PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE ANNO SCOLASTICO 2015/2016 DOCENTE PROF.SSA TOCCO ELISABETTA MATERIA DI INSEGNAMENTO FISICA CLASSE IV B RISULTATI DI APPRENDIMENTO 1. LA GRAVITAZIONE UNIVERSALE Conoscenze Abilità • • • • • • • Competenze • • Il moto dei pianeti e le leggi di Kepler; La legge di gravitazione universale; Il campo gravitazionale; L’esperienza di Cavendish; L’energia potenziale gravitazionale. Saper risolvere semplici problemi su campo gravitazionale e gravitazione universale; saper studiare i moti dei pianeti e dei satelliti, con calcolo di periodi e velocità di fuga. Comprendere il percorso storico, e soprattutto filosofico, da Tolomeo a Newton; Comprendere il concetto di campo. LE ONDE Conoscenze • • • • • Abilità • • • Competenze • • Ottica geometrica: le leggi di riflessione e rifrazione dei raggi luminosi; Le onde e le grandezze fisiche che le descrivono; Le onde longitudinali e trasversali; La riflessione e la rifrazione; L’interferenza: principio di sovrapposizione, frange di interferenza e battimenti; La diffrazione ed il principio di Huygens. Saper risolvere esercizi sulla propagazione e l’interferenza delle onde; Saper spiegare in termini del principio di Huygens i fenomeni di riflessione, rifrazione e diffrazione delle onde. Saper spiegare la differenza tra onde longitudinali e onde trasversali; Conoscere le proprietà delle onde e riconoscere tali proprietà nel comportamento delle onde di cui si ha esperienza (onde marine, sismiche, sonore, …). IL SUONO Conoscenze Abilità Competenze • • • • • • • • • • Il suono e le sue caratteristiche; Il decibel e la percezione del suono; L’effetto Doppler; Le onde stazionarie. Saper risolvere problemi sulle caratteristiche delle onde sonore; Saper leggere la tabella delle curve isofoniche; Saper applicare le equazioni dell’effetto doppler e delle onde stazionarie. Conoscere il legame tra mezzo e velocità di propagazione del suono; Conoscere e saper spiegare i fenomeni di eco, effetto doppler, risonanza. Saper stimare le intensità del suono nella scala dei decibel. • • • Le grandezze fotometriche e le loro unità di misura; La misura della velocità della luce; Il dibattito storico sulla natura della luce: teoria corpuscolare e teoria ondulatoria; Il cammino ottico di un’onda elettromagnetica e le sue proprietà; L’interferometro di Young a doppia fenditura; La diffrazione della luce; La polarizzazione della luce. Saper lavorare con le unità di misura che descrivono le grandezze fotometriche e ondulatorie; Saper risolvere problemi su riflessione, rifrazione ed interferenza dei cammini ottici; Saper risolvere problemi su diffrazione, reticoli di diffrazione e polarizzazione della luce. Saper stimare i valori delle grandezze fotometriche delle sorgenti luminose con cui si ha a che fare quotidianamente; Sapere quali proprietà della luce possono essere interpretate dentro al modello corpuscolare e quali invece ne hanno decretato il superamento; Conoscere le proprietà di interferenza, diffrazione e polarizzazione della luce e saper spiegare in che contesti e con che mezzi posso essere messe in evidenza. LA LUCE Conoscenze Abilità • • • • • • • Competenze • • • LA CARICA E IL CAMPO ELETTRICO Conoscenze Abilità • • • • • • • • • • Competenze • • • • Il principio di conservazione della carica elettrica; Conduttori e isolanti: elettrizzazione per contatto e per induzione; La legge di Coulomb e l’interazione elettrica; Il vettore campo elettrico; Il campo elettrico generato da cariche puntiformi e il campo elettrico generato da un condensatore; Le linee di forza, Il flusso del campo elettrico ed il teorema di Gauss; L’esperimento di Millikan e la quantizzazione della carica elettrica. Saper risolvere problemi che richiedano l’utilizzo della legge di Coulomb e del campo elettrico, per studiare il comportamento di una distribuzione puntiforme di cariche; Saper studiare il moto di una carica in un campo elettrico uniforme; Saper applicare il teorema di Gauss per il calcolo del campo elettrico generato da particolari distribuzioni di cariche. Conoscere il principio di conservazione della carica; Conoscere la legge di Coulomb e le analogie e le differenze con la legge di gravitazione universale; Comprendere il concetto di campo elettrico e il significato della sua rappresentazione mediante linee di forza; Comprendere il concetto di quantizzazione, contestualizzandolo, nello specifico, alla carica elettrica. IL POTENZIALE ELETTRICO E I CONDENSATORI Conoscenze • • Il lavoro di un campo elettrico (sia uniforme che generato da una carica puntiforme); Campo conservativo ed energia potenziale elettrica (sia in un campo Abilità • • • • • • • • • • • Competenze • • • uniforme che generato da una carica puntiforme); Conservazione dell’energia meccanica in un campo elettrico; Il potenziale elettrico e la differenza di potenziale; La circuitazione del campo elettrico; Superfici equipotenziali e potenziale elettrico dei conduttori; Il condensatori e la capacità; Condensatori piani e effetto dei dielettrici sulla loro capacità; Sistemi di condensatori in serie e in parallelo; Energia di un condensatore. Saper risolvere problemi relativi a lavoro, potenziale, energia potenziale e conservazione dell’energia meccanica, in un campo elettrico; Saper lavorare con problemi relativi a differenza di potenziale, capacità elettrica ed energia di un condensatore; Saper calcolare la capacità equivalente di sistemi di condensatori in serie, in parallelo e misti. Saper padroneggiare le unità di misura relative a potenziale e capacità, e saperne stimare l’ordine di grandezza negli strumenti elettrici che quotidianamente si utilizzano; Comprendere il concetto di potenziale elettrico, soprattutto in relazione alle conseguenze che comporta una differenza di potenziale tra due punti; Comprendere il funzionamento dei condensatori, e la loro l’utilità negli apparecchi elettrici ed elettronici di uso quotidiano. LA CORRENTE ELETTRICA Conoscenze Abilità Competenze • • • • • • • • • • • • • • • L’intensità di corrente e le sue unità di misura; La forza elettromotrice; La resistenza elettrica e le leggi di Ohm; La velocità di deriva e il suo legame con la corrente elettrica; Resistenze in serie e in parallelo; I circuiti elettrici: teorema della maglia, dei nodi (Kirchoff); circuiti RC; Potenza elettrica ed effetto Joule. Saper lavorare con le grandezze studiate e con le loro unità di misura; Saper trovare resistenze equivalenti in sistemi di resistenze collegate in serie e/o in parallelo; Saper risolvere circuiti elettrici. Saper padroneggiare le unità di misura relative a intensità di corrente, resistenza, f.e.m. e saperne stimare l’ordine di grandezza negli strumenti elettrici di uso quotidiano; Saper utilizzare un tester per misurare intensità di corrente, differenze di potenziale e resistenze. Comprendere il legame tra il concetto macroscopico di corrente e il concetto microscopico di velocità di deriva; Conoscere il significato delle leggi di Ohm in relazione al problema del trasporto dell’energia elettrica e all’effetto Joule; Comprendere, in linea generale, il principio di funzionamento di un semplice circuito elettrico. POSSIBILI ESPERIENZE PRATICHE L’utilizzo del laboratorio sarà, a differenza di quanto avviene o dovrebbe avvenire nel biennio, saltuario, in quanto, in linea con le direttive ministeriali, “nel secondo biennio il percorso didattico deve dar maggior rilievo all’impianto teorico e alla sintesi formale, con l’obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche dall’esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche”. Potrebbero comunque essere svolte esperienze relative a: • Calcolo della costante di g; • • • • • • Utilizzo dell’ondoscopio per lo studio dei fenomeni luminosi; Esperienze sulla polarizzazione della luce e sull’interferenza e diffrazione mediante interferometro; Utilizzo dell’elettroscopio, dell’elettroforo, della gabbia di Faraday e del generatore di Van de Graff per lo studio dei fenomeni elettrici; Carica e scarica di un condensatore; Realizzazione di circuiti elettrici e misura delle grandezze elettriche mediante tester; Studio delle leggi di Ohm. SCANSIONE TEMPORALE DEI CONTENUTI Primo Quadrimestre Unità 1 Tempi set set ott ott nov nov set set ott ott nov nov Unità 2 Tempi Secondo quadrimestre La gravitazione universale dic dic gen gen feb feb mar mar apr apr ma g mag giu dic gen gen feb feb mar mar apr apr ma g mag giu feb feb mar mar apr apr ma g mag giu mar mar apr apr ma g mag giu mar apr apr ma g mag giu Le onde dic Unità 3 Tempi Il suono sett sett ott ott nov nov dic dic gen gen Unità 4 Tempi La luce set set ott ott nov nov dic dic gen Unità 5 Tempi gen feb feb La carica e il campo elettrico set set ott ott nov nov dic dic gen gen feb feb Unità 6 Tempi mar Il potenziale elettrico e i condensatori set set ott ott nov nov dic dic gen gen feb feb mar mar apr apr set set ott ott nov nov dic dic gen gen feb feb mar mar apr apr Unità 7 Tempi ma g mag giu La corrente elettrica ma g mag giu Metodologia: Strategie educative, strumenti e tecniche di lavoro, attività di laboratorio, attività di progetto. L’approccio alla materia sarà generalmente di tipo razionale e darà grande rilievo all’impianto teorico e alla sintesi formale. L’insegnante non trascurerà di prendere spunto dalla realtà quotidiana e dall’esperienza per affrontare problemi ed esercizi, e per non dissociare lo studio dal mondo dei fenomeni: vero oggetto di tutti gli studi di fisica e della ricerca scientifica. In particolare, si darà molta importanza alle unità di misura e al loro ordine di grandezza, in relazione agli oggetti su cui si applicano. L’utilizzo del laboratorio sarà saltuario e sarà generalmente atto a verificare leggi precedentemente introdotte a lezione. L’esperienza di laboratorio potrebbe essere accompagnata da una relazione in cui si richiederà rigore, capacità di sintesi e precisione di calcolo. Alcune lezioni saranno tenute parzialmente o interamente in lingua inglese, per abituare i ragazzi al linguaggio scientifico e alla terminologia specifica della disciplina. Verifica e valutazione. Il raggiungimento progressivo degli obiettivi ed il loro grado di interiorizzazione ed assimilazione sarà verificato attraverso esercitazioni di varie tipologie, sia all’interno, che a conclusione di ogni percorso didattico significativo. Le prove di verifica saranno sostanzialmente di due tipi: prove di verifica scritta e prove orali. Le prove di verifica scritta avverranno alla fine di ogni unità didattica o di più unità didattiche correlate, e verranno valutate in decimi sulla base di un punteggio assegnato ad ogni esercizio. La correzione delle stesse avverrà tramite griglie oggettive nelle quali verranno specificati sia i punti relativi a ciascun esercizio, sia i punti relativi agli errori commessi. punteggio 49 – 50 – 51 52 –53 54 – 55 – 56 57 – 58 voto 5 5+ 5½ 5/6 decimale 5,00 5,25 5,50 5,75 La terza colonna rappresenta il valore numerico che verrà inserito nel registro elettronico, che richiede l’inserimento dei voti sotto forma di numeri decimali compresi tra 0 e 10. Ovviamente tale schema si ripeterà identico per interpretare tutti gli altri punteggi. Qualche volta, se l’insegnante dovesse ritenere il compito particolarmente difficile, il punteggio massimo non sarà 100 ma 103 o addirittura 105: in tal caso all’alunno che supererà i 100 punti verrà simbolicamente assegnata la lode, che a livello giuridico non avrà alcuna rilevanza, ma che sarà fonte di grande soddisfazione per lo studente e per l’insegnante. Le prove potranno essere sia a risposta aperta che a risposta chiusa, anche in prospettiva dei futuri test che gli alunni dovranno sostenere nel loro percorso scolastico e lavorativo (prove invalsi, prove di maturità, test di ammissione universitari, concorsi… ). Si potranno svolgere anche prove che simuleranno esperienze di laboratorio, in cui si chiederà di elaborare dati e trarre conclusioni. In ogni caso il criterio generale con cui vengono assegnati i punti e gli errori agli esercizi è quello in cui al voto ottenuto mediante la griglia corrisponde lo stesso voto enunciato nella griglia presente nel POF dell’Istituto sulla base di conoscenze, abilità e competenze generali che corrispondono a quel voto, e che devono essere trasposte al contesto in cui si è svolta la prova. Le prove orali saranno distribuite casualmente all’interno del corso ed anche per esse vale il criterio generale secondo cui il voto è tarato su quello della scala presente nel POF. L’interrogazione sarà analizzata attraverso i seguenti parametri di giudizio: Conoscenze teoriche; Comprensione dei contenuti; Capacità di risolvere esercizi di tipo standard; Abilità espressive: formalismo e linguaggio; Capacità di sintesi e di risoluzione di esercizi non standard. Nella valutazione finale del quadrimestre si terrà conto anche di: Risposte date alle domande dal posto; Partecipazione alla lezione con interventi opportuni; Correttezza e cura degli appunti; Impegno nello svolgere i compiti assegnati a casa. Percorso personale rispetto ai livelli di partenza. Quanto al numero minimo di valutazioni per quadrimestre, si rimanda alla programmazione di istituto. Il voto complessivo sarà in primo luogo il risultato della media aritmetica dei singoli voti verbalizzati, e verrà approssimato per difetto all’intero. L’approssimazione potrebbe avvenire per eccesso qualora siano positivi gli indicatori qui sopra riportati, e nel caso in cui la prima cifra decimale (per troncamento) non sia inferiore a 4. In ogni caso tale valutazione verrà fatta dall’insegnante caso per caso e verrà opportunamente spiegata e motivata. Attività di supporto ed integrazione. Iniziative di recupero. Compatibilmente con le risorse finanziarie dell'Istituto, verranno svolti corsi di recupero pomeridiano qualora se ne presentasse la necessità: ossia nel caso che un gruppo di studenti sufficientemente numeroso (almeno 5) presenti gravi lacune in merito ad uno o più argomenti affrontati; qualora il numero degli studenti che presentano gravi lacune fosse notevolmente superiore, verranno effettuate pause didattiche durante le ore curricolari, per riprendere quei concetti che evidentemente non sono stati spiegati con la dovuta attenzione o hanno presentato per gli alunni difficoltà di comprensione superiori a quelle previste. NOTA. Il piano di lavoro previsto può subire variazioni per poter meglio essere adattato alle esigenze della classe. L’insegnante Elisabetta Tocco