato
- Calore e lavoro come forme di
energia in transito.
- Unità di misura per il calore.
- Capacità termica e calore specifico.
- Quantità di energia e variazione di
temperatura.
- Il calorimetro e la misura del calore
specifico.
ABILITA’
- Calcolare il lavoro compiuto
da una forza.
- Calcolare la potenza.
- Ricavare l’energia cinetica di
un corpo, anche in relazione al
lavoro svolto.
- Calcolare l’energia potenziale
gravitazionale di un corpo e
l’energia potenziale elastica di
un sistema oscillante.
- Applicare il principio di
conservazione dell’energia
meccanica.
- Riconoscere e spiegare le leggi
di conservazione dell’energia in
varie situazioni della vita
quotidiana.
- Comprendere la differenza tra
termoscopio e termometro.
- Calcolare la variazione di corpi
solidi e liquidi sottoposti a
riscaldamento.
- Riconoscere i diversi tipi di
trasformazione di un gas.
- Applicare le leggi di Boyle e
Gay-Lussac alle trasformazioni
di un gas.
- Riconoscere le caratteristiche
di un gas perfetto e saperne
utilizzare l’equazione di stato.
- Comprendere come riscaldare
un corpo con il calore o con il
lavoro.
- Distinguere fra capacità
termica dei corpi e calore
specifico delle sostanze.
- Calcolare il calore specifico di
una sostanza con l’utilizzo del
calorimetro e la temperatura di
equilibrio.
SACNSIONE
TEMPORALE
Ottobre
Novembre
Dicembre
2
- La temperatura di equilibrio.
- La trasmissione del calore per
conduzione e convezione.
- L’irraggiamento.
- I cambiamenti di stato: fusione e
solidificazione, vaporizzazione e
condensazione, sublimazione.
4) Acustica e ottica
- Le onde.
- Onde su corda, onde
trasversali/longitudinali, onde
meccaniche/elettromagnetiche.
- Onde periodiche e loro
caratteristiche: lunghezza d’onda,
ampiezza, frequenza e periodo e
velocità di propagazione.
- Onde sonore e relative
caratteristiche:altezza, intensità e
timbro. Velocità del suono.
- Scala deciBel.
- La luce: sorgenti di luce,
propagazione rettilinea e velocità di
propagazione.
- La riflessione della luce e le sue
leggi.
- La rifrazione della luce e le sue
leggi.
- La riflessione totale e le fibre ottiche.
5) Elettrostatica
-Elettrizzazione per strofinio e per
contatto.
- Convenzioni sui segni delle cariche.
- Conduttori e isolanti.
- La definizione operativa della carica.
- L’elettroscopio.
-L’unità di misura della carica nel SI e
la carica elementare.
- La legge di Coulomb.
- L’elettrizzazione per induzione.
- La polarizzazione.
- Campo elettrico e sua
rappresentazione grafica.
- Campo elettrico prodotto da una
carica puntiforme e da più cariche
(principio di sovrapposizione)
- Rappresentazione del campo
elettrico attraverso linee di campo.
- Lavoro elettrico, potenziale e
differenza di potenziale.
- Descrivere le modalità di
trasmissione dell’energia
termica e calcolare la quantità di
calore trasmessa da un corpo.
- Descrivere i passaggi tra i vari
stati di aggregazione
molecolare.
- Calcolare l’energia impiegata
nei cambiamenti di stato.
- Interpretare il concetto di
calore latente.
- Analizzare le caratteristiche di
un’onda.
- Distinguere le caratteristiche
delle onde trasversali da quelle
delle onde longitudinali.
- Definire un’onda periodica.
- Definire e calcolare lunghezza
d’onda, ampiezza, periodo e
frequenza di un’onda.
- Descrivere le caratteristiche
delle onde sonore.
- Analizzare la natura della luce.
- Descrivere il fenomeno della
riflessione e le sue applicazioni.
- Descrivere il fenomeno della
rifrazione.
- Comprendere il concetto di
riflessione totale, con le sue
applicazioni tecnologiche
(prisma e fibre ottiche).
- Comprendere la differenza tra
cariche positive e cariche
negative, tra corpi elettricamente
carichi e corpi neutri.
- Usare in maniera appropriata
l’unità di misura della carica.
- Calcolare la forza tra corpi
carichi applicando
la legge di Coulomb.
- Saper distinguere la
ridistribuzione della carica
in un conduttore per induzione e
in un isolante per
polarizzazione.
- Descrivere il concetto di
campo elettrico
e calcolarne il valore in funzione
della carica
che lo genera.
- Calcolare la forza agente su
una carica posta in un campo
Gennaio
Febbraio
3
- Relazione tra campo elettrico e
differenza di potenziale.
- Capacità elettrica e condensatore
piano.
- Confronto fra campo elettrico e
campo gravitazionale: analogie e
differenze.
6) Elettrodinamica
- Intensità della corrente elettrica.
- Corrente continua e generatori di
tensione.
- Prima legge di Ohm.
- Seconda legge di Ohm.
- Resistori in serie e in parallelo .
- Lo studio dei circuiti elettrici e
l’inserimento degli strumenti di
misura in un circuito.
- Forza elettromotrice.
- Resistenza interna.
- Effetto Joule.
- Cenni su corrente nei liquidi e nei
gas,celle a combustibile, cella
fotovoltaica.
7) Il campo magnetico
- Attrazione e repulsione tra poli
magnetici.
- Caratteristiche del campo magnetico
e rappresentazione grafica delle linee
di campo.
- L’esperienza di Oersted e
l’interazione tra magneti e correnti.
- L’esperienza di Faraday e le forze tra
fili percorsi da corrente.
- La legge di Ampère.
- Forza magnetica su un filo percorso
da corrente.
- Forza di Lorentz ; moto di una carica
in un campo magnetico uniforme.
- Il campo magnetico di un filo
elettrico.
- Disegnare le linee di campo
per rappresentare il campo
elettrico prodotto da una carica
o da una distribuzione di
cariche.
- Comprendere il significato di
differenza di potenziale e di
potenziale elettrico.
- Individuare la direzione del
moto spontaneo delle cariche
prodotto da una differenza di
potenziale.
- Descrivere il condensatore
piano e le sue caratteristiche.
- Comprendere il concetto di
corrente elettrica.
- Confrontare le caratteristiche
dei campi gravitazionale ed
elettrico con particolare
riferimento all’analogia tra
dislivello e differenza
di potenziale.
- Applicare correttamente le
leggi di Ohm.
- Spiegare il funzionamento di
un resistore in corrente continua.
- Realizzare e risolvere semplici
circuiti in corrente continua con
collegamenti in serie e
in parallelo.
- Comprendere il ruolo della
resistenza interna di un
generatore.
- Calcolare la potenza dissipata
per effetto Joule in un
conduttore.
- Confrontare le caratteristiche
del campo magnetico e del
campo elettrico.
- Rappresentare l’andamento di
un campo magnetico
disegnandone le linee di campo.
- Determinare direzione e verso
di un campo magnetico prodotto
da un filo percorso da corrente.
- Calcolare l’intensità della forza
che si manifesta tra fili percorsi
da corrente e la forza magnetica
su un filo percorso da corrente.
- Calcolare la forza su una
corrente e su una carica in moto
in un campo magnetico e
Marzo
Aprile
4
rettilineo, di una spira e di un
solenoide.
- L’elettromagnete.
disegnare la traiettoria.
8) Induzione elettromagnetica e
onde elettromagnetiche
- Corrente indotta e flusso del campo
magnetico.
- La legge di Faraday-Neumann-Lenz
e verso della corrente indotta.
- L’alternatore.
- Il trasformatore.
- Propagazione del campo
elettromagnetico e onde
elettromagnetiche : classificazione in
base alla frequenza o lunghezza
d’onda.
- Descrivere i fenomeni di auto
e mutua induzione.
- Descrivere il funzionamento
dell’alternatore
e il meccanismo di produzione
della corrente alternata.
- Descrivere il funzionamento
del trasformatore e calcolare i
valori delle tensioni in entrata e
in uscita.
- Distinguere le varie parti dello
spettro elettromagnetico.
- Descrivere le proprietà delle
onde appartenenti alle varie
bande dello spettro
elettromagnetico e le loro
interazione con la materia
vivente.
Maggio - Giugno
Metodologia: Strategie educative, strumenti e tecniche di lavoro, attività di laboratorio,
attività di progetto, didattica innovativa attraverso l’uso delle LIM, forme di apprendimento
attraverso la didattica laboratoriale, moduli CLIL (classi V) ….
Il conseguimento degli obiettivi curriculari propone l’adozione di metodologie didattiche motivanti
ed adeguate allo sviluppo cognitivo degli allievi a cui si rivolge.
In particolare la fisica si configura come una materia interdisciplinare legata alla matematica, alla
chimica e alla scienza, quindi, saranno curati i collegamenti con le altre materie, evitando inutili
sovrapposizioni e ripetizioni ed evidenziando gli aspetti interdisciplinari degli argomenti.
L’apprendimento non potrà prescindere dall’esecuzione di esercizi e dalla risoluzione di problemi,
quali mezzi atti a favorire una effettiva padronanza e a stimolare un pensiero critico e l’acquisizione
di strategie di Problem solving.
Domande dal posto sin dalle prime lezioni e discussione guidate in classe serviranno a verificare i
pre-requisiti necessari e la disponibilità allo studio degli argomenti proposti.
Le lezioni saranno frontali, con interventi individualizzati, ascolto e visione di materiale
audiovisivo, assegnazione di compiti a casa e utilizzo di una didattica laboratoriale.
Per gli alunni maggiormente in difficoltà si proporranno, eventualmente, durante il corso dell’anno
scolastico, anche corsi di recupero. Gli strumenti didattici utilizzati saranno: libro di testo, il
quaderno degli appunti ed eventuale materiale integrativo fornito agli alunni.
Posto che la prassi dell’insegnamento della fisica si articolerà secondo tre momenti fondamentali:
elaborazione teorica;
realizzazione di esperimenti in laboratorio;
applicazione dei contenuti a problemi ed esercizi tematici.
L’attività in laboratorio sarà condotta normalmente da piccoli gruppi di studenti sotto la guida degli
insegnanti teorico e tecnico-pratico mediante l’esecuzione di semplici misure, esperimenti e
attraverso la rappresentazione e l’elaborazione dei dati sperimentali che, in particolare devono
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riguardare :
-valore medio, precisione di una misura ed errori
-Sistema Internazionale di misura (S.I.)
-posizione dei corpi nello spazio, sistemi di coordinate
-vettori, loro uso e composizione
-rappresentazione grafica di relazioni che caratterizzano alcuni semplici fenomeni
Con l’attività di laboratorio gli allievi devono :
-sviluppare la capacità di proporre semplici esperimenti atti a fornire risposte a problemi di natura
fisica
-imparare a descrivere, anche per mezzo di schemi, le apparecchiature e le procedure utilizzate e
aver sviluppato abilità operative connesse con l’uso degli strumenti
-acquisire flessibilità nell’affrontare situazioni impreviste di natura scientifica e/o tecnica
-imparare a osservare spontaneamente le più comuni norme antinfortunistiche.
Principali Esperienze Da Svolgere In Laboratorio
1) Obiettivi della fisica – grandezze fisiche – strumenti matematici
- Misure di lunghezza: portata e sensibilità dell’asta graduata.
- Misure ripetute di intervalli di tempo: valore medio ed errore massimo
- Determinazione del volume di un solido per via diretta e indiretta, con l’uso delle regole per la
propagazione delle incertezze.
2) Le forze
- Esperimento sugli allungamenti elastici: determinazione della costante elastica della molla
– Grafico sperimentale della relazione di proporzionalità diretta nel caso della legge di Hooke, con
scelta della scala sugli assi cartesiani e determinazione delle barre di errore
– Verifica sperimentale della regola del parallelogramma per la somma vettoriale delle forze
3) La statica
- Esperienze sulle leve
–Equilibrio di un corpo appoggiato su un piano inclinato
– Le macchine semplici: carrucola fissa e mobile
– Determinazione del baricentro di un corpo rigido per via sperimentale, nel caso di figure
irregolari/non omogenee.
4) Equilibrio dei fluidi
- Verifica sperimentale della legge di Archimede sulla spinta idrostatica
– Esperimenti sulla pressione atmosferica: “crepa-vesciche”, dilatazione del palloncino nella
campana sottovuoto
– Baroscopio
– Ebollizione dell’acqua a temperatura ambiente
5) Cinematica e dinamica
- Introduzione all’utilizzo della rotaia a cuscino d’aria
– Determinazione della velocità e della legge oraria nel moto rettilineo uniforme
– Determinazione della velocità istantanea, dell’accelerazione e della legge oraria nel moto
rettilineo uniformemente accelerato con partenza da fermo
– Determinazione sperimentale dell’accelerazione gravitazionale
– Verifica del secondo principio della dinamica: relazione fra forza e accelerazione e relazione fra
massa e accelerazione
– Studio del moto parabolico di una sfera d’acciaio in caduta su una guida di legno.
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6) Energia e sua conservazione
- Conservazione dell’energia meccanica, con l’uso della rotaia a cuscino d’aria e/o tramite lo studio
dell’oscillazione di una molla.
- Verifica sperimentale del teorema dell’energia cinetica, con l’uso della rotaia a cuscino d’aria.
Strumenti e metodologie per la valutazione degli apprendimenti
La valutazione ha come scopo finale la determinazione dei voti da riportare in pagella. Prima di
ogni lezione frontale, si può verificare, con brevi e mirati quesiti, se sono stati fissati i concetti delle
lezioni precedenti e se sono presenti i prerequisiti per affrontare l’argomento in programma. Le
verifiche saranno effettuate in itinere in conclusione di una o più unità didattiche e avranno lo scopo
di valutare e accertare le conoscenze acquisite dagli alunni, la continuità del grado di
apprendimento e gli elementi di progresso dialettici e cognitivi. Per quanto riguarda le tipologie,
accanto alle verifiche di tipo orale saranno effettuate anche quesiti a risposta aperta, quesiti a
risposta multipla, colloqui di gruppo, verifiche pratiche di laboratorio e relazioni sulle esperienze di
laboratorio svolte. La valutazione terrà conto della situazione iniziale, dei risultati delle verifiche,
delle attitudini evidenziate, dell'interesse e dell'impegno dimostrati, della partecipazione al dialogo
educativo, della progressione rispetto ai livelli di partenza, delle capacità di rielaborazione dei
contenuti acquisiti e del raggiungimento degli obiettivi.
Le interrogazioni orali saranno volte a valutare la capacità di ragionamento e i progressi raggiunti
nella chiarezza e nella proprietà di linguaggio.
La soglia di sufficienza sarà stabilità in base agli obiettivi minimi prefissati. Contribuiranno alla
valutazione finale anche la valutazione delle esercitazioni ed i progetti di laboratorio svolte durante
il corso dell’anno, il rispetto dei tempi delle consegne assegnate.
Le valutazioni saranno attribuite su scala decimale completa e formulate utilizzando la griglia di
valutazione presente nel POF dell’Istituto.
Attività di supporto ed integrazione. Iniziative di recupero.
Per quanto riguarda le attività di recupero si fa esplicitamente riferimento a quanto previsto nel
Piano di Offerta Formativa dell’Istituto. Attività e iniziative di recupero verranno svolte in itinere
durante l’intero anno scolastico, ogni qualvolta si renderà necessario, a seguito di esiti negativi
durante verifiche o interrogazioni, riprendere e rispiegare concetti e temi fisici.
Il docente è disponibile a rispondere via email e/o in orario extracurriculare alle eventuali richieste
di chiarimento avanzate da parte degli studenti.
Le iniziative di recupero sono dunque programmate in modo armonico e costante durante tutto
l’arco dell’anno scolastico, attraverso interventi continui da parte dell’insegnante, allo scopo di
coinvolgere, sia in fase di esposizione didattica, sia in fase di verifica, gli allievi carenti, al fine di
chiarire in modo sistematico e costante, le problematiche incontrate.
Eventuali altre attività (progetti specifici, forme di apprendimento di eccellenza per gruppi di
allievi, sperimentazione di didattiche alternative, moduli specifici per allievi DSA/BES ed H,
sviluppo di contenuti funzionali ai progetti e alle iniziative di alternanza scuola-lavoro ecc.)
L’alunno deve avere possesso delle conoscenze essenziali nella maggior parte dei contenuti
espresse in modo semplice, ma formalmente corretto.
Gli studenti con diagnosi di DSA fruiranno di appositi provvedimenti dispensativi e compensativi e
di flessibilità` didattica nel corso dell’anno scolastico. Il docente di teoria fornirà le mappe
concettuali delle prime unità didattiche e darà loro gli strumenti per stilare le proprie mappe che
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verranno visionate prima di ogni verifica orale e scritta. Gli alunni H seguiranno una
programmazione differenziata o per obiettivi minimi previo accordo col docente di sostegno.
Gestione della quota di potenziamento (se prevista): elementi e suggerimenti emersi nelle
riunioni di dipartimento, accordi con vari docenti, attività progettuali e iniziative funzionali
alle esigenze dell’Istituto
Nel corso del primo consiglio di classe, è stata avanzata la proposta di qualche ora di potenziamento
per rafforzare i concetti di matematica di base (equivalenze, proporzionalità diretta e inversa,
notazione scientifica) utili nell’affrontare le scienze sperimentali.
Nota: il piano di lavoro previsto può subire variazioni per poter essere adattato, nel modo migliore,
alle esigenze della classe.
Savignano sul Rubicone (FC), 29/10/2016
Vito Grotta
(*) «Conoscenze»: risultato dell'assimilazione di informazioni attraverso l'apprendimento. Le conoscenze
sono un insieme di fatti, principi, teorie e pratiche relative ad un settore di lavoro o di studio. Nel contesto
del Quadro europeo delle qualifiche le conoscenze sono descritte come teoriche e/o pratiche.
(*) «Abilità»: indicano le capacità di applicare conoscenze e di utilizzare know-how per portare a termine
compiti e risolvere problemi. Nel contesto del Quadro europeo delle qualifiche le abilità sono descritte come
cognitive (comprendenti l'uso del pensiero logico, intuitivo e creativo) o pratiche (comprendenti l'abilità
manuale e l'uso di metodi, materiali, strumenti).
(*) «Competenze»: comprovata capacità di utilizzare conoscenze, abilità e capacità personali, sociali e/o
metodologiche, in situazioni di lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e personale. Nel contesto del
Quadro europeo delle qualifiche le competenze sono descritte in termini di responsabilità e autonomia.
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