liceo scientifico giordano bruno - i.i.s. bruno
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LICEO SCIENTIFICO GIORDANO BRUNO CLASSE 4^G A.S. 2010/2011 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA EDUCATIVA MATEMATICA (Prof. L. Rodeghiero) OBIETTIVI GENERALI Nel corso del triennio l'insegnamento della matematica prosegue ed amplia il processo di preparazione scientifica già avviato nel biennio; concorre, insieme alle altre discipline, allo sviluppo dello spirito critico ed alla promozione umana ed intellettuale dello studente. Obiettivo fondamentale del corso è l’apprendimento razionale, mai basato quindi sulla sola memoria, dei concetti e delle procedure risolutive delle singole questioni. Tale apprendimento consapevole, consente agli alunni di fare propri, gradualmente, i contenuti; e la buona comprensione degli stessi, ne garantisce anche la memoria nel tempo. Lo studio della matematica deve portare, in particolare, a: • Interpretare, descrivere e rappresentare i fenomeni osservati, per esempio, in ambiti fisici, economici, ecc., utilizzando metodi, strumenti e modelli matematici in situazioni diverse. • Studiare ogni questione attraverso l'esame analitico dei suoi fattori. • Riesaminare criticamente e sistemare logicamente quanto viene via via appreso. • Potenziare e consolidare le attitudini dei giovani verso gli studi scientifici. • Cogliere i caratteri distintivi dei vari linguaggi OBIETTIVI SPECIFICI COMUNI • Risolvere problemi inerenti la goniometria in generale, e facendo riferimento alle trasformazioni geometriche affini • Saper individuare i concetti fondamentali e le strutture di base dell'algebra che unificano le varie branche della matematica. • Cominciare a rilevare il valore dei procedimenti induttivi e la loro portata nella risoluzione dei problemi reali. • Comprendere il valore strumentale della matematica per lo studio delle altre scienze. • Sapersi esprimere in modo sufficientemente corretto Si ritengono prerequisiti educativi dell’insegnamento della matematica per la classe quarta: Conoscenze Enunciare le definizioni Enunciare un teorema(distinguere ipotesi e tesi) Conoscere termini specifici Conoscere le regole Competenze di primo livello Risolvere equazioni e disequazioni irrazionali e con moduli Risolvere sistemi Abilità rappresentazioni grafiche Competenze di secondo livello Risolvere problemi di geometria analitica che pongano semplici questioni Matematica - classe quarta: obiettivi comuni 1 Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Enunciare le definizioni Enunciare un teorema(distinguere ipotesi e tesi) Conoscere termini specifici Conoscere le regole Risolvere equazioni e disequazioni esponenziali, logaritmiche, goniometriche. Abilità rappresentazioni grafiche Riconoscere trasformazioni Risolvere problemi di trigonometria ( triangoli rettangoli) Risolvere problemi con discussione Risolvere problemi con trasformazioni Risolvere disequazioni complesse Determinare dominio e segno di funzioni Matematica - classe quarta: obiettivi minimi Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Enunciare le definizioni Enunciare un teorema(distinguere ipotesi e tesi) Conoscere termini specifici Conoscere le regole Risolvere semplici equazioni e disequazioni esponenziali, logaritmiche, goniometriche. Abilità rappresentazioni grafiche Riconoscere semplici trasformazioni Risolvere problemi di trigonometria che pongano semplici questioni METODOLOGIA L'insegnamento sarà, ove possibile, introdotto a partire da problematiche interessanti per gli alunni; dapprima si stimoleranno gli alunni a formulare ipotesi di soluzione ricorrendo anche all'intuizione ed alla fantasia, successivamente si cercherà di condurli ad una esposizione più ordinata e formale del problema ed ad individuare tecniche di risoluzione. Alle lezioni frontali seguiranno sempre lezioni dedicate allo svolgimento di esercizi applicativi di quanto visto in teoria. VERIFICHE • Interrogazioni orali molto brevi di controllo della capacità di calcolo e dell'esposizione in linguaggio corretto, sintetico ed appropriato • Compiti scritti ( almeno tre per quadrimestre ) • Test a risposte aperte o a risposta multipla su unità didattiche CRITERI DI VALUTAZIONE ADOTTATI, CON RIFERIMENTO AD UN OBIETTIVO SPECIFICO, NELLA VALUTAZIONE FORMATIVA 2 La valutazione sarà la conclusione di tutta una serie di interventi volti ad assodare le difficoltà, ad accompagnare il recupero e a valorizzare le attitudini particolari degli studenti, e si esplicherà con tre compiti scritti di matematica per quadrimestre, con interrogazioni, interventi, lavori di gruppo, … Nello specifico delle valutazioni: CRITERI COMUNI PER L'ESPRESSIONE DELLA VALUTAZIONE Giudizio Obiettivo Risultato Voto Ha prodotto un lavoro nullo o solo iniziato Non raggiunto Scarso 1-2 Ha lavorato in modo molto parziale e disorganico, con gravi errori, anche dal punto di vista logico Non raggiunto Gravemente insufficiente 3-4 Ha lavorato in modo parziale con alcuni errori o in maniera completa con gravi errori Solo parzialmente raggiunto Insufficient e 5 Sufficientemente raggiunto Sufficiente 6 Ha lavorato in maniera corretta, ma con qualche imprecisione dal punto di vista della forma o delle conoscenze Raggiunto Discreto 7 Ha lavorato in maniera corretta e completa dal punto di vista della forma e delle conoscenze Pienamente raggiunto Buono 8-9 Ha lavorato in maniera corretta e completa, con rielaborazione personale e critica delle conoscenze Pienamente raggiunto Ottimo / Eccellente 9-10 Ha lavorato complessivamente: • in maniera corretta dal punta di vista logico e cognitivo, ma imprecisa nella forma o nella coerenza argomentativa o nelle conoscenze • in maniera corretta ma parziale Tali indicazioni proposte dal Coordinamento esplicitano e chiarificano quanto espresso nei criteri comuni per l'espressione della valutazione decisa in Collegio dei Docenti. CONTENUTI E TEMPI I° QUADRIMESTRE 3 FUNZIONE ESPONENZIALE E FUNZIONE LOGARITMICA Potenze ad esponente naturale, intero, razionale e reale ; la funzione esponenziale e il suo diagramma ; la funzione logaritmica e il suo diagramma ; proprietà dei logaritmi ; ricerca del campo d’esistenza d’espressioni logaritmiche ed esponenziali. GONIOMETRIA La circonferenza goniometrica e le funzioni trigonometriche seno, coseno, tangente e cotangente ; relazioni fondamentali della trigonometria ; archi associati ; seno, coseno, tangente e cotangente della somma e della differenza di due archi; formule di duplicazione e triplicazione; formule razionali per la trasformazione del seno, del coseno, della tangente e della cotangente in funzione della tangente dell'arco metà ; formule di bisezione; formule di prostaferesi ; formule di Werner ; espressioni ed identità goniometriche ; equazioni goniometriche elementari o riconducibili ad esse ; equazioni lineari in seno e coseno(risoluzione grafica mediante trasformazione con le formule parametriche, particolari metodi algebrici);equazioni omogenee in seno e coseno di grado pari e dispari o riducibili ad esse ; disequazioni goniometriche ; sistemi goniometrici di primo e secondo grado . II° QUADRIMESTRE Teoremi sui triangoli rettangoli ; applicazione dei teoremi a problemi trigonometrici anche parametrici ; teoremi sui triangoli qualsiasi ; teorema della corda ; teorema dei seni ; teorema di Carnot; applicazione a problemi anche parametrici. TRASFORMAZIONI GEOMETRICHE Trasformazioni geometriche (traslazioni e rotazioni) ; Individuazione di una conica e sua trasformazione in forma canonica mediante trasformazioni geometriche. CONCETTO GENERALE DI FUNZIONE Dominio di una funzione algebrica o trascendente; segno ed intersezioni con gli assi di una funzione y=f(x); studio della funzione logaritmica ed esponenziale. TESTO USATO -M. Bergamini, A. Trifone, G. Barozzi CORSO BASE BLU DI MATEMATICA 3-4 ZANICHELLI Ed. L'INSEGNANTE (Laura Rodeghiero) 4 LICEO SCIENTIFICO GIORDANO BRUNO CLASSE 4^G -H A.S. 2010/2011 PROGRAMMAZINE DIDATTICA EDUCATIVA FISICA (Prof. L. Rodeghiero) OBIETTIVI GENERALI L'obiettivo del corso è l'apprendimento razionale delle principali tematiche, l'acquisizione delle capacità di risolvere semplici problemi e di gestire l'elaborazione di una serie di dati sperimentali. Perciò si intende: - Sviluppare specifiche capacità di vagliare e correlare le conoscenze e le informazioni scientifiche, raccolte anche in ambiti diversi dalla scuola, recependole criticamente ed inquadrandole in un unico contesto. • Spostare gradualmente l'attenzione dagli aspetti prevalentemente empirici e di osservazione analitica verso gli aspetti concettuali, la formalizzazione teorica e i problemi di sintesi e valutazione OBIETTIVI SPECIFICI COMUNI - Esporre, con chiarezza ed un utilizzo appropriato del linguaggio specifico, gli argomenti in programma, anche con la necessaria formalizzazione matematica, l'utilizzo delle equazioni dimensionali e il rispetto delle unità di misura del S.I. • Individuare chiaramente la relazione di causa ed effetto di un fenomeno fisico. • Operare collegamenti tra gli argomenti e opportune sintesi. • Risolvere semplici problemi inerenti il programma • Organizzare in gruppo una esperienza di laboratorio come indicato da una scheda descrittiva fornita dal docente; operare la necessaria elaborazione dei dati con la valutazione dell'incertezza della misura ottenuta; stilare una relazione sintetica conclusiva PREREQUISITI Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Conoscere i termini e le definizioni operative di grandezze cinematiche e di forza. Conoscere il concetto di Energia. Saper enunciare e descrivere una legge fisica. Saper riconoscere relazioni fra grandezze fisiche (meccanica) Usare correttamente formule dirette e inverse Risolvere esercizi semplici di applicazione delle conoscenze 5 Fisica- classe quarta: obiettivi comuni Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Conoscere i termini e le definizioni operative Conoscere i concetti fondamentali delle onde Conoscere i concetti fondamentali di calore e trasformazioni termodinamiche. Saper enunciare e descrivere una legge fisica. Saper riconoscere relazioni fra grandezze fisiche (onde, termodinamica) Usare correttamente formule dirette e inverse Elaborare dati e tabelle Risolvere esercizi (onde, termodinamica) Utilizzare il linguaggio adeguato Fisica- classe quarta: obiettivi minimi Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Conoscere i termini e le definizioni operative Conoscere i concetti fondamentali delle onde Conoscere i concetti fondamentali di calore e trasformazioni termodinamiche. Saper enunciare e descrivere una legge fisica. Saper riconoscere relazioni fra grandezze fisiche (onde, termodinamica) Elaborare dati e tabelle Risolvere esercizi semplici di applicazione delle conoscenze METODOLOGIA - Lezioni frontali dei principali argomenti con risoluzione di qualche esercizio e problema. • Realizzazioni di alcune esperienze di laboratorio abbastanza semplici, eseguite a gruppi, e conseguente stesura di una relazione conclusiva. VERIFICHE • Interrogazioni orali su più argomenti svolti, verso la fine dei quadrimestri • Test a risposte aperte o a risposta multipla su unità didattiche • Relazioni sulle esperienze di laboratorio CRITERI DI VALUTAZIONE ADOTTATI, CON RIFERIMENTO AD UN OBIETTIVO SPECIFICO, NELLA VALUTAZIONE FORMATIVA La valutazione sarà la conclusione di tutta una serie di interventi volti ad assodare le difficoltà, ad accompagnare il recupero e a valorizzare le attitudini particolari degli studenti, e si esplicherà con interrogazioni, interventi, lavori di gruppo, relazioni … La valutazione sarà conforme ai criteri di valutazione approvati dal Collegio dei Docenti e scritti nel POF (vedi tabella pag. 3 programm. di Matematica). 6 CONTENUTI E TEMPI I° QUADRIMESTRE TERMODINAMICA Principi generali di termometria e calorimetria; principio zero della termodinamica; la temperatura e le scale termometriche (Celsius, Fahrenheit, Kelvin);la temperatura e la dilatazione termica dei corpi (dilatazione lineare, superficiale e di volume e considerazioni sui coefficienti di dilatazione); termometro a mercurio e termometro a gas; il calore come forma di energia e sua misura; calore specifico e capacità termica. Comportamento termico dei gas; le leggi dei gas di Boyle e GuyLussac; il gas perfetto e la sua equazione caratteristica; equazione di stato dei gas perfetti; lavoro in una trasformazione isobara ed in una trasformazione qualsiasi. Il primo principio della termodinamica: trasformazioni di energia meccanica in calore; equivalente meccanico del calore; lavoro termodinamico e primo principio; trasformazioni adiabatiche. Teoria cinetica dei gas: modello molecolare di un gas perfetto, urti molecolari e pressione; calcolo cinetico della pressione; interpretazione cinetica della temperatura assoluta; calcolo dell'energia interna di un gas perfetto ed equipartizione dell'energia. Il secondo principio della termodinamica: trasformazioni reversibili ed irreversibili; ciclo di Carnot; lavoro prodotto da un ciclo; rendimento di un ciclo qualsiasi e di un ciclo di Carnot; l'enunciato di Kelvin del secondo principio della termodinamica; l'enunciato di Clausius del secondo principio della termodinamica; equivalenza dei due enunciati; teorema di Carnot. L'entropia: entropia nei processi reversibili ed irreversibili; la variazione dell'entropia in un gas perfetto; l'entropia come variabile di stato; l'enunciato del secondo principio della termodinamica attraverso il concetto di entropia; l'entropia come misura del disordine per determinare l'evoluzione dei processi naturali. Laboratorio: dilatazione lineare e cubica, calore specifico con i calorimetri, ciclo di Stearling, equivalente meccanico del calore. II° QUADRIMESTRE IL MOTO ARMONICO Cinematica e dinamica del moto armonico; il moto del pendolo semplice; l’allungamento di una molla; energia di un corpo sottoposto ad una forza elastica; conservazione dell’energia in un sistema elastico. Laboratorio: pendolo semplice e moto armonico. LE ONDE Onde meccaniche: punti in fase, periodo, frequenza, lunghezza d’onda, ampiezza di un’onda; treni d'onda; onde trasversali e longitudinali; onde sinusoidali; equazione di propagazione delle onde; vibrazioni in fase e sfasate; sovrapposizione ed interferenza; interpretazione dei fenomeni di riflessione, rifrazione e diffrazione; onde sonore : effetto Doppler. Laboratorio: ondoscopio, onde acustiche, diapason, oscilloscopio, battimenti, diffrazione, interferenza. OTTICA GEOMETRICA Le leggi fondamentali dei raggi di luce; Riflessione e rifrazione della luce; invertibilità del cammino luminoso; la riflessione totale; cenno alle fibre ottiche; rifrazione della luce attraverso un prisma. Laboratorio: esperienze di ottica geometrica TESTO USATO John D. Cutnell – K. W. johnson FISICA vol. secondo Onde, Termologia Zanichelli Ed. L'INSEGNANTE (Laura Rodeghiero) 7 LICEO SCIENTIFICO GIORDANO BRUNO CLASSE 5^G A.S. 2010/2011 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA EDUCATIVA MATEMATICA Prof. L. Rodeghiero OBIETTIVI GENERALI Nel corso del triennio l'insegnamento della matematica prosegue ed amplia il processo di preparazione scientifica già avviato nel biennio; concorre, insieme alle altre discipline, allo sviluppo dello spirito critico ed alla promozione umana ed intellettuale dello studente. Obiettivo fondamentale del corso è l’apprendimento razionale, mai basato quindi sulla sola memoria, dei concetti e delle procedure risolutive delle singole questioni. Tale apprendimento consapevole, consente agli alunni di fare propri, gradualmente, i contenuti; e la buona comprensione degli stessi, ne garantisce anche la memoria nel tempo. Lo studio della matematica deve portare, in particolare, a: • Interpretare, descrivere e rappresentare i fenomeni osservati, per esempio, in ambiti fisici, economici, ecc., utilizzando metodi, strumenti e modelli matematici in situazioni diverse. - Studiare ogni questione attraverso l'esame analitico dei suoi fattori. • Riesaminare criticamente e sistemare logicamente quanto viene via via appreso. • Potenziare e consolidare le attitudini dei giovani verso gli studi scientifici. • Cogliere i caratteri distintivi dei vari linguaggi OBIETTIVI SPECIFICI COMUNI • • • • • • • • • sviluppare dimostrazioni all’interno di sistemi assiomatici; operare con simbolismo matematico riconoscendo le regole sintattiche di trasformazione di formule; affrontare situazioni problematiche di varia natura avvalendosi di modelli matematici atti alla loro rappresentazione; costruire procedure di risoluzione di un problema; risolvere problemi geometrici nel piano per via sintetica o per via analitica; interpretare intuitivamente situazioni geometriche spaziali; Cominciare a rilevare il valore dei procedimenti induttivi e la loro portata nella risoluzione dei problemi reali. Comprendere il valore strumentale della matematica per lo studio delle altre scienze. Sapersi esprimere in modo sufficientemente corretto 8 Matematica - classe quinta: prerequisiti I prerequisiti della classe quinta sono gli obiettivi minimi della classe quarta, cioè: Conoscenze Enunciare le definizioni Enunciare un teorema(distinguere ipotesi e tesi) Conoscere termini specifici Conoscere le regole Competenze di primo livello Risolvere semplici equazioni e disequazioni esponenziali, logaritmiche, goniometriche. Abilità rappresentazioni grafiche Riconoscere semplici trasformazioni Competenze di secondo livello Risolvere problemi di trigonometria che pongano semplici questioni Matematica - classe quinta: obiettivi comuni Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Enunciare le definizioni Enunciare un teorema (distinguere ipotesi e tesi) Conoscere termini specifici Conoscere le regole Calcolo dei limiti Calcolo delle derivate Calcolo degli integrali Dimostrazione di un teorema Rappresentazione grafica delle funzioni Studio di funzioni Calcolo degli integrali che richiedano diversi metodi Problemi di massimo e minimo Problemi di geometria solida Matematica - classe quinta: obiettivi minimi In relazione all'Esame di Stato si ritiene opportuno che gli obiettivi minimi siano più consistenti di quelli delle classi terze e quarte. Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Enunciare le definizioni Enunciare un teorema (distinguere ipotesi e tesi) Conoscere termini specifici Conoscere le regole Calcolo dei limiti Calcolo delle derivate Calcolo degli integrali Dimostrazione di un teorema Rappresentazione grafica delle funzioni Studio di funzioni Calcolo degli integrali che richiedano diversi metodi 9 Problemi di massimo e minimo Problemi di geometria solida METODOLOGIA L'insegnamento sarà, ove possibile, introdotto a partire da problematiche interessanti per gli alunni; dapprima si stimoleranno gli alunni a formulare ipotesi di soluzione ricorrendo anche all'intuizione ed alla fantasia, successivamente si cercherà di condurli ad una esposizione più ordinata e formale del problema ed ad individuare tecniche di risoluzione. Alle lezioni frontali seguiranno sempre lezioni dedicate allo svolgimento di esercizi applicativi di quanto visto in teoria. VERIFICHE - Interrogazioni orali molto brevi di controllo della capacità di calcolo e dell'esposizione in linguaggio corretto, sintetico ed appropriato - Compiti scritti ( almeno tre per quadrimestre, di cui l’ultimo della durata di 5 ore, si svolgerà alla fine dell’anno su un testo elaborato dal Coordinamento degli insegnanti di Matematica per tutte le classi quinte) - Test a risposte aperte o a risposta multipla su unità didattiche simulazione della terza prova CRITERI DI VALUTAZIONE ADOTTATI, CON RIFERIMENTO AD UN OBIETTIVO SPECIFICO, NELLA VALUTAZIONE FORMATIVA La valutazione sarà la conclusione di tutta una serie di interventi volti ad assodare le difficoltà, ad accompagnare il recupero e a valorizzare le attitudini particolari degli studenti, e si esplicherà con almeno due compiti scritti di matematica per quadrimestre, con interrogazioni, interventi, lavori di gruppo, … Nello specifico delle valutazioni: CRITERI COMUNI PER L'ESPRESSIONE DELLA VALUTAZIONE Giudizio Obiettivo Risultato Voto Ha prodotto un lavoro nullo o solo iniziato Non raggiunto Scarso 1-2 Ha lavorato in modo molto parziale e disorganico, con gravi errori, anche dal punto di vista logico Non raggiunto Gravemente insufficiente 3-4 Ha lavorato in modo parziale con alcuni errori o in maniera completa con gravi errori Solo parzialmente raggiunto Insufficient e 5 Sufficientemente raggiunto Sufficiente 6 Raggiunto Discreto 7 Ha lavorato complessivamente: • in maniera corretta dal punta di vista logico e cognitivo, ma imprecisa nella forma o nella coerenza argomentativa o nelle conoscenze • in maniera corretta ma parziale Ha lavorato in maniera corretta, ma con qualche imprecisione dal punto di vista della forma o delle conoscenze 10 Ha lavorato in maniera corretta e completa dal punto di vista della forma e delle conoscenze Pienamente raggiunto Buono 8-9 Ha lavorato in maniera corretta e completa, con rielaborazione personale e critica delle conoscenze Pienamente raggiunto Ottimo / Eccellente 9-10 Tali indicazioni esplicano e chiarificano quanto deliberato in sede di Collegio Docenti e Consigli di Classe riguardo ai criteri di valutazione comuni. CONTENUTI E TEMPI I° QUADRIMESTRE INSIEMI NUMERICI Intervalli ed intorni. Punti di accumulazione. STUDIO COMPLETO DI FUNZIONE Funzioni (definizioni fondamentali). Funzioni crescenti e decrescenti. Determinazione del dominio di una funzione. Funzioni composte e funzioni inverse. Limiti delle funzioni e continuità. Teoremi generali sui limiti: teorema dell’unicità del limite (D); teorema della permanenza del segno (D); teorema del confronto (D); teorema di addizione e sottrazione; teorema di moltiplicazione e divisione. Gli asintoti. Funzioni continue e calcolo dei limiti. Operazioni sui limiti. Limiti delle funzioni razionali. Varie forme di indeterminazione. Discontinuità delle funzioni. Proprietà delle funzioni continue. Continuità della funzione senx (D) e cosx. s enx 1 l im = 1 (D) l i m(1 + ) = e x 0 x x x Proprietà delle funzioni continue. Funzioni asintotiche: asintoti di una funzione (D). Le derivate: definizione, significato geometrico, continuità delle funzioni derivabili. Derivate fondamentali. Teoremi sul calcolo delle derivate (derivata della somma; derivata del prodotto (D) e del quoziente di funzioni). Derivate notevoli (in particolare di y = senx (D) e di y = logx (D)). Derivata delle funzioni inverse delle funzioni circolari. Applicazione delle derivate (retta tangente in un punto ad una curva). Derivate di ordine superiore al primo. Differenziale di una funzione. II° QUADRIMESTRE Teoremi sulle funzioni derivabili: teorema di Rolle (D), teorema di Lagrange (D), teorema di Cauchy, regola di De L'Hopital. Funzioni crescenti e decrescenti (D). Definizione di massimo e minimo relativo (D). Definizione di punto di flesso. Ricerca dei massimi e minimi e flessi. Concavità di una curva. Problemi di massimo e minimo. Schema generale per lo studio di una funzione. Esempi di studi di funzione. Dal grafico di una funzione a quello della sua derivata e viceversa. INTEGRAZIONE DEFINITA E INDEFINITA Il concetto di integrale. Integrale indefinito come operatore lineare. Integrazioni immediate. Integrazione di funzioni razionali fratte. Integrazione per sostituzione e per parti. Integrazione di particolari funzioni irrazionali. Integrale definito di una funzione continua. Proprietà degli integrali definiti. Teorema della media (D). Teorema fondamentale del calcolo integrale (Teorema di Torricelli (D)). 1 1 Area della parte di piano delimitata dal grafico di due funzioni. Esercizi su aree e valor medio. Applicazioni degli integrali definiti. Volume di un solido di rotazione. Integrali impropri. N.B. : (D) = TEOREMA CON DIMOSTRAZIONE L'INSEGNANTE (Laura Rodeghiero) TESTO USATO -N. Dodero, P. Baroncini, R. Manfredi LINEAMENTI DI ANALISI E CALCOLO COMBINATORIO GHISETTI E CORVI ed. 12 LICEO SCIENTIFICO GIORDANO BRUNO CLASSE 5G A.S. 2010/2011 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA EDUCATIVA FISICA (Prof. L. Rodeghiero) OBIETTIVI GENERALI L'obiettivo del corso è l'apprendimento razionale delle principali tematiche, l'acquisizione delle capacità di risolvere semplici problemi e di gestire l'elaborazione di una serie di dati sperimentali. Perciò si intende: • Sviluppare specifiche capacità di vagliare e correlare le conoscenze e le informazioni scientifiche, raccolte anche in ambiti diversi dalla scuola, recependole criticamente ed inquadrandole in un unico contesto. • Spostare gradualmente l'attenzione dagli aspetti prevalentemente empirici e di osservazione analitica verso gli aspetti concettuali, la formalizzazione teorica e i problemi di sintesi e valutazione OBIETTIVI SPECIFICI COMUNI • Esporre, con chiarezza ed un utilizzo appropriato del linguaggio specifico, gli argomenti in programma, anche con la necessaria formalizzazione matematica, l'utilizzo delle equazioni dimensionali e il rispetto delle unità di misura del S.I. • Individuare chiaramente la relazione di causa ed effetto di un fenomeno fisico. • Operare collegamenti tra gli argomenti e opportune sintesi. • Risolvere semplici problemi inerenti il programma • Organizzare in gruppo una esperienza di laboratorio come indicato da una scheda descrittiva fornita dal docente; operare la necessaria elaborazione dei dati con la valutazione dell'incertezza della misura ottenuta; stilare una relazione sintetica conclusiva • applicare le leggi fisiche nella soluzione di semplici esercizi numerici; • riconoscere e applicare correttamente i modelli fisici teorici a casi applicativi; • cogliere semplici interazioni tra pensiero filosofico e pensiero scientifico. 13 Fisica - classe quinta: prerequisiti I prerequisiti della classe quinta sono gli obiettivi minimi della classe quarta, cioè: Conoscenze Conoscere i termini e le definizioni operative Conoscere i concetti fondamentali delle onde Conoscere i concetti fondamentali di calore e trasformazioni termodinamiche. Saper enunciare e descrivere una legge fisica. Competenze di primo livello Saper individuare relazioni fra grandezze fisiche (onde, termodinamica) Elaborare dati e tabelle Competenze di secondo livello Risolvere esercizi semplici di applicazione delle conoscenze Fisica- classe quinta: obiettivi comuni Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Conoscere i termini e le definizioni operative Conoscere il concetto di campo Conoscere le leggi fisiche fondamentali dell’elettromagnetismo. Saper enunciare e descrivere una legge fisica. Saper individuare relazioni fra grandezze fisiche (elettromagnetismo,elementi di fisica del XX secolo) Analizzare dati sperimentali Conoscenza generale della teoria di Maxwell Risolvere esercizi (elettromagnetismo) Utilizzare il linguaggio adeguato Fisica- classe quinta: obiettivi minimi Conoscenze Competenze di primo livello Competenze di secondo livello Conoscere i termini e le definizioni operative Conoscere il concetto di campo Conoscere le leggi fisiche fondamentali dell’elettromagnetismo. Saper enunciare e descrivere una legge fisica. Saper individuare relazioni fra grandezze fisiche (elettromagnetismo) Risolvere esercizi semplici di applicazione delle conoscenze METODOLOGIA - Lezioni frontali dei principali argomenti con risoluzione di qualche esercizio e problema. • Realizzazioni di alcune esperienze di laboratorio abbastanza semplici, eseguite a gruppi e conseguente stesura di una relazione conclusiva. • Comprendere il rapporto tra pensiero filosofico e pensiero matematico. VERIFICHE • Interrogazioni orali su più argomenti svolti, verso la fine dei quadrimestri • Test a risposte aperte o a risposta multipla su unità didattiche 14 • Relazioni sulle esperienze di laboratorio CRITERI DI VALUTAZIONE ADOTTATI, CON RIFERIMENTO AD UN OBIETTIVO SPECIFICO, NELLA VALUTAZIONE FORMATIVA La valutazione sarà la conclusione di tutta una serie di interventi volti ad assodare le difficoltà, ad accompagnare il recupero e a valorizzare le attitudini particolari degli studenti, e si esplicherà con interrogazioni, interventi, lavori di gruppo, relazioni … Nello specifico delle valutazioni: CRITERI COMUNI PER L'ESPRESSIONE DELLA VALUTAZIONE Giudizio Obiettivo Risultato Voto Ha prodotto un lavoro nullo o solo iniziato Non raggiunto Scarso 1-2 Ha lavorato in modo molto parziale e disorganico, con gravi errori, anche dal punto di vista logico Non raggiunto Gravemente insufficiente 3-4 Ha lavorato in modo parziale con alcuni errori o in maniera completa con gravi errori Solo parzialmente raggiunto Insufficient e 5 Sufficientemente raggiunto Sufficiente 6 Ha lavorato in maniera corretta, ma con qualche imprecisione dal punto di vista della forma o delle conoscenze Raggiunto Discreto 7 Ha lavorato in maniera corretta e completa dal punto di vista della forma e delle conoscenze Pienamente raggiunto Buono 8-9 Ha lavorato in maniera corretta e completa, con rielaborazione personale e critica delle conoscenze Pienamente raggiunto Ottimo / Eccellente 9-10 Ha lavorato complessivamente: • in maniera corretta dal punta di vista logico e cognitivo, ma imprecisa nella forma o nella coerenza argomentativa o nelle conoscenze • in maniera corretta ma parziale Tali indicazioni proposte dal Coordinamento esplicitano e chiarificano quanto espresso nei criteri comuni per l'espressione della valutazione decisa in Collegio dei Docenti. 15 CONTENUTI E TEMPI I° QUADRIMESTRE CARICHE ELETTRICHE, FORZE E CAMPI La carica elettrica. Conduttori e isolanti. La legge di Coulomb. Unità di misura della carica elettrica. Carica elettrica e materia. Conservazione della carica. Il campo elettrico (definizione, linee di forza, calcolo, flusso). Teorema di Gauss e Legge di Coulomb Laboratorio: conduttori e campi, legge di Coulomb. POTENZIALE ELETTRICO, CONDUTTORI, CONDENSATORI Il potenziale elettrico di un campo uniforme. Potenziale del campo elettrico generato da una carica puntiforme; entro e fuori un conduttore sferico; ecc. L’esperienza di Millikan per la determinazione della carica dell’elettrone. Proprietà dei conduttori elettrici. Capacità elettrica. Il condensatore piano: proprietà che consentono la definizione di capacità e la sua espressione. Modello nucleare dell’atomo. Laboratorio: esperienza di Millikan ( videocassetta). LA CORRENTE ELETTRICA La corrente elettrica. Conduttori ed isolanti. Le leggi di Ohm. Calcolo della resistenza e della resistività di resistori in serie e parallelo. La forza elettromotrice. Calcolo della corrente. Differenze di potenziale. Circuiti RC e loro equazione (con esperienza in laboratorio). Strumenti di misure elettriche: galvanometri, amperometri, voltmetri e potenziometri. Portatori di carica e conduzione nei solidi semiconduttori, nei liquidi e nei gas. Laboratorio: effetto Joule, leggi di Ohm, circuito RC. II° QUADRIMESTRE IL CAMPO MAGNETICO Fenomeni magnetici elementari: comportamento dei magneti, attrazione tra magneti e correnti, interazioni tra correnti. Definizione del campo magnetico. Esperimento di Oersted. Forza magnetica di un filo percorso da corrente. Flusso e circuitazione del vettore induzione magnetica. Effetto Hall. Moto di una carica in un campo magnetico. Concetto di momento magnetico. Campo magnetico generato da un filo percorso da corrente. Campo magnetico al centro di una spira. Circuitazione del campo magnetico e teorema di Ampere. Campo magnetico generato da un solenoide. Laboratorio: campi magnetici, esperienza di Thompson, CAMPI VARIABILI 16 Flusso del campo magnetico. La legge di induzione di Faraday. Significato della legge di Lenz. Campi elettrici indotti. L'autoinduzione: calcolo dell'induttanza, circuiti LC. Energia associata ad un campo elettrico ed ad un campo magnetico. Laboratorio: correnti indotte, correnti alternate, variazione di flusso e trasformatori. EQUAZIONI DI MAXWELL Le equazioni fondamentali dell'elettromagnetismo. Generalizzazione della legge di Ampère. Le equazioni di Maxwell. Radiazioni elettromagnetiche. LA TEORIA DELLA RELATIVITA’ I postulati della relatività ristretta. Dilatazione del tempo e contrazione delle lunghezze. La composizione relativistica della velocità. Quantità di moto e massa relativistica. L’energia relativistica E = mc2 . L’esperimento di Michelson-Morley. La relatività generale. (Libro di testo volume secondo) TESTO USATO Ugo Amaldi LA FISICA DI AMALDI vol. terzo Zanichelli Ed. L'INSEGNANTE (Laura Rodeghiero) 17
