LICEO SCIENTIFICO STATALE “COSIMO DE GIORGI” Viale Michele De Pietro, 14 73100 – Lecce C.F.: 80011850759 Tel. 0832/307114 Fax. 0832/305918 Cod. Ist. LEPS01000P e.mail: [email protected] sito web: www.liceodegiorgi.it 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