PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DI DIPARTIMENTO

PROGRAMMAZIONE DIDATTICA
DI DIPARTIMENTO
DIPARTIMENTO
Matematica e Fisica
DISCIPLINA
Fisica
CLASSI
Quinte
ANNO SCOLASTICO
2015 - 201
RESPONSABILE DEL
DIPARTIMENTO
Prof.ssa Tiziana FRANCO
Competenze trasversali di cittadinanza
COMPETENZA
IMPARARE AD
IMPARARE
PROGETTARE
COMUNICARE
COLLABORARE E
PARTECIPARE
AGIRE IN MODO
AUTONOMO E
RESPONSABILE
RISOLVERE PROBLEMI
INDIVIDUARE
COLLEGAMENTI E
RELAZIONI
ACQUISIRE ED
INTERPRETARE
L’INFORMAZIONE
CONTRIBUTI DELLA DISCIPLINA
Mantenersi aggiornati nelle metodologie di learning proprie
del contesto temporale. Acquisire capacità di autovalutazione
correzione.
Usare l’analisi di un oggetto o di un sistema artificiale in termini
di funzioni o di architetture per fornire un prodotto utilizzabile
Presentare i risultati delle proprie analisi e delle proprie esperienze
in modo puntuale, univocamente interpretabile e sintetico.
Sapersi organizzare all’interno di un team di sviluppo e
ricerca, essere in grado di condividere le proprie abilità al fine
del raggiungimento di uno scopo comune
Lavorare in maniera sistemica in un determinato ambiente
analizzandone le componenti al fine di valutarne le caratteristiche
specifiche ed i rischi per se stesso e gli altri operatori.
Utilizzare classificazioni, generalizzazioni e/o schemi logici per
riconoscere un modello di riferimento utilizzabile per avviare
un appropriato processo risolutivo.
Riconoscere l'isomorfismo fra modelli matematici e processi
logici che descrivono situazioni fisiche o astratte diverse.
Riconoscere ricorrenze o invarianze nell'osservazione di fenomeni
fisici, figure geometriche, ecc.
Raccogliere dati attraverso l’osservazione diretta dei fenomeni
(fisici, chimici, biologici, geologici ecc.) o degli oggetti artificiali o
la consultazione di testi e manuali o media.
Acquisire un corpo organico di contenuti e metodi finalizzati ad
una adeguata interpretazione della natura, organizzando e
rappresentando i dati raccolti
2. Obiettivi disciplinari
a.
Articolazione
conoscenze
delle
competenze
in
abilit à
e
[Legenda]
C o m p e t e n z e : indicano la comprovata capacità di usare conoscenze, abilità e capacità personali, sociali e/o
metodologiche, in situazioni di lavoro o di studio e nello sviluppo professionale e/o personale; le competenze sono
descritte in termini di responsabilità e autonomia
A b i l i t à : indicano le capacità di applicare conoscenze e di usare know-how per portare a termine compiti e
risolvere problemi; le abilità sono descritte come cognitive (uso del pensiero logico, intuitivo e creativo) e pratiche (che
implicano l’abilità manuale e l’uso di metodi, materiali, strumenti)
Conoscenze : indicano il risultato dell’assimilazione di informazioni attraverso l’apprendimento. Le
conoscenze sono l’insieme di fatti, principi, teorie e pratiche, relative a un settore di studio o di lavoro; le conoscenze
sono descritte come teoriche e/o pratiche.
N.
1
COMPETENZE
Osservare, descrivere ed analizzare
fenomeni appartenenti alla realtà
naturale e artificiale e riconoscere
nelle sue varie forme i concetti di
sistema e di complessità.
ABILITÀ
CONOSCENZE
Interpretare l'interazione fra oggetti
elementari sia in termini di
interazione a distanza che di
campo, individuando il rapporto e
le differenze fra i due approcci.
Legge di Coulomb. Definizione di
campo elettrico. Campo elettrico di
una carica puntiforme. Principio di
sovrapposizione del campo elettrico.
Applicare l'idea di principio di
conservazione all'ambito
elettrostatico.
Principio di conservazione della carica
elettrica.
Interpretare i fenomeni elettrici alla Isolanti e conduttori: interpretazione
luce delle proprietà macroscopiche macroscopica e microscopica.
e microscopiche della materia.
Riconoscere equivalenze,
differenze, vantaggi e svantaggi
di diversi modelli interpretativi
dei fenomeni fisici.
Rappresentazione algebrica e grafica
(mediante linee di campo) del campo
elettrico.
Applicare modelli matematici basati
su integrali di linea e di superficie
(introdotti in modo euristico) alla
descrizione dei fenomeni naturali.
I concetti di flusso del campo, il
teorema di Gauss per il campo
elettrico. Il lavoro delle forze elettriche
ed il concetto di differenza
di
potenziale elettrico e di potenziale
elettrico.
Analizzare un sistema fisico in Applicazioni del teorema di Gauss ai
campi generati da alcune distribuzioni
base alle sue simmetrie.
di carica.
Il condensatore a facce piane parallele
come generatore di campo uniforme.
Generalizzazione del concetto
di
condensatore.
Il teorema di Gauss per il campo
magnetico ed il teorema della
circuitazione di Ampère.
Riconoscere analogie fra fenomeni
di ambiti diversi.
La corrente elettrica come moto
ordinato di oggetti. Paragone idraulico
della corrente e dei circuiti elettrici
(analogie e differenze). La necessità di
introdurre il verso convenzionale della
corrente. Interpretazione macroscopica
e microscopica delle correnti. Le leggi
di Ohm e la loro interpretazione.
Dipoli elettrici e dipoli magnetici
(analogie e differenze). Il concetto di
campo magnetico,
differenze e
similitudini con quello elettrico (la
necessità di una diversa definizione).
Interazioni fra dipoli e correnti e fra
corrente e corrente. La corrente come
sorgente del campo magnetico. Forza
di
Lorentz.
Interpretazione
microscopica del magnetismo nella
materia.
Ridurre la complessità attraverso
modelli semplificativi.
Lo schema dei circuiti elettrici a
costanti concentrate. I concetti di nodo,
maglia e ramo. Le leggi di Kirchhoff.
Configurazioni serie e parallelo.
Gestire un processo di unificazione Il
fenomeno
dell'induzione
a partire da teorie separate.
elettromagnetica, le varie evidenze
sperimentali
e il loro elemento
accomunante. Legge di FaradayNeumann-Lenz e sua applicazione a
circuiti elettrici. Il concetto di forza
elettromotrice indotta. Il concetto
corrente alternata e l'interpretazione
qualitativa del suo comportamento.
Passaggio dai teoremi di Gauss e sulle
circuitazioni nel caso statico a quelle
dinamiche: la corrente di spostamento
e le equazioni di Maxwell.
Le
onde
elettromagnetiche
e
l'interpretazione della luce come onda
elettromagnetica.
Riconoscere l'incompatibilità di
alcune evidenze sperimentali con le
teorie esistenti e la necessità del
loro superamento.
La crisi della fisica classica: le
principali
evidenze
sperimentali
irrisolte.
Catastrofe ultravioletta, stabilità
dell'atomo, effetto fotoelettrico, spettri
atomici, non invarianza delle equazioni
di Maxwell. Crisi del concetto di etere
ed esperimento di Michelson – Morley.
I fondamenti della relatività ristretta
come superamento della teoria
classica. Postulati di relatività e di
invarianza della velocità della luce.
Trasformazioni di Lorentz.
Cenni di dinamica relativistica.
Il modello atomico di Bohr.
Confrontarsi con modelli fisicomatematici antintuitivi.
Critica del concetto di simultaneità e
nuova concezione del tempo.
Co
ntr
azi
one
del
le
lun
ghe
zze
e
dil
ata
zio
ne
dei
te
mp
i.
Co
mp
osi
zio
ne
del
le
vel
oci
tà.
2 Analizzare qualitativamente e
Interpretare in termini energetici
quantitativamente fenomeni legati alle configurazioni di cariche e correnti
trasformazioni di energia a partire
elettriche.
dall’esperienza
3 Essere consapevole delle potenzialità
delle tecnologie rispetto al contesto
culturale e sociale in cui vengono
applicate
L'ipotesi dei quanti come
spiegazione di fenomeni su scala
atomica. Dualismo onda corpuscolo.
Principio di indeterminazione. Cenni
all'organizzazione sistematica della
teoria quantistica.
Il concetto di orbitale. I numeri
quantici atomici, lo spin, il principio
di esclusione di Pauli.
Il processo di carica del condensatore
come processo energetico.
L'effetto Joule e la relativa legge
quantitativa.
Estendere l'interpretazione
energetica ad ambiti nuovi
L'idea di energia immagazzinata nel
campo elettrico.
L'interpretazione
relativistica
del
concetto di massa e la sua applicazione
alla descrizione di fenomeni naturali.
Bilanci di massa nei fenomeni di
fusione, fissione e
decadimenti
radioattivi.
Il quanto di luce ed il quanto di
energia: quantizzazione dell'energia.
Legame energia-frequenza per i quanti
di radiazione.
Individuare l'importanza di una
teoria fisica o di una serie di
leggi sullo sviluppo tecnologico
e culturale di una società
Le correnti elettriche e le loro
applicazioni in ambito tecnologico.
Il problema
della
trasmissione
dell'energia elettrica.
I vantaggi dell'energia elettrica e delle
sue modalità di distribuzione.
Alcuni dispositivi per la produzione e
l'utilizzo dell'energia elettrica e il loro
contributo allo sviluppo tecnologico,
sociale, industriale, culturale, ecc.
delle società.
Le ricadute
della teoria quantistica
sulla tecnologia e sulla nostra vita (per
esempio: laser, LED, transistor,
superconduttività, comunicazioni in
fibra ottica, ecc.).
Implicazioni
Riconoscere le ricadute dei
progressi di un ambito scientifico
sugli altri.
Ricadute
delle
teorie
dell'elettromagnetismo
e
dell'interpretazione ondulatoria della
luce in vari ambiti. La spettroscopia e
le sue applicazioni in vari ambiti.
Cogliere i legami fra l'ambito
scientifico e quello filosofico e
culturale in senso generale.
La caduta del determinismo e la
generalizzazione dell'idea di relatività
e le loro ricadute sul paradigma
culturale della società.
b. Obiettivi disciplinari minimi
(soglia di sufficienza)
N.
COMPETENZE
ABILITÀ
Sa analizzare l’evoluzione di
un sistema in modo corretto
ma non approfondito
CONOSCENZE
Applica le proprie
Corrette ma non approfondite.
conoscenze in ambiti semplici
anche se con imprecisioni
Se guidato sa produrre modelli Si esprime usando un
coerenti
formalismo semplice ma
corretto
Usa la terminologia specifica
3. Percorso didattico
Moduli / Unità didattiche / Unità di apprendimento
(disciplinari/interdisciplinari)
[indicare il titolo del modulo / unità didattica / unità di apprendimento, i principali contenuti, le
altre discipline coinvolte nell'UdA, il periodo dell'a.s. in cui saranno svolti e il numero delle ore
necessarie, comprensivo di recuperi e della valorizzazione delle eccellenze ]
MODULO
UD
UDA
CONTENUTI
ALTRE
DISCIPLINE
COINVOLTE
PERIODO
N°ORE
1
Induzione
Correnti indotte. Legge di
elettromagnetica Faraday-Neumann-Lenz.
Fenomeni di induzione fra
circuiti e possibili
applicazioni.
Alternatori.Cenni sui
circuiti in corrente
alternata.
Trimestre
14
2
Equazioni di
Maxwell
Campo elettrico indotto.
Corrente di spostamento e
teorema di AmpèreMaxwell. Equazioni di
Maxwell. Onde
elettromagnetiche.
Trimestre
10
3
Crisi della fisica
classica e
introduzione alla
fisica moderna
Problemi concettuali e
sperimentali della teoria
classica fra la fine dell'800
e l'inizio del 900.
Catastrofe ultravioletta,
stabilità dell'atomo, effetto
fotoelettrico, spettri
atomici, non invarianza
Trimestre
8
delle equazioni di
Maxwell. Crisi del
concetto di etere ed
esperimento di MichelsonMorley.
4
Teoria della
Critica del concetto di
relatività ristretta simultaneità e nuova
concezione del tempo.
Postulati di relatività e di
invarianza della velocità
della luce.Trasformazioni
di Lorentz. Contrazione
delle lunghezze e
dilatazione dei tempi.
Composizione delle
velocità. Cenni di dinamica
relativistica.
Pentamestre
18
5
Teoria della
relatività
generale
Relazione massa –
energia.Le verifiche
sperimentali della relatività
generale.
Pentamestre
10
6
Fisica nucleare.
Struttura del nucleo
atomico. Il decadimento
radioattivo.Interpretazio
ne energetica di
fissione, fusione e
radioattività.
Pentamestre
8
7
Meccanica
quantistica
L'ipotesi dei quanti
come interpretazione
dello spettro del corpo
nero, dell'effetto
fotoelettrico, e degli
spettri atomici.Il
modello atomico di
Bohr.
Dualismo onda
corpuscolo. Principio di
indeterminazione.
Cenni all'organizzazione
sistematica della teoria
quantistica.
Il concetto di orbitale. I
numeri quantici atomici,
lo spin, il principio di
esclusione di Pauli.
Pentamestre
20
8
Le particelle
elementari e le
I costituenti ultimi della
materia. Le interazioi
fondamentali e I quanti
mediatori. I quark. Il
modello Standard.
Pentamestre
11
loro interazioni
4. Strategie didattiche
a. Metodologie didattiche
Lezione frontale
Lezione dialogata
Attività laboratoriali
Ricerca individuale
Lavoro di gruppo
Esercizi
Soluzione di problemi
Discussione di casi
Esercitazioni pratiche
Attività in lingua straniera
(inglese)
(*) a discrezione del docente.
(**) dove previsto.
x
x
x
x
x(*)
x
x
x
x(**)
b. Strumenti didattici
Libro/i di testo
Altri testi
Dispense
Laboratorio di fisica e\o
informatica
Biblioteca
Palestra
LIM
Strumenti informatici
Audioregistratore
Videoproiettore
DVD
CD audio
Lavagna luminosa
x
x
x
x
x
x
x
5. Criteri e strumenti di valutazione
a. Tipologia e numero delle prove di verifica
Tipologia
X
Scritto/
orale
N° minimo
(1° periodo)
N° minimo
(2° periodo)
N° minimo
totale annuale
Compiti scritti: prove scritte
orientate alla soluzione di
problemi
S
1
1
2
Questionari: prove scritte
composte prevalentemente di
domande a risposta aperta o
chiusa e applicazione di
procedure schematiche
S
Relazioni di laboratorio:
consistente in una compiuto
resoconto su un'attività
laboratoriale o in un lavoro di
analisi dati.
S
1
Verifica pratica di
laboratorio: questa verifica si
basa sull'osservazione diretta
di una attività sperimentale di
laboratorio (es. esecuzione di
misure, montaggio di
apparecchiature) del singolo
studente.
O
Colloquio: interrogazioni orali
individuali
O
Questionari con discussione:
brevi prove scritte del tipo
“questionario”, seguite da
una breve ridiscussione orale
dell'elaborato.
1
3
1
S\O
ALTRO:
[specificare]
TOTALE
2
3
5
Il numero di verifiche previste per ogni tipologia va inteso come numero minimo.
L'effettuazione di simulazioni delle prove di esame e la loro eventuale valutazione ai fini del voto finale sarà
decisa e comunicata agli studenti appena verrà chiarita la struttura dell'esame di quest'anno ed il ruolo che in
esso
avrà
questa
disciplina.
b. Griglie di valutazione delle prove di verifica
GRIGLIA PER LA CORREZIONE DEL COMPITO SCRITTO DI FISICA
Conoscenze
Voto in
decimi
Livello
Competenze
Capacità
di formule, delle definizioni, delle
dimostrazioni, di procedure
standard risolutive, delle teorie e
delle leggi fisiche
nella rappresentazione grafica,
nell'uso corretto del simbolismo,
nella presentazione formale
corretta, nell'uso delle leggi fisiche.
di comprensione ed analisi del
testo, logiche, di coerenza
argomentativa, di scelta delle
strategie risolutive, di analisi ed
interpretazione dei risultati, di
modellizazione matematica dei
fenomeni e dei problemi.
1
Totalmente
negativo
Assenza di qualunque conoscenza
rilevabile.
Assenza di qualunque competenza
rilevabile.
Assenza di qualunque capacità
rilevabile.
2
Fortemente
negativo
Conoscenze sul piano quantitativo
sostanzialmente trascurabili e
fortemente inficiate da errori.
Competenze quantitativamente
trascurabili e usate in modo
totalmente inefficace.
Capacità del tutto inadeguate allo
svolgimento della prova.
3
Assolutame Conoscenze quantitativamente
nte
ridottissime e spesso errate.
insufficiente
Impossibilità di sviluppare le soluzioni
per mancato possesso delle
competenze minime; errori gravissimi.
Scarsamente adeguate anche agli
aspetti più elementari della prova.
possesso di una parte ridotta delle
Gravemente conoscenze minime con errori e
insufficiente confusioni
Impossibilità di sviluppare la maggior
parte delle soluzioni per scarso
possesso delle competenze minime;
errori gravi.
Parzialmente compatibili solo con gli
aspetti più semplici della prova.
Le conoscenze minime sono
possedute solo parzialmente e con
Insufficiente inesattezza.
Impossibilità di sviluppare parte
rilevante delle soluzioni per
inadeguato possesso delle necessarie
competenze minime; presenza
significativa di errori.
Compatibili solo con gli aspetti più
semplici della prova.
Uso adeguato delle competenze
minime necessarie alla soluzione di
una parte significativa della prova.
Adeguate agli aspetti concettuali non
complessi.
4
5
6
Possesso qualitativamente
Sufficiente accettabile delle conoscenze minime
Possesso sicuro delle conoscenze
essenziali.
Padronanza adeguata delle competenze Adeguate agli aspetti concettuali di
essenziali necessarie alla soluzione di
media complessità.
una parte rilevante della prova.
Buono
Possesso sostanziale delle
conoscenze previste con qualche
eccezione.
Uso sicuro delle competenze previste
con qualche eccezione.
Adeguate alla trattazione di gran parte
della prova, anche in relazione ad
aspetti di rilevante complessità.
9
Ottimo
Possesso sicuro delle conoscenze
previste con poche eccezioni.
Uso sicuro delle competenze previste
con rare eccezioni.
Adeguate ad una trattazione esauriente
della prova.
10
Eccellente
Nessun elemento relativo alle
conoscenze pregiudica lo
svolgimento completo e corretto
della prova.
Nessun impedimento allo svolgimento
completo e corretto della prova
imputabile alle competenze.
Adeguate ad una trattazione ottimale
di tutta la prova.
7
Discreto
8
VALUTAZIONI
ANALITICHE:
VOTO =
V = (Vcon+Vcom+Vcap) /3
GRIGLIA PER LA VALUTAZIONE
DELLE
ATRE PROVE
INDICATORI
•
•
•
•
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•
•
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•
•
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•
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Conoscenze assenti, lessico totalmente inadeguato.
Non si orienta in alcun modo nella costruzione di una risposta.
Non decodifica neanche approssimativamente l'oggetto
della discussione.
Conoscenze praticamente assenti, lessico inadeguato alla
formulazione della risposta.
I tentativi di produzione della risposta sono completamente inefficaci.
Non decodifica in modo utile l'oggetto della discussione.
Conoscenze scarse, lessico scorretto.
Non individua i concetti chiave.
Non coglie l’oggetto della discussione.
Conoscenze frammentarie, lessico stentato.
Non effettua collegamenti tra i vari aspetti trattati.
Non coglie l’oggetto della discussione.
Conoscenze scarne degli aspetti principali affrontati, lessico limitato.
Utilizza le conoscenze acquisite in ambiti specifici solo se guidato.
Coglie con molte difficoltà l’oggetto della discussione.
Conoscenze di base, lessico semplice.
Utilizza le conoscenze specifiche in ambiti specifici.
Segue la discussione trattando gli argomenti in modo sommario .
Conoscenze precise, lessico corretto.
Utilizza le conoscenze acquisite in ambiti specifici, spiegandone
l’applicazione.
Pur non avendo eccessiva autonomia nell'argomentare
coglie positivamente i suggerimenti.
Conoscenze puntuali, lessico chiaro.
Utilizza le conoscenze acquisite in ambiti specifici, spiega e
motiva. l’applicazione realizzata.
Discute e approfondisce se indirizzato.
Conoscenze sicure, lessico ricco.
Utilizza con sicurezza le conoscenze acquisite, spiega le regole
di applicazione.
Discute e approfondisce le tematiche del in oggetto.
Conoscenze approfondite, ampliate e sistematizzate,
lessico appropriato e ricercato.
Utilizza con sicurezza le conoscenze acquisite, spiega le regole
di applicazione e le adatta a contesti generali.
Sostiene i punti di vista personali .
VOTO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
c. Criteri della valutazione finale
Criterio
Livello individuale di acquisizione di conoscenze
Livello individuale di acquisizione di abilità
Livello individuale di acquisizione di competenze
Progressi compiuti rispetto al livello di partenza
Impegno
Interesse
Partecipazione
X
x
x
x
x
x
x
x
ALTRO:
[specificare]
6. Recupero e valorizzazione delle
eccellenze
a. Modalità del recupero curricolare (da
effettuarsi all'interno dei percorsi modulari)
Ripresa delle conoscenze essenziali
Riproposizione delle conoscenze in forma semplificata
Percorsi graduati per il recupero di abilità
Esercitazioni per migliorare il metodo di studio
Esercitazioni aggiuntive in classe
Esercitazioni aggiuntive a casa
x
x
x
x
x
x
b. Modalità del recupero extra-curricolare
Ripresa delle conoscenze essenziali
Riproposizione delle conoscenze in forma semplificata
Percorsi graduati per il recupero di abilità
Esercitazioni per migliorare il metodo di studio
Sportello didattico individuale o per piccoli
gruppi (se deliberato dagli organi competenti)
Corso di recupero per piccoli gruppi omogenei
(se deliberato dagli organi competenti)
x
x
x
x
c. Modalità di recupero dei debiti formativi
Prove
X
Tipologia della prova
Durata della
prova
Prova scritta
Prova orale
x
Interrogazioni individuali
20 minuti
d. Modalità di valorizzazione delle eccellenze
Corsi di preparazione e partecipazione a gare, x
olimpiadi e concorsi
Corsi di approfondimento
x
Esercitazioni aggiuntive in classe
x
Esercitazioni aggiuntive a casa
x
Attività in classe per gruppi di livello
7. Progetti, osservazioni e proposte
ARGOMENTO
FISICA
PROGETTI / OSSERVAZIONI / PROPOSTE
Olimpiadi di
fisica