I. I. S. "U. Masotto" – Noventa Vicentina (VI)
I. T. T. - Dipartimento di scienze integrate: fisica
PROGRAMMAZIONE CLASSE 2 TB
a.s. 2016/2017
SITUAZIONE INIZIALE
La classe ha una situazione di capacità e preparazione di base con una distribuzione normale. Sono stati inseriti
tre nuovi studenti provenienti da altra scuola interna e uno studente proveniente da altro Istituto. Vi sono alcuni
casi con difficoltà esplicite legate a carenze non recuperate.
FINALITÀ GENERALI
Si richiamano di seguito le finalità generali perseguite dall'insegnamento della fisica:
- far comprendere i procedimenti caratteristici dell'indagine scientifica, il continuo rapporto tra costruzione teorica
e attività sperimentale, la potenzialità e i limiti delle conoscenze scientifiche;
- rendere consapevoli gli allievi della possibilità di riferire a principi unitari fenomeni apparentemente diversi e di
distinguere gli aspetti differenti di fenomeni apparentemente simili;
- sviluppare negli allievi la capacità di trovare e utilizzare in modo autonomo e finalizzato le informazioni e
comunicarle in forma chiara e sintetica; rendere capaci gli allievi di comprendere e considerare criticamente le
informazioni provenienti dai mezzi di comunicazione di massa;
- rendere gli allievi capaci di analizzare e schematizzare situazioni reali e di affrontare problemi concreti anche in
campi al di fuori dello stretto ambito disciplinare;
- sviluppare l'abitudine al rispetto dei fatti, al vaglio e alla ricerca di riscontri delle proprie ipotesi esplicative;
- sviluppare la capacità di organizzazione e di valutazione del proprio lavoro e gli atteggiamenti fondati sulla
collaborazione interpersonale e di gruppo;
- sviluppare capacità critiche che possano essere utilizzate nelle scelte successive di studio e di lavoro;
- approfondire la capacità di valutare e riconoscere l'importanza sociale ed economica delle scienze sperimentali.
COMPETENZE
Gli studenti dovranno essere in grado di:
Gli studenti gradualmente dovranno essere in grado di:
1. eseguire semplici misure con consapevolezza delle operazioni effettuate, raccogliere, ordinare e
rappresentare graficamente i dati ricavati;
2. descrivere le apparecchiature e le procedure usate, anche per mezzo di schemi;
3. valutare le approssimazioni dei dati sperimentali con l'incertezza associata alle misure;
4. individuare relazioni tra grandezze fisiche;
5. utilizzare modelli esplicativi per la descrizione e l'interpretazione dei fenomeni;
6. analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia;
7. comprendere negli aspetti essenziali l’organizzazione di una teoria scientifica;
8. riconoscere le potenzialità e i limiti delle tecnologie con riferimento allo sviluppo culturale, economico e
sociale.
METODOLOGIA
L'insegnamento sarà fondato sulle tre fasi interdipendenti di seguito illustrate.
A. L'elaborazione teorica che, a partire dalla formulazione di alcune ipotesi o principi, deve gradualmente portare
l'allievo a comprendere come si possa interpretare e unificare un'ampia classe di fatti empirici e avanzare
possibili previsioni.
B. La realizzazione di esperimenti da parte del docente e degli allievi singolarmente o in gruppo, secondo
un'attività di laboratorio caratterizzata da una continua e reciproca interazione tra studio teorico e attività
pratica. Il lavoro in laboratorio sarà incentrato prevalentemente sulle esperienze realizzate direttamente dagli
allievi, con utilizzazione di strumentazione semplice ed elaborazione di relazioni sull'attività di laboratorio
contenenti anche le riflessioni teoriche.
C. L'applicazione delle conoscenze acquisite attraverso esercizi e problemi inizialmente semplici nella struttura e nella
soluzione e gradualmente strutturati in modo da richiedere anche l'analisi critica del particolare fenomeno studiato.
Le applicazioni costituiranno uno strumento idoneo a educare gli allievi a giustificare logicamente le varie fasi del
processo di risoluzione.
Si ricorrerà anche all'uso degli strumenti informatici da parte degli allievi per l’elaborazione o rielaborazione dei
dati raccolti in laboratorio oltre che per la risoluzione dei problemi. (*)
Programmi di simulazione, anche precostituiti, potranno essere utilizzati per visualizzare le leggi e i modelli
interpretativi dei vari fenomeni esaminati o per raffigurare fenomeni fisici.
Durante lo svolgimento dei diversi moduli saranno previste lezioni, video, discussioni, letture di pagine E visione
di documenti a carattere storico per evidenziare come siano state modificate le teorie scientifiche con il
progredire delle conoscenze e con l'acquisizione di nuove metodologie e come si siano evoluti i legami tra
scienza, tecnica e tecnologia.
*) In collaborazione con altre discipline.
NOTE METODOLOGICHE SULLO SVILUPPO DEI CONTENUTI
I contenuti costituiscono la guida generale per l’acquisizione delle competenze. Diversi contenuti concorreranno
a formare una o più competenze. La numerazione dei moduli non costituisce necessariamente una scansione
temporale, ma rappresenta il raggruppamento di conoscenze in base all’attinenza con un gruppo omogeneo di
saperi e concetti. I temi saranno adeguatamente approfonditi attraverso il filo conduttore dell’energia e con
riflessioni sull’importanza della scienza nelle società evolute.
LA VALUTAZIONE
La valutazione sarà legata alle competenze da maturare.
Punto essenziale sarà la consapevolezza degli studenti, informati sin dall'inizio delle conoscenze e abilità che
dovranno acquisire, oltre che dei motivi che rendono utili le competenze. Gli studenti saranno altresì informati sui
mezzi utilizzati per le verifiche. I risultati saranno sempre analizzati con la classe e con il singolo studente, se
necessario.
Le verifiche saranno mirate alle conoscenze e abilità riguardanti il modulo/unità, saranno di vario tipo, in genere
non di lunga durata, indirizzate verso specifiche aree di apprendimento e graduate per permettere di verificare il
livello di competenza che lo studente ha raggiunto. Oltre al colloquio orale si utilizzeranno test strutturati e semi
strutturati e prove scritte con soluzione di problemi specifici. L’attività di laboratorio sarà valutata attraverso la
relazione, sempre individuale anche per le attività svolte in gruppo o dall’intera classe. Si terrà conto di tutti gli
2
elementi che emergeranno dalla completa attività, quali la capacità di schematizzare, di descrivere, di
organizzare, di raccogliere ed elaborare dati, di riconoscere e sviluppare gli aspetti teorici, di lavorare in gruppo
(partecipazione e impegno, responsabilità per il proprio ruolo e rispetto del ruolo altrui, gestione e conduzione
del lavoro di gruppo).
Ai fini della valutazione finale sarà preso in esame ogni contributo dato dall'allievo e ogni aspetto che possa
rendere sempre più oggettivo e reale il giudizio. Particolare riferimento costituirà il livello raggiunto nella
conoscenza e nella comprensione.
Per l’attribuzione del voto si farà riferimento alla griglia allegata al Piano dell’Offerta Formativa dell’Istituto.
Il voto nell’attività di laboratorio discenderà dalla griglia riportata sotto.
GRIGLIA DI VALUTAZIONE
A
impostazione
1
2
3
4
5
B
descrizione
1
2
3
4
5
C
esecuzione misure
1
2
3
4
5
D
elaborazione misure
1
2
3
4
5
E
analisi risultati e sviluppo aspetti teorici
1
2
3
4
5
F
attività nel gruppo
1
2
3
4
5
STRUTTURA DIDATTICA
L’insegnamento è organizzato in forma modulare. La struttura è riportata nelle schede che seguono.
NOTA
Alcuni moduli saranno svolti in collaborazione con altre discipline (chimica e materie tecnico professionali) come
trattazione dei fondamenti teorici o come integrazione a quanto svolto in esse.
3
MODULO 1
Il movimento dei corpi
Settembre-dicembre
M1-II/TB
CONOSCENZE
ABILITÀ
UNITÀ 1
I sistemi di riferimento
Il moto in condizioni
d’equilibrio: il moto
rettilineo uniforme
(Richiami e
approfondimenti)
Definizione di traiettoria
Calcolare la velocità media da dati noti
di s e t
Definizione di velocità media
Definizione di moto rettilineo uniforme
Legge oraria del moto rettilineo
uniforme
La legge d’inerzia
Trasformare la velocità in diverse unità
di misura (in particolare da m/s a km/h
e viceversa)
Costruire il grafico s-t
Leggere il grafico s-t
Utilizzare la legge oraria del moto
UNITÀ 2
Definizione di velocità istantanea
Il moto in assenza
d’equilibrio: il moto
rettilineo
uniformemente
accelerato
(Richiami e
approfondimenti)
Definizione di accelerazione
Calcolare l’accelerazione media da
dati noti di v e t
Definizione di moto rettilineo
uniformemente accelerato
Costruire il grafico v-t
Leggere il grafico v-t
La legge della velocità
Costruire il grafico s-t
Legge oraria del moto rettilineo
uniformemente accelerato
Leggere il grafico s-t
Relazione tra forza e accelerazione
Utilizzare la legge oraria del moto
La massa e il moto rettilineo
uniformemente accelerato
UNITÀ 3
Definizione di moto parabolico
Il moto in assenza
d’equilibrio: il moto
parabolico
Interpretazione del moto parabolico
con il principio di sovrapposizione dei
moti
Individuare e riconoscere i casi pratici
di moto parabolico
PREREQUISITI
Conoscenze: unità di misura del S. I., grandezze direttamente proporzionali, la correlazione lineare, la
proporzionalità quadratica, la retta, il segmento, la tangente a una curva, le grandezze vettoriali.
Abilità: misurare la lunghezza di un segmento, rappresentare graficamente la relazione tra due grandezze
fisiche, calcolare l’inclinazione di una retta, ricercare la relazione matematica tra due grandezze dal grafico della
relazione, disegnare la tangente a una curva, rappresentare una grandezza vettoriale e operare con i vettori.
NOTA METODOLOGICA
La descrizione dei moti è ripresa e trattata per comprendere in modo più approfondito le leggi della dinamica. È
utilizzato anche per recuperare le carenze mostrate nell’affrontare la risoluzione dei problemi, azione più
effecace se fatta su temi in parte già noti agli studenti.
4
MODULO 2
L’energia
Gennaio-febbraio
M2-II/TB
CONOSCENZE
ABILITÀ
UNITÀ 1
I sistemi
Calcolare il lavoro in casi semplici
L’energia
Il lavoro
Calcolare l’energia cinetica
Il calore
Calcolare l’energia potenziale
La potenza
Applicare il principio di conservazione
dell’energia.
L’energia cinetica
L’energia potenziale
Il trasferimento di energia tra sistemi
Il principio di conservazione
dell’energia
UNITÀ 2
La temperatura
Calore ed energia
L’equilibrio termico
I termometri
Il calore
L’energia interna dei corpi
La capacità termica
Il calore specifico
La legge fondamentale della
termologia
I calori latenti
I passagi di stato
La trasmissione del calore
Usare la scala Celsius e la scala
Kelvin
Calcolare la capacità termica di un
corpo
Calcolare il calore specifico di una
sostanza
Calcolare il calore latente di una
sostanza
Calcolare le variazioni di temperatura
conseguenti alle variazioni di energia
di un corpo
Calcolare l’energia necessaria per un
passaggio di stato
Eseguire calcoli ti trasmissione del
calore attraverso superfici
PREREQUISITI
Conoscenze: la velocità, la forza, lo spostamento.
Abilità: leggere il grafico tra due grandezze.
5
MODULO 3
La termodinamica e la produzione dell’energia
Marzo-aprile
M3-II/TB
UNITÀ 1
Le leggi dei gas
CONOSCENZE
Le grandezze di stato
L’effetto della temperatura sui gas
ABILITÀ
Applicare le leggi dei gas perfetti.
L’equazione di stato dei gas perfetti
Teoria cinetica dei gas
L’energia interna
UNITÀ 2
I sistemi termodinamici
La termodinamica
Le trasformazioni termodinamiche
Il lavoro in una trasformazione
termodinamica
Il primo principio della termodinamica
Il secondo principio della
termodinamica
Calcolare il lavoro nelle trasformazioni
termodinamiche
Applicare il primo principio della
termodinamica
Determinare il rendimento di una
macchina termica
Le macchine termiche
UNITÀ 3
L’energia utilizzata dall’uomo
Descrivere i modi di produrre energia.
La produzione e
l’utilizzazione
dell’energia
La produzione d’energia
Riconoscere le forme di energia
utilizzate quotidianamente.
I valori energetici degli alimenti
Leggere il contenuto energetico degli
alimenti.
PREREQUISITI
Conoscenze: la velocità, la forza, lo spostamento.
Abilità: leggere il grafico tra due grandezze.
NOTA METODOLOGICA
Con la trattazione si cercherà di rendere lo studente consapevole dell’importanza dell’energia per le società
avanzate e del risvolto positivo che la disponibilità energetica ha nella vita delle persone. Si cercherà altresì di
indurre l’allievo a un’accurata riflessione verso l’uso consapevole e attento dell’energia avviandolo a un’analisi
critica dei comportamenti che causano sprechi facilmente evitabili.
NOTA: Il modulo sarà sviluppato in collaborazione e integrazione con CHIMICA.
6
MODULO 4
L’interazione elettrica e l’energia elettrica
Maggio-giugno
M4-II/TB
CONOSCENZE
ABILITÀ
UNITÀ 1
La carica elettrica
Applicare la legge di Coulomb
Le cariche elettriche
Conduttori e isolanti
Calcolare il campo elettrico
L’interazione delle cariche elettriche
Calcolare la capacità di un
condensatore
Le proprietà delle forze elettriche
L’induzione elettrostatica
Il campo elettrico
Il condensatore
UNITÀ 2
Il lavoro del campo elettrico
L’energia del campo
elettrico
La differenza di potenziale
L’energia potenziale elettrica
Calcolare la differenza di potenziale tra
due punti di un campo elettrico
UNITÀ 3
Gli elementi di un circuito
La corrente elettrica
La corrente elettrica
Calcolare l’intensità di una corrente
elettrica
L’intensità della corrente elettrica
La misura dell’intensità e della ddp
UNITÀ 4
Generatori e utilizzatori
L’energia dei circuiti
elettrici
La potenza elettrica
Calcolare il lavoro della forza del
campo elettrico costante.
Eseguire la misura dell’intensità di
corrente
Eseguire la misura della differenza di
potenziale
Distinguere un generatore da un
utilizzatore.
La potenza degli elettrodomestici
Calcolare la potenza elettrica
UNITÀ 5
La resistenza elettrica
La resistenza elettrica
La prima legge di Ohm
Riconoscere una resistenza in un
circuito.
La potenza
Leggere la potenza di un
elettrodomestico
Applicare la legge di Ohm.
Calcolare la potenza.
PREREQUISITI
Conoscenze: la forza, il lavoro di una forza, l’energia potenziale, la struttura dell’atomo, i vettori, operazioni con
i vettori, momento di una forza, le leggi del moto.
Abilità: leggere il grafico tra due grandezze, interpretare una relazione matematica tra due grandezze fisiche,
individuare le componenti di un vettore, calcolare il momento di una forza.
NOTA METODOLOGICA
Il modulo ha lo scopo di fornire gli elementi minimi per comprendere i fenomeni elettrici attraverso
l’osservazione dei fenomeni, la descrizione e la rappresentazione degli stessi.
NOTA: Il modulo sarà sviluppato in collaborazione e integrazione con SCIENZE E TECNOLOGIE APPLICATE.
7
ORGANIZZAZIONE LEZIONI
modulo 1 – Il movimento dei corpi
1. Il moto in condizioni d’equilibrio
1.a - La rappresentazione del moto di un corpo
I sistemi di riferimento
La traiettoria e il punto materiale
1.b Il moto rettilineo uniforme
Il moto rettilineo
La velocità
La legge del moto rettilineo uniforme
La rappresentazione grafica nello studio del moto
uniforme
Il primo principio della dinamica
2. Il moto in assenza d’equilibrio
L’accelerazione
La velocità istantanea
Il moto rettilineo uniformemente accelerato
La legge del moto rettilineo uniformemente
accelerato
La rappresentazione grafica nello studio del moto
uniformemente accelerato
Il secondo principio della dinamica
La massa inerziale
Il terzo principio della dinamica
3. Il moto parabolico
Il moto parabolico
Il moto di caduta di un grave
modulo 2 – L’energia
1. Forze, lavoro ed energia
I sistemi di corpi
Il lavoro di una forza
L’energia cinetica
L’energia potenziale
La conservazione dell’energia
2. Il calore e l’energia
L'equilibrio termico
Temperatura ed agitazione termica
Termometri e scale termometriche
Il calore
La legge fondamentale della termologia
Calore specifico e capacità termica
modulo 3 – La termodinamica e la produzione di
energia
1. Le leggi dei gas
L’equilibrio dei gas
L’effetto della temperatura sui gas
L’equazione di stato dei gas perfetti
Teoria cinetica dei gas
L’energia interna
2. La termodinamica
Le trasformazioni termodinamiche
Il lavoro nelle trasformazioni termodinamiche
Il primo principio della termodinamica
Il secondo principio della termodinamica
Le macchine termiche
Il rendimento delle macchine termiche
3. La produzione e l’utilizzazione dell’energia
L’energia e gli alimenti
I combustibili e la combustione
Il riscaldamento degli ambienti
I mezzi di locomozione
La produzione dell’energia
L’utilizzazione dell’energia
Le fonti rinnovabili di energia
L'energia solare
modulo 4 – L’interazione elettrica e l’energia elettrica
1. Le cariche elettriche
Elettrizzazione per strofinio
Conduttori e isolanti
Elettrizzazione per contatto
L’elettroscopio
La struttura degli atomi
La carica elettrica
Conservazione della carica elettrica
Interazione tra cariche
La legge di Coulomb
Il campo elettrostatico
Il vettore campo elettrico
Linee di campo e rappresentazione dei campi
elettrici
2. L’energia del campo elettrico
Il lavoro nel camppo elettrico
L’energia potenziale elettrica
La differenza di potenziale
3. La corrente elettrica
Gli elementi di un circuito
La corrente elettrica
L’intensità della corrente elettrica
La misura dell’intensità
La misura della ddp
4. L’energia dei circuiti elettrici
Generatori e utilizzatori
La potenza elettrica
La potenza degli elettrodomestici
5. Le proprietà dei circuiti elettrici
Una proprietà dei circuiti: la resistenza elettrica
Una nuova proprietà dei materiali: la resistività
Energia e potenza.
8
Attività complementare interdisciplinare: sviluppo del progetto POF “Inquinamento indoor”,
“microclima” ed “energia e alimentazione”.
Noventa Vicentina, 10.12.2016
I docenti
Prof. Piero Di Luzio
Prof. Luigi Ilgrande
9
