Salustro R. - 3AEL - Buccari

MOD
Programmazione Disciplinare
PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE
REV.00 del 27.09.13
ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE
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"BUCCARI – MARCONI”
PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE
Disciplina Elettrotecnica ed elettronica a.s. 2013/2014
Classe: Terza
Sez. A articolazione elettronica
INDIRIZZO: Elettrotecnica ed elettronica
Docente : Prof. Roberto Salustro
PROGRAMMAZIONE DISCIPLINARE a.s.2013/2014
Viale Colombo 60 – 09125 Cagliari - Uff. D.S / Segreteria ℡ 070300303 – 070301793
070340742 (Sede Via Pisano Tel. 070554758)
[email protected] Fiscale: 92200270921 - Codice Meccanografico: CAIS02300D
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"BUCCARI – MARCONI”
ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA
Profilo generale della classe
La classe è composta da 23 alunni tutti provenienti dal biennio del nostro Istituto. L’attenzione e la
partecipazione è al momento mediamente sufficiente.
Livelli di partenza rilevati
La classe risulta diversificata per quanto concerne le conoscenze e le competenze di base.
PERCORSI MULTIDISCIPLINARI/INTERDISCIPLINARI
Collegamenti con Sistemi Automatici e Tecnologie e Progettazioni di Sistemi Elettrici ed Elettronici, Matematica
per elaborare calcoli;Italiano per redigere relazioni tecniche in forma ed ortografia corrette;
Inglese per esaminare manuali e riviste tecniche in lingua straniera.
OBIETTIVI MINIMI
A fine anno lo studente dovrà :
Conoscere
· Acquisire padronanza sui concetti fondamentali alla base dei fenomeni elettrici e sulle relative unità di
misura.
· Componenti e circuiti elettrici-Introduzione alle misure e ai segnali elettrici-Metodi di risoluzione delle
reti elettriche.
· L’elettrostatica- Il condensatore-Fenomeni transitori nei circuiti RC.
· Comprendere la differenza tra mondo analogico e mondo digitale e la differenza tra sistemi digitali
combinatori e sistemi digitali sequenziali.
· Numerazione binaria-Algebre di Boole e circuiti combinatori.
· Le famiglie logiche-I circuiti combinatori con integrati con MSI.
· Latch e flip-flop Contatori-Registri
· L’elettromagnetismo
· Il regime sinusoidale
Saper fare
· Risolvere reti elettriche eccitate in modo diverso .
· Montare, eseguire prove di laboratorio su parti importanti del corso
· Scegliere gli strumenti e i metodi più adatti.
· Valutare la coerenza dei risultati ottenuti in qualunque situazione.
· Relazionare, organizzando fra loro un insieme di elementi.
· Lavorare costruttivamente all’interno del gruppo o della classe.
· Operare con i segnali sinusoidali.
· Operare con circuiti logici di tipo combinatorio e sequenziale.
METODOLOGIE DIDATTICHE
· Lezione frontale all’intera classe. Secondo le circostanze il metodo deduttivo si alternerà a quello
induttivo ,inoltre la fase informativa sarà strettamente legata a quella applicativa
· Risoluzione in classe e assegnazione a casa di esercizi di applicazione delle leggi e dei principi
fondamentali dell’elettronica e della elettrotecnica ,cercando di stimolare l’allievo alla valutazione della
coerenza dei risultati ottenuti.
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· Correzione in tempi brevi dei compiti o questionari svolti in classe per stimolare la capacità di
autovalutazione.
· La simulazione ed esecuzione di prove pratiche saranno necessarie per promuovere nel ragazzo la
curiosità verso i diversi aspetti della disciplina .
· Lavoro di gruppo in classe e in laboratorio per la risoluzione di esercizi e l’effettuazione di prove.
STRATEGIE DA ATTIVARE
Il primo compito è quello di suscitare l’interesse per il contenuto dell’apprendimento e di motivare
all’impegno.
L’attenzione può essere considerato un buon prerequisito all’apprendimento e può essere rafforzata
proprio dai progressi che l’allievo si rende conto di compiere (autovalutazione).
Si farà ricorso alle seguenti strategie operative:
· nelle attività di laboratorio, durante le quali è possibile organizzare dei gruppi di lavoro e differenziare
la proposta didattica, prevarrà il metodo sperimentale di ricerca, in cui gli alunni siano chiamati, in
rapporto dialettico col docente, a partecipare a lezioni guidate e aperte;
· si metteranno in luce analogie e connessioni tra argomenti appartenenti a temi diversi, allo scopo di
realizzare l’integrazione e la comprensione delle problematiche, sia a livello disciplinare che,
eventualmente, interdisciplinare;
· si utilizzerà il laboratorio scientifico e informatico per mettere in atto diverse strategie di
apprendimento, seguire costantemente l’itinerario formativo dei singoli allievi e introdurre le azioni
correttive necessarie.
· verranno eseguiti esercizi scritti e orali e alcune esercitazioni di laboratorio che permetteranno di
integrare l'analisi delle diverse grandezze elettriche e la pratica di laboratorio in un unico processo
formativo.
I diversi moduli proposti possono essere affrontati anche con un ordine diverso, ciò dipenderà dagli
accordi presi tra i docenti del Consiglio di classe con i quali sia possibile cogliere e approfondire
eventuali aspetti interdisciplinari.
Per quanto riguarda le connessioni con la Matematica, strumento indispensabile per lo studio delle
diverse discipline scientifiche, si metteranno in evidenza tutti quei rapporti e applicazioni che
permettono di analizzare i fenomeni sia col formalismo matematico necessario, sia dal un punto di vista
grafico, realizzando utili connessioni interdisciplinari. Inoltre risulta indispensabile la conoscenza dei
numeri complessi e delle funzioni trigonometriche.
ARTICOLAZIONE ORARIA
Sono previste 7 ore settimanali di cui 4 di teoria e 3 di laboratorio
libro di testo E. Ambrosini-F. Spadaro “ Elettrotecnica ed Elettronica 1” Ed.Tramontana
Piano di lavoro relativo al TERZO anno
COMPETENZE
n.1 Grandezze in regime
continuo
n.2 Le Basi dell’Elettronica
digitale.
ABILITA’
Applicare i principi generali di
fisica nello studio di componenti,
circuiti e dispositivi elettrici ed
elettronici, lineari e non lineari.
Comprendere la differenza tra
mondo analogico e mondo
digitale e la differenza tra sistemi
CONOSCENZE
Principi generali e teoremi per lo
studio delle reti elettriche.
Realizzare funzioni cablate e
programmate, combinatorie e
sequenziali.
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n.3 Elettromagnetismo
n.4 Circuiti in corrente
alternata
digitali combinatori e sistemi
digitali sequenziali.
Applicare le leggi dell’induzione
Elettromagnetica.
Risolvere una rete elettrica in
regime sinusoidale con i
metodi studiati.
Le leggi fondamentali
dell’elettromagnetismo.
Il comportamento e le leggi del
circuito R - L – C
METODOLOGIA DIDATTICA
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
⌧
Lezione frontale
Lezione partecipata :
Modello deduttivo(Sguardo d’insieme, concetti organizzatori anticipati)
Modello induttivo (Analisi di casi, dal particolare al generale)
Modello per problemi (Situazione problematica, discussione)
Cooperative learning
Brainstorming
STRUMENTI DIDATTICI
Libri di testo
Web-Quest
Testi di consultazione
⌧ Siti web
Fotocopie
⌧ Manuale o altro….
Sussidi multimediali
⌧ LIM
Lavagna luminosa
⌧ Computer
TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA
Verifiche orali 2 a quadrimestre
Prove grafiche
Prove scritte 3-4 a quadrimestre
⌧ Prove pratiche 2-3 a quadrimestre
Risoluzione di problemi
⌧ Relazioni tecniche e/o sull’attività svolta
Osservazioni sul comportamento (partecipazione,
⌧ Esercizi
attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole e dei
compagni/e)
CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE
Per la valutazione si terrà conto in funzione degli obiettivi fissati:
· dei progressi raggiunti dall’alunno rispetto al livello iniziale;
· dell’impegno e partecipazione al dialogo educativo;
· dell’acquisizione consapevole delle informazioni;
· della comprensione e capacità di rielaborare le informazioni;
· della capacità di analisi ,sintesi ,valutazione e applicazione;
· capacità di esprimersi con linguaggio tecnico corretto
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VOTO
VALUTAZIONE
CONOSCENZA
CAPACITA'
10
ECCELLENTE
Ampia, completa,
approfondita
Compie relazioni dei concetti chiave in Comprende e rielabora i contenuti
modo trasversale ed interdisciplinare in modo critico ed originale
9
OTTIMO
Ampia, completa
ed approfondita
Organizza in modo autonomo e
corretto le conoscenze
Comprende e rielabora i contenuti
in modo articolato
8
BUONO
Completa ed
approfondita
Sa classificare e ordinare in modo
corretto le conoscenze
Comprende e rielabora i contenuti
in modo autonomo
7
DISCRETO
Completa ma non
approfondita
Comprende e rielabora i contenuti
Ordina, sintetizza i contenuti anche se
in modo personale ma non sempre
talvolta necessita di una guida
autonomo
6
SUFFICIENTE
Essenziale, ma
nozionistica e non
approfondita
Organizza le conoscenze in modo
semplice e non del tutto autonomo
5
MEDIOCRE
Superficiale
Comprende i contenuti ma non
Compie valutazioni molto elementari e
sempre è in grado di rielaborarli in
non sempre adeguate
modo corretto
4
INSUFFICIENTE
Superficiale e
frammentaria
Non riesce a fare valutazioni di quanto Comprende e rielabora i contenuti
appreso
in modo non corretto
3
GRAVEMENTE Lacunosa e
INSUFFICIENTE incompleta
Non è in grado di correlare i concetti
chiave
COMPETENZA
Comprende e rielabora i contenuti
in modo elementare ma corretto
Non rielabora i contenuti
2
SCARSO
Nessuna
conoscenza
Non è in grado di individuare i concetti
Non rielabora i concetti base
base
1
NULLO
Nessuna nozione
Nessuna
Nessuna
COMPETENZA N.1
I circuiti elettrici e le relative misure
U.C.
1. Struttura della materia. La
corrente elettrica. Il
generatore elettrico.
Multipli e sottomultipli delle
unità di misura.
CONOSCENZE
I conduttori metallici, la quantità di
elettricità e l’intensità di corrente
elettrica, il Coulomb.
ABILITA’
Acquisire padronanza sui
concetti fondamentali alla
base dei fenomeni elettrici
e sulle relative unità di
misura.
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Verso convenzionale della corrente
Caratteristica di trasferimento di un
2. Componenti e circuiti . La
componente, classificazione dei
resistenza, il resistore e la legge di
Ohm. La legge di Joule e la potenza componenti. Rete elettrica, nodo,
ramo, maglia. Conduttanza,
elettrica. Forme costruttive dei
resistori. Il generatore elettrico nel resistività e conducibilità e
dipendenza dalla temperatura.
circuito . Circuito serie. Le
Dissipazione di potenza.
grandezze elettriche in un circuito
Codice colore dei resistori.
e gli strumenti per misurarle. La
legge di Ohm in un circuito chiuso.
Il potenziometro, il reostato e il
Circuito aperto e chiuso. La massa
trimmer. Circuiti parallelo. La
Simbologie più diffuse per i
dualità. La risoluzione delle reti
potenziometri, forme costruttive.
elementari. Generatori elettrici di
tensione e di corrente. Le
condizioni di massimo
La resistenza equivalente
trasferimento tra generatore e
utilizzatore.
3. Unità di misura. Errori di
misura. Errori assoluti ed
errori relativi.
L’alimentatore stabilizzato.
Segnali. Segnali
unidirezionali e
bidirezionali. Il valore
medio. Il multimetro
digitale. Il generatore di
funzione. L’oscilloscopio.
4.Principi di Kirchhoff.
Il principio della
sovrapposizione degli
effetti. Il principio di
Thevenin.
Criteri di inserzione degli strumenti.
Caratteristiche degli strumenti
tradizionali.
Segnali alternati. Il valore efficace e
picco-picco. Alcuni segnali tipici. Il
valore efficace in presenza di
componente continua.
Segnale armonico-Duty cycle
Metodo delle correnti cicliche o di
Maxwell. Metodo dei potenziali ai
nodi.
Acquisire autonomia di
analisi di semplici circuiti
resistivi di tipo serieparallelo in forma teorica e
strumentale
Acquisire consapevolezza
dei limiti di precisione
inerenti le misure elettriche
e una prima padronanza
d’uso degli strumenti di
laboratorio.
Acquisire autonomia di
analisi di circuiti resistivi di
media complessità
attraverso l’uso di diversi
criteri di studio delle reti
elettriche.
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COMPETENZE 2
L’elettrostatica e il condensatore
U.C.
CONOSCENZE
ABILITA’
1.Fenomeni elettrostatici.
Legge di Coulomb. Il campo
elettrico.
Conoscere le leggi
dell’elettrostatica e saper
comprendere e valutare i
fenomeni elettrici che ne
conseguono.
2.La capacità elettrica e il
condensatore.
Condensatori in serie e in
parallelo. L’energia di un
condensatore.
Comprendere il
funzionamento del
condensatore e dei
fenomeni di polarizzazione
dielettrica alla luce delle
leggi dell’elettrostatica.
Saper valutare
analiticamente e
sperimentalmente i
fenomeni transitori di tipo
RC.
3. I fenomeni transitori nei circuiti Circuito derivatore e integratore.
RC.
Circuito
derivatore
e
integratore.
COMPETENZE 3
Le basi dell’elettronica digitale
U.C.
CONOSCENZE
1.Universalità
dell’elettronica digitale.
Sistemi digitali.
Sistemi digitali.
2. Sistemi di numerazione.
Conversioni. Aritmetica
binaria.
3. Variabili logiche e circuiti
combinatori. Livelli logici e
circuiti.
Il concetto di porta logica.
Forme canoniche. Le mappe
di Karnaugh.
Algebra di Boole. Funzioni logiche
primarie. Altre funzioni logiche.
Gruppi universali.
ABILITA’
Comprendere la differenza
tra mondo analogico e
mondo digitale e la
differenza tra sistemi
digitali combinatori e
sistemi digitali sequenziali
Saper operare con il
sistema di numerazione
binario e sapere passare da
questo al decimale e
viceversa.
Sapere usare le regole
dell’algebra di Boole e
procedere all’analisi di
semplici circuiti
combinatori
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COMPETENZE 4
Le famiglie logiche e gli integrati digitali
U.C.
CONOSCENZE
1. Le scale di integrazione.
Le famiglie logiche.
Parametri dei dispositivi
digitali.
2.Multiplexer.Demultiplexer.
I codici.
Gli encoder. I decoder. I
display.
ABILITA’
Saper valutare le
prestazioni dei dispositivi
logici dalla lettura dei data
sheet.
Conoscere le funzionalità
dei principali integrati
combinatori MSI.
COMPETENZE 5
I circuiti sequenziali
U.C.
1. Il latch SR (Set-Reset).
CONOSCENZE
Il latch D. Classificazione dei
flip-flop
2. Contatori
3. Registri
ABILITA’
Sapersi orientare nella
consultazione dei data
sheet di dispositivi
sequenziali e sapere
valutare i diagrammi
temporali
Conoscere e saper
progettare la struttura di
semplici contatori
Saper analizzare circuiti
che coinvolgono registri
COMPETENZE 6
Il regime sinusoidale
U.C.
CONOSCENZE
ABILITA’
1.La funzione sinusoidale.
Rappresentazione vettoriale
delle grandezze sinusoidali.
Metodo simbolico
I componenti passivi lineari a
regime sinusoidale. Circuiti
serie RC RL RLC. Circuiti
parallelo. Circuiti serieparallelo.
Sapere usare il calcolo
vettoriale e i numeri
complessi per l’analisi dei
circuiti a regime sinusoidale
2. La potenza attiva, reattiva
e apparente.
Teorema di Boucherot
Conoscere le potenze
attive,reattive ed apparenti
Laboratorio di Elettronica
1) Il multimetro utilizzato come voltmetro e amperometro
2) Lettura di tensione e corrente con multimetro digitale in circuito a reti resistive e partitore di
tensione
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3) Codice dei colori per la determinazione del valore dei resistori
4) L’alimentazione duale da laboratorio
5) La breadboard
6) Il minilab del laboratorio e suo utilizzo
7) Verifica del funzionamento delle porte elementari con minilab e con diodo led in uscita
8) Gli integrati del tipo TTL
9) Collegamento fra i pickup della chitarra e il connettore d’uscita
10) Loop di massa e connessione a stella
11) Progettazione di un sistema d’allarme per banca con porte elementari: montaggio e verifica del
sistema, schema elettrico e di montaggio
12) Il generatore di onde quadre con 7414 utilizzato come generatore di suono (sirena d’allarme) che
alimenta un altoparlante attraverso BJT NPN utilizzato come interruttore
13) Visualizzazione all’oscilloscopio del segnale all’uscita del generatore di onde quadre e
rilevamento di T e di f
14) Il transistor BJT PNP utilizzato come interruttore che attiva il sistema di allarme
15) Montaggio kit calibratore di Nuova Elettronica
16) I condensatori: tipi di condensatori, unità di misura e calcolo della carica di un condensatore e
dell’energia accumulata
17) Lettura della tensione Vpp sull’uscita del calibratore attraverso oscilloscopio
18) Montaggio e verifica del funzionamento del multiplexer 74151 e del de multiplexer 74138
19) Divisori binari e decadici: il flip-flop JK 74109 utilizzato come divisore per 2 e alimentato da
generatore di clock con 7414
20) Il display e la decodifica per display a catodo e anodo comune
21) Introduzione all’architettura di un frequenzimetro
22) Progettazione e montaggio su circuito stampato di sistema di visualizzazione con display pilotato
da driver decodifica 7447 o 7448: saldatura, foratura, taglio e incisione utilizzando il sistema a
pennarello e il sistema a fotoincisione con bromografo e master
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