Un fisico... atletico - Presentazione

UN FISICO…ATLETICO
PROGETTO DIDATTICO INTERDISCIPLINARE
FISICA E DI EDUCAZIONE FISICA
DOCENTE:
ANTONIO
DI
VENDEMIA
PRESENTAZIONE
Il progetto Un fisico… atletico si propone di avvicinare gli allievi allo studio
della Fisica per scoprirne gli aspetti più piacevoli e straordinari, attraverso una
metodologia semplice ed efficace, basata sul binomio gioco – apprendimento.
L’esperienza didattica prende spunto dalle considerazioni che divertimento,
agonismo e competizione sono elementi assai vivi nell’adolescenza, periodo in
cui gli allievi sperimentano il delicato passaggio dalla scuola media alle scuole
superiori e si avviano lentamente verso la piena maturità scolastica.
DESCRIZIONE DEL PROGETTO
La struttura portante del progetto è costituita dai contenuti di cinematica e
dinamica, argomenti spesso proposti in modo avulso dalla realtà e raramente
collegati ad attività che possano appassionare gli studenti.
Eppure gli elementari concetti di velocità, accelerazione, forza, energia, potenza,
forza centripeta, accelerazione di gravità, ecc. accompagnano gli allievi durante
l’intero percorso scolastico. È questo il motivo per il quale si è avvertita la
necessità di collegare queste grandezze fisiche a una esperienza ludica,
divertente e coinvolgente, svolta fuori dalle mura scolastiche.
La prima parte del progetto prevede una parte introduttiva indispensabile per
acquisire gli elementari contenuti da applicare e manipolare nella successiva
fase agonistica, in cui l’allievo diventa assoluto protagonista dell’esperienza
didattica. Il successivo svolgi-mento delle prove atletiche rappresenta il momento
più stimolante e di massimo coinvolgimento partecipativo, soprattutto per gli
allievi più refrattari che ritengono lo studio della fisica noioso e dai contenuti
astratti e impenetrabili.
Affinché questa fase si presenti veramente coinvolgente è auspicabile poter
svolgere la prova su un campo di calcio, ma anche un campetto di periferia va
bene.
Le prove agonistiche, previste in numero di quattro, saranno precedute dalla
misura della massa di ogni allievo con una semplice bilancia pesa persone.
I tempi cronometrati nelle prove saranno i dati per le successive elaborazioni in
classe, da cui ricavare i valori delle grandezze caratteristiche di ogni singolo
allievo che, riportati in tabelle e grafici, saranno oggetto di discussione e dibattito
guidato.
È questo un momento formativo svolto con dati relativi a una situazione concreta
che coinvolge l’allievo in prima persona e i cui risultati, attesi con curiosità, sono
ponderati e analizzati con cognizione di causa, facendo emergere
immediatamente errori concettuali o di calcolo.
La compilazione e la consegna della scheda personale in forma ufficiale con
firma del dirigente scolastico e timbro della scuola, mette il sigillo a un lavoro che
porta l’apprendimento fuori dalle pagine del testo scolastico e rende alla stesso
tempo l’allievo protagonista e destinatario del progetto didattico.
L’esperienza può essere arricchita coinvolgendo tutte le discipline del corso di
studi, con interventi sulle origini e la storia dello sport, il dispendio energetico
nelle attività agonistiche, l’importanza delle regole nelle competizioni fino alla
costruzione di un progetto interdisciplinare che si inserisca nei contenuti del
piano di offerta formativa.
PROVE AGONISTICHE
LA CORSA
La corsa, è la prima tra le prove agonistiche;
essa viene proposta per studiare il moto rettilineo
uniforme e corrisponde alla più classica delle
competizioni in atletica leggera, in quanto la
distanza scelta per questa prova è di 100 metri.
A parte il confronto immediato che ogni allievo
può eseguire con i tempi dei campioni più famosi
e del record mondiale di specialità, il tempo
cronometrato permette di calcolare la velocità
media dell’allievo come rapporto tra lo spazio
percorso e il tempo impiegato:
s
v=
t
Il valore ottenuto, misurato in metri al secondo, sarà oggetto di trasformazione in
chilometri all’ora per poter essere confrontato con i valori più comuni dei mezzi di
trasporto e mobilità.
LO SCATTO
La prova denominata scatto consiste nel rilevare
il tempo sulla distanza di 7 metri con partenza
da fermo; il moto è assimilabile, in prima
approssimazione, al moto uniformemente
accelerato.
Dalla misura del tempo impiegato nella prova e
dalla conoscenza dello spazio percorso, è
possibile ricavare alcune tra le caratteristiche
dinamiche dell’allievo.
In primo luogo si può ricavare l’accelerazione,
ottenibile dall’espressione:
a=
2s
t2
m
sembrano dire ben poco a una prima analisi;
s2
diventano più indicativi quando si esegue il confronto con i valori
dell’accelerazione di automobili o motociclette, espressi nelle riviste e sui giornali
in termini meno scientifici ma più intuitivi.
Il principio fondamentale della dinamica (F = m⋅a) permette, inoltre, di risalire alla
forza media sviluppata dai muscoli delle gambe e da questa al lavoro (L = F⋅s)
i cui risultati espressi in
fino ad ottenere la potenza muscolare:
P=
L
t
Anche se il fenomeno fisico è in realtà più complesso di come lo si presenta,
risulta di notevole impatto sulla curiosità dei ragazzi il poter conoscere, la propria
accelerazione, la forza media e la potenza muscolare sviluppata con una prova
semplice, divertente e ricca di agonismo, competizione e voglia di confrontarsi
per scoprire se stessi e i propri limiti.
IL GIRO
Con la prova denominata giro l’allievo percorre la
traiettoria circolare della circonferenza di centrocampo, il
cui raggio è 9,15 metri; la partenza lanciata dà modo di
simulare il moto circolare e uniforme.
Il rilievo del tempo impiegato nella prova permette di
calcolare la velocità periferica:
vp =
2πR
t
e ricavare
l’accelerazione centripeta dalla relazione: a c =
v 2p
R
.
I risultati di queste due grandezze, oltre a fornire
indicazioni sui valori in gioco, sono di valido aiuto per
comprendere come influisca sul fenomeno il cambiamento di direzione,
soprattutto se si confrontano i risultati con i relativi valori ottenuti nella corsa su
traiettoria rettilinea.
L’altro risultato di notevole importanza è la sperimentazione dell’entità e
dell’effetto della forza centripeta, che si ottiene dalla relazione:
F=m
v 2p
R
Essa tende ad allontanare il corpo dalla traiettoria circolare ed è necessario
applicare tale forza per poter deviare dalla traiettoria rettilinea. Infine, è possibile
intuire come si possa agevolmente descrivere la traiettoria curvilinea con la
caratteristica inclinazione del corpo verso il centro della curva.
IL CAMPANILE
La
prova
denominata
campanile
consiste
essenzialmente nel lancio di una pallina da tennis lungo
la direzione verticale; un lancio obliquo può dare spunto
per evidenziare che la componente orizzontale della
velocità di lancio non influenza le leggi di caduta dei
gravi.
Per ridurre l’influenza della resistenza dell’aria si utilizza
una pallina da tennis con la quale si ottengono risultati
che approssimano in maniera soddisfacente il moto di
caduta in assenza di forze resistenti quali quella
dell’aria; il tutto ovviamente per altezze compatibili con quelle raggiungibili dagli
allievi.
Il tempo cronometrato nella prova è quello totale di salita e discesa della pallina,
data l’impossibilità pratica di valutare l’attimo in cui la pallina, raggiunta la
massima altezza, si ferma e inizia il moto di discesa.
Dal tempo di salita, ottenuto dimezzando il tempo totale, si può facilmente
calcolare la velocità con cui la pallina si stacca dal palmo della mano:
vi = vf − g ⋅ t
Infine, è possibile ricavare l’altezza raggiunta dalla pallina dall’espressione:
S=
1 2
g t + vi ⋅ t
2
PROGETTAZIONE
PREREQUISITI
:
• Concetti fondamentali di cinematica e dinamica
• Elementi di calcolo
• Uso delle unità di misura
• Manipolazione di una relazione e formule inverse
FINALITÀ:
• Stimolare gli allievi allo studio della Fisica attraverso l’attività
sportiva, il gioco e la competizione
OBIETTIVI:
• Applicare e assimilare i concetti di velocità, accelerazione, forza,
lavoro, potenza, forza centripeta, ecc.
• Conoscere le proprie abilità e i propri limiti.
• Coinvolgere gli allievi con giochi e attività sportive.
• Costruire tabelle e rilevare dati.
• Acquisire abilità di calcolo e organizzazione dati.
• Avvicinare lo studio della Fisica a situazioni reali.
Inoltre, acquisire i concetti di alimentazione, dispendio energetico;
rispetto delle regole nello sport e nella vita sociale; giochi olimpici:
momento d’incontro tra popoli e culture; sport e doping; misure nelle
gare agonistiche; lo sport in cifre; attività sportiva e il benessere
mentale.
TEMPI:
• Tre ore per le prove sul campo sportivo, tre ore per l’elaborazione
dei dati e compilazione dei grafici, tabelle e schede personali, un’ora
per la consegna ufficiale delle schede.
• Da 1 a 3 ore per la trattazione degli argomenti interdisciplinari
ATTIVITÀ
• Illustrazione delle fasi di lavoro.
• Prova agonistica sul campo sportivo.
• Organizzazione dati, sviluppo, calcolo e compilazione schede.
• Discussione e confronto dei risultati.
• Consegna scheda agonistica all’allievo
STRUMENTI
E SUSSIDI
DIDATTICI:
Cronometro, bilancia pesa – persona, nastro metrico, campo sportivo,
pallina da tennis, calcolatrice, schede e tabelle
PROPOSTA PER L’AREA DI PROGETTO
DISCIPLINA
TEMA
1) Italiano e storia
2) Matematica
3) Scienze
4) Inglese
5) Diritto
6) Tecnologia
7) Educazione Fisica
8) Religione
GRIGLIA
DI
VALUTAZIONE:
- Lo sport nella storia
- Lo sport italiano in cifre (diagrammi, istogrammi, percentuali,
ecc.)
- Energia e alimentazione nello sport
- I termini inglesi nelle attività sportive
- Importanza delle “regole” nel gioco
- Le misure sportive del tempo: manuale ed elettronica
- Il “doping” nello sport
- “Mens sana in corpore sano”
Partecipazione ed impegno: 15%; Fase agonistica: 35%;
Socializzazione: 15%; Calcoli, relazione, compilazione schede:
35%.
SCHEMA DELL’INTERVENTO
PREREQUISITI
• Concetti fondamentali di cinematica e dinamica
• Elementi di calcolo aritmetico
• Uso delle unità di misura
• Manipolazione di relazioni fisiche
Lezione di
introduzione
Fase agonistica
sul campo
sportivo
Educazione Fisica
Il “doping nello sport”
Diritto: importanza
delle regole nello sport
Matematica
Lo sport italiano in cifre
Scienze
Inglese
I termini inglesi
nello sport
Italiano e storia
Sport nella storia
Tecnologia
Misura del tempo:
manuale ed elettronica
Religione
Energia e alimentazione
Lezione di
approfondimento
Mens sana in
corpore sano
Elaborazione
dati
Discussione
dei risultati
Preparazione
scheda
personale
Consegna
ufficiale scheda
VALUTAZIONE
DEI RISULTATI
Lezione di
recupero
o