DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA PROGRAMMAZIONE

LICEO SCIENTIFICO STATALE “COSIMO DE GIORGI”
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DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA
PROGRAMMAZIONE GENERALE DI FISICA
PRIMO BIENNIO
Il coordinatore del Dipartimento per l’anno 2013-2014
Prof. Tommaso Bolognese
Primo Biennio
FINALITA'
Lo sviluppo dell’insegnamento della Fisica persegue lo scopo di avvicinare gli studenti alla conoscenza dei
fenomeni naturali complessi, alla loro descrizione matematica ed alle considerazioni metodologiche che
mettono in evidenza i legami fra i vari eventi naturali, partendo, tuttavia, dal reale livello di preparazione
scolastica e dal reale livello di rielaborazione intellettuale degli stessi studenti.
La necessità di partire da quanto premesso costituisce, per gli insegnanti di Fisica, un vincolo ma al tempo
stesso uno stimolo. Questo apre agli insegnanti la possibilità di focalizzare l’attenzione propria e quella degli
studenti sugli argomenti della Fisica che costituiscono i contenuti significativi e caratterizzanti della materia.
La giustificazione della scelta degli argomenti consente di mettere in evidenza i legami fra i vari fenomeni
naturali che vengono studiati. La descrizione matematica degli stessi fenomeni consente di rinforzare la
comprensione di questi legami.
Le considerazioni sul metodo che permette di vedere i vari argomenti come parte di un insieme più
complesso, hanno lo scopo non solo di invitare gli studenti a ragionare sul lavoro fatto ma anche di stimolare
la loro capacità di progressione autonoma nel processo di acquisizione delle conoscenze della Fisica.
Risultati di apprendimento disciplinare
FISICA
Conoscenze
Abilità
Competenze
- Possedere leggi, principi e fatti specifici dei
-Individuare leggi e principi in fatti
-Usare leggi e principi in possesso
osservati, in semplici problemi o quesiti
per descrivere un fenomeno o per
fenomeni oggetto di studio
assegnati
risolvere semplici quesiti
- Conoscere gli elementi fondamentali della
Rielaborare i dati sperimentali usando
-Usare il linguaggio specifico per
teoria della misura
le regole fondamentali della teoria della
descrivere fenomeni o per definire
misura
grandezze fisiche
- Conoscere il linguaggio specifico e la
notazione scientifica per la
Definire grandezze fisiche usando il
-usare strumenti matematici in
rappresentazione di dati,misure, grandezze
lnguaggio specifico
possesso per costruire semplici
fisiche
modelli interpretativi di fenomeni
osservati oppure per risolvere
semplici problemi e quesiti
- Conoscere la definzione delle grandezze
Costruire semplici modelli matematici
intrepretativi di fenomeni osservati o
fisiche rappresentative di un fenomeno
-Usare il piano cartesiano per
fatti assegnati
rappresentare le relazioni tra
grandezze
-
Individuare relazioni matematiche tra
grandezze misurate rappresentandone
l’andamento anche graficamente
-
Redigere relazione scientifica su fatto o
fenomeno oservato
- Leggere e interpretare diagrammi
Scansione dei contenuti disciplinari per classe - Classe Prima –
Attività in Laboratorio- Determinazione del volume di un solido mediante la misura delle sue
dimensioni utilizzando tre differenti strumentini misura: calibro centesimale, calibro
centesimale e rotella metrica (righello)
LA MISURA
DELLE
GRANDEZZE
FISICHE
(Sett-ottobre)
ContenutiLe grandezze fisiche fondamentali: massa, lunghezza, tempo e loro unità di misura. Il Sistema
Internazionale di misura. Elementi fondamentali della teoria della misura: confronto di una
grandezza con un campione ad essa relativo. Errori di misura casuali e sistematici. Errore
assoluto, errore relativo. Errore percentuale. Misure dirette e indirette. Propagazione degli errori
nelle misure indirette riconducibili a quozienti, prodotti, somme, differenze. Misura di
lunghezze, aree, volumi, masse e densità si sostanze solide (lega acciaio) e liquide (acqua e
alcol). La notazione scientifica e sua utilizzazione nei dati sperimentali.
Attività in Laboratorio- Determinazione della costante elastica di una molla
LE FORZE
Nov-dicembre
Contenuti:
Concetto di forza. Effetti statici e dinamici di una forza applicata su un corpo. Concetto di
reazione vincolare. La misura di una forza e il principio di funzionamento di un dinamometro.
Rappresentazione di fenomeni mediante leggi: i grafici cartesiani, rappresentazione di relazioni
fra dati sperimentali, proporzionalità diretta fra grandezze misurate sperimentalmente.
Costruzione di un grafico di proporzionalità diretta con Excel. Significato geometrico della
costante di proporzionalità. Legge di Hooke. Regole per la interpolazione lineare di dati
sperimentali. Peso e massa di un corpo. La densità dei corpi. Misura della densità di corpo
solido.
La forza come vettore. Definizione di vettore come classe di equivalenza. Rappresenzazione di
un vettore come segmento orientato. Grandezze scalari e grandezze vettoriali. Operazioni con i
vettori: composizione di due o più vettori lungo la stessa direzione e lungo direzioni
perpendicolari. Regola del parallelogramma, del metodo punta-coda.
Contenuti:
EQUILIBRIO
DI UN CORPO
RIGIDO
Scomposizione di un vettore lungo una direzione assegnata e nel piano cartesiano.
Composizione di due o più vettori con il metodo delle componenti. Gli effetti di una forza su un
corpo rigido. Momento di una forza e di una coppia di forze. Condizioni di equilibrio statico di
un corpo definito rigido .Equilibrio di un carrello su piano inclinato. Attrito statico e dinamico,
attrito radente e volvente. Caratteristiche della forza di attrito. Equilibrio di un punto materiale
su piano inclinato con attrito. Applicazioni in semplici quesiti.
Recupero Curricolare
Gennaio-Febbraio
Attività in Laboratorio – Equilibrio di una leva di primo genere
Contenuti:
Condizioni di equilibrio di un corpo rigido. Le leve e il principio di equilibrio. Leve di 1°,2°,3°
genere. Applicazioni in quesiti e problemi
Attività in Laboratorio: Spinta di Archimede:determinazione della densita’ di un
solido mediante la misura del parte di volume immersa in un liquido (acqua).
I FLUIDI
Contenuti:
Marzo/Aprile
Definizione di Fluido e sue caratteristiche. La densità dei corpi. La pressione, il principio di
Pascal, torchio idraulico. La Legge di Stevino e i vasi comunicanti. L’esperienza di Torricelli
e la pressione atmosferica. La spinta di Archimede e sua giustificazione teorica. Condizione
di galleggiamento di un corpo in un fluido e determinazione della percentuale di volume
immerso
OTTICA
GEOMETRICA
Contenuti:
Maggio-Giugno
La propagazione della luce. La riflessione. La rifrazione. La dispersione della luce: i colori.
Specchi e lenti. Gli strumenti ottici
 Classe Seconda
TERMOLOGIA
Attività in Laboratorio- Effetti del riscaldamento di un corpo: la dilatazione dell’alcool
L’EQUILIBRIO
TERMICO
Contenuti:
Settembre/Ottobre
I CAMBIAMENTI
DI STATO
Novembre
Temperatura e Calore. Scale di temperatura. Lo Zero Assoluto .
Leggi di dilatazione lineare e volumica di un corpo. Calore specifico, capacità termica;principio di
funzionamento del calorimetro (vaso Dewar). Propagazione del calore e relative leggi
Contenuti:
Gli stati di aggregazione della materia. Passaggi di stato: modello interpretativo e parametri
caratteristici (calore latente e temperatura del passaggio di stato)
Contenuti:
I MOTI
RETTILINEI
Posizione di un punto su una retta. Velocità scalare media. Legge oraria del moto rettilineo
uniforme. Moto vario e velocità media. Diagramma orario di un moto vario e sua interpretazione.
Moto rettilineo uniformemente vario
Novembre/Dicembre
Attività in Laboratorio: il pendolo semplice
MOTO
CIRCOLARE
(Gennaio)
ContenutiMoto circolare uniforme. Leggi e diagramma orario. Grandezze caratteristiche del moto circolare. Il
moto armonico. Il pendolo semplice
Recupero Curricolare
LA DINAMICA
DEL PUNTO
MATERIALE
ContenutiSistemi di riferimento inerziali. Il primo principio della dinamica (approccio storicoqualitativo). L’equazione del moto del punto materiale. Il terzo prncipio e la reazione
vincolare. Applicazioni in semplici problemi.
Febbraio
Attività in Laboratorio – piano inclinato,
FORZE
APPLICATE AL
MOVIMENTO
ContenutiMoto parabolico. Moto su piano inclinato. Forza centripeta.
Marzo/Aprile
Recupero Curricolare
Attività in Laboratorio- il lavoro per la deformazione elastica di una molla
L’ENERGIA
MECCANICA E SUA
CONSERVAZIONE
Maggio-Giugno
ContenutiProdotto scalare e vettoriale di due vettori. Lavoro di una forza costante e suo significato
geometrico. Lavoro di una forza variabile. La potenza. L’energia cinetica di un punto
materiale. Lavoro e variazione di energia cinetica. Energia potenziale gravitazionale. Energia
potenziale elastica. Energia meccanica del punto materiale e principio di conservazione
dell’energia meccanica del punto materiale
Metodologia, Strumenti, Sussidi
Sul piano della metodologia dell'insegnamento appaiono fondamentali tre momenti interdipendenti, ma non
subordinati gerarchicamente o temporalmente:
- elaborazione teorica che, a partire dalla formulazione di alcune ipotesi o principi deve gradualmente portare
l'allievo a comprendere come si possa interpretare e unificare un'ampia classe di fatti empirici e avanzare
possibili previsioni;
- realizzazione di esperimenti da parte del docente e degli allievi 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
allievi sempre attivamente impegnati sia nel seguire le esperienze realizzate dall'insegnante, sia nel
realizzarle direttamente, sia nell'elaborare le relazioni sull'attività di laboratorio;
- applicazione dei contenuti acquisiti attraverso esercizi e problemi che non devono essere intesi come
un'automatica applicazione di formule, ma come un'analisi critica del particolare fenomeno studiato, e come
uno strumento idoneo ad educare gli allievi a giustificare logicamente le varie fasi del processo di
risoluzione.
L'attività di laboratorio, a partire dalla situazione esistente in ciascuna sede e nella previsione di potenziare le
strutture e l'organizzazione, dovrà essere vista prevalentemente come attività diretta degli allievi e
armonicamente inserita nella trattazione dei temi affrontati di volta in volta.
Ogni tematica viene proposta alla classe attraverso un esperimento che consentirà di introdurre le grandezze
caratteristiche del fenomeno oggetto di studio. La modellizzazione matematica del fenomeno sarà
implementata parallelamente allo sviluppo del programma di matematica. Per tale motivo nel primo anno le
verifiche scritte sranno prevalentemente realzioni di laboratorio o questionari su fenomeni osservati o
fenomeni naturali quotidiani. La verifica scritta di fisica intesa come soluzione di problemi sarà rinviata al
secondo anno.
Testo adottato
Recupero e Potenziamento
Durante le ore curriculari ed extracurriculari.
Tipologia delle Prove di Verifica
-relazioni scentifiche di laboratorio
-quesiti a risposta aperta su attività svolte in laboratorio o simulate
-Quesiti a risposta chiusa sulla descrizione di un fenomeno e le sue leggi specifiche
-soluzione di problemi (per le sole classi seconde)
Criteri di Valutazione
(artt. 1, 4 e 7 del DPR 122 del 22.08.2010)
La valutazione degli obiettivi cognitivi e dei comportamenti socio-affettivi è stata effettuata in due fasi:
- formativa (su prove scritte e orali): sulla base del livello delle conoscenze, delle competenze, delle
capacità, e dei livelli espressioni raggiunti.
- sommativa: sulla base dei livelli di partenza, dei progressi effettuati dagli allievi, dell'impegno profuso
a scuola e a casa, dell'interesse e della partecipazione dimostrati, del metodo di lavoro acquisito e della
frequenza.
Tabella di Valutazione
Descrittore
CONOSCENZE
Principi, teorie e
pratiche,
nozioni, nuclei
concettuali della
disciplina
Livelli
Nessuna conoscenza o poche/pochissime conoscenze
Frammentarie, superficiali e incoerenti
Parziali e superficiali
Essenziali ma non approfondite
Globalmente complete, coerenti e con approfondimenti
Complete, approfondite e coordinate
Complete, approfondite, coordinate ed ampliate
Complete, approfondite, coordinate, ampliate, personalizzate
Non riesce ad applicare le conoscenze e commette gravi errori
ABILITÀ
Applicazione
pratica delle
conoscenze abilità
cognitive – abilità
pratiche
Voto
1-3
4
5
6
7
8
9
10
Scarso
1-3
Riesce ad applicare le conoscenze solo in compiti semplici; commette errori
anche gravi nell’esecuzione
Gravemente
Insufficiente
4
Commette errori non gravi nella esecuzione di compiti semplici
Applica le conoscenze acquisite ed esegue compiti semplici senza fare errori
Insufficiente
Sufficiente
5
6
Esegue compiti complessi e sa applicare i contenuti e le procedure, ma
commette qualche errore non grave
Esegue compiti complessi e sa applicare i contenuti e le procedure, ma
commette qualche lieve imprecisione
Esegue compiti complessi, applica conoscenze e procedure in nuovi contesti,
stabilisce relazioni, organizza completamente conoscenze e le procedure
acquisite
Discreto
7
Buono
8
Ottimo
9
Eccellente
10
Scarso
1-3
Esegue compiti complessi, applica le conoscenze e le procedure in nuovi
contesti, con rigore e precisione, stabilisce relazioni, organizza autonomamente
e completamente le conoscenze e le procedure acquisite.
COMPETENZE
Valutazione
Scarso
Gravemente
insufficiente
Insufficiente
Sufficiente
Discreto
Buono
Ottimo
Eccellente
Non è capace ad effettuare le operazioni basilari della disciplina.
Acquisizione
consapevole,
durevole e
trasferibile delle
conoscenze e abilità
Riesce con grande difficoltà ad effettuare le operazioni più elementari.
Raramente riesce ad eseguire operazioni appena più complesse
Gravemente
Insufficiente
4
Effettua solo alcune operazioni ma non quelle complesse ed approfondite
Insufficiente
5
Sufficiente
Discreto
6
7
Buono
8
Ottimo
9
Eccellente
10
È capace di effettuare operazioni complete, ma non approfondite. Sollecitato e
guidato, riesce in operazioni più approfondite
Effettua operazioni autonomamente anche se parziali e non approfondite
Effettua operazioni complesse in modo completo ed approfondito. È padrone
dei propri mezzi anche se con qualche incertezza
Esegue con ottime capacità operazioni molto complesse, si esprime con
padronanza di mezzi che denotano capacità critiche ed espressive complete
Opera capacità operazioni molto complesse e si esprime con padronanza di
mezzi che denotano capacità espressive autonome, complete, critiche,
approfondite e personali