LICEO CLASSICO
ANDREA DA PONTEDERA
PIANO DI LAVORO
DI
FISICA
CLASSI QUINTE
A.S. 2010-2011
OBIETTIVI
L'insegnamento della fisica nell’ultimo anno del liceo, come naturale prosecuzione
dell'attività didattica svolta l’anno precedente, sposterà gradualmente l'attenzione dagli
aspetti prevalentemente empirici e di osservazione analitica verso gli aspetti concettuali, la
formalizzazione teorica e i problemi di sintesi e valutazione.
Si richiede che gli studenti sviluppino specifiche capacità di astrazione, nonché capacità di
vagliare e correlare le conoscenze e le informazioni scientifiche, recependole criticamente
e inquadrandole in un unico contesto.
Al termine del corso degli studi gli studenti dovranno aver acquisito una cultura
scientifica di base che permetta loro una visione critica ed organica della realtà
sperimentale.
Dovranno inoltre:
•
sapere che cosa è la fisica
•
conoscere le definizioni di tutte le grandezze fisiche considerate e le relative unità di
misura
•
sapere scrivere correttamente e interpretare il risultato di una misura
•
sapere utilizzare in modo corretto le unità di misura del S. I.
•
sapere operare con le grandezze fisiche vettoriali
•
conoscere le caratteristiche, le proprietà, i limiti di validità dei fenomeni fisici studiati
•
conoscere e aver compreso il significato dei principi di conservazione
•
conoscere i risultati principali della fisica del XX secolo identificando le novità
concettuali introdotte nella fisica classica
•
saper risolvere esercizi e problemi applicando in modo corretto le leggi studiate.
Con l'attività di laboratorio gli studenti dovranno:
•
aver sviluppato la capacità di effettuare semplici esperimenti (esperienze con i
circuiti elettrici, verifica sperimentale della legge di Joule, determinazione
dell’equivalente meccanico della caloria)
•
aver imparato a elaborare i dati, anche con l’uso del calcolatore, e a esprimere
considerazioni sui risultati.
METODOLOGIA
Si dedicherà all’elettromagnetismo la prima parte dell’anno scolastico, posticipando
al secondo quadrimestre lo studio della termodinamica. Questo per esaminare nel periodo
dell’anno in cui i ragazzi sono meno stanchi i concetti e gli esercizi sui campi vettoriali che
spesso risultano di più difficile comprensione rispetto a quelli relativi alla termologia e
calorimetria, oltretutto già noti agli studenti perché inseriti nei programmi di scienze degli
anni precedenti.
Le teorie saranno introdotte mettendone in evidenza l'evoluzione e il progressivo
affinamento. Saranno sempre discussi i campi di validità dei modelli oggetto di studio.
Si introdurranno nozioni di storia della fisica, come parte importante della formazione
culturale dello studente e si inviteranno gli studenti, come in seconda liceo, a leggere testi
scientifici. Si illustrerà come alcuni concetti siano stati spesso oggetto di riflessione in
campo filosofico.
L'attività di laboratorio prevederà sia esperimenti eseguiti dagli alunni sia altri presentati
dall'insegnante che saranno comunque sempre oggetto di discussione e riflessione mentre
l’insegnante li illustra.
L' uso dell' elaboratore aiuterà a comprendere le conseguenze di determinate ipotesi e le
implicazioni di un modello. Inoltre si potranno effettuare programmi di simulazione per lo
studio degli aspetti che non si prestano ad esercitazioni in laboratorio.
Le prove scritte comprenderanno esercizi e problemi non limitati ad una automatica
applicazione di formule, ma orientati sia all' analisi critica del fenomeno considerato, sia
alla giustificazione logica delle varie fasi del processo di risoluzione.
Si procederà in parallelo tra le classi delle diverse sezioni del liceo classico prevedendo
anche lezioni in parallelo in parallelo per consolidare e approfondire gli argomenti oggetto
di studio e prove di verifica in parallelo concordate tra i docenti delle sezioni come
momento conclusivo del lavoro svolto.
Si effettueranno frequenti verifiche orali brevi in modo da coinvolgere la classe nel suo
complesso e stimolare così l’interesse e la partecipazione.
Si controllerà assiduamente il lavoro svolto dagli studenti
Si solleciterà l'autonomia dell’allievo a effettuare ragionamenti e dimostrazioni.
STRUMENTI
Esperienze in laboratorio di fisica
Analisi dei dati in laboratorio di informatica
Visione di filmati di particolare interesse scientifico
Lezioni fuori sede e visite a musei
MODULI
•
Elettrostatica
•
La corrente elettrica continua
•
Il campo magnetico e l’induzione elettromagnetica
•
Termologia, calorimetria, termodinamica
•
La fisica del XX secolo
VERIFICHE
•
•
•
•
Frequenti verifiche formative.
Verifiche sommative orali
Verifiche scritte: risoluzione di esercizi, prove semistrutturate o strutturate, quesiti a risposta
multipla.
Relazioni sulle esperienze in laboratorio
RECUPERO-POTENZIAMENTO
Durante le prime due settimane di lezione vengono ripassati con tutta la classe gli
argomenti principali svolti durante l’anno precedente. Al termine viene proposta una
verifica. Vengono inoltre organizzati corsi di recupero pomeridiano e previsti altri momenti
di recupero/potenziamento in itinere. Gli alunni più capaci saranno segnalati per la
partecipazione a giornate di studio presso centri di ricerca.
CRITERI DI VALUTAZIONE
•
•
•
•
•
•
•
Il voto 3 viene assegnato sia alla prova che non presenta alcun dato relativo all’argomento
proposto, sia alla prova da cui emerge che l’alunno non ha colto il senso delle richieste, sia alla
prova nella quale viene utilizzato un linguaggio incomprensibile.
Il voto 4 viene attribuito alla prova condotta in modo molto frammentario con gravi lacune nelle
conoscenze e con un lessico povero e improprio.
Il voto 5 viene attribuito alla prova che presenta lacune non particolarmente gravi nelle
conoscenze e nelle tecniche risolutive ed è condotta utilizzando un linguaggio talvolta improprio
e non specifico.
Il voto 6 viene attribuito alla prova in cui siano stati colti gli elementi essenziali delle richieste,
ma nella quale l’alunno ha commesso qualche errore di calcolo ed è riuscito a risolvere
esclusivamente i quesiti che richiedevano la trasposizione meccanica di regole.
Il voto 7 viene attribuito allo studente che pur con qualche incertezza riesce a ad orientarsi in
maniera organica relativamente alle richieste.
Il voto 8 viene attribuito allo studente che risolve correttamente gli esercizi ed usa un lessico
appropriato e corretto pur rimanendo nell’ambito delle conoscenze note.
I voti 9 e 10 stanno ad indicare che l’alunno conosce i vari argomenti in modo approfondito, è
capace di formulare con linguaggio scientifico rigoroso procedimenti risolutivi personalizzati e
sa utilizzare le conoscenze acquisite per risolvere situazioni nuove.
Per una valutazione finale si terrà principalmente conto dei seguenti aspetti: il possesso delle
nozioni e dei procedimenti propri della disciplina, la capacità di padroneggiare l’organizzazione
complessiva dei contenuti, soprattutto sotto l’aspetto concettuale, la capacità di analizzare e
interpretare un testo, l’assimilazione del metodo logico-deduttivo, la capacità di applicare leggi,
principi, procedimenti e l’uso consapevole dei metodi di calcolo, la capacità di affrontare a livello
critico situazioni problematiche di varia natura, le abilità linguistico espressive. Si terrà comunque
conto, anche se in maniera minore, dell’impegno, dell’interesse, della continuità e della cura nello
svolgimento degli esercizi assegnati per casa, del ritmo di apprendimento, della partecipazione alle
lezioni.
Per ogni altra informazione si fa riferimento a quanto stabilito nel P.O.F. e nella prima
riunione del Consiglio di Classe.
MODULO DIDATTICO 1
Elettrostatica
PREREQUISITI
Conoscere le grandezze fisiche: velocità, quantità di moto, forza, lavoro, potenza, energia cinetica
Conoscere i vettori e le operazioni relative
Utilizzare in modo corretto le unità di misura del S.I.
OBIETTIVI
Sapere
•
La carica elettrica e le sue proprietà
•
L’ elettrizzazione dei corpi
•
Il campo elettrico
•
L’energia potenziale elettrica
•
Il potenziale elettrico
•
Le analogie e le differenze tra il campo elettrico e il campo gravitazionale
•
Le proprietà dei conduttori carichi in equilibrio elettrostatico
•
I condensatori
Saper fare
•
scrivere in modo corretto e interpretare il risultato di una misura;
•
utilizzare in modo corretto le unità di misura del S.I.:
•
risolvere esercizi applicando in modo corretto le leggi
CONTENUTI
•
La carica elettrica e le sue proprietà
•
L’elettrizzazione dei corpi
•
I conduttori e gli isolanti
•
La distribuzione della carica nei conduttori
•
La legge di Coulomb
•
Il campo elettrico
•
Le linee di campo elettrico
•
Il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie
•
Il teorema di Gauss per il campo elettrico
•
L’energia potenziale elettrica
•
Il potenziale elettrico
•
Le superfici equipotenziali
•
La capacità di un conduttore
•
Il condensatore e la sua capacità.
TEMPI PREVISTI
Ottobre-novembre-dicembre (24 ore)
LABORATORIO DI FISICA
Studio di fenomeni elettrostatici
Macchine elettrostatiche
Le linee di campo elettrico
MEZZI AUDIOVISIVI
Visione di filmati e/o documentari
TIPOLOGIE E NUMERO DI VERIFICHE
Verifiche orali brevi formative, verifiche orali articolate. Due verifiche scritte sommative con
risoluzione di esercizi e domande semistrutturate. Quesiti a risposta multipla.
MODULO DIDATTICO 2
La corrente elettrica continua
PREREQUISITI
Conoscere le grandezze fisiche: velocità, quantità di moto, forza, lavoro, potenza, energia, campo
elettrico, potenziale elettrico
Conoscere le cariche elettriche e le loro proprietà
Risolvere equazioni di primo e di secondo grado
Utilizzare in modo corretto le unità di misura del S.I.
OBIETTIVI
Sapere
•
Che cos’è la corrente elettrica
•
Che cos’è un circuito elettrico
•
Le leggi di Ohm
•
L’effetto Joule
•
La corrente elettrica nei liquidi e nei gas
Saper fare
•
Scrivere correttamente e interpretare il risultato di una misura
•
Utilizzare in modo corretto le unità di misura del S. I.
•
Interpretare e risolvere semplici schemi di circuiti elettrici
•
Collegare resistenze in serie e in parallelo
•
Risolvere esercizi e problemi applicando in modo corretto le leggi dell’elettricità
CONTENUTI
•
La corrente elettrica
•
Generatori di tensione
•
Il circuito elettrico
•
Le leggi di Ohm
•
Le leggi di Kirchhoff
•
Resistenze in serie e in parallelo
•
L’energia elettrica
•
La conservazione dell’energia
•
La forza elettromotrice
•
I conduttori metallici
•
L’effetto Joule
TEMPI PREVISTI
Gennaio-febbraio (12 ore)
LABORATORIO DI FISICA
Esperienze con i circuiti elettrici
LABORATORIO DI INFORMATICA
Rappresentazione di dati in tabelle e analisi di grafici
TIPOLOGIE E NUMERO DI VERIFICHE
Verifiche orali brevi formative, verifiche orali articolate, una o due verifiche scritte
sommative con risoluzione di esercizi. Quesiti a risposta multipla. Trattazioni sintetiche di
argomenti.
MODULO DIDATTICO 3
Il campo magnetico e l’induzione elettromagnetica
PREREQUISITI
Argomenti dei moduli didattici precedenti
OBIETTIVI
Sapere
•
Concetti elementari sul magnetismo
•
Il campo magnetico
•
Le interazioni tra magneti e correnti
•
La forza di Lorentz
•
Il fenomeno dell’induzione
Saper fare
•
Confrontare le caratteristiche dei vari campi di forza
•
Ricavare la legge di Faraday-Neumann
•
Applicare la legge di Lenz
•
Risolvere esercizi applicando in modo corretto le leggi del magnetismo
CONTENUTI
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Magneti naturali e artificiali
Le linee di campo magnetico
Confronto tra il campo elettrico e il campo magnetico
Interazioni tra magneti e correnti e tra correnti e correnti
L’esperienza di Oersted
L’esperienza di Faraday
L’esperienza di Ampere e la definizione di Ampere
L’intensità del campo magnetico
Il campo magnetico terrestre
La forza esercitata da un campo magnetico su un filo percorso da corrente
Il campo magnetico di un filo rettilineo, di una spira, di un solenoide
La forza di Lorentz
Il moto di una carica in un campo magnetico uniforme
Il flusso del campo magnetico
Le correnti indotte
La legge di Faraday-Neumann
La legge di Lenz
TEMPI PREVISTI
marzo (10 ore)
LABORATORIO DI FISICA
Le linee di campo magnetico
TIPOLOGIE E NUMERO DI VERIFICHE
Verifiche orali brevi formative, verifiche orali articolate, una verifica scritta sommativa con
risoluzione di esercizi. Quesiti a risposta singola.
MODULO DIDATTICO 4
Termologia, calorimetria, termodinamica
PREREQUISITI
Conoscere le grandezze fisiche; velocità, quantità di moto, forza, pressione, lavoro,
energia, potenza, densità, pressione
Conoscere le principali proporzionalità tra grandezze
Saper scrivere e analizzare una tabella di dati
Saper tracciare e interpretare un grafico
Saper calcolare equivalenze tra unità di misura
Saper risolvere equazioni di primo e di secondo grado.
OBIETTIVI
Sapere
•
La grandezza fisica temperatura; il termometro e la dilatazione termica dei solidi,
liquidi e gas
•
Il comportamento dei gas: la legge di Boyle, le leggi di Gay-Lussac, il modello del
gas perfetto, l’energia interna di un gas
•
Il significato della temperatura assoluta
•
La dilatazione
•
Calore e lavoro come modalità di trasferimento dell’energia
•
La capacità termica e il calore specifico
•
La propagazione del calore
•
I principi della termodinamica
•
Le trasformazioni del gas perfetto
Saper fare
•
Scrivere correttamente e interpretare il risultato di una misura
•
Utilizzare in modo corretto le unità del S.I. nell’ambito della termologia
•
Utilizzare in modo corretto le scale Celsius e Kelvin
•
Collegare i concetti macroscopici della termodinamica con quelli microscopici
•
Interpretare i grafici pressione-volume per le trasformazioni di un gas
•
Distinguere le principali trasformazioni di un gas perfetto
•
Risolvere esercizi applicando in modo corretto le leggi della termologia
CONTENUTI
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Il termoscopio
L’equilibrio termico
Il termometro
La dilatazione termica lineare, dei solidi, dei liquidi, dei gas
La legge di Boyle e le leggi di gay-Lussac
Il gas perfetto
L’equazione di stato del gas perfetto
L’energia interna dei gas
La trasmissione di energia mediante il calore e il lavoro
L’esperimento di Joule
La capacità termica e il calore specifico
La caloria
La propagazione del calore
I sistemi termodinamici
Le trasformazioni termodinamiche
Trasformazioni reversibili e irreversibili
Il primo principio della termodinamica
Il secondo principio: enunciati di Clausius e Kelvin.
TEMPI PREVISTI
Aprile (12 ore)
LABORATORIO DI FISICA
Propagazione del calore
Determinazione dell’equivalente meccanico della caloria
TIPOLOGIE E NUMERO DI VERIFICHE
Verifiche orali brevi formative, verifiche orali articolate, una o due verifiche scritte
sommative con risoluzione di esercizi, domande semistrutturate e/o quesiti a risposta
multipla.
MODULO DIDATTICO 5
La fisica del XX secolo
PREREQUISITI
Conoscere i principi della dinamica
Conoscere le grandezze fisiche velocità, quantità di moto, forza, lavoro, potenza, energia
Conoscere le caratteristiche fondamentali delle onde e dei fenomeni ondulatori
Conoscere le principali proprietà del campo elettromagnetico
OBIETTIVI
Sapere
•
I risultati principali della relatività ristretta e alcuni cenni alla relatività generale
•
La quantizzazione della luce secondo Einstein
•
Le proprietà ondulatorie della materia
•
Il principio di indeterminazione di Heisenberg
•
Le interazioni fondamentali
•
Le onde gravitazionali
Saper fare
Identificare le novità concettuali introdotte nelle teorie fisiche con l’avvento della relatività e della
teoria quantistica
CONTENUTI
•
•
•
•
•
•
•
•
•
La velocità della luce
Il tempo assoluto e la simultaneità
Gli assiomi della teoria della relatività
La dilatazione dei tempi e la contrazione delle lunghezze
L’equivalenza tra massa e energia
Gravità e curvatura dello spazio
Le onde gravitazionali
Il principio di indeterminazione di Heisenberg
Il dualismo onda-corpuscolo
TEMPI PREVISTI
Maggio (6 ore)
STRUMENTI
Lettura di brani di storia della scienza e di articoli su riviste scientifiche
Visita all’ interferometro del progetto Virgo
TIPOLOGIE E NUMERO DI VERIFICHE
Verifiche orali brevi formative, verifiche orali articolate.
Pontedera, 7 ottobre 2010
