POF 2013/2014
DIPARTIMENTO Di FISICA
1.2 Profilo generale (secondo biennio)
Al termine del percorso liceale lo studente avrà appreso i concetti fondamentali della fisica,
acquisendo consapevolezza del valore culturale della disciplina e della sua evoluzione storica
ed epistemologica.
In particolare, lo studente avrà acquisito le seguenti competenze:
osservare e identificare fenomeni;
affrontare e risolvere semplici problemi di fisica usando gli strumenti matematici
adeguati al suo percorso didattico;
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,
comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in
cui vive.
La libertà, la competenza e la sensibilità dell’insegnante − che valuterà di volta in volta il
percorso didattico più adeguato alla singola classe e alla tipologia di Liceo all’interno della
quale si trova ad operare, svolgeranno un ruolo fondamentale nel trovare un raccordo con altri
insegnamenti (in particolare con quelli di matematica, scienze naturali, storia e filosofia) e nel
promuovere collaborazioni tra la sua Istituzione scolastica, il Conservatorio e l’Università, enti
di ricerca, musei della scienza e mondo del lavoro, soprattutto a vantaggio degli studenti degli
ultimi due anni.
2. Risultati di apprendimento
A conclusione del secondo biennio dell’indirizzo musicale, gli studenti dovranno:
2.1 Area metodologica
Saper analizzare un testo, un fenomeno, una situazione sperimentale.
Saper distinguere tra conoscenza dichiarativa e conoscenza operativa
2.2 Area logico-argomentativa
2.3
Saper definire la corretta natura dei concetti scientifici studiati.
Saper spiegare tramite esemplificazioni significative:
o il “metodo scientifico” e la “ricerca scientifica”
o situazioni in cui le ricadute (in ambito intellettuale, sociale, storico, tecnologico, ecc.)
della conoscenza scientifica hanno rilevanza
o l’universalità delle leggi fisiche che, dal microcosmo al macrocosmo, forniscono una
visione organica della realtà.
Area linguistica e comunicativa
Saper comunicare (oralmente e in forma scritta) esponendo in modo chiaro, sintetico e
logicamente organizzato ricorrendo all’uso del lessico disciplinare.
2.4
Area storico-umanistica
Acquisire progressivamente consapevolezza, anche in collegamento con altre discipline
(scienze, storia), dell’evoluzione storica di alcuni significativi modelli di interpretazione della
realtà fisica.
2.5 Area scientifica, matematica e tecnologica
Saper presentare in modo lineare (simbolo, equazione dimensionale, unità di misura ecc.)
le definizioni dei concetti introdotti, nel caso, i valori e/o l’ordine di grandezza che essi
assumono in situazioni significative.
Saper esprimere le relazioni tra i concetti di cui sopra ed i collegamenti con concetti
precedentemente appresi ad essi correlati.
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Saper illustrare le leggi trattate (formulazione sintetica, eventuale rappresentazione,
significato, verifica sperimentale, ecc.).
Saper descrivere il percorso che ha condotto alla legge.
Saper risolvere semplici problemi quantitativi, allo scopo di recepire con chiarezza i concetti
teorici, controllando procedure e soluzioni (mediante la valutazione degli ordini di
grandezza, delle dimensioni delle formule, dei valori delle costanti fisiche e degli invarianti
ai vari stadi del procedimento risolutivo).
3. 1 Contenuti (secondo biennio)
PRIMO ANNO
1. Processi di misura di grandezze fisiche e cenni alla teoria degli errori
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
Grandezze fisiche, unità di misura, il Sistema Internazionale di unità di misura.
Operazioni tra grandezze fisiche. Misure dirette e indirette.
Misure di lunghezze, durate, masse, temperature, aree, volumi, densità, pressione.
La notazione scientifica. Multipli e sottomultipli. Gli ordini di grandezza.
Errori di misura: errori accidentali ed errori sistematici.
Incertezza associata a una misura diretta. Incertezza relativa e percentuale.
Precisione ed affidabilità di una misura. Confronto tra misure.
Notazione implicita dell’errore. Cifre significative.
2. Relazioni tra grandezze fisiche
2.1
La rappresentazione di un fenomeno fisico mediante tabelle, formule e grafici.
3. Grandezze vettoriali
3.1
3.2
Grandezze scalari e vettoriali, definizioni.
Operazioni con i vettori: addizione (metodo della poligonale, del parallelogramma,
delle componenti cartesiane), moltiplicazione per uno scalare, sottrazione.
4. Cinematica del moto rettilineo uniforme
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Sistemi di riferimento.
Posizione. Spostamento.
Definizione di punto materiale e traiettoria.
Definizione di velocità scalare media e istantanea.
Cinematica del moto rettilineo uniforme. Equazione oraria e diagramma orario. Grafico
velocità/tempo.
5. Equilibrio dei solidi e dei fluidi
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
La forza peso. Differenza tra massa e peso. Elasticità di una molla. La costante di
elasticità.
Dinamometro. Misura dell’intensità di una forza con il dinamometro.
Equilibrio di un corpo soggetto all'azione di due o più forze allineate: condizione teorica
ed esempi.
Equilibrio di un corpo su un piano inclinato.
Equilibrio di un oggetto vincolato.
Definizione di pressione e sue unità di misura.
Condizione di equilibrio di un fluido.
Pressione idrostatica e legge di Stevino.
Principio di Pascal, torchio idraulico. Vasi comunicanti.
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5.10
Pressione atmosferica e sua variazione con la quota; esperienza di Torricelli.
6. Cinematica del punto materiale in una dimensioni
6.1
6.2
6.3
6.4
Cinematica del moto rettilineo uniformemente accelerato. Equazione oraria e
diagramma orario. Grafico velocità/tempo. Grafico accelerazione/tempo.
Caduta libera. Misura dell'accelerazione di gravità. Lancio di un corpo verticalmente
verso l’alto.
Moto lungo un piano inclinato.
Moto circolare uniforme.
7. Dinamica del punto materiale
7.1
7.2
7.3
Interazioni fondamentali.
Seconda legge di Newton. Definizione dinamica di forza.
Studio dinamico dei moti accelerati già trattati in cinematica: moto rettilineo
uniformemente accelerato, caduta libera e lanci in verticale verso l’alto.
7.4
La terza legge della dinamica.
4. Metodologia didattica
Partendo dalla consapevolezza che gli studenti:
nella maggioranza dei casi sono più motivati ad apprendere ciò che ha un’influenza diretta
sulla propria vita e sui propri interessi;
devono essere aiutati a raggiungere un'effettiva comprensione di idee, concetti e teorie
fisiche, presentandone l’origine, la connessione all’esperienza e le relazioni reciproche che
si reputano fondamentali sul piano metodologico;
devono essere in grado di gestire l’elaborazione teorica che, a partire dalla formulazione di
alcune ipotesi o principi, gradualmente li porta a comprendere come si possa interpretare e
unificare un'ampia classe di fenomeni fisici e avanzare possibili previsioni;
devono poter realizzare
esperimenti, sia aiutati dal docente e svolti dagli studenti
singolarmente o in gruppo, secondo un'attività di laboratorio variamente gestita (riprove,
riscoperte, misure) e caratterizzata da una continua ed intensa mutua fertilizzazione tra
teoria e pratica, con strumentazione semplice e talvolta raffinata e con gli studenti sempre
attivamente impegnati sia nel seguire le esperienze realizzate dall'insegnante, sia nel
realizzarle direttamente;
si conclude che alla fine del secondo biennio, devono essere capaci di applicare i contenuti
acquisiti attraverso esercizi e problemi non intesi come automatica applicazione di formule, ma
come analisi consapevole del particolare fenomeno studiato, e come uno strumento idoneo ad
educare gli studenti a giustificare logicamente le varie fasi del processo risolutivo.
5. Valutazione
Vista la normativa vigente, il Dipartimento di Fisica adotta per la disciplina la valutazione orale,
che è ottenibile con qualsiasi tipologia di prova. Considerate l’esiguità oraria, le verifiche si
svolgono, prevalentemente, tramite prove scritte (domande aperte, vero/falso, test a scelta
multipla, problemi) articolate in modo che possano emergere distintamente le competenze
concernenti:
il possesso, la comprensione e la rielaborazione dei concetti studiati
l’applicazione alla risoluzione di problemi dei contenuti appresi.
Le prove di verifica, sempre accuratamente preparate e corrette, sono costruite graduando le
difficoltà in modo che sia agevole individuare il livello di preparazione da tradurre in voto
decimale (si concorda di utilizzare i voti dal 2 al 10 per offrire la possibilità, con due prove agli
estremi della scala, di conseguire la sufficienza). La correzione di tutti i tipi di prova è condotta
su griglie di valutazione messe a punto dal dipartimento.
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Si stabilisce che lo studente raggiunge il livello di preparazione sufficiente se:
conosce i concetti fondamentali anche solo a un livello elementare;
conosce un numero sufficiente di nozioni, collegate ai concetti di cui sopra, tale da
consentire la risoluzione di problemi che ricalcano quelli affrontati nella fase preparatoria;
è in grado di comprendere il linguaggio fisico trattato, sì da potersi documentare
autonomamente su testi di livello confrontabile con quello del manuale e su riviste/libri
divulgativi;
è in grado di affrontare la realtà sperimentale, effettuando esperienze anche di carattere
solo elementare.
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