POF 2014/2015 DIPARTIMENTO Di FISICA 1.1 Profilo generale (primo biennio) L’insegnamento di fisica nel liceo scientifico contribuisce alla formazione culturale degli studenti del primo biennio attraverso: la promozione di interesse per le problematiche scientifiche in generale e per quelle poste nell’ambito della Fisica in particolare lo sviluppo di conoscenze di base relative all’analisi dei fenomeni fisici e l’acquisizione di una metodologia di studio indispensabili per la conclusione dell’obbligo scolastico e per il proseguimento dello studio della fisica e delle altre scienze la progressiva acquisizione di padronanza e consapevolezza del metodo scientifico abituando al rigoroso rispetto dei fatti e all’attento vaglio critico delle ipotesi interpretative proposte nelle attività di laboratorio ( di classe e a gruppi) la progressiva acquisizione di un linguaggio disciplinare corretto e appropriato. L’insegnamento della disciplina si avvale del contributo degli insegnamenti di matematica e informatica (nel liceo scientifico delle scienze applicate). 1.2 Profilo generale (secondo biennio e quinto anno) L’insegnamento di fisica nel liceo scientifico nel secondo biennio dà maggiore rilievo all’impianto teorico e alla sintesi formale, al fine di formulare e risolvere problemi anche impegnativi, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Oltre a ciò, si arricchirà la formazione culturale dello studente e si punterà all’acquisizione di padronanza e consapevolezza del metodo scientifico, che permetterà di valutare criticamente le ipotesi interpretative proposte anche nelle attività di laboratorio (di classe o a gruppi). L’esposizione dei contenuti dovrà essere chiara, lineare e corretta, con un linguaggio disciplinare appropriato. L’insegnamento della disciplina si avvale del contributo degli insegnamenti di matematica e informatica (nel liceo scientifico delle scienze applicate). 2. Risultati di apprendimento A conclusione del percorso liceale di entrambi gli indirizzi, gli studenti dovranno: 2.1 Area metodologica Saper analizzare e sintetizzare un testo, un fenomeno, una situazione sperimentale. Saper distinguere tra conoscenza dichiarativa e conoscenza operativa 2.2 Area logico-argomentativa Saper definire in modo accurato la corretta natura dei concetti scientifici studiati. Saper spiegare tramite esemplificazioni significative: o il “metodo scientifico” e la “ricerca scientifica” o situazioni in cui le ricadute (in ambito intellettuale, sociale, storico, tecnologico, ecc.) della conoscenza scientifica hanno rilevanza o l’universalità delle leggi fisiche che, dal microcosmo al macrocosmo, forniscono una visione organica della realtà. 2.3 Area linguistica e comunicativa Saper comunicare efficacemente (oralmente e in forma scritta) esponendo in modo chiaro, sintetico e logicamente organizzato ricorrendo all’uso del lessico disciplinare. 2.4 Area storico-umanistica Acquisire progressivamente consapevolezza, anche in collegamento con altre discipline (scienze, storia), dell’evoluzione storica di alcuni significativi modelli di interpretazione della realtà fisica. Acquisire gradualmente consapevolezza dell’impossibilità di affrontare lo studio delle discipline scientifiche con un’impostazione storicistica e della necessità dei grandi principi organizzatori della Fisica (teoria atomica, principi di conservazione, relatività dello spazio- 1 POF 2014/2015 tempo, quantizzazione delle grandezze fisiche, unificazione delle leggi fisiche, leggi di scala). 2.5 Area scientifica, matematica e tecnologica Saper presentare in modo completo (simbolo, equazione dimensionale, unità di misura ecc.) le definizioni dei concetti introdotti, se è il caso i valori e/o l’ordine di grandezza che essi assumono in situazioni significative. Saper esprimere le relazioni tra i concetti di cui sopra ed i collegamenti con concetti precedentemente appresi ad essi correlati. Saper illustrare le leggi trattate (formulazione sintetica, eventuale rappresentazione, significato, verifica sperimentale, ecc.). Saper descrivere il percorso che ha condotto alla legge (dimostrazione). Saper utilizzare un livello di formalizzazione matematica adeguato a consentire gli sviluppi quantitativi delle tematiche trattate. Saper risolvere problemi quantitativi, allo scopo di recepire con chiarezza i concetti teorici, controllando procedure e soluzioni (mediante la valutazione degli ordini di grandezza, delle dimensioni delle formule, dei valori delle costanti fisiche e degli invarianti ai vari stadi del procedimento risolutivo). Saper discutere la verifica sperimentale delle leggi fisiche e le loro principali conseguenze sapendone prevedere altre (ad un livello semplice, anche collegato all’esperienza personale, diretta o indiretta). Saper utilizzare quanto appreso per una lettura consapevole di articoli scientifici e libri di divulgazione di buon livello, documentandosi anche in rete. 3. 1 Contenuti (primo biennio) PRIMO ANNO 1. Processi di misura di grandezze fisiche ed elementi di teoria degli errori 2. Relazioni tra grandezze fisiche 3. Grandezze vettoriali 4. Cinematica del moto rettilineo uniforme 5. Equilibrio dei solidi e dei fluidi SECONDO ANNO 1. Cinematica del punto materiale in una e due dimensioni 2. Dinamica del punto materiale 3. Lavoro di una forza ed energia cinetica 4. Temperatura, calore ed equilibrio termico 5. Ottica geometrica 3. 2 Contenuti (secondo biennio) TERZO ANNO 1. Completamento della meccanica: urti, moto rotatorio, gravitazione universale. 2. Cinematica della relatività ristretta 2 POF 2014/2015 3. Onde meccaniche QUARTO ANNO 1. Effetti del calore sul comportamento di un gas perfetto. Termodinamica: i principi 2. Campo elettrostatico 3. Correnti e cariche elettriche 4. Campo magnetico stazionario 3. 3 Contenuti (quinto anno) QUINTO ANNO a. Completamento correnti elettriche e circuiti b. Induzione elettromagnetica c. Onde elettromagnetiche d. Modello ondulatorio della luce e. Dinamica relativistica f. Fisica quantistica 4. Metodologia didattica Partendo dalla consapevolezza che gli studenti: nella maggioranza dei casi sono più motivati ad apprendere ciò che ha un’influenza diretta sulla propria vita e sui propri interessi devono essere aiutati a raggiungere un'effettiva comprensione di idee, concetti e teorie fisiche (velocità, energia, carica, teoria atomica, relatività, ecc. sono creazioni dall’intelligenza umana) presentandone l’origine, la connessione all’esperienza e le relazioni reciproche si reputano fondamentali sul piano metodologico: l’elaborazione teorica che, a partire dalla formulazione di alcune ipotesi o principi, gradualmente porta lo studente a comprendere come si possa interpretare e unificare un'ampia classe di fenomeni fisici e avanzare possibili previsioni la realizzazione di esperimenti da parte del docente e degli studenti singolarmente o in gruppo, secondo un'attività di laboratorio variamente gestita (riprove, riscoperte, misure) e caratterizzata da una continua ed intensa mutua fertilizzazione tra teoria e pratica, con strumentazione semplice e talvolta raffinata e con gli studenti sempre attivamente impegnati sia nel seguire le esperienze realizzate dall'insegnante, sia nel realizzarle direttamente l’applicazione dei contenuti acquisiti attraverso esercizi e problemi non intesi come automatica applicazione di formule, ma come analisi critica del particolare fenomeno studiato, e come uno strumento idoneo ad educare gli studenti a giustificare logicamente le varie fasi del processo risolutivo. 5. Valutazione Il dipartimento, quindi, conferma il VOTO UNICO (ottenibile con qualsiasi tipologia di prova, orale, scritto, pratico, come descritto sopra) per il primo, il secondo biennio e la classe quinta 3 POF 2014/2015 del corso di Liceo Scientifico (LS) e del corso di Scienze Applicate (OSA). Considerato l’elevato numero di studenti per classe (nel biennio) e il monte ore per il triennio dei corsi LS e OSA, le verifiche si svolgono, prevalentemente, tramite prove scritte (domande aperte, vero/falso, test a scelta multipla, problemi) articolate in modo che possano emergere distintamente le competenze concernenti: il possesso, la comprensione e la rielaborazione dei concetti studiati l’applicazione alla risoluzione di problemi non banali dei contenuti appresi. Le prove di verifica, sempre accuratamente preparate e corrette, sono costruite graduando le difficoltà in modo che sia agevole individuare il livello di preparazione da tradurre in voto decimale (si concorda di utilizzare i voti dal 2 al 10 per offrire la possibilità, con due prove agli estremi della scala, di conseguire la sufficienza). La correzione di tutti i tipi di prova è condotta su griglie di valutazione messe a punto dal dipartimento. Si stabilisce che lo studente raggiunge il livello di preparazione sufficiente se: conosce i concetti fondamentali anche solo a un livello elementare; conosce un numero sufficiente di nozioni, collegate ai concetti di cui sopra, tale da consentire la risoluzione di problemi che ricalcano quelli affrontati nella fase preparatoria; è in grado di comprendere il linguaggio fisico trattato, sì da potersi documentare autonomamente su testi di livello confrontabile con quello del manuale e su riviste/libri divulgativi; è in grado di affrontare la realtà sperimentale, effettuando esperienze anche di carattere solo elementare. Per tutte le classi quinte, il dipartimento conferma almeno una valutazione orale. Si ricorda quanto stabilito al punto 2.a del primo verbale dell’anno 2014 – 2015: nel corso del quinto anno, almeno una delle prove è opportuno che sia un colloquio, ciò anche per favorire lo sviluppo di capacità espositivo-argomentative negli studenti in vista dell’esame finale. 4