Progr fisica by Liceoscifabriano

a.s. 2013/2014

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" - Fabriano

PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DIDATTICA DI PROGRAMMAZIONE FISICA primo biennio DI FISICA secondo biennio e classe quinta (vecchio

primo biennio, secondo biennio e ordinamento) classe quinta (vecchio ordinamento)

Dipartimento di Matematica, Fisica, Informatica 31

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano

PREMESSE GENERALI

FINALITÀ

Fornire allo studente gli strumenti culturali e metodologici per una comprensione approfondita della realtà. Concorrere insieme alle altre discipline allo sviluppo dello spirito critico e alla promozione umana e intellettuale e al conseguimento di una visione unitaria del divenire storico. Contribuire all’acquisizione di una mentalità flessibile. Contribuire a comprendere il linguaggio universale delle discipline scientifiche.

PIANO DI STUDI (Liceo scientifico e Liceo Scientifico opzione Scienze Applicate) 1° biennio 1° anno 2° anno FISICA

2° biennio 3° anno 4° anno

MONTE ORE ANNUALE 66 66 99

5° anno (vecchio ordinamento) 99

[2 ore settimanali al biennio, sia per il liceo scientifico sia per la relativa opzione “scienze applicate”, 3 ore settimanali nel secondo biennio e nel quinto anno] RISULTATI DI APPRENDIMENTO

A conclusione dei percorsi di ogni liceo gli studenti dovranno: 1. Area metodologica  Aver acquisito un metodo di studio autonomo e flessibile, che consenta di condurre ricerche e approfondimenti personali e di continuare in modo efficace i successivi studi superiori, naturale prosecuzione dei percorsi liceali, e di potersi aggiornare lungo l’intero arco della propria vita. 2. Area logico-argomentativa  Saper sostenere una propria tesi e saper ascoltare e valutare criticamente le argomentazioni altrui.  Acquisire l’abitudine a ragionare con rigore logico, ad identificare i problemi e a individuare possibili soluzioni. 3. Area linguistica e comunicativa  Saper utilizzare le tecnologie dell’informazione e della comunicazione per studiare, fare ricerca, comunicare. 4. Area storico umanistica  Collocare il pensiero scientifico, la storia delle sue scoperte e lo sviluppo delle invenzioni tecnologiche nell’ambito più vasto della storia delle idee. 1

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano 5. Area scientifica, matematica e tecnologica  Possedere i contenuti fondamentali delle scienze fisiche, padroneggiandone le procedure e i metodi di indagine propri, anche per potersi orientare nel campo delle scienze applicate.  Saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la modellizzazione e la risoluzione di problemi.  Aver raggiunto una conoscenza sicura dei contenuti fondamentali delle scienze fisiche e, anche attraverso l’uso del laboratorio, una padronanza dei linguaggi specifici e dei metodi di indagine propri delle scienze sperimentali.  Essere consapevoli delle ragioni che hanno prodotto lo sviluppo scientifico e tecnologico nel tempo, in relazione ai bisogni e alle domande di conoscenza dei diversi contesti, con attenzione critica alle dimensioni tecnico-applicative ed etiche delle conquiste scientifiche, in particolare quelle più recenti.  Saper cogliere la potenzialità delle applicazioni dei risultati scientifici nella vita quotidiana.

ACQUISIZIONE DI COMPETENZE

Al termine del percorso liceale lo studente avrà appreso i concetti fondamentali della fisica, le leggi e le teorie che li esplicitano, acquisendo consapevolezza del valore conoscitivo della disciplina e del nesso tra lo sviluppo della conoscenza fisica ed il contesto storico e filosofico in cui essa si è sviluppata. In particolare, lo studente avrà acquisito le seguenti competenze: - osservare e identificare fenomeni; - formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi; - formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione; - fare esperienza…, dove l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati …; - conoscere e usare in modo corretto il linguaggio specifico; - riconoscere le tecniche di organizzazione e di formalizzazione di un processo deduttivo e di un processo induttivo.

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PRIMO BIENNIO

Nel primo biennio si inizia a costruire il linguaggio della fisica classica (grandezze fisiche scalari e vettoriali e unità di misura), abituando lo studente a semplificare e modellizzare situazioni reali, a risolvere problemi e ad avere consapevolezza critica del proprio operato. Al tempo stesso gli esperimenti di laboratorio consentiranno di definire con chiarezza il campo di indagine della disciplina e di permettere allo studente di esplorare fenomeni (sviluppare abilità relative alla misura) e di descriverli con un linguaggio adeguato (incertezze, cifre significative, grafici). L’attività sperimentale lo accompagnerà lungo tutto l’arco del primo biennio, portandolo a una conoscenza sempre più consapevole della disciplina anche mediante la scrittura di relazioni che rielaborino in maniera critica ogni esperimento eseguito. Attraverso lo studio dell’ottica geometrica, lo studente sarà in grado di interpretare i fenomeni della riflessione e della rifrazione della luce e il funzionamento dei principali strumenti ottici. Lo studio dei fenomeni termici definirà, da un punto di vista macroscopico, le grandezze temperatura e quantità di calore scambiato, introducendo il concetto di equilibrio termico e trattando i passaggi di stato. Lo studio della meccanica riguarderà problemi relativi all’equilibrio dei corpi e dei fluidi. I temi suggeriti saranno sviluppati dall’insegnante secondo modalità e con un ordine coerenti con gli strumenti concettuali e con le conoscenze matematiche già in possesso degli studenti o contestualmente acquisite nel corso parallelo di Matematica. Lo studente potrà così fare esperienza, in forma elementare ma rigorosa, del metodo di indagine specifico della fisica, nei suoi aspetti sperimentali, teorici e linguistici.

Alla fine del 1° biennio lo studente dovrà essere in grado di:  Analizzare un fenomeno o un problema individuandone gli elementi significativi, le relazioni, i dati superflui, quelli mancanti e riuscendo a collegare premesse e conseguenze;  Eseguire in modo corretto semplici misure con chiara consapevolezza delle operazioni effettuate e degli strumenti utilizzati;  Raccogliere, ordinare e rappresentare i dati ricavati, valutando gli ordini di grandezza e le approssimazioni, mettendo in evidenza l'incertezza associata alla misura;  Esaminare dati e ricavare informazioni significative da tabelle, grafici e altra documentazione;  Porsi problemi, prospettare soluzioni e modelli;  Inquadrare in un medesimo schema logico situazioni diverse riconoscendo analogie e differenze, proprietà varianti ed invarianti;  Trarre semplici deduzioni teoriche e confrontarle con i risultati sperimentali;  Utilizzare semplici programmi informatici per la soluzione di problemi o la simulazione di fenomeni; utilizzare il foglio elettronico. 3

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano Con l'attività di laborat orio gli allievi dovranno inoltre:  Imparare a descrivere, anche per mezzo di schemi, le apparecchiature e le procedure utilizzate;  Sviluppare abilità operative connesse con l'uso degli strumenti;  Sviluppare capacità di lavoro in equipe;  Acquisire flessibilità nell'affrontare situazioni impreviste di natura concettuale e/o tecnica;  Sviluppare capacità di proporre semplici esperimenti atti a fornire risposte a problemi di natura fisica.

Tenendo presente tutto quanto evidenziato nelle premesse generali all’insegnamento della fisica nel nuovo ordinamento e gli obiettivi specifici di apprendimento relativi al primo biennio, i docenti di fisica della scuola: 1. per le classi prime, unitamente a tutti i docenti del C.d.C., dedicheranno le prime due settimane dell’anno scolastico al “Progetto Accoglienza” che prevede tra l’altro un questionario di conoscenza e attività relative allo sviluppo di un buon metodo di studio; 2. stabiliscono di impartire lo stesso insegnamento in entrambi gli indirizzi, visto che il potenziamento orario delle materie scientifiche nell’opzione scienze applicate (a scapito: del latino, di un’ora settimanale di matematica in seconda e di un’ora di filosofia nel triennio) è relativo solo alle scienze, oltre all’introduzione dell’informatica, mentre la fisica mantiene esattamente lo stesso orario settimanale tutti gli anni; 3. declinano dettagliatamente gli obiettivi da raggiungere al termine del primo e del secondo anno in competenze, abilità e conoscenze come esposto di seguito.

Obiettivi del 1° anno declinati in competenze, abilità e conoscenze

COMPETENZE

ABILITÀ Spiegare il concetto di definizione operativa di grandezza fisica.

Descrivere fin dall’inizio la realtà fisica utilizzando correttamente le prime grandezze fisiche e le loro unità di misura.

Enunciare le definizioni del S.I. delle unità di misura meccaniche di lunghezza (metro), massa (chilogrammo) e tempo (secondo). Distinguere le grandezze fisiche, e relative unità di misura, di base o fondamentali da quelle derivate. Utilizzare le diverse notazioni per le grandezze fisiche (scientifica, multipli e sottomultipli) sapendole trasformare da una all’altra; indicare le cifre significative.

CONOSCENZE Grandezze fisiche: definizione. Prime unità del S.I. (m, kg, s). Grandezze fondamentali e derivate.

Multipli, sottomultipli e notazione scientifica.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano COMPETENZE

ABILITÀ Definire la densità di una sostanza. Calcolare la massa se è nota la densità e il volume o inversamente calcolare il volume se è nota la densità e la massa.

Riconoscere la dipendenza lineare tra due grandezze fisiche graficamente, analiticamente o da tabelle di dati.

Valutare gli errori sia nelle misure dirette che in quelle indirette di una grandezza fisica.

Definire e calcolare la pendenza di una retta nel piano cartesiano. Enunciare le equazioni tra due grandezze direttamente proporzionali o in relazione lineare e saperle rappresentare graficamente. Riconoscere da tabelle di dati se due grandezze sono tra loro direttamente proporzionali o in relazione lineare. Attribuire l’errore assoluto ad una misura diretta sapendo la sensibilità dello strumento usato. Calcolare l’errore relativo (e percentuale) da quello assoluto e viceversa. Calcolare, in casi semplici, l’errore assoluto o relativo di una misura indiretta applicando le leggi di propagazione degli errori. Calcolare il valore medio di una serie di misure. Calcolare l’errore massimo di una serie di misure. Definire, non rigorosamente, il peso di un corpo in prossimità della superficie terrestre. Distinguere i concetti di massa e peso di un corpo, sapendo passare da una all’altro e viceversa (non ricorrendo all’accelerazione di gravità). Definire il chilogrammo-peso ed in sua funzione il newton.

Utilizzare in semplici situazioni la forza-peso, la forza di attrito statico e la forza elastica di una molla.

Definire il peso specifico di una sostanza. Calcolare il peso se è noto il peso specifico e il volume o inversamente calcolare il volume se è noto il peso specifico e il peso. Determinare la forza di attrito radente statico agente su un corpo a contatto di un piano (orizzontale, inclinato o verticale) o tra due corpi a contatto tra loro Spiegare approssimativamente il concetto di forza elastica di una molla allungata o accorciata (cenno al principio di azione e reazione). Definire e calcolare la costante elastica di una molla. Risolvere problemi con una o più molle in serie che sostengono un corpo, essendo l’incognita la costante elastica o la forza elastica (o il peso del corpo) o l’allungamento (o l’accorciamento).

Trovare la risultante di più forze con diverse intensità e direzioni, come esempio di somma vettoriale.

CONOSCENZE Proporzionalità diretta e dipendenza lineare tra grandezze fisiche.

Proporzionalità diretta e dipendenza lineare tra grandezze fisiche.

Errori di misura assoluto e relativo.

Leggi di propagazione degli errori nelle misure indirette. Valore medio e errore massimo di una serie di misure.

Massa e peso.

Peso specifico.

Forza di attrito radente statico.

Forza elastica e costante di una molla.

Definire trigonometricamente (usando solo cateti e ipotenusa) tangente, seno e coseno di un angolo acuto.

Tangente, seno e coseno di un angolo.

Calcolare lati o angoli incogniti di un triangolo rettangolo se sono noti due lati o un lato e un angolo.

Risoluzione di triangoli rettangoli.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano COMPETENZE

ABILITÀ Calcolare la componente di una forza lungo una generica direzione.

Scomposizione di una forza.

Determinare la risultante di più forze: graficamente con la poligonale o analiticamente sommando le componenti lungo due assi ortogonali.

Risultante di più forze.

Enunciare la condizione di equilibrio del punto materiale. Determinare l’equilibrante di più forze.

Analizzare situazioni di equilibrio statico di corpi puntiformi e di corpi rigidi o determinare reazioni vincolari agenti su essi.

Applicare in semplici situazioni le leggi della statica dei fluidi.

CONOSCENZE

Determinare le componenti del peso di un corpo fermo su un piano inclinato, parallela o perpendicolare al piano stesso, la forza parallela al piano inclinato che tiene il corpo fermo e la reazione del piano sul corpo. Risolvere problemi con un corpo fermo su un piano inclinato aventi come incognita una delle quattro forze precedenti o il peso del corpo o l’angolo d’inclinazione del piano.

Equilibrio del punto materiale.

Equilibrio del piano inclinato.

Calcolare il momento di una forza rispetto ad un punto Calcolare la sommatoria dei momenti di più forze verticali (o orizzontali) applicate ad un’asta rigida orizzontale (o vert.).

Momento di una forza .

Enunciare la condizione di equilibrio di un corpo rigido. Risolvere problemi con aste rigide in equilibrio, appoggiate o incernierate in un punto, aventi come incognita una forza o il suo punto di applicazione.

Equilibrio del corpo rigido.

Calcolare le reazioni vincolari su aste rigide dovute ad appoggi semplici, cerniere o cavi a loro connesse.

Reazioni vincolari.

Definire e calcolare la pressione esercitata da una forza su una superficie.

Pressione.

Enunciare il principio di Pascal.

Principio di Pascal.

Enunciare la legge di Stevino e applicarla per risolvere problemi sulla pressione idrostatica nei liquidi aventi per incognita la pressione o la profondità o il peso specifico del liquido.

Legge di Stevino.

Enunciare il principio di Archimede. Calcolare la spinta idrostatica o aerostatica agente su un corpo immerso totalmente o parzialmente in un fluido.

Principio di Archimede.

Risolvere problemi su corpi galleggianti su un liquido.

Galleggiamento dei corpi.

Calcolare il valore della pressione atmosferica utilizzando l’esperimento di Torricelli. Utilizzare le più note unità di misura della pressione: Pa, atm kgp/cm2, mmHg o torr, , sapendole trasformare tra loro.

Pressione atmosferica.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano Obiettivi del 2° anno declinati in competenze, abilità e conoscenze

COMPETENZE

Descrivere e utilizzare il moto rettilineo uniforme o uniformemente accelerato di un corpo.

ABILITÀ

CONOSCENZE

Riconoscere la relatività dei concetti di quiete e moto di un corpo rispetto a un dato sistema di riferimento e definirne la traiettoria.

Quiete e moto, sistemi di riferimento, traiettoria.

Definire la posizione di un corpo in moto rettilineo e il suo spostamento tra due posizioni in due distinti istanti.

Posizione e spostamento.

Definire la velocità media in un generico moto rettilineo, calcolarne il modulo (in m/s e km/h), riconoscendone il significato nel grafico posizione-tempo. Calcolare lo spostamento o l’intervallo di tempo, nota la velocità media.

Velocità media.

Enunciare la legge oraria di un corpo in moto rettilineo uniforme e saperla rappresentare graficamente. Risolvere, analiticamente o graficamente, problemi con uno o due corpi in moto rettilineo uniforme.

Moto rettilineo uniforme.

Definire la velocità istantanea, riconoscendone il significato nel grafico spazio-tempo.

Velocità istantanea.

Definire l’accelerazione media in un generico moto rettilineo, calcolarne il modulo, riconoscendone il significato nel grafico velocità-tempo.

Accelerazione media.

Enunciare le leggi velocità-tempo e posizione-tempo di un corpo in moto uniformemente accelerato, rispetto ad un sistema di riferimento arbitrariamente scelto, e saperle rappresentare graficamente. Riconoscere il significato dello spazio percorso nel grafico velocità-tempo . Enunciare la legge velocità-posizione di un corpo in un moto uniformemente accelerato. Risolvere problemi con un corpo in moto uniformemente accelerato. Risolvere problemi con due corpi, uno in moto rettilineo uniforme e l’altro in moto uniformemente accelerato.

Moto rettilineo uniformemente accelerato.

Risolvere problemi con un corpo inizialmente fermo in caduta libera o con un corpo a generica altezza e velocità iniziale verticale.

Moto di caduta dei corpi.

Definire l’accelerazione istantanea, riconoscendone il significato nel grafico velocità-tempo.

Accelerazione istantanea.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano COMPETENZE

Analizzare le forze che generano i moti applicando i principi della dinamica.

Applicare i principi di conservazione dell’energia meccanica.

ABILITÀ

CONOSCENZE

Enunciare il primo principio della dinamica o principio d’inerzia.

Primo principio della dinamica.

Enunciare il secondo principio della dinamica. Definire il newton. Applicare il secondo principio della dinamica alla risoluzione di problemi con un corpo soggetto ad una o più forze. Applicare il secondo principio della dinamica alla risoluzione di problemi con un sistema di corpi collegati.

Secondo principio della dinamica.

Enunciare il terzo principio della dinamica o principio di azione e reazione. Riconoscere forze di azione e razione tra coppie di corpi.

Terzo principio della dinamica.

Spiegare la relazione tra peso, massa e accelerazione di gravità.

Peso, massa e accelerazione di gravità.

Trovare l’accelerazione di un corpo su un piano inclinato liscio. Risolvere problemi con un corpo in moto su un piano inclinato liscio inizialmente in generica posizione e velocità iniziale. Applicare il secondo principio della dinamica alla risoluzione di problemi con un sistema di corpi collegati, e almeno uno dei quali su piano inclinato liscio.

Moto su un piano inclinato liscio.

Determinare la forza di attrito radente dinamico agente su un corpo a contatto di un piano (orizzontale, inclinato o verticale) o tra due corpi a contatto tra loro. Applicare il secondo principio della dinamica alla risoluzione di problemi con un corpo soggetto a più forze compreso l’attrito.

Forza di attrito radente dinamico.

Applicare il secondo principio della dinamica alla risoluzione di problemi con un corpo in moto su un piano inclinato ruvido inizialmente in generica posizione e velocità iniziale. Applicare il secondo principio della dinamica alla risoluzione di problemi con un sistema di corpi collegati, e almeno uno dei quali su piano inclinato ruvido.

Moto su un piano inclinato ruvido.

Spiegare la dinamica del moto circolare uniforme individuando la forza centripeta come risultante delle forze agenti sul corpo. Risolvere problemi dinamici sul moto circolare uniforme.

Dinamica del moto circolare uniforme e forza centripeta.

Definire il prodotto scalare tra due vettori. Definire e calcolare il lavoro di una forza costante per uno spostamento rettilineo in una generica direzione rispetto alla forza. Definire il joule.

Lavoro di una forza.

Definire la potenza e il watt.

Potenza.

Definire l’energia cinetica di un corpo. Enunciare il teorema dell’energia cinetica.

Energia cinetica.

Spiegare il significato di forza conservativa o dissipativa.

Forze conservative.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano COMPETENZE

Analizzare fenomeni termici e applicare la legge dell’equilibrio termico

Analizzare fenomeni di ottica geometrica

ABILITÀ

CONOSCENZE

Spiegare l’introduzione di un’energia potenziale in corrispondenza di una data forza conservativa. Enunciare esplicitamente le energie potenziali della forza peso e della forza elastica.

Energia potenziale della forza-peso e della forza elastica.

Enunciare il principio di conservazione dell’energia meccanica. Applicare il principio di conservazione dell’energia meccanica alla risoluzione di problemi con uno o due corpi.

Principio di conservazione dell'energia meccanica.

Descrivere le varie forme di energia e le loro continue trasformazioni nel rispetto del bilancio energetico totale.

Trasformazioni di energia.

Spiegare la differenza tra calore e temperatura.

Calore e temperatura.

Applicare le leggi della dilatazione termica

Dilatazione termica.

Descrivere il funzionamento di un termometro.

Termometri e termoscopi.

Spiegare i meccanismi di trasmissione del calore

Trasmissione del calore per conduzione, convezione, irraggiamento.

Descrivere la natura e il comportamento della luce

Propagazione rettilinea della luce; formazione delle ombre; velocità della luce.

Enunciare le leggi della riflessione. Costruire graficamente immagini di corpi riflessi da specchi piani e da specchi sferici. Applicare la legge dei punti coniugati.

Riflessione.

Enunciare le leggi della rifrazione. Determinare l’indice di rifrazione. La riflessione totale.

Rifrazione.

Definire “lente sottile”. Applicare l’equazione dei punti coniugati di una lente. Costruire graficamente le immagini prodotte da una lente.

Le lenti.

Descrivere il funzionamento di alcuni strumenti ottici. Descrivere il funzionamento dell’occhio umano.

Strumenti ottici.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano Contenuti e scansione temporale indicativamente prevista per le CLASSI PRIME Trimestre

1. Prime grandezze e loro misura. [SET-OTT] - Fisica e metodo sperimentale. - Grandezze: definizione e operazioni. - Sistema Internazionale di Unità. Grandezze fondamentali e derivate. - Potenze di 10. Prefissi per multipli e sottomultipli. - Unità di misura meccaniche di tempo, lunghezza e massa. - Area e volume di cubo, parallelepipedo, cilindro e sfera. Equivalenze. - Densità. - Notazione scientifica. Ordini di grandezza. 2. Errori di misura. [OTT-NOV] - Misure dirette e indirette. - Errore assoluto e sensibilità degli strumenti. - Errore relativo e percentuale. - Leggi di propagazione degli errori nelle misure indirette. - Cifre significative. Arrotondamento. - Errori casuali e sistematici. - Serie di misure: istogrammi, moda, valore medio e errore massimo. 3. Relazioni tra grandezze. [NOV] - Rapporti. Proporzioni. Percentuali. - Tabelle, formule e grafici cartesiani. - Proporzionalità diretta, dipendenza lineare e retta. - Proporzionalità inversa. - Proporzionalità quadratica. - Equazioni elementari. Principi di equivalenza. 4. Grandezze scalari e vettoriali. [DIC] - Massa e forza-peso. Peso specifico. - Vettore spostamento. - Scalari e vettori. - Operazioni tra vettori. - Composizione grafica di due spostamenti (o forze): regola del parallelogrammo. - Composizione grafica di più spostamenti (o forze): regola della poligonale. - Definizione trigonometrica di tangente, seno e coseno di un angolo. - Risoluzione di triangoli rettangoli. - Scomposizione di spostamenti e forze. - Composizione analitica di più forze mediante somma delle componenti.

Pentamestre 5. Forze ed equilibrio. [GEN-FEB] - Forza di attrito radente statico. - Forza elastica di una molla. - Principio di azione e reazione. - Equilibrio di un punto materiale.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano 6. Equilibrio dei solidi. [MAR] - Equilibrio del punto materiale. - Reazioni vincolari. - Risultante ed equilibrante di due o più forze. - Equilibrio sul piano inclinato. - Momento di una forza. - Equilibrio del corpo rigido. - Leve. Carrucole fisse e mobili. Verricelli. - Baricentro. Corpi appesi o appoggiati. 7. Equilibrio dei fluidi. [APR-MAG] - Solidi, liquidi e gas. - Pressione e sua misura. - Pressione nei liquidi. Legge di Pascal. - Pressione idrostatica. Legge di Stevino. - Principio di Archimede. Galleggiamento dei corpi. - Densità dell'aria. Pressione atmosferica. - Esperimento di Torricelli.

Contenuti e scansione temporale indicativamente prevista per le CLASSI SECONDE Trimestre 1. Moti rettilinei. [SET-OTT] - Punto materiale, quiete, moto, traiettoria, sistemi di riferimento. - Moto rettilineo: posizione e istante di tempo; spostamento e intervallo di tempo. - Velocità media. Grafici posizione-tempo in generale. - Moto rettilineo uniforme. Legge oraria e grafici pos/vel-tempo. - Velocità istantanea. - Accelerazione media. Grafici velocità-tempo in generale. - Moto rettilineo uniformemente accelerato. Leggi e grafici pos/vel/acc-tempo. - Legge velocità-posizione del moto rettilineo uniformemente accelerato. - Moto di caduta dei corpi. - Accelerazione istantanea.

2. Principi della dinamica. [NOV-DIC] - Primo principio della dinamica. - Secondo principio della dinamica. - Terzo principio della dinamica. - Forza-peso, massa e accelerazione di gravità. - Moto su un piano inclinato liscio. - Forza di attrito radente dinamico. - Moto su un piano inclinato ruvido. Pentamestre 3. Energia meccanica. [GEN-FEB] - Lavoro di una forza. - Potenza. - Energia e lavoro. - Energia cinetica e relativo teorema. - Forze conservative e dissipative. 11

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano - Energia potenziale della forza-peso. - Energia potenziale della forza elastica. - Principio di conservazione dell'energia meccanica. - Variazione di energia totale e lavoro di forze dissipative. - Trasformazioni di energia e conservazione dell'energia totale. 4. Fenomeni termici. [MAR-APR] - Struttura della materia. - Temperatura ed equilibrio termico. - Dilatazione termica. - Calore e lavoro. - Calore specifico e capacità termica. - Propagazione del calore. - Cambiamenti di stato. 5. Ottica geometrica. [MAG] - Sorgenti di luce e raggi luminosi. - La riflessione della luce e gli specchi piani. - Gli specchi sferici. - La rifrazione della luce. - La riflessione totale. - Le lenti. - Gli strumenti ottici.

METODI I criteri metodologici che verranno adottati possono essere così formulati. 1. Realizzazione di esperimenti nel laboratorio di fisica, sia da parte dell'insegnante che da gruppi di studenti (l’elaborazione dei dati sarà però condotta individualmente). Le esperienze di fisica previste, considerando le sole due ore di lezione settimanale, verranno scelte dai singoli docenti, anche in coordinamento con i colleghi di scienze, in numero congruo tra le seguenti: CLASSI PRIME 1) misure di dimensioni di solidi geometrici con riga e calibro e calcolo di aree e volumi; 2) serie di misure del periodo di oscillazione di un pendolo e calcolo del periodo medio; 3) misure di masse di solidi e liquidi e calcolo della densità; 4) misure dell’allungamento di molle singole o in serie e calcolo della costante elastica; 5) composizione e scomposizione di forze con pesi e dinamometri; 6) equilibrio di un carrello su un piano inclinato; 7) equilibrio di un’asta metallica vincolata; 8) principio di Archimede. CLASSI SECONDE 1) moto rettilineo orizzontale uniforme del carrello sulla la rotaia; 2) moto uniformemente accelerato orizzontale del carrello sulla rotaia; 3) moto uniformemente accelerato inclinato del carrello sulla rotaia; 4) forza di attrito radente dinamico agente su un corpo su piano orizzontale o inclinato; 5) calorimetro: determinazione dell’equivalente in acqua; calcolo di calori specifici; 6) disco ottico: verifica delle leggi di riflessione e rifrazione.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano 2. Elaborazione teorica, utilizzando il libro di testo [Antonio Caforio / Aldo Ferilli – Dentro la Fisica – ed. Le Monnier Scuola], mediato e integrato dal docente, che pur abituando ad un uso costante del linguaggio matematico favorisca inizialmente un approccio intuitivo degli argomenti trattati, partendo, quando possibile, dall’analisi dei dati sperimentali, per tendere poi progressivamente ad una sistemazione più rigorosa della teoria. Si cercherà inoltre di evidenziare sia le connessioni, concettuali e formali, tra le varie parti della materia, che lo sviluppo storico delle teorie scientifiche, non sempre lineare, per sottolineare l'aspetto creativo, oltre che critico, del metodo scientifico. 3. Applicazione dei contenuti acquisiti attraverso esercizi e problemi, presi dal testo o forniti dall’insegnante, non limitati ad un'automatica applicazione di formule, ma orientati sia all'analisi critica del fenomeno considerato, sia alla giustificazione logica delle varie fasi del processo di risoluzione. Tutto ciò sempre compatibilmente con il poco tempo a disposizione, che certamente non permetterà un uguale approfondimento dei vari argomenti di questa fondamentale fase dell’apprendimento della fisica, ma si concentrerà su quelli principali. 4. Uso dell'elaboratore (se possibile con il poco tempo disponibile) per la rappresentazione e l’elaborazione dei dati sperimentali raccolti nel laboratorio di fisica, o per l'utilizzo di programmi di simulazione.

VALUTAZIONE In sede di Collegio Docenti si è stabilito che, per le discipline con solo due ore settimanali, anche la valutazione del primo trimestre sia unica. Infatti la necessità di frequentare il laboratorio di fisica e l'esigenza di curare oltre all’elaborazione della teoria anche la sua applicazione alla risoluzione di problemi non banali, impedisce chiaramente, con le sole due ore settimanali di lezione, di procedere ad una valutazione orale e scritta separata. Per l'assegnazione del voto finale si prevedono pertanto interrogazioni, relazioni di laboratorio e verifiche scritte in numero totale di almeno tre per il trimestre e di almeno quattro per il pentamestre; in entrambi i casi si dovranno utilizzare tutte e tre le tipologie suddette. Le prove scritte potranno essere test a risposta multipla e/o aperta (con quesiti sia di natura concettuale che sulla risoluzione di problemi) e/o esercizi/problemi articolati; le prove orali potranno essere la tradizionale interrogazione o semplici colloqui, dal posto o alla lavagna. Ulteriori elementi di valutazione saranno costituiti dal grado di costruttiva partecipazione alle lezioni e all’attività laboratoriale. Per i dettagli e le griglie si veda da pag.28.

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RECUPERO  

Le situazioni di difficoltà di studio verranno individuate in relazione a:- aspetti comportamentali e movitazionali - aspetti cognitivi - abilità fondamentali. Gli interventi saranno tempestivi, per evitare il radicamento delle insufficienze e delle incertezze.

Le attività di recupero si attueranno durante le ordinarie attività curricolari, mediante: -

insegnamento di strategie metacognitive per migliorare le abilità di comprensione del testo ulteriori spiegazioni ed approfondimenti; colloqui individuali; esercitazioni di vario tipo; attività svolte a casa (esercizi, ripasso, ecc.). valutazione a carattere formativo; momenti di autovalutazione dell’allievo[colloquio/questionario].

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SECONDO BIENNIO

Dalle “Indicazioni nazionali riguardanti gli obiettivi specifici di apprendimento” della Fisica relativamente al secondo biennio:

Nel secondo biennio il percorso didattico darà maggior rilievo all’impianto teorico (le leggi della fisica) e alla sintesi formale (strumenti e modelli matematici), con l’obiettivo di formulare e risolvere problemi più impegnativi, tratti anche dall’esperienza quotidiana, sottolineando la natura quantitativa e predittiva delle leggi fisiche. Inoltre, l’attività sperimentale consentirà allo studente di discutere e costruire concetti, progettare e condurre osservazioni e misure, confrontare esperimenti e teorie. Saranno riprese le leggi del moto, affiancandole alla discussione dei sistemi di riferimento inerziali e non inerziali e del principio di relatività di Galilei. L’approfondimento del principio di conservazione dell’energia meccanica, applicato anche al moto dei fluidi e l’affronto degli altri principi di conservazione, permetteranno allo studente di rileggere i fenomeni meccanici mediante grandezze diverse e di estenderne lo studio ai sistemi di corpi. Con lo studio della gravitazione, dalle leggi di Keplero alla sintesi newtoniana, lo studente approfondirà, anche in rapporto con la storia e la filosofia, il dibattito del XVI e XVII secolo sui sistemi cosmologici. Si completerà lo studio dei fenomeni termici con le leggi dei gas, familiarizzando con la semplificazione concettuale del gas perfetto e con la relativa teoria cinetica; lo studente potrà così vedere come il paradigma newtoniano sia in grado di connettere l’ambito microscopico a quello macroscopico. Lo studio dei principi della termodinamica permetterà allo studente di generalizzare la legge di conservazione dell’energia e di comprendere i limiti intrinseci alle trasformazioni tra forme di energia, anche nelle loro implicazioni tecnologiche, in termini quantitativi e matematicamente formalizzati. Si inizierà lo studio dei fenomeni ondulatori con le onde meccaniche, introducendone le grandezze caratteristiche e la formalizzazione matematica; si esamineranno i fenomeni relativi alla loro propagazione con particolare attenzione alla sovrapposizione, interferenza e diffrazione. In questo contesto lo studente familiarizzerà con il suono (come esempio di onda meccanica particolarmente significativa) e completerà lo studio della luce con quei fenomeni che ne evidenziano la natura ondulatoria. Lo studio dei fenomeni elettrici e magnetici permetterà allo studente di esaminare criticamente il concetto di interazione a distanza, già incontrato con la legge di gravitazione universale, e di arrivare al suo superamento mediante l’introduzione di interazioni mediate dal campo elettrico, del quale si darà anche una descrizione in termini di energia e potenziale, e dal campo magnetico.

Alla fine del 2° biennio lo studente dovrà essere in grado di:  Formulare ipotesi, sperimentare, interpretare le leggi della fisica classica;  Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua soluzione; 15

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano  Spiegare il significato dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come strumento di controllo di ipotesi interpretative, scelta delle variabili significative, raccolta e analisi critica dei dati;  Interpretare e rielaborare le teorie della fisica classica, avendo consapevolezza critica del nesso tra lo sviluppo del sapere fisico e il contesto storico e filosofico in cui esso si è sviluppato. Tenendo presente tutto quanto evidenziato nelle premesse generali all’insegnamento della fisica nel nuovo ordinamento e gli obiettivi specifici di apprendimento relativi al secondo biennio, i docenti di fisica della scuola: 1. stabiliscono di impartire lo stesso insegnamento in entrambi gli indirizzi, visto che la fisica mantiene esattamente lo stesso orario settimanale per i due anni del secondo biennio; 2. declinano dettagliatamente gli obiettivi al termine del terzo e del quarto anno in competenze, abilità e conoscenze come esposto nella pagina seguente. Obiettivi del 3° anno declinati in competenze, abilità e conoscenze e scansione temporale indicativamente prevista COMPETENZE Moti e leggi della dinamica [settembre ottobre]

Moti circolari e oscillatori

CONOSCENZE

Affrontare problemi in una o due dimensioni utilizzando allo stesso tempo le leggi della cinematica e i principi della dinamica

Descrivere il moto in un dato sistema di riferimento Applicare le equazioni del moto Applicare i principi della dinamica a problemi di moto rettilineo Risolvere problemi di moto parabolico Risolvere problemi sul moto lungo un piano inclinato Determinare forze e momenti su un sistema in equilibrio

Velocità media e istantanea Accelerazione media e istantanea Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato Principi della dinamica Moto curvilineo Accelerazione centripeta e tangenziale Sovrapposizione dei moti Moto parabolico Vettori e loro rappresentazione Prodotto scalare e vettoriale Momento di una forza Equilibrio del punto Equilibrio del corpo rigido

Affrontare lo studio di fenomeni periodici in una e due dimensioni

Riconoscere le forze alla base di un fenomeno periodico Applicare le leggi del moto circolare sia uniforme che non uniforme Applicare le leggi del moto armonico Saper determinare il periodo di un moto periodico

Velocità angolare Accelerazione centripeta Accelerazione tangenziale Accelerazione angolare Forza centripeta Definizione di moto armonico Velocità e accelerazione nel moto armonico Sistema massa –molla Pendolo semplice

Studiare fenomeni fisici in sistemi di riferimento in moto relativo riconoscendo

Saper descrivere lo stesso fenomeno in diversi sistemi di riferimento Applicare le leggi di

Sistemi di riferimento inerziali Composizione degli spostamenti Composizione delle velocità Invarianza dell'accelerazione

[novembre]

Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali

ABILITÀ

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano COMPETENZE [dicembre]

Energia meccanica [gennaio]

Quantità di moto e urti [febbraio]

Momento angolare

[aprile]

I gas e la teoria cinetica [maggio]

CONOSCENZE

composizione Saper calcolare forze apparenti Applicare la seconda legge nei sistemi non inerziali

Utilizzare il principio di conservazione dell'energia per la soluzione di problemi di varia natura

Determinare il lavoro di vari tipi di forze Distinguere le varie forme di energia Riconoscere forze conservative e non conservative Distinguere i diversi stati energetici di un sistema fisico Applicare il principio di conservazione in sistemi non dissipativi e dissipativi

Utilizzare il principio di conservazione della quantità di moto nello studio di urti, moti impulsivi, decadimenti.

Determinare la quantità di moto totale di un sistema Applicare la relazione fra la variazione della quantità di moto e l'impulso della forza agente Applicare il principio di conservazione della quantità di moto Analizzare il moto del centro di massa di un sistema

Quantità di moto Impulso di una forza Teorema dell'impulso Conservazione quantità di moto Urti elastici e anelastici Urti uni-e bi-dimensionali Centro di massa di un sistema Moto del centro di massa

Studiare semplici moti di corpi rigidi

Applicare il principio di conservazione del momento angolare Risolvere semplici problemi di dinamica rotazionale

Momento angolare di un punto Momento angolare di un corpo esteso Momento d'inerzia Equazione del moto rotatorio Conservazione del momento angolare Energia cinetica di rotazione

Studiare sistemi sia su scala terrestre che planetaria in interazione gravitazionale

Analizzare semplici situazioni di equilibrio tra masse Riconoscere l'universale validità della legge gravitazionale Analizzare il moto di pianeti e satelliti su orbite circolari Applicare la conservazione dell'energia a problemi di interazione gravitazionale

Tolomeo e Copernico Leggi di Keplero Legge di gravitazione universale Campo gravitazionale Campo terrestre Energia potenziale gravitazionale Moto di pianeti e satelliti

Studiare il comportamento dei gas sia macroscopicamente che mediante la teoria cinetica

Legare la temperatura all'equilibrio termico Utilizzare la mole come quantità di sostanza Applicare le leggi dei gas Legare la temperatura alla

Temperatura Principio zero Scale termometriche Mole e numero di Avogadro Leggi dei gas Equazione di stato

[marzo]

Gravitazione Universale

ABILITÀ

grandezze invarianti e non

Principio classico di relatività Trasformazioni galileiane Sistemi di riferimento non inerziali Forze apparenti Forza centrifuga L Lavoro di una forza Lavoro di una forza variabile Potenza Energia cinetica Teorema dell'energia cinetica Forze conservative Energia potenziale gravitazionale Energia potenziale elastica Principio conservazione dell'energia Forze non conservative

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano COMPETENZE

ABILITÀ velocità quadratica media Legare la pressione alla velocità quadratica media

CONOSCENZE Modello molecolare gas Energia cinetica e temperatura

CONTENUTI Sono asteriscati gli argomenti che dovrebbero essere già stati trattati al biennio e che quindi necessitano solo di richiami ed eventuali approfondimenti 1. Moti e leggi della dinamica moto rettilineo uniforme* moto uniformemente accelerato* le leggi della dinamica* il moto in due e tre dimensioni moto parabolico prodotto vettoriale tra due vettori momento di una forza* equilibrio di un corpo* 2. Moti circolari e oscillatori moto circolare uniforme moto circolare non uniforme moto armonico sistema massa molla pendolo semplice 3. Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali sistemi di riferimento inerziali e non principio classico di relatività trasformazioni galileiane grandezze invarianti forze apparenti nei sistemi non inerziali 4. Energia meccanica lavoro e potenza* energia cinetica* teorema dell'energia cinetica energia potenziale gravitazionale* energia potenziale elastica* principio di conservazione dell'energia* lavoro delle forze non conservative 5. Quantità di moto e momento angolare quantità di moto impulso di una forza conservazione della quantità di moto urti anelastici ed elastici in una e due dimensioni decadimenti ed esplosioni centro di massa moto di un sistema di particelle momento angolare momento d'inerzia legge della dinamica delle rotazioni 18

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano conservazione del momento angolare 6. Gravitazione universale Tolomeo e Copernico leggi di Keplero legge di gravitazione universale campo gravitazionale energia gravitazionale moti orbitali 7. I gas e la teoria cinetica temperatura ed equilibrio termico scale termometriche leggi dei gas perfetti modello molecolare dei gas perfetti energia cinetica media e temperatura assoluta Obiettivi del 4° anno declinati in competenze, abilità e conoscenze e scansione temporale indicativamente prevista COMPETENZE Termologia I gas e la teoria cinetica [settembreottobre]

Calore e primo principio della termodinamica

[dicembre]

CONOSCENZE

Studiare il comportamento dei gas sia macroscopicamente che mediante la teoria cinetica

Legare la temperatura all'equilibrio termico Utilizzare la mole come quantità di sostanza Applicare le leggi dei gas Legare la temperatura alla velocità quadratica media Legare la pressione alla velocità quadratica media

Temperatura Principio zero Scale termometriche Mole e numero di Avogadro Leggi dei gas Equazione di stato Modello molecolare gas Energia cinetica e temperatura

Utilizzare il primo principio come strumento di analisi dei sistemi termodinamici

Utilizzare le leggi degli scambi termici per determinare la temperatura di equilibrio o il calore specifico Distinguere tra trasformazioni reversibili ed irreversibili Calcolare il lavoro nelle varie trasformazioni termodinamiche Calcolare l'energia interna dei gas perfetti Applicare il primo principio all'analisi delle trasformazioni

Calore e temperatura Calore specifico Scambio termico Passaggi di stato Calore latente Trasformazioni reversibili e irreversibili Lavoro termodinamico per le varie trasformazioni Energia interna Primo principio Trasformazioni adiabatiche

Riconoscere i limiti posti dall'entropia nelle trasformazioni energetiche

Determinare il rendimento di una macchina termica Riconoscere la variazione di entropia come misura dell'irreversibilità Determinare la variazione di entropia in particolari trasformazioni

Macchina termica Rendimento Trasformazione calore –lavoro Postulati di Kelvin e Clausius Ciclo di Carnot e suo rendimento Teorema di Carnot Entropia di Clausius Entropia di un sistema isolato Accrescimento dell'entropia Entropia e disordine

[novembre]

Entropia e secondo principio

ABILITÀ

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano

Fenomeni ondulatori, onde sonore [gennaio]

Ottica fisica [febbraiomarzo]

La carica e il campo elettrico [aprile]

COMPETENZE

ABILITÀ

Analizzare i fenomeni ondulatori specificandone le caratteristiche Comprendere l’origine del suono distinguendo le caratteristiche della sorgente dagli effetti sull’osservatore

Riconoscere le modalità di propagazione delle onde e le caratteristiche della propagazione. Applicare il principio di Huygens. Riconoscere il comportamento di un'onda ai bordi di un ostacolo: diffrazione. Indicare l'effetto totale della composizione di più onde che interagiscono nella stessa regione di spazio: sovrapposizione e interferenza. Calcolare i parametri caratteristici di un sistema oscillante: ampiezza, periodo, frequenza, fase. Scrivere l'equazione d'onda e spiegare il significato dei parametri. Calcolare i parametri caratteristi ci di un'onda: ampiezza, lunghezza d'onda, frequenza. Determinare la velocità dell'onda. Determinare la frequenza del suono prodotto da una sorgente in moto uniforme.

Richiami sul moto armonico. I fenomeni ondulatori e le grandezze caratteristiche per descriverli Onde armoniche. Equazione d’onda Propagazione delle onde Principio di sovrapposizione, interferenza. Onde stazionarie. Velocità del suono. Caratteri distintivi del suono. Effetto Doppler. Velocità supersoniche e boom sonoro.

Interpretare anche storicamente il modello corpuscolare e il modello ondulatorio

Inquadrare storicamente il dibattito sulla natura della luce. Distinguere i fenomeni che possono essere spiegati con la teoria corpuscolare da quelli che possono essere spiegati con la teoria ondulatoria. Riconoscere e interpretare il fenomeno dell’interferenza. Indicare le caratteristiche della diffrazione.

Modello corpuscolare. Modello ondulatorio. Interferenza. Diffrazione.

Interpretare i fenomeni macroscopici legati all'elettrizzazione dei corpi. "Lettura" dell’interazione coulombiana in termini di parametri che la influenzano quantitativamente. Interpretare i fenomeni del campo alla luce del concetto di campo.

Definire il comportamento dei corpi relativamente all’elettrizzazione. Applicare la legge di Coulomb. Disegnare le linee di forza di un campo elettrico. Descrivere il comportamento di una carica puntiforme in un campo elettrico.

Fenomeni di elettrizzazione. Isolanti e conduttori. La carica elettrica. La legge di Coulomb. La carica è quantizzata e si conserva. Cariche e forze: il campo elettrico. Linee di forza di un campo elettrico. Campo creato da una carica puntiforme, da un dipolo e da un disco carico.

CONOSCENZE

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano COMPETENZE La corrente elettrica nei metalli [maggio]

Saper interpretare i fenomeni relativi agli aspetti energetici del Saper interpretare i fenomeni macroscopici legati alla corrente elettrica. campo.

ABILITÀ Determinare l’energia potenziale e il potenziale elettrico. Riconoscere le superfici equipotenziali. Calcolare il campo elettrico dato il potenziale. Studiare e realizzare semplici circuiti elettrici contenenti resistenze. Applicare le leggi di Ohm e i principi di Kirchhoff.

CONOSCENZE Energia potenziale elettrica; Potenziale elettrico; Superfici equipotenziali; Potenziale di un dipolo; Corrente elettrica, leggi di Ohm, resistenza elettrica, l principi di Kirchhoff, legge di Joule, potenza elettrica

POSSIBILI ESPERIENZE DI LABORATORIO: -

CALORIMETRIA: calore e temperatura CALORIMETRIA: legge di raffreddamento di Newton CALORIMETRIA: dilatazione dei liquidi CALORIMETRIA: verifica della legge di Boyle CALORIMETRIA: determinazione dell’equivalente in acqua del calorimetro CALORIMETRIA:determinazione del calore specifico di un oggetto metallico ONDE: ondoscopio OTTICA FISICA: le figure Moirè come modello per l’interferenza.

METODI Accanto alle lezioni teoriche in classe saranno svolte alcune attività in laboratorio di fisica ed eventualmente anche in quello di informatica. Tenendo conto che nel biennio gli allievi hanno già avuto modo di studiare sperimentalmente i fenomeni fisici più semplici, nel triennio saranno eseguite esperienze dal contenuto più complesso ed articolato. Fenomeni e leggi fisiche non affrontabili direttamente in laboratorio potranno essere invece studiati con l'ausilio di simulazioni al calcolatore. Durante l'esecuzione delle esperienze le classi saranno suddivise in gruppi di tre-quattro studenti, ma la rilevazione dei dati e la loro elaborazione dovrà essere condotta individualmente. Si farà inoltre uso di strumenti audiovisivi. Il libro di testo, eventualmente integrato da qualche dispensa, fornirà il supporto teorico dell'attività pratica. VALUTAZIONE Essendo presente anche nel 2° biennio la necessità di frequentare il laboratorio di fisica e l'esigenza di curare oltre che l'elaborazione della teoria anche la sua applicazione alla risoluzione di problemi non banali, si procederà alla valutazione orale degli studenti non con il ricorso sistematico ed esclusivo alla tradizionale interrogazione, peraltro non di rado poco attendibile e approssimativa come strumento di verifica del livello di apprendimento effettivamente raggiunto dall'allievo. Per l'assegnazione del voto orale si faranno quindi anche verifiche scritte, non solo per avere maggiori elementi oggettivi di valutazione e per indurre gli 21

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano studenti ad uno studio più costante della materia, ma anche per apportare gli eventuali correttivi all'impostazione didattica. Tali prove si potranno basare su test a risposta multipla e/o aperta (con quesiti sia di natura concettuale che sulla risoluzione di problemi) e verteranno prevalentemente, ma non esclusivamente, sugli ultimi argomenti affrontati. Naturalmente, si farà anche ricorso a colloqui orali (sia brevi dal posto che più lunghi alla lavagna). In sede di Dipartimento si è indicato come numero minimo di valutazioni orali 2 per il trimestre e 3 per il successivo pentamestre. Anche per la valutazione scritta si è deciso di effettuare un minimo di due prove scritte per il trimestre e un minimo di tre prove scritte nel pentamestre, relative agli argomenti fondamentali svolti fino al momento della prova, nelle quali si proporranno soprattutto problemi articolati, che richiedano capacità di analisi e sviluppo di strategie risolutive. Ulteriori elementi di valutazione saranno costituiti dalle relazioni sulle esperienze di laboratorio e dal grado di costruttiva partecipazione alle lezioni. Per i dettagli si veda da pag.28.

RECUPERO  

Le attività di recupero si attueranno durante le ordinarie attività curricolari, mediante: -

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CLASSE QUINTA (vecchio ordinamento)

Finalità ed obiettivi di apprendimento specifici

In relazione al percorso formativo previsto per il triennio sperimentale PNI e Tecnologico, da completare al termine del corso liceale, lo studente dovrà: Conoscenze generali  Conoscere in modo corretto il linguaggio specifico.  Conoscere i modelli utilizzati nell'interpretazione della realtà e comprendere il significato del loro uso.  Conoscere i procedimenti caratteristici dell'indagine fisica che si articolano in un continuo rapporto tra costruzione teorica e attività sperimentale.  Conoscere e saper usare le grandezze fisiche principali e derivate con le rispettive unità di misura.  Conoscere i vari metodi di misurazione, avendo consapevolezza degli errori e della differenza tra misurare e calcolare.  Saper stimare l'errore presente nelle misurazioni.  Conoscere e 'manipolare' le formule fondamentali alla base dei fenomeni studiati.  Comprendere:  I concetti fondamentali;  Le correlazioni tra modelli;  La distinzione tra osservare e dedurre.  Interpretare e spiegare come si arriva alle formule e ai concetti.  Riconoscere le tecniche di organizzazione e di formalizzazione di un processo deduttivo ed induttivo.  Comprendere il rapporto esistente tra la fisica e gli altri campi in cui si realizzano le esperienze e in particolare il rapporto tra la fisica e lo sviluppo delle idee, della tecnologia, del sociale.  Comprendere potenzialità e limiti dei metodi di indagine scientifica. Competenze          

Pertanto l'allievo dovrà saper Applicare le conoscenze teoriche (formule e leggi) ed utilizzare i metodi conosciuti per risolvere esercizi e problemi. Rielaborare informazioni; analizzare e schematizzare situazioni reali cogliendone gli aspetti significativi. Utilizzare in modo consapevole ed adeguato alle situazioni le abilità operative ed i metodi di calcolo. Raccogliere dati, elaborarli e rappresentarli in modo efficace. Decodificare ed interpretare diagrammi e rappresentazioni di dati. Operare deduzioni particolari da regole generali. Ricavare proprietà di carattere generale dall'osservazione di alcuni fenomeni. Fare previsioni - opportunamente giustificate - a partire dai risultati di un esperimento o di un problema. Utilizzare software appropriato per la gestione dei dati o per simulazioni. Collocare storicamente, "nel tempo", le conoscenze fisiche. Capacità Quindi lo studente dovrà essere orientato a: [ambito cognitivo]

a. b. c. d.

Acquisire gradualmente conoscenze a diversi livelli di formalizzazione. Interpretare, riesaminare e sistemare logicamente le conoscenze. Utilizzare metodi, strumenti, modelli. Analizzare, sintetizzare e rielaborare i contenuti. 23

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e. Elaborare strategie per risolvere problemi. f. Rispettare i fatti ed a ricercare un riscontro oggettivo delle proprie ipotesi interpretative. g. Esprimere consapevoli valutazioni. [ambito comportamentale]

h. Progettare e documentare un lavoro, valutando la validità delle ipotesi e dei risultati. i. Comunicare efficacemente, utilizzando appropriati linguaggi j. Partecipare al lavoro organizzato, individuale o di gruppo, mostrando disponibilità all'ascolto e al confronto e responsabilità nell'uso dell'attrezzatura a disposizione.

k. Operare scelte consapevoli e autonome. l. Cercare di effettuare un'autovalutazione corretta delle proprie conoscenze/competenze ed attitudini, anche in funzione orientativa.

Metodologia e scelta dei contenuti 

Approccio per problemi e dunque svolgimento dei moduli di apprendimento attraverso le seguenti fasi:  MOTIVAZIONE a) Stimolo iniziale, proponendo una situazione problematica legata a motivazione di tipo culturale o reale o proponendo l'esecuzione o l’analisi di un esperimento. b) Presentazione dell’unità tematica, comunicando agli allievi gli obiettivi specifici, i prerequisiti richiesti ed il percorso da seguire.  FOCALIZZAZIONE E DEFINIZIONE DEL PROBLEMA c) Trattazione collettiva degli argomenti. d) Proposte di riferimento e di approfondimento teorico e/o operativo; materiale di studio e sperimentale necessario.  ACQUISIZIONE e) Elaborazione teorica che, partendo dalla formulazione di alcune ipotesi, porti l’allievo a comprendere come si possa interpretare il caso proposto e inserirlo in una classe più ampia di fatti empirici. f) Sistemazione delle conoscenze.  VALUTAZIONE g) Prova intermedia (formativa) e relativa correzione. h) Eventuale attività di recupero e di rinforzo (ulteriori proposte di esempi e di applicazioni). i) Prova finale di verifica (sommativa).         

Attività di problem solving Utilizzo del "metodo a spirale", ritornando sugli argomenti già affrontati per svilupparli ad un più alto grado di complessità. Lavoro individuale o di gruppo (cooperative learning). Lezione dialogata o versativa. Lettura del libro di testo; proposte di letture da testi originali. Studio individuale ed autonomo di paragrafi nuovi, non affrontati in classe, da analizzare e discutere insieme. Attività di ricerca e conseguente relazione in classe. Integrazione delle lezioni teoriche con esercitazioni ed attività laboratoriali. Risoluzione di problemi complessi (e non solo di esercizi applicativi) intesi non come automatica applicazione di formule, ma come analisi critica di un fenomeno.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano Nel percorso didattico si procederà con queste modalità:   

Utilizzare concetti unificanti e modelli, mettendo continuamente in relazione fenomeni diversi, ma concettualmente analoghi. Integrare il più possibile la fisica con la matematica. Eseguire, se possibile, in laboratorio alcuni esperimenti-chiave.

Nella programmazione dell’ultimo anno di corso è previsto l’inserimento di alcuni temi pluridisciplinari da affrontare secondo varie prospettive, con il contributo di più materie. I temi trattati nell’ultimo triennio sono: T0) Teoria della misura-Cinematica (ripasso e integrazione) T1) Forze e campi T2) Sistemi di riferimento e relatività T3) Principi di conservazione - processi reversibili e irreversibili T4) Onde meccaniche ed elettromagnetiche T5) Struttura della materia T6) L'Universo fisico

Nelle riunioni di area disciplinare si è concordato, per le classi quinte, di sviluppare/completare/approfondire in maniera esauriente, i temi T1, T2, T4, completando il curricolo con la trattazione di alcune parti di uno degli altri due temi T5 e T6 da svolgere con le modalità ed il grado di approfondimento scelti in relazione alla situazione della classe, agli interessi degli studenti, alle competenze specialistiche del docente e alle condizioni locali. Il piano di lavoro è stato organizzato per il triennio con una struttura reticolare, per nuclei tematici. Esso è articolato in modo che ciascun nucleo, ripreso più volte: a)

venga approfondito ed ampliato ad ogni passaggio con nuovi contenuti, collegamenti, riflessioni, mediante un avanzamento elicoidale;

possa interagire in modo sequenziale e/o in parallelo con altri blocchi tematici.

Inoltre gli obiettivi misurabili (intermedi) che si vogliono raggiungere a breve termine [fine anno scolastico] dovranno concorrere a far conseguire (su tempi lunghi) conoscenze generali e specifiche (articolate a vari livelli), macro-competenze disciplinari e/o trasversali, capacità cognitive ed operative di base.

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CONTENUTI e scansione temporale indicativamente prevista FORZE E CAMPI       

Campo elettrostatico Legge di Coulomb Teorema di Gauss Potenziale elettrico Circuiti elettrici Campo magnetico Induzione magnetica

[SET-OTT]

[NOV] [DIC] [GEN]

ONDE ELETTROMAGNETICHE  Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche

[FEB-MAR]

RELATIVITÀ  I postulati della relatività ristretta  Simultaneità, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze  Trasformazioni di Lorentz  Massa relativistica ed equivalenza tra massa ed energia STRUTTURA DELLA MATERIA    

Corpo nero e ipotesi di Planck Effetto fotoelettronico e ipotesi di Einstein Ipotesi di De Broglie: dualità onda-corpuscolo Modelli atomici (Rutherford, Bohr, De Broglie): validità e limiti  Principio di indeterminazione

[MAR-APR]

[APR-MAG]

L'UNIVERSO FISICO  Ipotesi della relatività generale  La curvatura dello spazio-tempo  Spostamento verso il rosso delle righe spettrali

[MAG]

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Mappa concettuale relativa ai contenuti della classe quinta

Campo elettromagnetico

Condizioni stazionarie

Condizioni non stazionarie

elettrostatica

Induzione elettromagnetica

corrente continua

Cenni alle correnti alternate

magnetostatica

Onde elettromagnetiche

Equazioni di Maxwell

Effetto fotoelettrico

Problema stabilità atomo

Velocità della luce c = velocità limite ristretta

Fisica quantistica

Fisica del '900

Relatività generale

Quantizzazione energia

Dualismo onda/particella

Principio d'indeterminazione Principio di complementarietà

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano VERIFICA

E VALUTAZIONE SOMMATIVA

(relativa a tutto il quinquennio)

Per la verifica sommativa vengono utilizzate prove di diversa tipologia e di diversa durata, in relazione alla complessità degli obiettivi ed all’articolazione dei contenuti, avvalendosi dei seguenti strumenti: Prova orale  Accertamento individuale  Annotazione delle prestazioni degli allievi sia durante la discussione collettiva sia in relazione alla qualità del lavoro svolto autonomamente in classe o a casa Per quanto riguarda la valutazione delle prove orali, l’analisi viene fatta a due livelli; livello qualitativo: - abilità di usare nozioni in un contesto noto; - comprensione dei concetti fondamentali; - capacità di correlare concetti diversi; eventuale abilità di transfer a situazioni nuove; - chiarezza e correttezza dell’esposizione; livello quantitativo: - saper usare una corretta formalizzazione; - saper risolvere problemi. Prova scritta  Risoluzione di problemi Si assegneranno 

Esercizi (semplici applicazioni di regole e procedimenti o riflessione sui concetti teorici);



Problemi (anche in contesti parzialmente nuovi);

 Risposte a questionari  Prove oggettive di profitto  Relazioni di laboratorio Per le relazioni da laboratorio si assumono come indicatori: la comprensione del fenomeno, la consapevolezza di esecuzione, l'organizzazione ed elaborazione dei dati, la coerenza e il rispetto dei dati nel trarre le conclusioni, la chiarezza espositiva e la correttezza nella descrizione di materiali, strumenti e procedimento. Tutto ciò deve permettere di avere una visione più completa ed articolata della preparazione dello studente e deve servire a valutare l’acquisizione dei contenuti, le attività personali di studio, la capacità di elaborare le informazioni ricevute e di esporre in modo chiaro, sintetico, preciso. Prova pratica (indirizzo tecnologico e op. scienze applicate) Con questa prova si intende valutare la capacità del singolo alunno di svolgere un'esperienza di laboratorio in modo autonomo e collaborare ad un fine unico nel gruppo. In generale, la misurazione di ogni tipo di prova è ponderata in relazione alle difficoltà e all’impegno richiesti dall’esecuzione e per accertare l’acquisizione delle conoscenze, abilità e capacità indispensabili al procedere dell’attività didattica. Per ciascuna di esse vengono stabiliti opportuni parametri di revisione, utilizzando apposite griglie di misurazione e fissando la corrispondenza tra punteggio e voto.

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano Per il primo biennio la valutazione delle prove scritte segue il seguente criterio: Ad ogni esercizio assegnato verrà attribuito un punteggio massimo che verrà comunicato agli alunni. Sulla base dello svolgimento, della correttezza e della completezza si attribuirà alla prova un punteggio compreso tra 0 e Pmax. La conversione in voto avverrà secondo il criterio lineare:

VOTO 

Pottenuto 9 1 P max

Per i descrittori degli indicatori e i relativi livelli per le ultime tre classi si fa riferimento alle tabelle seguenti:  Griglia di correzione relazioni di laboratorio (Allegato A)  Griglia di correzione prove scritte (Indicatori e Livelli) (Allegato B)  Griglia di correzione prove orali (Indicatori e Livelli) (Allegato C) Per la valutazione delle prove oggettive, il punteggio grezzo si calcola usando la modalità standard: ad esempio, per i quesiti a scelta multipla con n risposte, n punti per ogni risposta esatta, 1 per ogni omissione e 0 per la risposta errata. Il voto viene espresso [con scala da 1 a 10] in proporzione al punteggio rilevato [punteggio grezzo/ punteggio massimo = percentuale punteggio grezzo], seguendo l’algoritmo di trasformazione riportato nell’allegato D. Il Dipartimento stabilisce di assegnare la sufficienza al 55% del punteggio grezzo. In particolari situazioni il docente può decidere di fissare il livello di sufficienza al 50% o al 60%, in considerazione della complessità della prova. Per la quantità e la scansione delle prove di verifica, si tiene conto di quanto stabilito in sede di programmazione collegiale e cioè almeno due prove orali e due scritte nel trimestre e almeno tre prove orali e tre scritte nel pentamestre. La valutazione di fine anno, oltre a stabilire in quale misura si sono raggiunti gli obiettivi cognitivi prefissati, prende in considerazione le capacità effettivamente mostrate dall’allievo, la validità del metodo di studio, l’impegno, la partecipazione, l’attenzione e la disponibilità a collaborare all’attività didattica. RECUPERO

 

Le attività di recupero si attueranno durante le ordinarie attività curricolari, mediante: -

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APPROFONDIMENTI  Attività su alcuni progetti pluridisciplinari individuati dal Dipartimento e/o dal Consiglio di Classe.  Olimpiadi della Fisica

GRIGLIE DI VALUTAZIONE VALIDE PER I DUE BIENNI E PER L’ULTIMO ANNO: allegato A VALUTAZIONE DELLE RELAZIONI DI LABORATORIO VALUTAZIONE di livello:

DESCRIZIONE DEGLI INDICATORI

Eccellente

Conoscenza approfondita dei contenuti con capacità di rielaborazione critica; Completa padronanza della metodologia scientifica; Capacità di porsi problemi e ipotizzarne soluzioni adeguate; Brillanti abilità nella progettazione di esperimenti di laboratorio e nella elaborazione dei dati sperimentali.

Ottimo/Buono

Conoscenza approfondita dei contenuti disciplinari; Buona padronanza della metodologia scientifica; Buona autonomia di collegamento; Utilizzo di una corretta formalizzazione; Autonomia nel condurre esperimenti in laboratorio e buone abilità nella elaborazione dei dati sperimentali.

Discreto/ Sufficiente

Conoscenza di gran parte dei contenuti, con particolare riguardo agli elementi base; Comprensione della metodologia scientifica; Uso di un linguaggio sufficientemente appropriato; Sufficiente autonomia in laboratorio, sufficiente padronanza nella elaborazione dei dati sperimentali.

Mediocre/ Insufficiente

Conoscenza lacunosa dei contenuti; Uso di un linguaggio impreciso; Comprensione parziale dell'esperienza effettuata; Difficoltà nell'organizzare una relazione ordinata, coerente, completa.

Gravemente insufficiente

Conoscenza frammentaria (o pressochè inesistente) dei contenuti elementari; Assenza di un linguaggio adeguato; Nulla o scarsa comprensione dell'esperienza effettuata.

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allegato B

GRIGLIA DI CORREZIONE DELLE PROVE SCRITTE DESCRITTORI

Problema Valore massimo attribuibile:

COMPLETEZZA

CORRETTEZZA E CHIAREZZA DEGLI SVOLGIMENTI

CAPACITA’ LOGICHE ED ARGOMENTATIVE

CONOSCENZE

75/100

Conoscenza di principi, concetti, termini, regole, procedure, metodi e tecniche

Punteggio massimo Punteggio assegnato

Organizzazione e utilizzazione di conoscenze e abilità per analizzare, scomporre, elaborare. Proprietà di linguaggio, comunicazione e commento della soluzione puntuali e logicamente rigorosi. Scelta di procedure ottimali e non standard.

Punteggio massimo

Correttezza nei calcoli, nell’applicazione di tecniche e procedure. Correttezza nell’esecuzione delle rappresentazioni geometriche e dei grafici.

Punteggio massimo

Calcoli, dimostrazioni, spiegazioni sviluppate completamente e in dettaglio.

Problema 2

Problema 1

CRITERI PER VALUTAZIONE

Punteggio assegnato

Punteggio assegnato Punteggio massimo Punteggio assegnato

Q10

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" - Fabriano Sufficienza al 55% (1° biennio-2° biennio) PUNTEG GIO

Voto

O-9

10-29

30-38

39-47

48-56

57-65

66-73

74-81

82-90

91-98

99-106

107-113

114-121

122-128

129-136

137-143

144-150

3½

4½

5½

6½

7½

8½

9½

Sufficienza al 60% (1° biennio-2° biennio) PUNTEG GIO

Voto

O-12

13-36

37-46

47-56

57-65

66-74

75-82

83-89

90-97

98-104

105-112

113-119

120-125

126-131

132-138

139-144

145-150

3½

4½

5½

6½

7½

8½

9½

Sufficienza al 50% (Classi V) PUNTEG GIO

O-8

9-24

25-33

Voto

34-41

3½

42-49

50-57

58-66

67-74

75-82

83-90

91-98

99-106

107-116

117-125

126-133

134-141

142-150

4½

5½

6½

7½

8½

9½

Per la sufficienza al 50%: min

suff

voto = -2*P2+11*P+1

max

0,5

Punti

P indica la percentuale tra punteggio ottenuto e punteggio massimo

COEFFICIENTI PARABOLA a

-2,0

11,0

1,0

Per la sufficienza al 55%: min

suff

voto = -0,2*P2+9,2*P+1

max

0,55

Punti

COEFFICIENTI PARABOLA a

-0,2

9,2

1,0

Per la sufficienza al 60%: min

suff

voto = 1,7*P2+7,3*P+1

max

0,6

Punti

COEFFICIENTI PARABOLA a

1,7

7,3

1,0

Liceo Scientifico Statale "V.Volterra" – Fabriano

allegato C GRIGLIA VALUTAZIONE PROVE ORALI (per tutte le classi) Indicatori

Punteggio max per indicatore

Livelli di valutazione

CONOSCENZA DEGLI ARGOMENTI

Punteggio

Completa

Ampia

4-4,5

Abbastanza ampia

3,5

Sufficiente

Mediocre

2-2,5

Insufficiente

1,5

Quasi inesistente

ABILITA’ OPERATIVE

Ottime

Applicazione di regole, metodi e procedimenti

Buone

1,75

Discrete

1,5

Sufficienti

1,25

Mediocri

Insufficienti

0,75

Scarse

0,5

COMPETENZE LOGICHE, ARGOMENTATIVE E LINGUISTICHE

Ottime

Buone

2,5-2,75

Analisi, selezione, rielaborazione

Discrete

2-2,25

Sufficienti

1,75

Mediocri

1,5

Insufficienti

1,25

Scarse

Quantità e qualità delle informazioni, loro puntualità

Padronanza nell’uso del lessico specifico