istituto di istruzione superiore statale - G. Galilei

ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA”
ad Indirizzo Liceo Scientifico – Liceo Classico - Liceo Artistico
p.le Baden Powell – 97015 Modica
Anno Scolastico 2016/2017
PROGRAMMAZIONE
DIPARTIMENTALE
liceo Scientifico e Scienze Applicate
FISICA
Classi nuovo ordinamento
Proff. Lucia ALASSO - Marilena ALOISIO - Antonino CERRUTO
Maria DI ROSA - Giuseppina MODICA - Maria RUTA
Salvatore SCUDERI - Elvira TERRANOVA
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
Il dipartimento di Fisica ha fatto propria la proposta delle linee guida presente nel sito del ministero.
FINALITÀ
 Fornire allo studente gli strumenti culturali e metodologici per una comprensione
approfondita della realtà.
 Concorrere insieme alle altre discipline allo sviluppo dello spirito critico e alla promozione
umana e intellettuale e al conseguimento di una visione unitaria del divenire storico.
 Contribuire all’acquisizione di una mentalità flessibile.
 Contribuire a comprendere il linguaggio universale delle discipline scientifiche.
Risultati di apprendimento del Liceo scientifico
“Il percorso del liceo scientifico è indirizzato allo studio del nesso tra cultura scientifica e tradizione
umanistica. Favorisce l’acquisizione delle conoscenze e dei metodi propri della matematica, della
fisica e delle scienze naturali. Guida lo studente ad approfondire e a sviluppare le conoscenze e le
abilità e a maturare le competenze necessarie per seguire lo sviluppo della ricerca scientifica e
tecnologica e per individuare le interazioni tra le diverse forme del sapere, assicurando la padronanza
dei linguaggi, delle tecniche e delle metodologie relative, anche attraverso la pratica laboratoriale” .
ACQUISIZIONE DI COMPETENZE GENERALI
Al termine del percorso liceale lo studente avrà appreso i concetti fondamentali della fisica, le leggi e
le teorie che li esplicitano, acquisendo consapevolezza del valore conoscitivo della disciplina e del
nesso tra lo sviluppo della conoscenza fisica ed il contesto storico e filosofico in cui essa si è sviluppata.
In particolare, lo studente avrà acquisito le seguenti competenze:
-
osservare e identificare fenomeni;
formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi;
formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione;
fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale,
dove l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle
variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di
misura, costruzione e/o validazione di modelli.
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Imparare ad
imparare /
Imparare ad
osservare
- Organizzare il proprio apprendimento
- Acquisire il proprio metodo di lavoro e di studio
- Accrescere la curiosità verso nuove conoscenze e metodologie di lavoro
Progettare
- Elaborare e realizzare attività seguendo la logica della progettazione
- Valutare vincoli e possibilità esistenti definendo strategie di azioni e
verificando i risultati raggiunti
Comunicare
- Rappresentare organicamente eventi, fenomeni, principi, concetti,
procedure
- Utilizzare il linguaggio scientifico per esprimere le conoscenze disciplinari
acquisite
- Individuare e rappresentare, elaborando argomentazioni coerenti,
Individuare
collegamenti e relazioni tra fenomeni, eventi e concetti diversi, anche
collegamenti e
appartenenti ad altri ambiti disciplinari
relazioni
- Cogliere la natura sistemica, individuando analogie e differenze, coerenze
ed incoerenze, cause ed effetti
- Interagire in gruppo e comprendere i diversi approcci alla problematica da
risolvere
Collaborare e
- Valorizzare le proprie e le altrui capacità
partecipare
- Contribuire all’apprendimento comune e alla realizzazione delle attività
collettive, nel riconoscimento degli altrui contributi
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Nel primo biennio si inizia a costruire il linguaggio della fisica classica (grandezze fisiche scalari e
vettoriali e unità di misura), abituando lo studente a semplificare e modellizzare situazioni reali, a
risolvere problemi e ad avere consapevolezza critica del proprio operato. Al tempo stesso gli
esperimenti di laboratorio consentiranno di definire con chiarezza il campo di indagine della disciplina
e di permettere allo studente di esplorare fenomeni (sviluppare 41 abilità relative alla misura) e di
descriverli con un linguaggio adeguato (incertezze, cifre significative, grafici).
L’attività sperimentale lo accompagnerà lungo tutto l’arco del primo biennio, portandolo a una
conoscenza sempre più consapevole della disciplina anche mediante la scrittura di relazioni che
rielaborino in maniera critica ogni esperimento eseguito.
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OBIETTIVI DISCIPLINARI PRIMO BIENNIO
 Recupero dei prerequisiti matematici indispensabili per affrontare lo studio della fisica e delle
discipline scientifiche in genere
 Acquisizione di semplici conoscenze nel campo della fisica, sufficienti a fornire una spiegazione
scientifica di molti fenomeni quotidianamente osservabili
 Acquisizione della capacità di raccogliere ed elaborare correttamente i dati sperimentali,
costruire ed interpretare grafici
 Acquisizione della capacità di distinguere un modello dalla realtà e di comprenderne i limiti;
 Acquisizione di un corretto e responsabile comportamento in laboratorio
 Saper redigere una relazione di laboratorio comprensibile e sintetica
 Saper utilizzare un foglio elettronico per l’elaborazione dei dati
Con l'attività di laboratorio gli allievi dovranno inoltre:
 Imparare a descrivere, anche per mezzo di schemi, le apparecchiature e le procedure utilizzate
 Sviluppare abilità operative connesse con l'uso degli strumenti
 Sviluppare capacità di lavoro in equipe
 Acquisire flessibilità nell'affrontare situazioni impreviste di natura concettuale e/o tecnica
 Sviluppare capacità di proporre semplici esperimenti atti a fornire risposte a problemi di natura
fisica
Nel definire le competenze, abilità e conoscenze della disciplina si fa riferimento alle indicazioni
nazionali per il liceo scientifico.
ASSE CULTURALE: Scientifico Tecnologico
 Osservare, descrivere e analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e
riconoscere nelle sue varie forme i concetti di sistema e di complessità
 Essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e
sociale in cui vengono applicate
 Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di
energia a partire dall’esperienza
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1° anno
ARTICOLAZIONE DELLE COMPETENZE IN ABILITÀ E CONOSCENZE
COMPETENZE
DI BASE
CONOSCENZE
1.
La misura: il
fondamento
della fisica
ABILITÀ
 Il metodo sperimentale
 Definizione operativa di una grandezza
fisica
 Le unità di misura del sistema
internazionale (S.I.)
 Misure di tempo, di lunghezza e di massa
 L’ordine di grandezza di una misura e la
notazione scientifica
 La densità di una sostanza
 Sensibilità di uno strumento
 Osservare,
 Errori di misura casuali e sistematici
descrivere e
 Errore massimo ed errore statistico
analizzare
 Errore assoluto, errore relativo ed errore
fenomeni
percentuale
appartenenti
 Legge di propagazione degli errori
 Cifre significative di una misura
alla realtà
2.
naturale e
L’elaborazione  Leggi di proporzionalità diretta e inversa
artificiale e
dei dati in fisica  Interpolazione ed estrapolazione di una
serie di dati sperimentali
riconoscere
nelle sue varie
forme i concetti
di sistema e di
complessità
 Spostamenti e loro somma
 Grandezze scalari e grandezze vettoriali
 Somma e differenza fra vettori, prodotto
3.
Grandezze scalari fra un vettore e uno scalare
 Scomposizione di un vettore
e grandezze
 Uso delle funzioni goniometriche
vettoriali
5
 Esprimere le dimensioni fisiche e
ricavare l’unità di misura di una
grandezza derivata
 Esprimere i numeri in notazione
scientifica e riconoscere l’ordine di
grandezza
 Saper utilizzare alcuni strumenti di
misura
 Valutare l’errore massimo e l’errore
statistico di una serie di misure
ripetute
 Determinare l’errore di misura
assoluto, relativo e percentuale di
una grandezza
 Scrivere il risultato di una misura
con l’indicazione dell’errore e con
l’adeguato numero di cifre
significative
 Calcolare l’errore su una misura
indiretta
 Riconoscere le diverse
proporzionalità che legano le
grandezze fisiche
 Compilare una tabella di dati
sperimentali e rappresentare i dati
sul piano cartesiano
 Distinguere le grandezze scalari da
quelle vettoriali.
 Eseguire la somma di vettori con il
metodo punta-coda e con il metodo
del parallelogramma.
 Eseguire la sottrazione di due
vettori e la moltiplicazione di un
vettore per un numero.
 Saper comporre e scomporre
vettori per via grafica e per via
analitica
 Eseguire il prodotto scalare e quello
vettoriale di due vettori.
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4.
La natura
vettoriale delle
forze
 Essere
consapevole
delle
potenzialità e
dei limiti delle
tecnologie nel
contesto
culturale e
sociale in cui
vengono
applicate.
5.
L’equilibrio dei
solidi
Definizione operativa di forza e sua misura  Acquisire il concetto di forza quale
effetto dell’interazione tra corpi
 Forza peso
 Riconoscere e distinguere la natura
 Forza elastica e legge di Hooke
di una forza peso, forza di attrito e
 Le forze vincolari e di attrito
reazioni vincolari
 Applicare la legge di Hooke
 L’equilibrio di un punto materiale
 Momento di una forza e di un sistema di
forze
 L’equilibrio di un corpo rigido
 Baricentro e stabilità dell’equilibrio.
 Definizione di pressione e principio di
Pascal
6.
 Pressione nei liquidi e sua variazione con la
La pressione e
profondità
l’equilibrio dei  Vasi comunicanti
 Pressione atmosferica
fluidi
 Principio di Archimede
 Disegnare un diagramma di corpo
libero
 Saper individuare le condizioni di
equilibrio dei corpi anche
analizzando situazioni concrete
 Calcolare il momento delle forze, e
delle coppie di forze, applicate a un
corpo rigido.
 Interpretare il momento come
prodotto vettoriale tra forza e
braccio.
 Determinare le condizioni di
equilibrio di un corpo.
 Calcolare la pressione nei fluidi.
 Applicare la legge di Stevino.
 Calcolare la pressione atmosferica.
 Riconoscere gli strumenti di misura
della pressione atmosferica.
 Applicare il principio di Pascal e il
principio di Archimede.
 Analizzare le condizioni di
galleggiamento dei corpi.
OBIETTIVI DIDATTICI MINIMI
- Acquisire il concetto di grandezza fisica, misura e sistema di unità di misura
- Saper raccogliere, ordinare e rappresentare dati sperimentali
- Operare con i vettori e con le loro componenti
- Determinare analiticamente e graficamente la risultante di un sistema di forze
- Saper caratterizzare il movimento di un corpo mediante opportune grandezze
- Calcolare la pressione di un fluido ed esprimerla con le varie unità di misura
- Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio scientifico in maniera essenziale
CONTENUTI
TEMPI DI TRATTAZIONE
1. La misura: il Fondamento della fisica
Settembre - Ottobre
2. L’elaborazione dei dati in fisica
Ottobre - Novembre
3. Grandezze scalari e grandezze vettoriali
Novembre - Dicembre
4. La natura vettoriale delle forze
Dicembre - Gennaio
5. L’equilibrio dei solidi
Febbraio - Marzo
6. La pressione e l’equilibrio dei fluidi
Aprile - Maggio- Giugno
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2° anno
ARTICOLAZIONE DELLE COMPETENZE IN ABILITÀ E CONOSCENZE
COMPETENZE
DI BASE
CONOSCENZE
(Prerequisiti)
* Il moto
rettilineo
 Osservare,
descrivere e
analizzare
fenomeni
appartenenti alla
realtà naturale e
artificiale e
riconoscere nelle
sue varie forme i
concetti di sistema
e di complessità
 Essere consapevole
delle potenzialità e
dei limiti delle
tecnologie nel
contesto culturale e
sociale in cui
vengono applicate
1.
Moti nel piano
e moto
armonico
2.
La dinamica
newtoniana
ABILITÀ
 Descrizione del moto rispetto a
un sistema di riferimento
 Velocità media e velocità
istantanea
 Diagramma orario e sue proprietà
 Moto rettilineo uniforme
 Accelerazione media e
accelerazione istantanea
 Grafico velocità – tempo e sue
proprietà
 Moto rettilineo uniformemente
accelerato
 Accelerazione di gravità e moto
verticale in caduta libera
 Descrizione del moto rispetto a
un sistema di riferimento
 Velocità media e velocità
istantanea
 Diagramma orario e sue
proprietà
 Moto rettilineo uniforme
 Accelerazione media e
accelerazione istantanea
 Grafico velocità – tempo e sue
proprietà
 Moto rettilineo uniformemente
accelerato
 Accelerazione di gravità e moto
verticale in caduta libera
 I moti nel piano
 Moto parabolico dei proiettili
 Il moto circolare uniforme
 Il moto armonico
 Interpretare il moto dei proiettili
con il principio di composizione
dei moti.
 Saper calcolare altezza massima,
tempo di volo e gittata nel moto
di un proiettile lanciato anche in
direzione obliqua.
 Calcolare le grandezze
caratteristiche del moto circolare
uniforme
 Riconoscere e calcolare le
grandezze significative del moto
 Descrizione dei moti sul piano
 Il primo principio della dinamica
 Il concetto di inerzia e la massa di
un corpo.
 I sistemi di riferimento inerziali.
 Il secondo principio della
dinamica.
 Il terzo principio della dinamica.
 Riconoscere i sistemi di
riferimento inerziali.
 Applicare i principi della dinamica
 Riconoscere le caratteristiche del
peso e della massa di un corpo.
 Riconoscere il baricentro come
punto di applicazione della forza
peso.
 Distinguere il peso vero dal peso
apparente.
 Saper determinare le forze di
attrito statico e di attrito
dinamico.
 Risolvere i problemi del moto in
presenza di attrito.
 Determinare le condizioni di
 La forza peso.
 Il baricentro di un corpo.
 La forza normale.
 Il peso apparente.
 Le forze di attrito statico e di
attrito dinamico.
 Il concetto di tensione.
 Il concetto di equilibrio.
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3.
Lavoro ed
energia
 Analizzare
qualitativamente e
quantitativamente
fenomeni legati alle
trasformazioni di
energia a partire
dall’esperienza
4.
Temperatura e
calore
5.
Stati di
aggregazione
della materia
6.
Elementi di
ottica
geometrica
 Le condizioni di equilibrio in due
dimensioni.
 La forza centripeta.
 La forza elastica.
 Il moto armonico di un oggetto
vincolato a una molla.
 Il pendolo.
equilibrio nelle diverse situazioni,
anche in presenza di attrito.
 Distinguere la forza centripeta
dalla forza centrifuga.
 Calcolare il periodo di un moto
armonico e del moto del pendolo
 Il lavoro di una forza costante
 Il lavoro di una forza variabile
 La potenza
 L’energia cinetica
 L’energia potenziale
gravitazionale.
 Le forze conservative e le forze
dissipative.
 L’energia meccanica totale.
 Il principio di conservazione
dell’energia meccanica.
 L’energia potenziale elastica.
 Calcolare il lavoro fatto da una
forza costante
 Saper applicare il teorema
dell’energia cinetica.
 Calcolare l’energia potenziale
gravitazionale di un corpo.
 Determinare il lavoro svolto da
forze conservative e non
conservative.
 Riconoscere che, in presenza di
forze non conservative, l’energia
meccanica non si conserva.
 Calcolare la potenza.
 Calcolare il lavoro compiuto da
una forza variabile.
 Calcolare l’energia potenziale
elastica.
 Applicare il principio di
conservazione dell’energia
meccanica totale
 Temperatura ed equilibrio
termico
 La dilatazione termica
 Calore ed energia interna
 Capacità termica e calore
specifico
 I cambiamenti di stato
 La propagazione del calore
 Riconoscere ed utilizzare le
diverse scale di temperatura
 Saper utilizzare le leggi di
dilatazione
 Distinguere tra capacità termica
di un corpo e calore specifico di
una sostanza
 Mettere in relazione il calore e i
cambiamenti di stato
 Calcolare l’energia necessaria
per ottenere i diversi
cambiamenti di stato
 Struttura ed energia interna della
materia
 Stati della materia e fenomeni
termici
 I cambiamenti di stato
 Il calore latente
 Applicare le leggi che descrivono
gli scambi di calore durante i
cambiamenti di stato
 Interpretare e realizzare grafici
temperatura calore
 Sorgenti di luce e raggi luminosi
 La riflessione della luce
 La rifrazione
 La riflessione totale
 Gli specchi sferici
 Le lenti
 Applicare le leggi della riflessione
e della rifrazione
 Costruire graficamente
l’immagine di un oggetto
prodotta da uno specchio sferico
o da una lente
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 Applicare l’equazione dei punti
coniugati degli specchi sferici e
delle lenti
 Calcolare l’ingrandimento di
un’immagine
OBIETTIVI DIDATTICI MINIMI
- Conoscere i principi della Dinamica
- Conoscere il concetto di temperatura e le principali scale termometriche
- Distinguere i concetti di calore e temperatura
- Riconoscere gli stati della materia
- Conoscere le leggi della riflessione e della rifrazione
- Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio scientifico in maniera essenziale
CONTENUTI
TEMPI DI TRATTAZIONE
Prerequisiti: Il moto rettilineo *
Trattazione anno scolastico
2015/16
1. Moti nel piano e moto armonico
Settembre - Ottobre
2. La dinamica newtoniana
Novembre
3. Lavoro ed energia
Dicembre - Gennaio
4. Temperatura e calore
Febbraio – Marzo
5. Stati di aggregazione della materia
Aprile
6. Elementi di ottica geometrica
Maggio- Giugno
* le nuove indicazioni relative ai PROGRAMMI MINISTERIALI dei nuovi licei hanno comportato modifiche nella
programmazione delle linee generali, di conseguenza la conoscenza e le abilità riguardante l’unità didattica
del moto rettilineo, prevista al 2° anno, è stata invece acquisita lo scorso anno scolastico.
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“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
Nel secondo biennio il percorso didattico darà maggior rilievo all’impianto teorico (le leggi della fisica)
e alla sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l’obiettivo di formulare e risolvere
problemi più impegnativi, tratti anche dall’esperienza quotidiana, sottolineando la natura
quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l’attività sperimentale consentirà allo studente di
discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti
e teorie.
OBIETTIVI DISCIPLINARI SECONDO BIENNIO
 Consolidare gli strumenti matematici indispensabili per formulare e risolvere problemi di fisica,
tratti anche dall’esperienza quotidiana
 Acquisire la capacità di progettare e condurre osservazioni e misure, attraverso l’attività
sperimentale, confrontando esperimenti e teorie
 Far acquisire agli allievi una cultura scientifica di base che permetta loro una visione critica ed
organica della realtà sperimentale
 Sviluppare specifiche capacità di vagliare e correlare le conoscenze e le informazioni scientifiche
recependole criticamente ed inquadrandole in un unico contesto
 Sviluppare l'abitudine al rigore espressivo
 Sviluppare la capacità di riesaminare criticamente i contenuti appresi
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“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
 Osservare e identificare fenomeni; formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e
leggi (Competenza F1)
 Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per
la sua risoluzione (Competenza F2)
 Fare esperienza e rendere ragione del significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove
l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili
significative, raccolta e analisi critica dei dati e dell'affidabilità di un processo di misura,
costruzione e/o validazione di modelli (Competenza F3)
 Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui
vive (Competenza F4)
3° anno
ARTICOLAZIONE DELLE COMPETENZE IN ABILITÀ E CONOSCENZE
Competenze di base
Modulo
Conoscenze
Abilità
 Il concetto di corpo rigido.
 Saper applicare le relazioni tra le
grandezze angolari e quelle
 Lo spostamento angolare e
tangenziali.
l’accelerazione angolare.

Calcolare il momento delle forze, e
 Relazioni tra grandezze angolari
delle coppie di forze, applicate a un
e tangenziali.
corpo rigido.
 La definizione di momento di una
 Interpretare il momento come
forza.
 Formalizzare un
prodotto vettoriale tra forza e
 Il momento di una coppia di forze.
problema di fisica e
 Le condizioni di equilibrio di un corpo braccio.
applicare gli
1.
 Determinare le condizioni di equilibrio
rigido.
strumenti matematici Cinematica e  Le condizioni di equilibrio di una leva. di un corpo.
e disciplinari rilevanti
dinamica  Il baricentro di un corpo rigido.
 Impostare le condizioni di equilibrio di
per la sua risoluzione rotazionale
una leva.
 La definizione di momento d’inerzia
(F2)
 Calcolare il momento d’inerzia di un
di un corpo rigido.
corpo rigido.
 Il secondo principio della dinamica
 Fare esperienza e
 Applicare il secondo principio della
per
rendere ragione del
dinamica a corpi in rotazione.
un corpo in rotazione.
significato dei vari
 Calcolare l’energia cinetica di
 L’energia cinetica rotazionale.
aspetti del metodo
 La definizione di momento angolare. rotazione.
sperimentale(F3)
 Determinare il momento angolare
 La legge di conservazione del
di un corpo rigido.
momento angolare.
 Applicare la legge
di conservazione del momento
angolare.
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
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“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
 Osservare e
 Il moto dei pianeti attorno al Sole.
 Utilizzare le leggi di Keplero nello
identificare
studio del moto dei corpi celesti.
 Le tre leggi di Keplero.
fenomeni; formulare
 La legge di gravitazione universale.  Applicare la legge di gravitazione di
ipotesi esplicative
Newton.
 La relazione tra massa e peso di un
utilizzando modelli,
 Comprendere la distinzione tra massa
corpo.
analogie e leggi (F1)
e peso.
 Il valore della costante G.
 Formalizzare un

Analizzare il moto dei satelliti.
 Il moto dei satelliti
problema di fisica e
 Calcolare la velocità di un satellite che
in orbita circolare.
applicare gli
2.
descrive orbite circolari e quella di un
 Il sistema GPS.
strumenti matematici
La
satellite che descrive orbite ellittiche.
 I satelliti geostazionari.
e disciplinari rilevanti gravitazione
 Il moto dei satelliti in orbite ellittiche.  Descrivere una situazione di assenza
per la sua risoluzione
apparente di gravità.
 Assenza apparente di gravità.
(F2)

Analizzare le caratteristiche del
 Il lavoro della forza gravitazionale e
 Fare esperienza e
campo gravitazionale.
l’energia potenziale gravitazionale.
rendere ragione del

Applicare il principio di conservazione
 La velocità di fuga.
significato dei vari
dell’energia nell’analisi di moti in
aspetti del metodo
campi gravitazionali.
sperimentale(F3)
 Determinare la velocità di fuga da
 Comprendere e
un pianeta.
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive (F4)
 Osservare e
identificare
 Le caratteristiche dei fluidi.
 Calcolare la densità di un fluido.
fenomeni; formulare
 La densità e la densità relativa.
 Calcolare la pressione nei fluidi.
ipotesi esplicative
 Il concetto di pressione.
 Applicare la legge di Stevino.
utilizzando modelli,
 Pressione e densità in un fluido
 Calcolare la pressione atmosferica.
analogie e leggi (F1)
statico.
 Riconoscere gli strumenti di misura
 Formalizzare un
 La legge di Stevino.
della pressione atmosferica.
problema di fisica e
 La pressione atmosferica.
 Applicare il principio di Pascal e il
applicare gli
principio di Archimede.
 Il principio di Pascal.
strumenti matematici
 Analizzare le condizioni di
 Il principio di Archimede e il
e disciplinari rilevanti
3.
galleggiamento dei corpi.
galleggiamento dei corpi.
per la sua risoluzione
I fluidi

Descrivere il movimento dei fluidi, il
 I fluidi in movimento: il flusso
(F2)
flusso e le linee di flusso.
stazionario.
 Fare esperienza e
 Il concetto di portata di un condotto.  Applicare l’equazione di continuità.
rendere ragione del
 Applicare l’equazione di Bernoulli.
 L’equazione di continuità.
significato dei vari
 Comprendere l’effetto Venturi e le
 L’equazione di Bernoulli.
aspetti del metodo
sue conseguenze.
 L’effetto Venturi.
sperimentale(F3)

Calcolare la velocità di efflusso.
 Il teorema di Torricelli.
 Comprendere e
 Analizzare il flusso viscoso.
 Il concetto di flusso viscoso e il
valutare le scelte
 Interpretare il coefficiente di viscosità
coefficiente
di
viscosità.
scientifiche e
di un fluido.

Il
moto
dei
fluidi
in
regime
laminare
e
tecnologiche che
in
regime
turbolento.
interessano la società
in cui vive (F4)
 Osservare e
identificare
 La temperatura e i termometri.
 Riconoscere e utilizzare le diverse
fenomeni; formulare
4.
scale di temperatura.
 Le scale di temperatura.
ipotesi esplicative
Termometria  La dilatazione termica lineare e
 Calcolare le dilatazioni lineari e
utilizzando modelli,
e
volumiche di solidi e liquidi
volumica dei corpi.
analogie e leggi (F1)
calorimetria  Calore ed energia interna.
 Distinguere tra capacità termica di un
 Formalizzare un
corpo e calore specifico di una
 Le unità di misura del calore.
problema di fisica e
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 Capacità termica e calore specifico di sostanza.
una sostanza.
 Applicare l’equazione fondamentale
 L’equivalente meccanico della caloria. della calorimetria.
 Utilizzare il calorimetro per il calcolo
 Il calorimetro.
dei calori specifici delle sostanze.
 I cambiamenti di stato.

 L’equilibrio tra stati di aggregazione. Mettere in relazione il calore e i
cambiamenti di stato.
 Curva di vaporizzazione e curva
 Interpretare il concetto di calore
di fusione.
latente.
 La conduzione, la convezione e
 Calcolare l’energia necessaria per
l’irraggiamento.
ottenere i diversi cambiamenti di
 La legge di Stefan-Boltzmann.
stato.
 Mettere in relazione alcuni fenomeni
naturali con le conoscenze relative ai
cambiamenti di stato.
 Distinguere i diversi meccanismi
di trasmissione del calore.
 Applicare la legge di StefanBoltzmann.
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive (F4)
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
 L’unità di massa atomica e la massa
molecolare.
 La mole.
 Il numero di moli.
 Il numero di Avogadro.
 La massa per mole e la massa di una
particella.
5.
 Il gas perfetto e la temperatura
Le leggi dei
assoluta.
gas ideali  L’equazione di stato di un gas
e la teoria
perfetto.
cinetica
 La costante di Boltzmann.
 Gas reali e gas perfetti.
 La legge di Boyle.
 Le leggi di Gay-Lussac.
 La distribuzione delle velocità
molecolari.
 La teoria cinetica dei gas.
 La velocità quadratica media.
 Il teorema di equipartizione
dell’energia.
 L’energia interna di un gas perfetto
monoatomico.
 La diffusione.
 Il cammino libero medio.
6.
La termodinamica
 Calcolare i valori di mole, massa
molecolare di una sostanza e massa di
una particella.
 Il numero di Avogadro.
 Saper utilizzare l’equazione di stato
dei gas.
 Applicare la legge di Boyle e le leggi di
Gay-Lussac.
 Interpretare la pressione esercitata da
un gas in funzione degli urti tra le
molecole del gas e le pareti del
contenitore.
 Mettere in relazione la temperatura
assoluta e l’energia cinetica media
delle molecole di un gas.
 Calcolare la velocità quadratica media
delle molecole e analizzare la
distribuzione delle velocità.
 Applicare il teorema di equipartizione
dell’energia.
 Calcolare l’energia interna di un gas
perfetto monoatomico.
 Interpretare il fenomeno della
diffusione.
 Calcolare il cammino libero medio.
 Concetto di sistema termodinamico.  Applicare il primo principio della
termodinamica alle trasformazioni
 Stato di un sistema.
quasi-statiche.
 L’equilibrio termico.
 Il principio zero della termodinamica.  Calcolare il lavoro svolto nelle
trasformazioni termodinamiche.
 Il primo principio della

Distinguere tra i calori specifici, a
termodinamica e il suo significato.
pressione e a volume costante, di un
 I segni convenzionali di Q e L.
gas e saperli calcolare.
 L’energia interna.
13
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
 Le trasformazioni termodinamiche.  Calcolare il rendimento di una
macchina termica.
 Il lavoro termodinamico.
 Riconoscere l’equivalenza dei diversi
 Il lavoro compiuto nelle
trasformazioni isoterme, adiabatiche, enunciati del secondo principio.
isobare e isocore di un gas perfetto.  Calcolare il coefficiente di prestazione
di macchine frigorifere, condizionatori
 I calori specifici di un gas perfetto.
e pompe di calore.
 Il concetto di macchina termica.
 Calcolare la variazione di entropia
 Il rendimento di una macchina
nelle trasformazioni termodinamiche.
termica.
 Il secondo principio della
termodinamica.
 Enunciati di Kelvin e di Clausius del
secondo principio.
 Le trasformazioni reversibili.
 Il teorema di Carnot.
 La macchina di Carnot e il suo
rendimento.
 Il principio di funzionamento e il
coefficiente di prestazione di
frigoriferi, condizionatori e pompe di
calore.
 L’entropia di un sistema
termodinamico.
 Il secondo principio della
termodinamica in termini di entropia.
 L’energia non utilizzabile.
 Entropia e disordine.
 Il terzo principio della
termodinamica.
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive (F4)
CONTENUTI
TEMPI DI TRATTAZIONE
1. Cinematica e dinamica rotazionale
Settembre - Ottobre
2. La gravitazione
Novembre - Dicembre
3. I fluidi
Dicembre - Gennaio
4. Termometria e calorimetria
Febbraio
5. Le leggi dei gas ideali e la teoria cinetica
Marzo -Aprile
6. La termodinamica
Maggio- Giugno
OBIETTIVI MINIMI
 Conoscere la definizione di momento angolare e la relativa legge di conservazione
 Conoscere il significato della legge di gravitazione universale
 Distinguere tra massa inerziale e massa gravitazionale
 Calcolare l’energia potenziale della forza peso
 Conoscere e saper applicare le leggi fondamentali della meccanica dei fluidi in semplici situazioni
 Conoscere la definizione di calore, distinguere tra calore e temperatura
 Conoscere la definizione di capacità termica e di calore specifico
14
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
 Conoscere le leggi che descrivono il comportamento dei gas perfetti e saperle applicare a semplici
problemi, conoscere i diversi modi di propagazione del calore
 Conoscere gli stati di aggregazione della materia ed i relativi passaggi di stato
 Conoscere i principi della termodinamica e saper descrivere il funzionamento di una macchina
termica semplice
 Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio scientifico in maniera essenziale
4° anno
ARTICOLAZIONE DELLE COMPETENZE IN ABILITÀ E CONOSCENZE
Competenze di base
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
 Formalizzare un
Modulo
Conoscenze
Abilità
 L’unità di massa atomica e la massa
 Calcolare i valori di mole, massa
molecolare.
molecolare di una sostanza e
massa di una particella.
 La mole.
 Il numero di Avogadro.
 Il numero di moli.
 Saper utilizzare l’equazione di
 Il numero di Avogadro.
stato dei gas.
 La massa per mole e la massa di una
 Applicare la legge di Boyle e le
particella.
 Il gas perfetto e la temperatura assoluta. leggi di Gay-Lussac.
 L’equazione di stato di un gas perfetto.  Interpretare la pressione
esercitata da un gas in funzione
 La costante di Boltzmann.
degli urti tra le molecole del gas e
 Gas reali e gas perfetti.
1.
le pareti del contenitore.
 La legge di Boyle.
Le leggi dei

Mettere in relazione la
 Le leggi di Gay-Lussac.
gas ideali
 La distribuzione delle velocità molecolari. temperatura assoluta e l’energia
e la teoria
cinetica media delle molecole di
 La teoria cinetica dei gas.
cinetica
un gas.
 La velocità quadratica media.

 Il teorema di equipartizione dell’energia. Calcolare la velocità quadratica
media delle molecole e analizzare
 L’energia interna di un gas perfetto
la distribuzione delle velocità.
monoatomico.
 Applicare il teorema di
 La diffusione.
equipartizione dell’energia.
 Il cammino libero medio.
 Calcolare l’energia interna di un
gas perfetto monoatomico.
 Interpretare il fenomeno della
diffusione.
 Calcolare il cammino libero medio.
 Concetto di sistema termodinamico.
 Applicare il primo principio della
termodinamica alle trasformazioni
 Stato di un sistema.
quasi-statiche.
 L’equilibrio termico.
 Calcolare il lavoro svolto nelle
 Il principio zero della termodinamica.
 Il primo principio della termodinamica e il trasformazioni termodinamiche.
 Distinguere tra i calori specifici, a
suo significato.
15
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
problema di fisica e
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive (F4)
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive (F4)
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
2.
La termodinamica
3.
Le onde
e il suono
pressione e a volume costante, di
 I segni convenzionali di Q e L.
un gas e saperli calcolare.
 L’energia interna.
 Calcolare il rendimento di una
 Le trasformazioni termodinamiche.
macchina termica.
 Il lavoro termodinamico.

Riconoscere l’equivalenza dei
 Il lavoro compiuto nelle trasformazioni
diversi enunciati
isoterme, adiabatiche, isobare e isocore
del secondo principio.
di un gas perfetto.

Calcolare il coefficiente di
 I calori specifici di un gas perfetto.
prestazione
 Il concetto di macchina termica.
di macchine frigorifere,
 Il rendimento di una macchina termica.
 Il secondo principio della termodinamica. condizionatori e pompe di calore.
 Calcolare la variazione di entropia
 Enunciati di Kelvin e di Clausius del
nelle trasformazioni
secondo principio.
termodinamiche.
 Le trasformazioni reversibili.
 Il teorema di Carnot.
 La macchina di Carnot e il suo
rendimento.
 Il principio di funzionamento e il
coefficiente
di prestazione
di frigoriferi, condizionatori e pompe di
calore.
 L’entropia di un sistema termodinamico.
 Il secondo principio della termodinamica
in termini di entropia.
 L’energia non utilizzabile.
 Entropia e disordine.
 Il terzo principio della termodinamica.
 La natura delle onde.
 Le onde periodiche: lunghezza d’onda,
periodo, frequenza e velocità di
propagazione.
 Velocità di un’onda trasversale su corda.
 La descrizione matematica di un’onda.
 Generazione e propagazione delle onde
sonore.
 Suoni puri e suoni complessi.
 Le caratteristiche del suono: altezza e
timbro, ampiezza, intensità, livello di
intensità sonora.
 L’effetto Doppler.
 Il principio di sovrapposizione.
 L’interferenza delle onde sonore:
interferenza costruttiva e distruttiva.
 La diffrazione.
 I battimenti.
 Le onde stazionarie.
 La serie armonica.
 Le frequenze della serie armonica per
una corda.
 Distinguere tra onde longitudinali
e trasversali.
 Determinare lunghezza d’onda,
periodo, frequenza e velocità di
propagazione di un’onda.
 Utilizzare l’equazione matematica
di un’onda periodica.
 Calcolare velocità e frequenza del
suono nelle applicazioni
dell’effetto Doppler.
 Applicare il principio di
sovrapposizione.
 Applicare le condizioni di
interferenza costruttiva e
distruttiva.
 Calcolare la frequenza di
battimento.
 Calcolare la frequenza dei modi
fondamentali e delle armoniche
nelle onde stazionarie.
 Il fronte d’onda e i raggi luminosi.
 La riflessione della luce e le sue leggi.
 Applicare le leggi della riflessione
nella formazione delle immagini.
16
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
 Formalizzare un
4.
problema di fisica e
La riflessione
applicare gli
della luce:
strumenti matematici gli specchi
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Gli specchi piani: immagine reale e
virtuale.
 Gli specchi sferici concavi e convessi.
 Asse ottico e raggi parassiali.
 Raggio di curvatura di uno specchio
sferico.
 Il fuoco di uno specchio concavo e
convesso.
 L’aberrazione sferica.
 Il diagramma dei raggi per la costruzione
delle immagini.
 L’equazione dei punti coniugati per gli
specchi sferici.
 L’ingrandimento.
 Le convenzioni dei segni delle variabili
nell’equazione dei punti coniugati e
dell’ingrandimento.
 Distinguere i diversi tipi di specchi
e conoscerne le caratteristiche.
 Distinguere le immagini reali da
quelle virtuali.
 Individuare la posizione del fuoco
di uno specchio concavo e di uno
specchio convesso.
 Determinare graficamente
l’immagine prodotta da uno
specchio.
 Applicare correttamente
l’equazione dei punti coniugati.
 Calcolare l’ingrandimento
prodotto da uno specchio.
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive (F4)
 L’indice di rifrazione.
 La legge della rifrazione.
 Il fenomeno della riflessione totale e
l’angolo limite.
 La dispersione della luce.
 Il prisma e la dispersione della luce.
 I diversi tipi di lenti: convergenti e
divergenti.
 Il diagramma dei raggi per le lenti.
 La costruzione delle immagini prodotte
dalle lenti.
5.
 L’equazione delle lenti sottili.
Ottica
 L’ingrandimento lineare.
geometrica.
 L’occhio e la visione.
Le lenti e gli
 Il potere diottrico di una lente.
strumenti
 Il microscopio e il telescopio.
ottici
 L’ingrandimento angolare delle lenti e
degli strumenti ottici.
 L’aberrazione sferica e l’aberrazione
cromatica nelle lenti.
 Calcolare l’indice di rifrazione di
un mezzo.
 Applicare la legge di Snell.
 Calcolare l’angolo limite nella
riflessione totale.
 Distinguere i vari tipi di lente e le
loro proprietà.
 Applicare l’equazione delle lenti
sottili.
 Calcolare l’ingrandimento lineare
prodotto dalle lenti.
 Comprendere il meccanismo della
visione e i difetti della vista.
 Calcolare il potere diottrico di una
lente.
 Calcolare l’ingrandimento
angolare di una lente e degli
strumenti ottici.
 Comprendere le caratteristiche di
uno strumento ottico.
 Distinguere i vari tipi di aberrazione.
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Il principio di sovrapposizione e
l’interferenza della luce.
 Interferenza costruttiva e interferenza
distruttiva.
6.
 Sorgenti coerenti.
La natura  L’esperimento di Young.
ondulatoria  Le condizioni di interferenza.
della luce  La diffrazione della luce e il principio di
Huygens.
 La figura di diffrazione.
 Il potere risolvente di un dispositivo
ottico.
 Il criterio di Rayleigh.
 Utilizzare le condizioni di
interferenza per calcolare
la lunghezza d’onda della luce.
 Riconoscere le zone di
interferenza costruttiva e
distruttiva.
 Applicare le condizioni di
interferenza a onde luminose
riflesse da lamine sottili.
 Saper applicare le condizioni di
diffrazione da una fenditura
singola.
 Calcolare le posizioni dei massimi
17
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
 Il reticolo di diffrazione.
 Reticoli a riflessione.
 Osservare e
identificare
fenomeni; formulare
ipotesi esplicative
utilizzando modelli,
analogie e leggi (F1)
7.
La carica
elettrica e la
legge di
Coulomb
 Formalizzare un
problema di fisica e
applicare gli
strumenti matematici
e disciplinari rilevanti
per la sua risoluzione
(F2)
 Fare esperienza e
rendere ragione del
significato dei vari
aspetti del metodo
sperimentale(F3)
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la società
in cui vive (F4)
8.
Il campo
elettrico
principali formati da un reticolo
di diffrazione.
 L’origine dell’elettricità. La carica
elementare.
 La quantizzazione della carica.
 La conservazione della carica elettrica.
 I materiali conduttori e gli isolanti.
 I metodi di elettrizzazione.
 La polarizzazione.
 La forza tra cariche puntiformi.
 La legge di Coulomb.
 La costante dielettrica del vuoto.
 Il principio di sovrapposizione.
 Interpretare l’origine
dell’elettricità a livello
microscopico.
 Saper distinguere i metodi di
elettrizzazione.
 Saper mettere a confronto
elettrizzazione e polarizzazione.
 Realizzare il parallelo con la
legge di gravitazione universale.
 Determinare la forza che agisce
tra corpi carichi, applicando la
legge di Coulomb e il principio
di sovrapposizione.
 Il concetto di campo elettrico e la sua
definizione.
 La sovrapposizione di campi elettrici.
 Il campo elettrico generato da una
carica puntiforme.
 Il condensatore piano.
 Il campo elettrico all’interno di un
condensatore piano.
 Le linee di forza del campo elettrico.
 Il campo elettrico all’interno di un
conduttore.
 Il flusso del campo elettrico.
 Il teorema di Gauss.
 Lavoro ed energia potenziale elettrica.
 Conservatività della forza elettrica.
 Energia potenziale elettrica
 Il potenziale elettrico e la sua unità di
misura.
 La differenza di potenziale elettrico.
 L’elettronvolt.
 Il potenziale elettrico di un sistema di
cariche.
 Le superfici equipotenziali.
 Il lavoro su una superficie
equipotenziale.
 Il legame tra potenziale e campo
elettrico.
 La circuitazione di un campo vettoriale
e di un campo elettrico.
 I condensatori e la loro capacità.
 Carica sulle armature di un
condensatore.
 Capacità di un condensatore a facce
piane e parallele.
 L’energia immagazzinata nei
condensatori.
 La densità di energia.
 Definire il campo elettrico,
applicando anche il principio di
sovrapposizione.
 Rappresentare e interpretare
un campo elettrico attraverso
le linee di forza.
 Utilizzare il teorema di Gauss
per calcolare il campo elettrico
in alcune situazioni.
 Confrontare l’energia
potenziale elettrica e
meccanica.
 Calcolare il potenziale elettrico
determinato da una o più
cariche.
 Individuare il movimento delle
cariche in funzione del valore
del potenziale.
 Applicare al campo elettrico il
significato della circuitazione di
un campo vettoriale.
 Calcolare la capacità di un
condensatore a facce piane e
parallele.
 Calcolare l’energia
immagazzinata in un
condensatore.
18
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
CONTENUTI
TEMPI DI TRATTAZIONE
1. Le leggi dei gas e la teoria cinetica dei gas
Settembre -Ottobre
2. La termodinamica
Novembre - Dicembre
3. Le onde e il suono
Dicembre - Gennaio
4. La riflessione della luce e gli specchi
Gennaio - Febbraio
5. La rifrazione della luce e le lenti
Febbraio
6. La natura ondulatoria della luce
Marzo
7. La carica elettrica e la legge di Coulomb
Aprile
8. Il campo elettrico
Maggio - Giugno
N.B. Tenuto conto che la nuova programmazione, insieme al libro di testo, non è ancora a regime e
che la si adatta, di volta in volta, alla classe con cui ci si confronta, la distribuzione degli argomenti
risulta essere flessibile e potrà essere modificata dai singoli docenti anche durante il corso dell’anno
scolastico.
OBIETTIVI MINIMI











Conoscere la definizione di calore, distinguere tra calore e temperatura
Conoscere la definizione di capacità termica e di calore specifico
Conoscere le leggi che descrivono il comportamento dei gas perfetti e saperle applicare a semplici problemi
Conoscere i diversi modi di propagazione del calore
Conoscere gli stati di aggregazione della materia ed i relativi passaggi di stato
Conoscere i principi della termodinamica e saper descrivere il funzionamento di una macchina termica
semplice
Conoscere le caratteristiche dei fenomeni ondulatori e saperli descrivere nei loro aspetti fondamentali
Conoscere la natura ondulatoria delle onde sonore e le loro principali caratteristiche
Conoscere la natura ondulatoria della luce e i concetti fondamentali di ottica geometrica
Conoscere le leggi fondamentali dell’elettrostatica, la descrizione del campo elettrico, e saperla applicare a
semplici distribuzioni di cariche
Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio scientifico in maniera essenziale
19
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
Lo studente completerà lo studio dell’elettromagnetismo. Affronterà nelle linee generali e utilizzando un
formalismo matematico accessibile agli studenti:





Lo studio delle onde elettromagnetiche
Le teorie sviluppate nel XX secolo relative al microcosmo e al macrocosmo
Lo studio della teoria della relatività ristretta di Einstein
I fenomeni nucleari (radioattività, fissione, fusione)
La fisica quantistica
La dimensione sperimentale potrà essere ulteriormente approfondita con attività da svolgersi non solo nel
laboratorio didattico della scuola, ma anche presso laboratori di Università ed enti di ricerca, aderendo anche
a progetti di orientamento.
OBIETTIVI DISCIPLINARI QUINTO ANNO
 Consolidare gli strumenti matematici indispensabili per formulare e risolvere problemi di fisica,
tratti anche dall’esperienza quotidiana
 Affrontare lo studio delle teorie sviluppate nel XX secolo relative al macrocosmo e al
microcosmo, accostando le problematiche che hanno portato ai nuovi concetti di spazio e
tempo, massa ed energia
 Approfondire le conoscenze sui rapporti tra scienza e tecnologia
 Sviluppare specifiche capacità di vagliare e correlare le conoscenze e le informazioni scientifiche
recependole criticamente ed inquadrandole in un unico contesto
 Sviluppare la capacità di riesaminare criticamente i contenuti appresi
20
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
Alla fine del percorso liceale dovrà aver appreso i concetti fondamentali della fisica, acquisendo le
seguenti competenze:
 Saper osservare la realtà e i fenomeni fisici complessi, saper modellizzare un fenomeno fisico
(competenza F1)
 Affrontare e risolvere problemi di fisica usando gli strumenti matematici adeguati al percorso
didattico (competenza F2)
 Avere consapevolezza dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso
come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, analisi critica dei dati e dell'affidabilità di
un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli (competenza F3)
 Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui
vive (Competenza F4)
 Inquadrare in medesimo schema logico situazioni diverse riconoscendo analogie o differenze,
proprietà varianti ed invarianti (competenza F5)
 Saper mostrare i limiti del paradigma classico di spiegazione dei fenomeni e saper argomentare
la necessità di una visione relativistica o di una visione quantistica (competenza F6)
 Saper riconoscere il ruolo della relatività nelle applicazioni tecnologiche. Saper riconoscere il
ruolo della fisica moderna nello sviluppo della tecnologia (competenza F7)
5° anno
ARTICOLAZIONE DELLE COMPETENZE IN ABILITÀ E CONOSCENZE
COMPETENZE DI BASE
 Saper osservare la
realtà e i fenomeni
fisici complessi,
saper modellizzare
un fenomeno fisico
(F1)
Modulo
1.
Energia
potenziale
elettrica
e potenziale
elettrico
Conoscenze
Abilità
 Lavoro ed energia potenziale
elettrica.
 Conservatività della forza
elettrica.
 Energia potenziale di due cariche
puntiformi e di un sistema di
cariche.
 Il potenziale elettrico e la sua
unità di misura.
 La differenza di potenziale
elettrico.
 L’elettronvolt.
 La differenza di potenziale creata
da cariche puntiformi.
 Il potenziale elettrico di un
sistema di cariche.
 Confrontare l’energia
potenziale elettrica e
meccanica.
 Calcolare il potenziale elettrico
determinato da una o più
cariche.
 Individuare il movimento delle
cariche in funzione del valore
del potenziale.
 Applicare al campo elettrico il
significato della circuitazione di
un campo vettoriale.
 Conoscere il ruolo della materia
nel determinare la forza di
Coulomb.
 Calcolare la capacità di un
condensatore a facce piane e
21
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
 Analizzare un
fenomeno o un
problema riuscendo
ad individuare gli
elementi significativi,
le relazioni, i dati
superflui, quelli
mancanti, riuscendo
a collegare premesse
e conseguenze(F4)
 Saper osservare la
realtà e i fenomeni
fisici complessi,
saper modellizzare
un fenomeno fisico
(F1)
 Affrontare e
risolvere problemi di
fisica usando gli
strumenti
matematici adeguati
al percorso didattico
(F2)
 Avere
consapevolezza dei
vari aspetti del
metodo
sperimentale(F3)
2.
Circuiti
elettrici
 Le superfici equipotenziali.
 Il lavoro su una superficie
equipotenziale.
 Il legame tra potenziale e campo
elettrico.
 La circuitazione di un campo
vettoriale e di un campo elettrico.
 I condensatori e la loro capacità.
 Carica sulle armature di un
condensatore.
 La costante dielettrica relativa e
la forza di Coulomb nella materia.
 Capacità di un condensatore a
facce piane e parallele.
 L’energia immagazzinata nei
condensatori.
 L’esperimento di Thomson.
 La densità di energia.
parallele.
 Calcolare l’energia
immagazzinata in un
condensatore.
 Descrivere l’esperimento di
Thomson per la misura del
rapporto e/m dell’elettrone.
 I generatori di tensione.
 La forza elettromotrice e la
corrente elettrica.
 L’ampere.
 Il circuito elettrico.
 Corrente continua e alternata
La prima legge di Ohm.
 La resistenza elettrica e l’ohm.
 Seconda legge di Ohm e
resistività.
 Dipendenza della resistività e
della resistenza dalla
temperatura.
 La potenza elettrica.
 La potenza dissipata su un
resistore.
 Connessioni in serie e in parallelo.
 La resistenza equivalente per
resistenze connesse in serie e in
parallelo.
 La resistenza interna e la tensione
effettiva.
 Le leggi di Kirchhoff.
 Strumenti di misura di corrente e
differenza di potenziale.
 La capacità equivalente
di condensatori connessi in serie
e in parallelo.
 I circuiti RC.
 Carica e scarica di un
condensatore.
 Sostanze elettrolitiche ed
elettrolisi.
 Le leggi di Faraday.
 Effetti fisiologici della corrente
elettrica e sicurezza.
 Distinguere tra verso reale e
verso convenzionale della
corrente.
 Applicare le due leggi di Ohm
nella risoluzione dei circuiti
elettrici.
 Calcolare la potenza dissipata
su un resistore.
 Distinguere le connessioni dei
conduttori in serie da quelle in
parallelo.
 Calcolare la resistenza
equivalente di resistori
connessi in serie e in parallelo.
 Applicare le leggi dei nodi e
delle maglie nella risoluzione
dei circuiti.
 Riconoscere le caratteristiche
degli strumenti di misura.
 Calcolare la capacità
equivalente di condensatori
connessi in serie e in parallelo.
 Descrivere il processo di carica
e scarica di un condensatore.
 Applicare le leggi di Faraday per
calcolare la massa liberata in un
processo elettrolitico.
 Saper valutare gli effetti
fisiologici del passaggio di
corrente nel corpo umano.
22
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
 Saper osservare la
realtà e i fenomeni
fisici complessi,
saper modellizzare
un fenomeno fisico
(F1)
 Affrontare e
risolvere problemi di
fisica usando gli
strumenti
matematici adeguati
al percorso didattico
(F2)
3.
Interazioni
magnetiche
e campi
magnetici
 Avere
consapevolezza dei
vari aspetti del
metodo
sperimentale(F3)
 Saper osservare la
realtà e i fenomeni
fisici complessi,
saper modellizzare
un fenomeno fisico
(F1)
 Affrontare e
risolvere problemi di
fisica usando gli
4.
Induzione
elettromagnetica
 I magneti.
 Caratteristiche del campo
magnetico.
 Il campo magnetico terrestre.
 La forza di Lorentz.
 La regola della mano destra.
 La definizione operativa di campo
magnetico.
 Il moto di una carica in un campo
elettrico e in un campo
magnetico.
 Il selettore di velocità.
 Lo spettrometro di massa.
 La forza magnetica su un filo
percorso da corrente.
 Il momento torcente su una spira
percorsa da corrente.
 Il motore elettrico.
 Il campo magnetico generato da
un filo percorso da corrente.
 La seconda regola della mano
destra.
 La legge di Biot-Savart.
 Forze magnetiche tra fili percorsi
da corrente.
 Le definizioni operative di ampere
e coulomb.
 Il campo magnetico generato da
una spira percorsa da corrente.
 Il solenoide.
 La risonanza magnetica.
 Il tubo a raggi catodici.
 Il flusso del campo magnetico.
 Il teorema di Gauss.
 La circuitazione del campo
magnetico.
 Il teorema di Ampère.
 I materiali magnetici.
 La temperatura di Curie.
 Saper mettere a confronto
campo magnetico e campo
elettrico.
 Rappresentare le linee di forza
del campo magnetico.
 Determinare intensità,
direzione e verso della forza di
Lorentz.
 Descrivere il moto di una
particella carica all’interno di
un campo magnetico.
 Calcolare la forza magnetica su
un filo percorso da corrente,
tra fili percorsi da corrente e il
momento torcente su una spira
percorsa da corrente.
 Descrivere il funzionamento di
un motore elettrico.
 Determinare tutte le
caratteristiche del campo
vettoriale generato da fili, spire
e solenoidi percorsi da
corrente.
 Calcolare la circuitazione di un
campo magnetico con il
teorema di Ampère.
 Interpretare a livello
microscopico le differenze tra i
diversi materiali magnetici.
 La forza elettromagnetica indotta
e le correnti indotte.
 La forza elettromagnetica indotta
in un conduttore in moto.
 La legge di Faraday-Neumann.
 La legge di Lenz.
 Le correnti parassite.
 La mutua induzione e
l’autoinduzione.
 L’induttanza.
 L’energia immagazzinata in un
solenoide.
 Densità di energia del campo
magnetico.
 Ricavare la legge di FaradayNeumann.
 Interpretare la legge di Lenz in
funzione del principio di
conservazione dell’energia.
 Calcolare l’induttanza di un
solenoide e l’energia in esso
immagazzinata.
 Calcolare i valori delle
grandezze elettriche efficaci.
 Risolvere circuiti semplici in
corrente alternata.
 Calcolare lo sfasamento tra
corrente e tensione.
23
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
strumenti
matematici adeguati
al percorso didattico
(F2)
 Avere
consapevolezza dei
vari aspetti del
metodo
sperimentale(F3)
 Inquadrare in
medesimo schema
logico situazioni
diverse riconoscendo
analogie o
differenze, proprietà
varianti ed invarianti
(F5)
 Inquadrare in medesimo
schema logico situazioni
diverse riconoscendo
analogie o differenze,
proprietà varianti ed
invarianti (F5)
 Saper mostrare i limiti
del paradigma classico di
spiegazione dei fenomeni
e saper argomentare la
necessità di una visione
relativistica(F6)
 Saper riconoscere il ruolo
della relatività nelle
applicazioni tecnologiche
(F7)
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la
5.
Le equazioni
di Maxwell
e le onde
elettromagnetiche
6.
La relatività
ristretta
 L’alternatore.
 La corrente alternata.
 Valori efficaci in corrente
alternata.
 I circuiti, resistivo, capacitivo e
induttivo, in corrente alternata.
 La reattanza capacitiva e
induttiva.
 Lo sfasamento tra corrente e
tensione in un condensatore e in
un induttore.
 I circuiti RLC in corrente alternata.
 L’impedenza.
 La risonanza nei circuiti elettrici.
 Il trasformatore.
 Rapporto tra le correnti nel
circuito primario e in quello
secondario.
 Analizzare e risolvere i circuiti
RLC in corrente alternata.
 Confrontare risonanza
meccanica e risonanza
elettrica.
 Il campo elettrico indotto.
 La corrente di spostamento.
 Le equazioni di Maxwell del
campo elettromagnetico.
 Generazione, propagazione e
ricezione
delle onde elettromagnetiche.
 Lo spettro elettromagnetico.
 L’energia trasportata da un’onda
elettromagnetica.
 Relazione tra campo elettrico e
campo magnetico.
 Lo spettro elettromagnetico
 Collegare il campo elettrico
indotto e il campo magnetico
variabile.
 Descrivere i meccanismi di
generazione, propagazione e
ricezione delle onde
elettromagnetiche.
 Distinguere le varie parti dello
spettro elettromagnetico.
 La luce e la legge di composizione
delle velocità
 L'esperimento di MichelsonMorley
 I postulati: il principio di relatività
e il principio dell'invarianza di c
 Le trasformazioni di Lorentz
 Simultaneità tra eventi
 Dilatazione temporale e
contrazione delle lunghezze
 La quantità di moto relativistica
 L'equivalenza massa-energia
 La velocità "limite"
 La composizione relativistica delle
velocità
 Saper applicare l'equazione per
la dilatazione dei tempi
 Saper distinguere tra lunghezza
propria e lunghezza contratta
 Mettere a confronto quantità
di moto relativistiche e nonrelativistiche
 Comprendere e saper applicare
la relazione di equivalenza tra
massa e energia
 Applicare la formula per la
composizione relativistica delle
velocità
 Il dualismo onda-corpuscolo.
 Il corpo nero e le caratteristiche
della radiazione di corpo nero.
 L’ipotesi di quantizzazione di
Planck.
 L’ipotesi del fotone e la sua
 Analizzare le caratteristiche
della radiazione di corpo nero.
 Calcolare l’energia dei fotoni.
 Descrivere l’effetto
fotoelettrico secondo Einstein.
 Calcolare la variazione della
24
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
società in cui vive
(F4)
 Saper mostrare i
limiti del paradigma
classico di
spiegazione dei
fenomeni e saper
argomentare la
necessità di una
visione
quantistica(F6)
 Comprendere e
valutare le scelte
scientifiche e
tecnologiche che
interessano la
società in cui vive
(F4)
7.
Le origini
della fisica
quantistica
8.
Fisica
nucleare
e radioattività (*)
 Saper riconoscere il
ruolo della fisica
moderna nello
sviluppo della
tecnologia (F7)
9.
Radiazioni
ionizzanti (*)
energia.
 L’effetto fotoelettrico e il lavoro
di estrazione.
 La conservazione dell’energia
e l’effetto fotoelettrico.
 La quantità di moto di un fotone
e l’effetto Compton.
 La dualità onda-corpuscolo.
 La spettroscopia come metodo di
indagine
 La lunghezza d’onda di de Broglie
e la natura ondulatoria della luce.
 Il principio di indeterminazione
di Heisenberg.
lunghezza d’onda nell’effetto
Compton.
 Descrivere la dualità ondacorpuscolo.
 Calcolare la lunghezza d’onda
di de Broglie associata a una
particella.
 Applicare il principio di
indeterminazione di
Heisenberg.
 La struttura del nucleo: numero
atomico e numero di massa.
 Gli isotopi.
 Le dimensioni del nucleo.
 L’interazione nucleare forte.
 L’energia di legame.
 Il difetto di massa.
 L’unità di massa atomica.
 La radioattività: i decadimenti ,
 e .
 Il neutrino.
 Il decadimento radioattivo e
l’attività.
 La legge del decadimento
radioattivo.
 Le datazioni radiometriche.
 Le famiglie radioattive.
 Distinguere tra numero di
massa e numero atomico.
 Spiegare le caratteristiche degli
isotopi.
 Interpretare la forza nucleare in
termini di stabilità dei nuclei.
 Saper calcolare le masse
nucleari in unità di massa
atomica.
 Applicare la legge del
decadimento radioattivo per il
calcolo delle diverse grandezze
che in essa compaiono.
 Interpretare le famiglie
radioattive in termini di
sequenze di decadimenti.
 Le radiazioni ionizzanti
 L'esposizione e unità di misura
 La dose assorbita e le sue unità di
misura
 L'effetto biologico delle
radiazioni: fattore di qualità ed
equivalente di dose
 Le reazioni nucleari indotte
 Gli isotopi dell'uranio
 La fissione nucleare
 I reattori nucleari La fusione
nucleare
 Le particelle elementari e loro
classificazione
 Il modello standard
 Distinguere le reazioni nucleari
spontanee e le reazioni nucleari
indotte
 Distinguere e classificare le
particelle elementari
N.B. Gli argomenti con asterisco (*) non sono compresi tra i “contenuti irrinunciabili” secondo le indicazioni
ministeriali, pertanto si può scegliere di affrontarli o sostituirli con altri argomenti di fisica moderna, a scelta
del docente.
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“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
CONTENUTI
TEMPI DI TRATTAZIONE
1. Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico
Settembre - Ottobre
2. I circuiti elettrici
Ottobre
3. Il campo magnetico e interazioni magnetiche
Novembre
4. L’induzione elettromagnetica
Dicembre - Gennaio
5. Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
Gennaio
6. La relatività ristretta
Febbraio
7. Le origini della fisica quantistica
Marzo - Aprile
8. Fisica nucleare
Aprile - Maggio
9. Radiazioni ionizzanti
Maggio- Giugno
OBIETTIVI MINIMI
 Conoscere le leggi fondamentali dell’elettrostatica e della magnetostatica, la descrizione dei campi



elettrico e magnetico, e saperle applicare a semplici distribuzioni di cariche e di correnti elettriche
stazionarie
Conoscere e saper interpretare il legame tra elettricità e magnetismo e riuscire ad inquadrare in tale
contesto le leggi principali dell’induzione elettromagnetica
Saper descrivere la luce, qualitativamente, come fenomeno elettromagnetico, conoscerne la duplice
natura, corpuscolare ed ondulatoria e riuscire a dedurne alcune fondamentali conseguenze
Conoscere i principi della relatività e comprendere i concetti di relatività del tempo, della lunghezza e
della massa
Conoscere e comprendere le origini della fisica quantistica

 Conoscere e saper applicare le leggi del decadimento radioattivo
 Comunicare usando in modo appropriato il linguaggio scientifico in maniera essenziale
26
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE STATALE
“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
Indicazioni metodologiche generali
Sul piano della metodologia sono fondamentali tre momenti interdipendenti:
 elaborazione teorica che a partire dalla formulazione di alcune ipotesi e principi deve
gradualmente portare l’allievo a comprendere interpretare e unificare un’ampia classe di fatti
sperimentali e avanzare possibili revisioni, favorendo negli alunni lo sviluppo delle capacità di
sintesi e di valutazione
 realizzazione di esperimenti che vedano gli alunni sempre attivamente impegnati sia nel seguire
le esperienze realizzate dal docente, sia nel realizzarle direttamente, sia nel saper relazionare
sull’attività di laboratorio
 applicazione dei contenuti acquisiti attraverso esercizi e problemi, che non devono essere intesi
come un’automatica applicazione di formule, ma come un’analisi critica del particolare
fenomeno studiato, e considerati come strumenti idonei ad educare gli allievi a giustificare
logicamente le varie fasi del processo di risoluzione.
L’attività di laboratorio, che è da ritenersi fondamentale e non sostituibile per l’educazione al “saper
fare”, è principalmente diretta agli allievi e inserita nella trattazione dei temi affrontati di volta in
volta. Anche l’utilizzazione di strumenti di elaborazione (Word ed Excel o programmi di simulazione)
può essere inserita in momenti opportuni nell’attività didattica.
Si potranno usare le seguenti modalità di lavoro:
- Lezione frontale
- Lezione interattiva
- Lezione multimediale (mediante LIM, mediante supporti audio-video)
- Cooperative learning
- Attività di laboratorio ed esercitazioni pratiche
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“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
Mezzi - Strumenti – Attrezzature - Luoghi
Mezzi, strumenti ed attrezzature
- Libri di testo, sia in forma cartacea che digitale; altri libri
- Dispense, schemi e appunti forniti dal docente o, se reperiti dagli alunni, validati dal docente
- Supporti informatici-multimediali
- Attrezzature del laboratorio di Fisica; altre attrezzature scientifiche
Libri di testo adottati:
A.Caforio – A. Ferilli FISICA! Pensare l’Universo Ed. Lab
A.Caforio – A. Ferilli FISICA! Pensare l’Universo Ed. Lab
John D. Cutnell – Kenneth W. Johnson Onde e Termologia
A.Caforio – A. Ferilli FISICA! Pensare l’Universo Ed. Lab
A.Caforio – A. Ferilli FISICA! Pensare l’Universo Ed. Lab
LE MONNIER SCUOLA
LE MONNIER SCUOLA
Ed. ZANICHELLI
LE MONNIER SCUOLA
LE MONNIER SCUOLA
VOL. 1
VOL. 2
VOL. 4
VOL. 5
Luoghi
- Aula didattica
- Laboratorio di Fisica
- Laboratorio di Informatica
ATTIVITÀ di SOSTEGNO e RECUPERO, COMPLEMENTARI ed INTEGRATIVE.
- Pausa didattica
- Ripetizione degli argomenti svolti; esercitazioni supplementari in aula
- Attività di recupero pomeridiane assistite dal docente
- Attività di studio / esercizi di gruppo (collaborative learning tra gli alunni)
ATTIVITA’ E PROGETTI
 Visita guidate a presidi scientifici
 Visita guidate musei scientifici
 Olimpiadi di Fisica
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“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
Metodi di verifica e criteri di valutazione
 Le verifiche saranno effettuate attraverso vari strumenti:
- verifiche orali (che possono essere costituite anche da domande informali durante le lezioni
per valutazioni in itinere)
- verifiche scritte (che potranno essere articolate sia sotto forma di problemi ed esercizi di tipo
tradizionale, sia sotto forma di test o prove strutturate e/o semistrutturate)
- lavori individuali e di gruppo in termini di produzione di relazioni e ricerche
- prove specifiche per le varie discipline (prove grafiche, prove di laboratorio e altro).
Le verifiche saranno effettuate in itinere per la valutazione intermedia, e sommative per la
valutazione del raggiungimento degli obiettivi disciplinari.
 Ai fini della valutazione, si osserverà la capacità dell’allievo di:
 conoscere e applicare i contenuti acquisiti
 riferire con un linguaggio corretto le teorie
 partecipare in modo costruttivo e critico alle lezioni
 analizzare e sintetizzare un quesito
 prospettare soluzioni, verificarle e formalizzarle.
Inoltre, nella valutazione complessiva si terrà conto degli interventi da posto, la puntualità nello
svolgere il lavoro a casa e il rispetto delle scadenze.
 I requisiti minimi per la sufficienza sono riscontrabili
 nell’acquisizione delle conoscenze e abilità minime sui contenuti trattati
 nel saper utilizzare un lessico specifico (di base) della disciplina
 nel saper individuare le informazioni da un contesto problematico
 nel saper organizzare i dati mediante opportune relazioni per giungere alla risoluzione degli
esercizi.
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“G. GALILEI - T. CAMPAILLA” - MODICA
Segue griglia per la valutazione della prova scritta di fisica:
GRIGLIA DI VALUTAZIONE DELLA PROVA SCRITTA DI FISICA
Punteggio
attribuito
Descrittori
SVOLGIMENTO PROVA





Lavoro non svolto
Lavoro parziale e frammentario
Lavoro quasi completo
Lavoro completo e arricchito
Lavoro completo, arricchito e approfondito
2-3
4-5
6
7-8
9-10
CONOSCENZA





2-3
4-5
6
7-8
9-10
Scarsa
Limitata
Sufficiente
Approfondita
Articolata
APPLICAZIONE





Errata
Incerta
Accettabile
Sicura
Autonoma
2-3
4-5
6
7-8
9-10
VOTO FINALE
30