MATEMATICA e FISICA

Programmazione di Matematica
a.s. 2015-2016
Programmazione dipartimentale di Matematica
per l’a.s. 2015-2016
La seguente programmazione contiene tutti gli argomenti che il dipartimento ritiene irrinunciabili, da
svolgere nel corso dell’intero quinquennio. Tuttavia la suddivisione annuale degli stessi deve ritenersi
indicativa. Ogni docente, infatti, in relazione alle caratteristiche delle proprie classi, adeguerà la
scansione dei programmi anticipando o posticipando taluni argomenti, al fine di privilegiare una migliore
acquisizione dei contenuti da parte degli studenti e li svilupperà secondo le modalità che ritiene più
opportune.
La programmazione o è suddivisa per competenze, ripercorrendo le competenze richieste nell’asse
matematico per il primo biennio e le competenze dei licei nel triennio.
Ogni competenza è declinata secondo le capacità peculiari e poi secondo le conoscenze e i relativi
argomenti che verranno affrontati durante le classi prima e seconda.
Tutte le indicazioni dei capitoli fanno riferimento ai libri in adozione in tutte le sezioni:
classe I-II: Re Fraschini-Grazzi, I principi della Matematica vol. 1- 2, ed. Atlas
classi III-IV-V: Sasso, Nuova Matematica a colori, ed. Azzurra, vol. 3-4-5, ed. Petrini
PRIMO BIENNIO
PRIMA COMPETENZA: Utilizzare le tecniche e le procedure del calcolo aritmetico ed algebrico,
rappresentandole anche sotto forma grafica
CAPACITA’:
 Comprendere il significato di potenza; calcolare potenze e applicarne le proprietà.
 Risolvere brevi espressioni nei diversi insiemi numerici; rappresentare la soluzione di un
problema con un’espressione e calcolarne il valore.
 Tradurre brevi istruzioni in sequenze simboliche (anche con tabelle); risolvere sequenze di
operazioni e problemi sostituendo alle variabili letterali i valori numerici.
 Comprendere il significato logico-operativo di rapporto e grandezza derivata; impostare
uguaglianze di rapporti per risolvere problemi di proporzionalità e percentuale.
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Programmazione di Matematica
a.s. 2015-2016
CONOSCENZE
Classe I
Classe II
Gli insiemi numerici N, Z, Q, R;
vol 1, cap 1.1
vol 2, cap 1.2
Rappresentazioni, operazioni, ordinamento.
vol 1, cap 1.2-3
Espressioni algebriche; principali operazioni.
vol 1, cap 2.1-2
Equazioni di primo grado.
vol 1, cap 3.1
Disequazioni e sistemi di disequazioni di primo
grado.
vol 1, cap 3.2
Sistemi di equazioni di primo grado.
vol 1, cap 3.2
vol 2, cap 1.1
SECONDA COMPETENZA: Confrontare ed analizzare figure geometriche, individuando
invarianti e relazioni.
CAPACITA’:
 Riconoscere i principali enti, figure e luoghi geometrici e descriverli con linguaggio naturale
 Individuare le proprietà essenziali delle figure e riconoscerle in situazioni concrete
 Disegnare figure geometriche con semplici tecniche grafiche e operative
 Applicare le principali formule relative alla retta e alle figure geometriche sul piano cartesiano
 In casi reali di facile leggibilità risolvere problemi di tipo geometrico, e ripercorrerne le procedure
di soluzione
CONOSCENZE
Classe I
Gli enti fondamentali della geometria e il significato
dei termini: assioma, teorema, definizione.
vol 1, cap 5.1
Il piano euclideo: relazioni tra rette; congruenza di
figure; poligoni e loro proprietà.
vol 1, cap 5.2-3-5
Classe II
Misura di grandezze; grandezze incommensurabili;
perimetro e area dei poligoni. Teoremi di Euclide e
di Pitagora.
vol 1, cap 5.5
vol 2, cap 4.1
Teorema di Talete e sue conseguenze
vol 1, cap 5.5
vol 2, cap 4.2
Il metodo delle coordinate: il piano cartesiano.
vol 2, 2.1-2
Interpretazione geometrica dei sistemi di equazioni.
vol 1, 5.4
Trasformazioni geometriche elementari
vol 2, 4.3
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a.s. 2015-2016
TERZA COMPETENZA: Individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi.
CAPACITA’
 Progettare un percorso risolutivo strutturato in tappe
 Formalizzare il percorso di soluzione di un problema attraverso modelli algebrici e grafici
 Convalidare i risultati conseguiti sia empiricamente, sia mediante argomentazioni
 Tradurre dal linguaggio naturale al linguaggio algebrico
CONOSCENZE
Classe I e II
Le fasi risolutive di un problema e loro rappresentazioni con diagrammi
Principali rappresentazioni di un oggetto matematico.
Da svilupparsi trasversalmente
nel corso dei due anni.
Tecniche risolutive di un problema che utilizzano frazioni, proporzioni,
percentuali, conoscenze geometriche, equazioni e disequazioni di 1° grado.
QUARTA COMPETENZA: Analizzare dati e interpretarli sviluppando deduzioni e ragionamenti
sugli stessi anche con l’ausilio di rappresentazioni grafiche, usando consapevolmente gli strumenti
di calcolo e le potenzialità offerte da applicazioni specifiche di tipo informatico.
CAPACITA’:
 Raccogliere, organizzare e rappresentare un insieme di dati.
 Rappresentare classi di dati mediante istogrammi e diagrammi a torta.
 Leggere e interpretare tabelle e grafici in termini di corrispondenze fra elementi di due
 insiemi.
 Riconoscere una relazione tra variabili, in termini di proporzionalità diretta o inversa e
formalizzarla attraverso una funzione matematica.
CONOSCENZE
Classe I
Significato di analisi e organizzazione di dati
numerici.
vol 1, cap 4.1
Classe II
Il concetto di funzione: funzioni di proporzionalità
diretta, inversa e relativi grafici, funzione lineare.
vol 2, cap. 2.3
La probabilità
vol 2, cap.3.1
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OBIETTIVI MINIMI per la classe I
Conoscenza degli elementi caratteristici degli insiemi N,Z,Q,R e delle operazioni in essi definite.
Saper operare con monomi e polinomi.
Saper risolvere equazioni e disequazioni di primo grado intere.
Conoscere i prodotti notevoli e saperli applicare.
Conoscere le nozioni fondamentali della geometria.
Saper utilizzare le conoscenze acquisite per risolvere semplici problemi.
Adoperare gli strumenti informatici introdotti.
OBIETTIVI MINIMI per la classe II
Saper risolvere sistemi di equazioni di primo grado intere.
Saper risolvere disequazioni di primo grado intere
Saper eseguire le operazioni con i radicali
Conoscere le tematiche geometriche affrontate
Saper utilizzare le conoscenze acquisite per risolvere semplici problemi.
Adoperare gli strumenti informatici introdotti.
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SECONDO BIENNIO
COMPETENZE

Utilizzare consapevolmente le tecniche e le procedure del calcolo aritmetico ed algebrico,
rappresentandole anche sotto forma grafica

Analizzare grafici e figure geometriche e dimostrarne semplici proprietà

Confrontare grafici e figure geometriche, individuando invarianti e relazioni

Individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi

Utilizzare il linguaggio ed i metodi propri della matematica per organizzare e valutare
informazioni quantitative e qualitative

Analizzare dati e interpretarli anche con l’ausilio di rappresentazioni grafiche

Interpretare algebricamente un problema geometrico e interpretare geometricamente un
problema algebrico
CLASSE TERZA
CAPACITA’:
ARITMETICA E ALGEBRA
 Scomporre semplici polinomi con l’uso anche della divisione polinomiale
 Risolvere equazioni e disequazioni, intere e fratte, di secondo grado
 Risolvere sistemi di equazioni e disequazioni di secondo grado
 Risolvere problemi che implicano l’uso di equazioni collegati anche ad altre discipline e a
situazioni di vita ordinaria, come prosecuzione della modellizzazione matematica.
GEOMETRIA
 Rappresentare, confrontare ed analizzare, anche attraverso semplici dimostrazioni, figure
riconducibili alla circonferenza, al cerchio ed alle loro parti ed utilizzarle come modello per
risolvere problemi.
 Analizzare sezioni coniche espresse mediante la loro equazione, individuandone invarianti e
proprietà
 Comprendere la potenzialità del metodo analitico applicato alle coniche studiate per risolvere
problemi algebrici e geometrici
 Risolvere analiticamente problemi riguardanti rette, circonferenze e altre coniche.
 Rappresentare analiticamente luoghi di punti: riconoscere dagli aspetti formali dell’equazione le
proprietà geometriche del luogo e viceversa
5
Programmazione di Matematica
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RELAZIONI E FUNZIONI
 Risolvere equazioni e disequazioni di II grado
 Rappresentare parabole e circonferenze nel piano cartesiano
 Risolvere semplici equazioni goniometriche
CONOSCENZE
Classe III
Aritmetica e Algebra
Scomposizione dei polinomi
vol 3, unità 1
Frazioni algebriche
vol 3, unità 2
Divisione di polinomi
vol 3, unità 7
Relazioni e funzioni
Equazioni di primo grado frazionari e letterali
vol 3, unità 3
Equazioni di secondo grado e parabola
vol 3, unità 4
Disequazioni di secondo grado e frazionarie
vol 3, unità 5
Sistemi di equazioni di secondo grado
vol 3, unità 6
Equazioni e disequazioni di grado superiore al secondo
vol 3, unità 8
La circonferenza nel piano cartesiano
vol 3, unità 9
Geometria
La circonferenza nel piano euclideo
vol 3, unità 9
Poligoni inscritti e circoscritti, lunghezza della circonferenza e area del
cerchio
vol 3, unità 10
Funzioni goniometriche
vol 3, unità 11
Dati e previsioni (solo per l’opzione economico-sociale)
vol 3, unità 15
Complementi di Statistica
OBIETTIVI MINIMI
Conoscere e risolvere equazioni di secondo grado e superiore
Conoscere e risolvere sistemi di II grado
Saper risolvere disequazioni intere e fratte e i sistemi di disequazioni
Saper riconoscere e rappresentare nel piano cartesiano parabola e circonferenza
Conoscere le tematiche geometriche affrontate
6
Programmazione di Matematica
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CLASSE QUARTA
CAPACITA’
ARITMETICA E ALGEBRA
 Risolvere semplici equazioni e disequazioni irrazionali e con valore assoluto
 Risolvere problemi che implicano l’uso delle equazioni studiate collegati anche ad altre discipline e
a situazioni di vita ordinaria, come prosecuzione della modellizzazione matematica.
GEOMETRIA
 Analizzare sezioni coniche espresse mediante la loro equazione, individuandone invarianti e
proprietà
 Comprendere la potenzialità del metodo analitico applicato alle coniche per risolvere problemi
algebrici e geometrici
RELAZIONI E FUNZIONI
 Risolvere analiticamente problemi riguardanti le coniche studiate.
 Rappresentare analiticamente luoghi di punti: riconoscere dagli aspetti formali dell’equazione le
proprietà geometriche del luogo e viceversa
 Saper rappresentare funzioni esponenziali e logaritmiche semplici.
 Saper operare con i logaritmi.
 Saper costruire semplici modelli di crescita o decrescita esponenziale, nonché di andamenti
periodici, anche in rapporto con lo studio delle altre discipline.
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Programmazione di Matematica
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CONOSCENZE
Classe IV
Relazioni e funzioni
Equazioni e disequazioni irrazionali
vol 4, unità 1
Equazioni e disequazioni con valore assoluto
vol 4, unità 2
Le coniche
vol 4, unità 3-4
Funzioni goniometriche (se non svolte in classe terza)
vol 3, unità 11
Funzioni, equazioni e disequazioni esponenziali
vol 4, unità 5
Funzioni, equazioni e disequazioni logaritmiche
vol 4, unità 6
Geometria analitica dello spazio
vol 4, unità 8
Geometria
Geometria euclidea dello spazio
vol 4, unità 7
Dati e previsioni (per l’opzione economico e sociale)
Calcolo combinatorio e probabilità
vol 4, unità 9-10
Complementi di Statistica
vol 3,unità 15
OBIETTIVI MINIMI
Saper riconoscere e rappresentare nel piano cartesiano l’equazione delle coniche affrontate e saper
operare con esse.
Conoscere e rappresentare le funzioni esponenziale, logaritmica.
Saper risolvere equazioni e disequazioni elementari esponenziali, logaritmiche e irrazionali.
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Programmazione di Matematica
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CLASSE QUINTA
CAPACITA’
 Porre in relazione le informazioni acquisite algebricamente nello studio di una funzione con la sua
rappresentazione grafica.
 Saper analizzare e comprendere la rappresentazione grafica di una funzione, individuandone le
caratteristiche principali.
 Comprendere il significato di limite, derivata, integrale. Saperli calcolare nei casi trattati.
CONOSCENZE
Classe IV
vol 5, unità1
Introduzione all’analisi
vol 5, unità 2
Limiti di funzioni reali di variabile reale
vol 5, unità 4
Continuità
vol 5, unità 5
La derivata
vol 5 unità 6
Teoremi sulle funzioni derivabili
vol 5, unità 7
Lo studio di funzione
vol 5, unità 8
L’integrale indefinito
vol 5, unità 9
L’integrale definito
OBIETTIVI MINIMI
Comprendere gli elementi fondamentali del concetto di limite.
Svolgere il calcolo di limiti di funzioni razionali.
Comprendere il significato dell’operazione di derivazione e integrazione.
Determinare la derivata di una funzione razionale.
Saper integrare semplici funzioni.
Gestire lo studio di una funzione razionale.
Comprendere la rappresentazione grafica di una funzione.
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Programmazione di Matematica
a.s. 2015-2016
OBIETTIVI FORMATIVI DELLA DISCIPLINA
1. Sviluppo delle capacità logico-intuitive
2. Sviluppo dei processi di astrazione e formazione dei concetti
3. Acquisizione dei sistemi logici e moduli espressivi formalmente corretti
4. Capacità di lavorare in maniera ordinata e autonoma
5. Interesse per il rilievo storico di alcuni importanti eventi nello sviluppo del pensiero matematico
6. Cogliere sia l’aspetto “pratico” per risolvere problemi e interpretare la realtà, sia l’aspetto dello
sviluppo logico e coerente del pensiero razionale.
STRUMENTI DI VALUTAZIONE ADOTTATI
Le prove tenderanno a verificare le competenze e le conoscenze specifiche che ogni ragazzo deve
possedere per poter seguire il corso con profitto.
La valutazione avverrà attraverso prove diversamente articolate (test, questionari, esercizi, colloqui) in
numero congruo in modo tale da poter accertare le competenze programmate.
La valutazione alla fine dei quadrimestri avverrà per tutte le classi mediante un voto unico.
INDICATORI DI VALUTAZIONE
Le verifiche si articoleranno sulla base dei seguenti indicatori:
- conoscenza dei contenuti;
- uso del linguaggio;
- uso delle tecniche di calcolo;
- comprensione;
- applicazione e rielaborazione critica
- gestione delle strategie risolutive
Per quel che riguarda in generale i criteri di valutazione si rimanda a quanto stabilito dal POF.
Verona, 09 settembre 2015
Il segretario
Cinzia Meneghello
Il coordinatore di materia
Michele Bortolazzi
10
Programmazione dipartimentale di Fisica
a.s. 2015-2016
Programmazione dipartimentale di Fisica
per l’a.s. 2015-2016
La seguente programmazione contiene tutti gli argomenti che il dipartimento ritiene irrinunciabili, da
svolgere nel corso del triennio. Tuttavia la suddivisione annuale degli stessi deve ritenersi indicativa.
Ogni docente, infatti, in relazione alle caratteristiche delle proprie classi, adeguerà la scansione dei
programmi anticipando o posticipando taluni argomenti, al fine di privilegiare una migliore acquisizione
dei contenuti da parte degli studenti e li svilupperà secondo le modalità che ritiene più opportune.
Gli argomenti sono i medesimi nei tre corsi di studio del nostro liceo. I libri di testo però non sono gli
stessi in tutti gli indirizzi e quindi vi possono essere delle differenze nella scansioni annuali.
Per le classi quarte e quinte è qui sotto evidenziata la programmazione per competenze, secondo la
scansione del testo ‘Amaldi – Le traiettorie della Fisica’ adottato in tutte le sezioni del Liceo delle
Scienze Umane ed Economico-Sociale. Il corso di Liceo Musicale ha invece un testo differente e quindi,
pur avendo la stessa programmazione, ha una diversa scansione dei contenuti.
La programmazione di quinta è invece divisa nei vari indirizzi.
Competenze generali da sviluppare:
1: Osservare e identificare fenomeni
2: 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, costruzione e validazione di modelli.
3: Affrontare e risolvere semplici problemi di fisica usando gli strumenti matematici adeguati al suo percorso.
4: Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società.
CLASSE TERZA
Competenze
Capitolo
1.
Le
grandezze
2.
La misura
3.
La velocità
gene
rali
1e2
2
1, 2
e3
specifiche rispetto all’argomento trattato
 Comprendere il concetto di misura di una grandezza
fisica;
 distinguere grandezze fondamentali e derivate.
Ragionare in termini di notazione scientifica.
 Comprendere il concetto di definizione operativa delle
grandezze fisiche.
 Definire le caratteristiche degli strumenti.
 Ragionare in termini di incertezza di una misura.
 Rappresentare i dati sperimentali con la scelta delle
opportune cifre significative e in notazione scientifica.
 Identificare il concetto di punto materiale in
movimento e di traiettoria.
 Creare una rappresentazione grafica dello spazio e del
tempo.
 Identificare il concetto di velocità media, mettendolo
in relazione alla pendenza del grafico spazio-tempo.
 Riconoscere le relazioni matematiche tra le grandezze
cinematiche spazio e velocità.
indicatori




Effettuare correttamente operazioni di misurazione.
Determinare le dimensioni fisiche di grandezze derivate.
Eseguire equivalenze tra unità di misura.
Utilizzare il sistema internazionale delle unità di misura.
 Scegliere e operare con gli strumenti adatti alle diverse
misurazioni.
 Risolvere alcuni semplici problemi sul calcolo delle
grandezze.
 Scrivere correttamente il risultato di una misura.
 Utilizzare il sistema di riferimento nello studio di un moto.
 Rappresentare il moto di un corpo mediante un grafico
spazio-tempo.
 Dedurre il grafico spazio-tempo dal grafico velocità-tempo.
 Calcolare i valori delle grandezze cinematiche.
 Rappresentare i dati sperimentali in un grafico spaziotempo.
 Interpretare correttamente un grafico spaziotempo.
 Risalire dal grafico spazio-tempo al moto di un corpo.
1
Programmazione dipartimentale di Fisica
4.
L’accelerazione
5.
I vettori
1, 2
e3
2
6.
I moti nel
piano
1e2
7.
Le forze e
l’equilibrio
1e3
2e4
8.
I principi
della
dinamica
1e3
2e4
9.
Le forze e il
movimento
1e3
 Applicare le grandezze cinematiche a situazioni
concrete.
 Identificare e costruire la legge del moto rettilineo
uniforme.
 Identificare il concetto di velocità istantanea.
 Rappresentare un moto vario.
 Identificare il concetto di accelerazione media,
mettendolo in relazione alla pendenza del grafico
velocità-tempo.
 Utilizzare il concetto di variazione di una grandezza in
diversi contesti della vita reale.
 Individuare grandezze vettoriali in situazioni reali.
 Utilizzare la matematica come strumento per fornire
rappresentazioni astratte della realtà.
 Riconoscere la differenza tra prodotto scalare e
prodotto vettoriale.
 Identificare i vettori spostamento, velocità e
accelerazione e rappresentarli nel piano.
 Riconoscere le caratteristiche del moto circolare
uniforme.
 Rappresentare il vettore accelerazione istantanea del
moto circolare uniforme.
 Mettere a confronto le grandezze cinematiche lineari
con le corrispondenti grandezze angolari.
 Riconoscere la possibilità di comporre, e scomporre,
un moto e le relative velocità.
 Analizzare l’effetto delle forze.
 Introdurre il concetto di punto di applicazione per il
vettore forza.
 Interpretare il ruolo delle forze d’attrito in situazioni
reali.
 Scoprire sperimentalmente la relazione tra la
deformazione di una molla e la forza elastica.
 Analizzare l’equilibrio di un punto materiale e
l’equilibrio su un piano inclinato.
 Esprimere il concetto di baricentro.
 Valutare l’uso delle leve nei dispositivi meccanici.
 Descrivere il moto di un corpo in assenza di forze
risultanti applicate e quando su di esso agisce una
forza costante.
 Descrivere l’interazione tra due corpi.
 Studiare il moto dei corpi in funzione delle forze
agenti.
 Individuare i sistemi nei quali non vale il principio di
inerzia.
 Indicare gli ambiti di validità dei principi della
dinamica.
 Ragionare sul principio di relatività galileiana.
 Descrivere la caduta libera di un corpo.
 Indicare la relazione tra forza-peso e massa.
 Identificare le condizioni perché si realizzi un moto
parabolico.
 Formulare le relazioni matematiche che regolano il
moto dei corpi in caduta libera e il moto parabolico.
 Esprimere le relazioni matematiche relative alla forza
centripeta e al moto armonico di molla e pendolo.
a.s. 2015-2016
 Calcolare la posizione e il tempo in un moto rettilineo
uniforme.
 Distinguere la velocità media e istantanea.
 Distinguere l’accelerazione media e l’accelerazione istantanea.
 Interpretare i grafici spazio-tempo e velocità- tempo nel moto
uniformemente accelerato.
 Calcolare i valori della velocità istantanea e dell’accelerazione
media di un corpo.
 Calcolare la posizione e il tempo nel moto uniformemente
accelerato con partenza da fermo e, più in generale, con una
data velocità iniziale.
 Distinguere e riconoscere grandezze scalari e vettoriali.
 Rappresentare graficamente grandezze vettoriali.
 Eseguire le operazioni tra vettori.
 Eseguire la scomposizione di un vettore.
 Eseguire correttamente prodotti scalari e vettoriali.
 Ricorrere alle relazioni che legano grandezze cinematiche
lineari e angolari.
 Utilizzare le grandezze caratteristiche di un moto periodico
per descrivere il moto circolare uniforme.
 Rappresentare graficamente il moto circolare uniforme.
 Discutere direzione e verso del vettore accelerazione nel moto
circolare uniforme.
 Mettere in relazione il moto armonico e il moto circolare
uniforme.
 Applicare la composizione degli spostamenti e delle velocità.
 Ragionare sulla misura delle forze.
 Sommare vettorialmente le forze.
 Distinguere massa e peso.
 Distinguere i diversi tipi di attrito.
 Risolvere semplici esercizi in cui siano coinvolte le forze
d’attrito.
 Utilizzare la legge di Hooke.
 Effettuare la scomposizione della forza-peso su un piano
inclinato
 Calcolare la posizione del baricentro.
 Riconoscere le situazioni di equilibrio stabile, instabile e
indifferente..
 Arrivare a formulare il primo principio della dinamica (o
principio d’inerzia) e il secondo principio della dinamica.
 Ricorrere al secondo principio della dinamica per definire la
massa.
 Formulare il terzo principio della dinamica.
 Risolvere correttamente problemi relativi al movimento dei
corpi, utilizzando i tre principi della dinamica.
 Ricorrere a situazioni della vita quotidiana per descrivere i
sistemi inerziali.
 Descrivere i sistemi non inerziali e le forze apparenti.
 Riconoscere che l’accelerazione di gravità è costante per tutti i
corpi.
 Riconoscere che la massa è una proprietà invariante di ogni
corpo.
 Utilizzare le relazioni matematiche individuate per risolvere i
problemi relativi a ogni singola situazione descritta.
2
Programmazione dipartimentale di Fisica
2
1
10.
L’energia
meccanica
2e3
4
12.
La
gravitazione
universale
1 e
2
a.s. 2015-2016
 Analizzare la discesa lungo un piano inclinato.
 Analizzare il moto dei proiettili con diverse velocità
iniziali.
 Valutare le caratteristiche della forza centripeta.
 Scomporre il vettore forza- peso nei suoi componenti.
 Descrivere matematicamente il movimento dei proiettili nelle
diverse situazioni di velocità iniziale.
 Formulare l’espressione matematica della forza centripeta.
 Mettere in relazione l’applicazione di una forza su un
corpo e lo spostamento conseguente.
 Analizzare la relazione tra lavoro prodotto e intervallo
di tempo impiegato.
 Identificare le forze conservative e le forze non
conservative.
 Realizzare il percorso logico che porta dal lavoro
all’energia cinetica, all’energia potenziale
gravitazionale e all’energia potenziale elastica.
 Formulare il principio di conservazione dell’energia
meccanica e dell’energia totale.
 Definire il lavoro come prodotto scalare di forza e
spostamento.
 Individuare la grandezza fisica potenza.
 Riconoscere le differenze tra il lavoro prodotto da una forza
conservativa e quello di una forza non conservativa.
 Essere consapevoli dell’utilizzo dell’energia nelle
situazioni reali.
 Riconoscere le potenzialità di utilizzo dell’energia in diversi
contesti della vita reale.
 Riconoscere e analizzare l’importanza delle trasformazioni
dell’energia nello sviluppo tecnologico.
 Riconoscere la forza di gravitazione universale come
responsabile della distribuzione delle masse nell’Universo.
 Calcolare l’interazione gravitazionale tra due corpi.
 Utilizzare la legge di gravitazione universale per il calcolo
della costante G e per il calcolo dell’accelerazione di gravità
sulla Terra.
 Osservare il moto dei satelliti e descrivere i vari tipi di
orbite.
 Mettere in relazione fenomeni osservati e leggi
fisiche.
 Formulare la legge di gravitazione universale
 Ricavare e interpretare l’espressione matematica delle diverse
forme di energia meccanica.
 Utilizzare il principio di conservazione dell’energia per
studiare il moto di un corpo in presenza di forze conservative.
 Valutare il lavoro delle forze dissipative.
 Riconoscere le forme di energia e e utilizzare la conservazione
dell’energia nella risoluzione di semplici problemi.
CLASSE QUARTA
Capitolo
Competenze
gene
rali
13.
I fluidi
specifiche rispetto all’argomento trattato
1
 Identificare l’effetto che una forza esercita su una
superficie con la grandezza scalare pressione.
2
 Mettere in relazione fenomeni e leggi fisiche.
 Indicare la relazione tra la pressione dovuta al peso di
un liquido e la sua densità e profondità.
 Analizzare la forza che un fluido esercita su un corpo
in esso immerso (spinta idrostatica).
 Discutere l’esperimento di Torricelli.
 Analizzare il modo in cui la pressione esercitata su
una superficie di un liquido si trasmette su ogni altra
superficie a contatto.
 Analizzare il moto di un liquido in una conduttura.
 Esprimere il teorema di Bernoulli, sottolineandone
l’aspetto di legge di conservazione.
4
4.
La
temperatura
1
 Introdurre la grandezza fisica temperatura.
 Individuare le scale di temperatura Celsius e Kelvin e
metterle in relazione.
 Identificare il concetto di mole e il numero di
Avogadro.
indicatori
 Rappresentare la caduta di un corpo in un fluido ed esprimere il
concetto di velocità limite.
 Ragionare sull’attrito nei fluidi.
 Riconoscere i limiti di validità delle leggi fisiche studiate.
Definire la pressione.
 Formulare e interpretare la legge di Stevino e quella di
Archimede.
 Illustrare le condizioni di galleggiamento dei corpi.
 Descrivere gli strumenti di misura della pressione atmosferica.
 Formalizzare la legge di Pascal.
 Formalizzare il concetto di portata e formulare l’equazione di
continuità.
 Applicare nella risoluzione dei problemi proposti le relazioni
matematiche individuate.
 Valutare l’importanza della spinta di Archimede nella vita reale.
 Valutare alcune delle applicazioni tecnologiche relative ai fluidi
applicate nella quotidianità.
 Stabilire il protocollo di misura per la temperatura.
 Effettuare le conversioni da una scala di temperatura all’altra.
 Stabilire la legge di Avogadro.
3
Programmazione dipartimentale di Fisica
2
 Osservare gli effetti della variazione di temperatura di
corpi solidi e liquidi e formalizzare le leggi che li
regolano.
 Ragionare sulle grandezze che descrivono lo stato di
un gas.
 Individuare quando si può parlare di gas perfetto.
 Ragionare in termini di molecole e di atomi.
3
15.
Il calore
1
2
 Individuare i modi per aumentare la temperatura di un
corpo.
 Identificare il calore come energia in transito.
 Individuare i meccanismi di trasmissione del calore.
 Mettere in relazione l’aumento di temperatura di un
corpo con la quantità di energia assorbita.
 Formalizzare la legge fondamentale della calorimetria.
 Esprimere la relazione che indica la rapidità di
trasferimento del calore per conduzione.
1
2
3
17.
I cambiamenti di
stato
1
2
3
4
18.
Il primo
principio
della
termodina
mica
1
2
3
 Mettere a confronto le dilatazioni di solidi e di liquidi.
 Formulare le leggi che regolano le trasformazioni dei gas,
individuandone gli ambiti di validità.
 Definire l’equazione di stato del gas perfetto.
 Definire i pesi atomici e molecolari.
 Utilizzare correttamente tutte le relazioni individuate per la
risoluzione dei problemi.
 Descrivere l’esperimento di Joule.
 Discutere le caratteristiche della conduzione e della convezione.
 Spiegare il meccanismo dell’irraggiamento
 Descrivere l’effetto serra.
 Definire la capacità termica e il calore specifico.
 Utilizzare il calorimetro per la misura dei calori specifici.
 Definire la caloria.
 Scegliere e utilizzare le relazioni matematiche appropriate per la
risoluzione di ogni specifico problema.
3
16.
Il modello
microscopico
della
materia
a.s. 2015-2016
 Inquadrare il concetto di temperatura dal punto di
vista microscopico.
 Identificare l’energia interna dei gas perfetti.
 Individuare la relazione tra temperatura assoluta ed energia
cinetica media delle molecole.
 Capire perché la temperatura assoluta non può essere negativa.
 Analizzare il movimento incessante delle molecole.
 Rappresentare il modello microscopico del gas
perfetto.
 Analizzare le differenze tra gas perfetti e gas reali dal
punto di vista microscopico.
 Definire il moto browniano.
 Individuare, dal punto di vista microscopico, la pressione
esercitata da un gas perfetto e calcolarla.
 Ricavare l’espressione della velocità quadratica media.
 Scegliere e utilizzare le relazioni matematiche, specifiche,
relative alle diverse problematiche.
 Definire i concetti di vapore saturo e temperatura
critica.
 Definire l’umidità relativa.
 Analizzare il comportamento dei solidi, dei liquidi e dei
gas alla somministrazione, o sottrazione, del calore.
 Analizzare il comportamento dei vapori.
 Mettere in relazione la pressione di vapore saturo e la
temperatura di ebollizione.
 Analizzare il diagramma di fase.
 Formalizzare le leggi relative ai diversi passaggi di
stato.
 Mettere in relazione la condensazione del vapore
d’acqua e i fenomeni atmosferici.
 Rappresentare i valori della pressione di vapore saturo in
funzione della temperatura.
 Esaminare gli scambi di calore tra i sistemi e
l’ambiente.
 Osservare il comportamento di un gas perfetto
contenuto in un cilindro chiuso.
 Formulare il concetto di funzione di stato.
 Mettere a confronto trasformazioni reali e
trasformazioni quasistatiche.
 Interpretare il primo principio della termodinamica
alla luce del principio di conservazione dell’energia.
 Esaminare le possibili, diverse, trasformazioni
termodinamiche.
 Formalizzare il principio zero della termodinamica e
le equazioni relative alle diverse trasformazioni
termodinamiche.
 Interpretare il lavoro termodinamico in un grafico
pressione-volume.
 Indicare le variabili che identificano lo stato termodinamico di
un sistema.
 Definire il concetto di calore latente nei diversi passaggi di
stato.
 Interpretare il diagramma di fase.
 Ragionare in termini di temperatura percepita.
 Applicare le relazioni appropriate alla risoluzione dei problemi.
 Valutare l’importanza dell’utilizzo dei rigassificatori.
 Esprimere la differenza tra grandezze estensive e grandezze
intensive.
 Definire il lavoro termodinamico.
 Riconoscere che il lavoro termodinamico non è una funzione di
stato.
 Descrivere le principali trasformazioni di un gas perfetto, come
applicazioni del primo principio.
 Definire le trasformazioni cicliche.
 Applicare le relazioni appropriate in ogni singola e diversa
trasformazione di stato.
4
Programmazione dipartimentale di Fisica
19.
Il secondo
principio
della
termodina
mica
 Analizzare alcuni fenomeni della vita reale dal punto
di vista della loro reversibilità, o irreversibilità.
1
2
20.
Entropia e
disordine
 Individuare le relazioni corrette e applicarle al fine di risolvere i
problemi proposti.
4
 Analizzare e descrivere il funzionamento delle macchine
termiche di uso quotidiano nella vita reale.
1
1
2
22.
I raggi
luminosi
 Analizzare come sfruttare l’espansione di un gas per produrre
lavoro.
 Descrivere il principio di funzionamento di una macchina
termica.
 Descrivere il bilancio energetico di una macchina termica.
 Definire il concetto di sorgente ideale di calore.
 Definire il rendimento di una macchina termica e descriverne le
caratteristiche.
 Descrivere il ciclo di Carnot.
 Mettere a confronto i primi due enunciati del secondo principio
e dimostrare la loro equivalenza.
3
2
21.
Le onde
elastiche e il
suono
 Indicare le condizioni necessarie per il funzionamento
di una macchina termica.
 Analizzare il rapporto tra il lavoro totale prodotto
dalla macchina e la quantità di calore assorbita.
 Formulare il secondo principio della termodina-mica,
distinguendo i suoi due primi enunciati.
 Formulare il terzo enunciato del secondo principio.
 Formalizzare il teorema di Carnot.
a.s. 2015-2016
 Osservare la qualità delle sorgenti di calore.
 Mettere a confronto l’energia ordinata (a livello
macroscopico) e l’energia disordinata (a livello
microscopico).
 Identificare gli stati, macroscopico e microscopico, di un
sistema.
 Enunciare e dimostrare la disuguaglianza di Clausius.
 Esaminare l’entropia di un sistema isolato in presenza
di trasformazioni reversibili e irreversibili.
 Affrontare il tema dell’entropia di un sistema non
isolato.
 Esaminare la relazione tra il grado di disordine di un
microstato e la sua probabilità di realizzarsi
spontaneamente.
 Definire l’entropia.
 Indicare l’evoluzione spontanea di un sistema isolato.
 Definire la molteplicità di un macrostato.
 Osservare un moto ondulatorio e i modi in cui si
propaga.
 Interrogarsi su cosa trasporti un’onda.
 Analizzare le grandezze caratteristiche di un’onda.
 Riconoscere l’origine dei suoni.
 Creare piccoli esperimenti per individuare i mezzi in cui
si propaga il suono.
 Analizzare la percezione dei suoni.
 Analizzare le onde stazionarie.
 Analizzare le variazioni della frequenza delle onde
periodiche nei casi in cui la sorgente o il ricevitore siano,
rispettivamente, in quiete o in moto reciproco.
 Definire i tipi di onde osservati.
 Definire le onde periodiche e le onde armoniche.
 Definire lunghezza d’onda, periodo, frequenza e velocità di
propagazione di un’onda.
 Definire le grandezze caratteristiche del suono.
 Definire il livello di intensità sonora e i limiti di udibilità.
 Definire i modi normali di oscillazione.
 Definire l’effetto Doppler e calcolare i valori delle frequenze
rilevate.
 Descrivere le caratteristiche dell’entropia.
 Indicare il verso delle trasformazioni di energia (la freccia del
tempo).
 Formulare il quarto enunciato del secondo principio.
 Formalizzare l’equazione di Boltzmann per l’entropia.
 Formulare il terzo principio della termodinamica.
3
 Utilizzare le relazioni matematiche individuate per risolvere i
problemi relativi a ogni singola situazione descritta.
4
 Riconoscere l’importanza delle applicazioni dell’effetto Doppler
in molte situazioni nella vita reale.
1
 Osservare la propagazione dei raggi luminosi.
 Definire le grandezze radiometriche e fotometriche.
2
 Individuare alcuni piccoli esperimenti che consentono
di osservare la riflessione della luce da parte di uno
specchio piano.
 Un mestolo in casa e gli specchietti montati sulle
automobili sono esempi di specchi curvi.
 Capire perché un righello immerso in un recipiente
pieno d’acqua appare piegato.
 Riconoscere il fenomeno che sfruttano i periscopi
montati nei sommergibili.





Formulare le leggi della riflessione da parte degli specchi piani.
Riconoscere i diversi tipi di specchi curvi.
Costruire l’immagine data dagli specchi sferici.
Definire il fenomeno della rifrazione e descriverne le leggi.
Analizzare il fenomeno della dispersione della luce.
3
 Utilizzare correttamente le leggi dell’ottica geometrica nella
risoluzione dei problemi.
4
 Valutare l’importanza dell’utilizzo delle fibre ottiche in medicina e
nelle telecomunicazioni.
5
Programmazione dipartimentale di Fisica
23.
Le lenti,
l’occhio e
gli
strumenti
ottici
1
 Analizzare la struttura geometrica dei diversi tipi di
lenti.
 Analizzare il meccanismo di funzionamento
dell’occhio umano.
 Descrivere la funzione delle lenti convergenti e di quelle
divergenti.
 Descrivere il percorso dei raggi luminosi che entrano nell’occhio
umano attraverso la pupilla.
 Analizzare il funzionamento di dispositivi ottici di
largo utilizzo (macchina fotografica, microscopio,
cannocchiale).
 Rappresentare e utilizzare la formula delle lenti sottili.
2
 Valutare l’importanza degli strumenti ottici utilizzati nella vita
quotidiana e in campo scientifico.
4
24. Le onde
luminose
a.s. 2015-2016
 Interrogarsi sulla natura della luce.
1
2
 Analizzare la figura di interferenza determinata da due
punte che si immergono nell’acqua di un ondoscopio.
 Definire i concetti di interferenza costruttiva e
distruttiva.
 Analizzare l’esperimento di Young.
 Interrogarsi su cosa succeda quando la luce incontra
un ostacolo.
 Analizzare la relazione tra lunghezza d’onda e colore.
 Esaminare le differenze tra onde sonore e onde
luminose.
3
 Presentare il dualismo onda-corpuscolo.
 Esporre in modo appropriato i fenomeni dell’interferenza e della
diffrazione.
 Formulare le relazioni matematiche per l’interferenza
costruttiva e per quella distruttiva.
 Discutere l’analogia tra la figura di interferenza prodotta in un
ondoscopio e quella prodotta dall’apparato di Young.
 Mettere in relazione la diffrazione delle onde e le dimensioni
dell’ostacolo incontrato.
 Discutere la natura di una sorgente luminosa basandosi sul suo
particolare spettro di emissione.
 Utilizzare le relazioni matematiche corrette per la soluzione dei
problemi proposti.
CLASSE QUINTA
Liceo delle scienze umane
Le indicazioni tra parentesi si riferiscono ai capitoli del libro “Le traiettorie delle Fisica vol.3”
(A.Amaldi, ed.Zanichelli)
La carica elettrica e la legge di Coulomb (cap. 25)
Il campo elettrico e il potenziale (cap. 26)
Fenomeni di elettrostatica (cap. 27)
La corrente elettrica (cap. 28-29-30)
Fenomeni magnetici fondamentali (cap. 31)
Il campo magnetico (cap. 32)
L’induzione elettromagnetica (cap. 33)
Le onde elettromagnetiche (cap. 34)
Elementi di Fisica moderna (cap. 35-36-37-38)
6
Programmazione dipartimentale di Fisica
a.s. 2015-2016
Liceo economico-sociale e liceo musicale
Le indicazioni tra parentesi si riferiscono ai capitoli del libro “Fisica. Le leggi della natura vol.3”
(A.Caforio-A.Ferilli, ed.Le Monnier)
La carica e il campo elettrico (unità 20)
Il potenziale e la capacità (unità 21)
La corrente elettrica (unità 22)
Il magnetismo (unità 23)
L’induzione elettromagnetica (unità 24)
Le onde elettromagnetiche (unità 25)
Percorsi di fisica moderna:
La relatività (unità 26)
Fisica quantistica e struttura dell’atomo (unità 27-28-29)
Astrofisica e cosmologia (unità 30)
OBIETTIVI MINIMI
Conoscere e comprendere gli argomenti trattati
Saper svolgere semplici esercizi applicativi riguardanti le tematiche affrontate.
7
Programmazione dipartimentale di Fisica
a.s. 2015-2016
OBIETTIVI FORMATIVI DELLA DISCIPLINA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Concorrere alla formazione culturale dell’allievo.
Sviluppo di capacità di analisi, di collegamento, di astrazione e unificazione che la fisica richiede per
indagare sul mondo naturale.
Acquisire la consapevolezza che la possibilità di indagare l’universo è legata al processo tecnologico
ed alle più moderne conoscenze.
Comprendere l’universalità delle leggi fisiche.
Comprendere l’evoluzione storica dei modelli interpretativi della realtà.
Contribuire alla consapevolezza che, in una società complessa permeata di scienza e tecnologia, una
formazione scientifica è indispensabile per le scelte che ogni cittadino è chiamato a compiere.
Cogliere il rapporto tra percezione e descrizione scientifica, tra teoria, esperimento ed osservazione e
toccare con mano la capacità previsionale della fisica.
Conoscere, scegliere e gestire strumenti matematici adeguati ad interpretarne il significato fisico.
Formulare ipotesi di interpretazione dei fenomeni osservati, dedurre conseguenze e proporre
verifiche.
Fare approssimazioni compatibili con l'accuratezza richiesta e valutare i limiti di tali semplificazioni.
Esaminare dati e ricavare informazioni significative da tabelle, grafici e altre strumentazioni.
Utilizzare il linguaggio specifico della disciplina.
Avere interesse e curiosità per la scienza.
Riconoscere, nell'ambito di semplici problemi, quali leggi, modelli e principi generali possono essere
utilizzati per arrivare alla loro soluzione.
CAPACITA’
- Applicazione delle leggi studiate a semplici problemi.
- Individuazione degli elementi unificanti tra i vari temi affrontati.
- Capacità di analizzare criticamente un modello anche attraverso l’esperienza per l’interpretazione dei
fenomeni naturali.
STRUMENTI DI VALUTAZIONE ADOTTATI
Verranno effettuate almeno due valutazioni articolate con test o relazioni di laboratorio o colloqui o
questionari o esercizi.
INDICATORI DI VALUTAZIONE
1.
2.
3.
4.
Conoscenza dei contenuti.
Uso del linguaggio specifico.
Acquisizione di un metodo di lavoro nell'attività sperimentale.
Applicazione delle strategie risolutive e valutazione critica dei risultati.
Verona, 9 settembre 2015
Il segretario
Cinzia Meneghello
Il coordinatore di materia
Michele Bortolazzi
8