fisica...aver appreso i concetti fondamentali della fisica, le leggi e le teorie che li esplicitano,...

1

LICEO SCIENTIFICO STATALE “GALILEO GALILEI” VIA VESCOVO MAURIZIO, 73 – 75 95126 CATANIA

TEL. 095/6136345 – FAX 095/ 8731795

COD. MECCAN. : CTPS040009 - COD. FISC.: 80010300871

www.liceogalileicatania.edu.it e mail:[email protected]

A N N O S C O L A S T I C O 2 0 1 9 / 2 0 2 0

P R O G R A M M A Z I O N E D I P A R T I M E N T O M A T E M A T I C A E F I S I C A

FISICA

L i ceo S c ien t i f i co

Il percorso del liceo scientifico è indirizzato allo studio del nesso tra cultura scientifica e tradizione umanistica.

Favorisce l’acquisizione delle conoscenze e dei metodi propri della matematica, della fisica e delle scienze

naturali. Guida lo studente ad approfondire e a sviluppare le conoscenze e le abilità e a maturare le competenze

necessarie per seguire lo sviluppo della ricerca scientifica e tecnologica e per individuare le interazioni tra le

diverse forme del sapere, assicurando la padronanza dei linguaggi, delle tecniche e delle metodologie relative,

anche attraverso la pratica laboratoriale (art. 8 comma 1 del DPR 89/2010).

http://www.liceogalileicatania.edu.it/

2

Indice generale

PECUP 3

COMPETENZE CHIAVE EUROPEE 3

COMPETENZE CHIAVE DI CITTADINANZA 4

COMPETENZE TRASVERSALI E DISCIPLINARI 5

PARTE PRIMA : Competenze trasversali europee e di cittadinanza 5

PARTE SECONDA: Competenze trasversali 6

2.1 FINALITÀ DIDATTICHE DELLA DISCIPLINA 6

2.2. OBIETTIVI DISCIPLINARI PER COMPETENZA, ABILITÀ CONOSCENZE – OSA 7

2.3 IMPOSTAZIONE CURRICULARE DEI CONTENUTI 8

CLASSE I 8

CLASSE II 11

CLASSE III 13

CLASSE IV 18

CLASSE V 23

2.4 ACCOGLIENZA 29

2.5 DIAGNOSI DEI LIVELLI DI PARTENZA 29

2.6 DIAGNOSI DEI LIVELLI IN USCITA 29

2.7 METODOLOGIE, MEZZI E STRUMENTI 29

2.8 CRITERI DI VALUTAZIONE E VERIFICHE 29

2.9 GRIGLIE DI VALUTAZIONE 31

3

PECUP

Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a raggiungere i risultati di apprendimento comuni,

dovranno:

- aver acquisito una formazione culturale equilibrata nei due versanti linguistico-storico filosofico e

scientifico

- comprendere i nodi fondamentali dello sviluppo del pensiero, anche in dimensione storica, e i nessi tra i

metodi di conoscenza propri della matematica e delle scienze sperimentali e quelli propri dell’indagine di

tipo umanistico

- saper cogliere i rapporti tra il pensiero scientifico e la riflessione filosofica

- comprendere le strutture portanti dei procedimenti argomentativi e dimostrativi della matematica, anche

attraverso la padronanza del linguaggio logico-formale; usarle in particolare nell’individuare e risolvere

problemi di varia natura

- 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 naturali (chimica,

biologia, scienze della terra, astronomia) e, anche attraverso l’uso sistematico 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.

COMPETENZE CHIAVE EUROPEE (Raccomandazione del Consiglio dell’Unione europea relativa

alle competenze chiave per l’apprendimento permanente del 22/05/2018)

“Le competenze chiave sono quelle di cui tutti hanno bisogno per la realizzazione e lo sviluppo personali,

l’occupabilità, l’inclusione sociale, uno stile di vita sostenibile, una vita fruttuosa in società pacifiche, una

gestione della vita attenta alla salute e la cittadinanza attiva. Esse si sviluppano in una prospettiva di

apprendimento permanente, dalla prima infanzia a tutta la vita adulta, mediante l’apprendimento formale, non

formale e informale in tutti i contesti, compresi la famiglia, la scuola, il luogo di lavoro, il vicinato e altre

comunità.”

“Le competenze chiave sono considerate tutte di pari importanza; ognuna di esse contribuisce a una vita

fruttuosa nella società. Le competenze possono essere applicate in molti contesti differenti e in combinazioni

diverse. Esse si sovrappongono e sono interconnesse; gli aspetti essenziali per un determinato ambito

favoriscono le competenze in un altro. Elementi quali il pensiero critico, la risoluzione di problemi, il lavoro

di squadra, le abilità comunicative e negoziali, le abilità analitiche, la creatività e le abilità interculturali

sottendono a tutte le competenze chiave.” (PAG.14 Raccomandazione del Consiglio dell’Unione europea

4

relativa alle competenze chiave per l’apprendimento permanente)

Il quadro di riferimento delinea otto tipi di competenze chiave:

• competenza alfabetica funzionale;

• competenza multilinguistica;

• competenza matematica e competenza in scienze, tecnologie e ingegneria;

• competenza digitale;

• competenza personale, sociale e capacità di imparare a imparare;

• competenza in materia di cittadinanza;

• competenza imprenditoriale;

• competenza in materia di consapevolezza ed espressione culturali.

COMPETENZE CHIAVE DI CITTADINANZA

• Imparare ad imparare: organizzare il proprio apprendimento, individuando, scegliendo ed utilizzando varie

fonti e varie modalità di informazione e di formazione (formale, non formale ed informale), anche in funzione

dei tempi disponibili, delle proprie strategie e del proprio metodo di studio e di lavoro.

• Progettare: elaborare e realizzare progetti riguardanti lo sviluppo delle proprie attività di studio e di lavoro,

utilizzando le conoscenze apprese per stabilire obiettivi significativi e realistici e le relative priorità, valutando

i vincoli e le possibilità esistenti, definendo strategie di azione e verificando i risultati raggiunti.

• Comunicare

➢ comprendere messaggi di genere diverso (quotidiano, letterario, tecnico, scientifico) e di complessità

diversa, trasmessi utilizzando linguaggi diversi (verbale, matematico, scientifico, simbolico, ecc.)

mediante diversi supporti (cartacei, informatici e multimediali)

➢ rappresentare eventi, fenomeni, principi, concetti, norme, procedure, atteggiamenti, stati d’animo,

emozioni, ecc. utilizzando linguaggi diversi (verbale, matematico, scientifico, simbolico, ecc.) e

diverse conoscenze disciplinari, mediante diversi supporti (cartacei, informatici e multimediali).

• Collaborare e partecipare: interagire in gruppo, comprendendo i diversi punti di vista, valorizzando le

proprie e le altrui capacità, gestendo la conflittualità, contribuendo all’apprendimento comune ed alla

realizzazione delle attività collettive, nel riconoscimento dei diritti fondamentali degli altri.

• Agire in modo autonomo e responsabile: sapersi inserire in modo attivo e consapevole nella vita sociale e

far valere al suo interno i propri diritti e bisogni riconoscendo al contempo quelli altrui, le opportunità comuni,

i limiti, le regole, le responsabilità.

• Risolvere problemi: affrontare situazioni problematiche costruendo e verificando ipotesi, individuando le

fonti e le risorse adeguate, raccogliendo e valutando i dati, proponendo soluzioni utilizzando, secondo il tipo

di problema, contenuti e metodi delle diverse discipline.

• Individuare collegamenti e relazioni: individuare e rappresentare, elaborando argomentazioni coerenti,

collegamenti e relazioni tra fenomeni, eventi e concetti diversi, anche appartenenti a diversi ambiti disciplinari,

5

e lontani nello spazio e nel tempo, cogliendone la natura sistemica, individuando analogie e differenze,

coerenze ed incoerenze, cause ed effetti e la loro natura probabilistica.

• Acquisire ed interpretare l’informazione: acquisire ed interpretare criticamente l'informazione ricevuta nei

diversi ambiti ed attraverso diversi strumenti comunicativi, valutandone l’attendibilità e l’utilità, distinguendo

fatti e opinioni.

COMPETENZE TRASVERSALI E DISCIPLINARI

PARTE PRIMA : Competenze trasversali europee e di cittadinanza

1.1 AREA METODOLOGICA

COMPETENZE

EUROPEE

COMPETENZE DI

CITTADINANZA

COMPETENZA

Competenza personale,

sociale e capacità di imparare

a imparare

Imparare ad imparare e

Acquisire un metodo di studio autonomo e flessibile,

che consenta di condurre ricerche e approfondimenti

personali

Individuare collegamenti

e relazioni

Essere consapevoli della diversità dei metodi utilizzati

dai vari ambiti disciplinari ed essere in grado valutare i

criteri di affidabilità dei risultati in essi raggiunti.

Individuare collegamenti

e relazioni

Saper compiere le necessarie interconnessioni tra i

metodi e i contenuti delle singole discipline

1.2 AREA LOGICO - ARGOMENTATIVA

COMPETENZE

EUROPEE

COMPETENZE DI

CITTADINANZA

COMPETENZA

Competenza alfabetica

funzionale

Comunicare

Acquisire ed interpretare

l’informazione

Saper sostenere una propria tesi e saper ascoltare e

valutare criticamente le argomentazioni altrui

Competenza matematica Risolvere problemi Acquisire l’abitudine a ragionare con rigore logico, ad

identificare problemi e a individuare possibili soluzioni


funzionale

Comunicare

Acquisire ed interpretare

l’informazione

Essere in grado di leggere e interpretare criticamente i

contenuti delle diverse forme di comunicazione.

6

1.3 AREA LINGUISTICA E COMUNICATIVA

COMPETENZE EUROPEE COMPETENZE DI

CITTADINANZA

COMPETENZA

Competenza matematica e

competenza in scienze,

tecnologie

Imparare ad imparare Saper leggere e comprendere testi complessi di diversa

natura, cogliendo le implicazioni e le sfumature di

significato proprie di ciascuno di essi


funzionale

Comunicare Esporre oralmente in modo appropriato, adeguando la

propria esposizione ai diversi contesti.

Competenza digitale Comunicare Saper utilizzare le tecnologie dell’informazione e della

comunicazione per studiare, fare ricerca, comunicare.

1.4 AREA TECNOLOGICA

COMPETENZE

EUROPEE

COMPETENZE DI

CITTADINANZA

COMPETENZA

Competenza

digitale

Acquisire ed

elaborare

l’informazione

Essere in grado di utilizzare criticamente strumenti informatici e

telematici nelle attività di studio e di approfondimento; comprendere

la valenza metodologica dell’informatica nella formalizzazione e

modellizzazione dei processi complessi e nell’individuazione di

procedimenti risolutivi. Essere in grado di realizzare esperienze di

fisica servendosi di sistemi dotati di sensori (Pasco, smartphone,

calcolatrice grafica…)

1.5 AREA DELL’AUTONOMIA E DELL’IMPRENDITORIALITA’

COMPETENZE EUROPEE COMPETENZE DI

CITTADINANZA

COMPETENZA

Competenza imprenditoriale Agire in modo autonomo e

responsabile

Essere in grado di spendere le competenze

acquisite in un contesto lavorativo affine al

percorso liceale.

Competenza imprenditoriale Agire in modo autonomo e

responsabile

Essere in grado di progettare un prodotto e di

seguirne la realizzazione nelle sue fasi

essenziali.

Competenza in materia di

consapevolezza ed espressione

culturali

Agire in modo autonomo e

responsabile

Collaborare, partecipare, lavorare in gruppo.

7

PARTE SECONDA: Competenze trasversali

2.1 FINALITÀ SPECIFICHE DELLA DISCIPLINA

A conclusione del percorso di studio gli/le studenti/esse dovranno:

✓ aver appreso i concetti fondamentali della fisica, le leggi e le teorie che li esplicitano,

✓ acquisire 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.

✓ saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la modellizzazione e la risoluzione di

problemi;

✓ aver raggiunto una conoscenza sicura dei contenuti fondamentali della disciplina.

L’insegnamento della Fisica promuove in particolare:

a) lo sviluppo delle capacità logiche e intuitive;

b) la capacità di utilizzare procedimenti euristici;

c) l’attitudine a riesaminare criticamente e a sistemare logicamente le conoscenze;

d) la capacità di utilizzare metodi, strumenti e modelli matematici in situazioni diverse.

2.2. OBIETTIVI DISCIPLINARI PER COMPETENZA, ABILITÀ, CONOSCENZE – OSA

COMPETENZE

TRAVERSALI

EUROPEEE E

DI

CITTADINANZA

OSA

AREA COMPETENZE ABILITA’ CONOSCENZE

1.1

1.2

1.3

1.4

L’alunno/a:

- fa esperienza e rende ragione

del significato dei vari aspetti

del metodo sperimentale

- formula ipotesi esplicative

utilizzando modelli, analogie e

leggi servendosi di strumenti

matematici appropriati

- riutilizza conoscenze

acquisite in contesti diversi.

- utilizza correttamente il

linguaggio scientifico.

L’alunno/a sa:

- osservare e identificare

fenomeni

- decodificare le

informazioni;

- adoperare strumenti

operativi adeguati;

- strutturare la soluzione di

un quesito/problema;

- utilizzare le tecniche di

calcolo algebrico e

infinitesimale;

- applicare le tecniche di

dimostrazione;

- interpretare i risultati

conseguiti.

L’alunno/a conosce:

- i metodi di

indagine propri

delle discipline

sperimentali

- le definizioni

degli enti essenziali

e delle leggi fisiche

utili a descrivere la

realtà che ci

circonda.

8

2.3 IMPOSTAZIONE CURRICULARE DEI CONTENUTI

CLASSE I

Nota: I contenuti con * sono da considerarsi irrinunciabili.

U.A.1 - LINGUAGGIO E MISURA. RAPPRESENTAZIONE DI DATI E FENOMENI.

CONOSCENZE ABILITA’ TEMPI

*Il metodo scientifico

*La misura delle grandezze fisiche

*Unità di misura del S.I.

*Grandezze fondamentali e

grandezze derivate

*Relazioni fra grandezze

*Calcolo degli errori nelle misure

dirette

Calcolo degli errori nelle misure

indirette

Utilizzare multipli e sottomultipli

Misurare grandezze fisiche e associare l’errore alla

misura

Utilizzare la notazione scientifica

Saper compilare una relazione di laboratorio di Fisica

Tradurre una relazione fra due grandezze in una

tabella

Riconoscere se due grandezze sono direttamente o

inversamente proporzionali

Saper valutare il risultato e gli errori di una misura.

Saper riconoscere le cifre significative

Settembre

Ottobre

Obiettivi formativi: acquisire ed elaborare l’informazione, acquisire un metodo di studio autonomo e

flessibile, che consenta di condurre ricerche e approfondimenti personali.

Competenze mirate: Controllare le diverse fasi di progettazione e realizzazione degli esperimenti di

laboratorio. Competenza digitale.

Metodologia: lezioni interattive svolte alla scoperta di nessi, relazioni, leggi; problem solving

Attività di laboratorio : Misure dirette con il metro, il calibro e il cronometro. Uso del calibro e misura di

volumi, misura indiretta del volume e confronto dei risultati; misura del periodo di un pendolo. Misure di aree.

Misura di volumi regolari e irregolari. Misura dei tempi di un fenomeno fisico ripetuto. Calcolo del valore

medio. Errori nelle misure dirette e indirette. Uso di strumenti diversi e confronto dei risultati. Analisi delle

misure di aree , di volumi e di densità per esaminare le proporzionalità dirette, inverse e quadratiche. Misure

spazio-tempo in un moto rettilineo e sua rappresentazione grafica.

Strumenti: libro di testo adottato, lavagna interattiva, appunti, fotocopie, uso di word ed excel

Valutazione: verifiche orali e scritte in itinere, svolgimento di esercizi applicativi, test di vario tipo, relazioni

laboratoriali

U.A. 2 - GRANDEZZE SCALARI E GRANDEZZE VETTORIALI


*Vettori e scalari

*Somma e differenza di vettori anche

attraverso le componenti cartesiane

Prodotto scalare e vettoriale

*Forza peso. Forza elastica. Forze d’attrito

Rappresentare e calcolare la

risultante di due o più vettori

Rappresentare e calcolare la

differenza di due o più vettori

Scomporre un vettore nelle sue

componenti

Novembre

Dicembre

Obiettivi formativi: affrontare situazioni problematiche costruendo e verificando ipotesi, raccogliendo e

valutando i dati

9

Competenze mirate: comprendere l’utilità della rappresentazione matematica di un problema reale,

formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua

risoluzione


Attività di laboratorio: Rappresentazioni di vettori su carta millimetrata. Dinamometro. Le molle.

Parallelogramma delle forze. Determinazione della costante elastica di una molla

Strumenti: libro di testo adottato, lavagna interattiva, appunti, fotocopie, carta millimetrata, word ed excel


laboratoriali

U.A. 3 - L’EQUILIBRIO DEI CORPI SOLIDI

Obiettivi formativi: acquisire ed elaborare l’informazione, acquisire un metodo di studio autonomo e

flessibile, che consenta di condurre ricerche e approfondimenti personali.

Competenze mirate: osservare e identificare fenomeni statici


Attività di laboratorio: Trovare il baricentro di un corpo irregolare. Equilibrio di un corpo appoggiato su un

piano inclinato. Le leve.

Strumenti: libro di testo adottato, lavagna interattiva, appunti, fotocopie.


laboratoriali.

U.A. 4 - L’EQUILIBRIO DEI FLUIDI


*La definizione di pressione

I vasi comunicanti

*Il principio di Pascal

*La legge di Stevino

*La pressione atmosferica

Strumenti di misura

* Il principio di Archimede

Calcolare la pressione di un fluido

Applicare la legge di Stevino

Calcolare la spinta di Archimede

Prevedere il comportamento di un solido immerso in un

fluido

Marzo

Aprile

Obiettivi formativi: affrontare situazioni problematiche verificando ipotesi e individuando le fonti e le risorse

adeguate

Competenze mirate: osservare e identificare fenomeni statici


Attività di laboratorio: Verifica del principio di Pascal . Verifica del Principio di Archimede. Esperimenti

sulla pressione atmosferica con la campana pneumatica


*Il punto materiale e il corpo

rigido.

*Forza equilibrante

*L’equilibrio di un corpo su un

piano inclinato

*Momento di una forza

*Coppia di forze

*Centro di massa

*Le leve

Stabilire le condizioni di equilibrio di un punto

materiale

Calcolare il momento di una forza

Stabilire le condizioni di equilibrio di un corpo rigido

Trovare il baricentro di un corpo

Valutare il vantaggio di una macchina semplice

Gennaio

Febbraio

10



laboratoriali.

U.A. 5 - IL MOTO RETTILINEO


*Velocità media e accelerazione

media

*Il moto rettilineo uniforme

*Il moto uniformemente accelerato

*Le leggi del moto

*L’accelerazione di gravità

Calcolare la velocità media e l’accelerazione media

Utilizzare la legge oraria del moto rettilineo

uniforme

Applicare le leggi del moto uniformemente

accelerato

Ricavare le caratteristiche del moto da un grafico

Individuare le leggi del moto in caduta libera

(potenziamento)

Aprile

Maggio

Obiettivi formativi: affrontare situazioni problematiche verificando ipotesi

Competenze mirate osservare e identificare fenomeni dinamici formulando ipotesi esplicative, utilizzando

modelli, analogie e leggi


Attività di laboratorio Piano inclinato moto uniformemente accelerato. Misura dell’accelerazione di gravità

Rotaia a cuscino d’aria: il moto rettilineo uniforme



laboratoriali

Saperi minimi

Contenuti minimi Abilità minime

Le unità di misura del S. I.

Grandezze fondamentali e grandezze derivate

Le relazioni fra grandezze

Utilizzare multipli e sottomultipli

Utilizzare la notazione scientifica

Tradurre una relazione fra due grandezze in una tabella

Riconoscere se due grandezze sono direttamente o

inversamente proporzionali

Vettori e scalari

Operazioni tra vettori

Componenti cartesiane di un vettore

Forza peso

Forza elastica

Forze d’attrito

Rappresentare e calcolare la risultante di due o più

vettori

Rappresentare e calcolare la differenza di due o più

vettori

Scomporre un vettore nelle sue componenti

Forza equilibrante

Il corpo su un piano inclinato

Momento di una forza

Centro di massa

Stabilire le condizioni di equilibrio di un punto

materiale

Calcolare il momento di una forza

Stabilire le condizioni di equilibrio di un corpo rigido

La definizione di pressione

La legge di Stevino

Applicare la legge di Stevino

Calcolare la spinta di Archimede

11

La pressione atmosferica

Il principio di Archimede

Prevedere il comportamento di un solido immerso in

un fluido

Il moto rettilineo uniforme

Il moto uniformemente accelerato

Le leggi del moto

L’accelerazione di gravità

Utilizzare le leggi orarie del moto rettilineo uniforme e

del moto uniformemente accelerato

Ricavare le caratteristiche del moto da un grafico

CLASSE II


U. A. 1 - I PRINCIPI DELLA DINAMICA


*La dinamica di Newton.

*La prima legge della dinamica e i sistemi di

riferimento inerziali.

*La seconda legge della dinamica.

*La caduta libera

*Moto lungo un piano inclinato in assenza e in

presenza della forza d’attrito.

*La terza legge della dinamica

Riconoscere le cause del moto

degli oggetti.

Saper applicare le tre leggi

della dinamica

Calcolare il periodo di un

pendolo

Settembre

Ottobre

Obiettivi formativi: acquisire l’abitudine a ragionare con rigore logico, a identificare problemi e a individuare

soluzioni possibili

Competenze mirate: osservare e identificare fenomeni dinamici formulando ipotesi esplicative, utilizzando

modelli, analogie e leggi


Attività di laboratorio: Forza di attrito che agisce su un corpo in caduta in un liquido viscoso. Rotaia a cuscino

d’aria: moto di un corpo soggetto ad una forza costante. Il moto del pendolo

Strumenti: libro di testo adottato, lavagna interattiva, appunti, fotocopie, tabelle, grafici, word ed excel


laboratoriali

U. A. 2 ENERGIA E LAVORO


*Il lavoro di una forza costante

*L’energia cinetica.

*Teorema dell’energia cinetica

*Il lavoro di una forza variabile

*Potenza

*Forze conservative e l’energia

potenziale

*Energia potenziale gravitazionale ed

elastica

*Energia meccanica e sua

conservazione

Analizzare fenomeni meccanici

Calcolare il lavoro di una forza costante

Applicare il teorema dell’energia cinetica

Valutare l’energia potenziale di un corpo

Descrivere trasformazioni di energia da una

forma all’altra

Novembre

Dicembre

Gennaio

Obiettivi formativi: rappresentare fenomeni e principi, acquisire l’abitudine a ragionare con rigore logico, a

identificare problemi e a individuare soluzioni possibili

12

Competenze mirate Analizzare fenomeni fisici legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza,

individuando le grandezze fisiche caratterizzanti e applicando gli strumenti matematici necessari per stabilire

relazioni quantitative tra essi.


Attività di laboratorio Rotaia a cuscino d’aria. Moto di un carrello su un piano inclinato, relazione fra lavoro

ed energia cinetica e conservazione dell’energia meccanica. Energie rinnovabili: energia eolica, energia solare



laboratoriali

U.A. 3 - TEMPERATURA, CALORE E CAMBIAMENTI DI STATO


*Temperatura ed equilibrio termico

*Le scale termometriche

*Le leggi della dilatazione termica

*Calore e lavoro

*Calore specifico e capacità termica

*La legge fondamentale della termologia

*I meccanismi di propagazione del calore

Gli stati di aggregazione della materia

I cambiamenti di stato

Il calore latente

Cambiamenti di stato e conservazione

dell’energia.

Riconoscere gli effetti delle variazioni di

temperatura sui solidi, sui liquidi

Applicare la legge fondamentale della

termologia

Determinare la temperatura di equilibrio

Valutare il calore disperso attraverso una

parete piana

Valutare il calore necessario ad una

sostanza durante un cambiamento di stato

Febbraio

Marzo



Competenze mirate: Analizzare fenomeni fisici legati alla propagazione e trasmissione del calore * a partire

dall’esperienza, individuando le grandezze fisiche caratterizzanti e applicando gli strumenti matematici

necessari per stabilire relazioni quantitative tra essi.


Attività di laboratorio: Taratura di un termometro. La dilatazione di una sbarra e di una sfera. La capacità

termica e la temperatura di equilibrio. Calorimetro. Misura del calore specifico di una sostanza



laboratoriali

U.A. 4 LA LUCE


*Le leggi della riflessione su

specchi piani e curvi

*La rifrazione della luce

Le lenti

Ingrandimento di uno specchio e di

una lente

Applicare le leggi della rifrazione e della

riflessione

Costruire graficamente l’immagine di un oggetto

Applicare la legge dei punti coniugati per gli

specchi curvi e per le lenti

Calcolare l’ingrandimento di uno specchio o di

una lente

Aprile

Maggio



13

Competenze mirate: Osservare e identificare fenomeni della realtà che ci circonda. Applicare strumenti

matematici a situazioni fisiche.


Attività di laboratorio: I colori dell’arcobaleno. Costruzione di uno gnomon. Misura della distanza focale e

dell’ingrandimento di una lente convergente



laboratoriali

Saperi minimi

Contenuti minimi Abilità minime

Le tre leggi della dinamica

La caduta libera

Moto lungo un piano inclinato in assenza e in

presenza della forza d’attrito.

Riconoscere le cause del moto degli oggetti.

Saper applicare le tre leggi della dinamica

Il lavoro di una forza costante

L’energia cinetica.

Teorema dell’energia cinetica

Potenza

Energia potenziale gravitazionale ed elastica

Energia meccanica e sua conservazione

Calcolare il lavoro di una forza costante

Applicare il teorema dell’energia cinetica

Valutare l’energia potenziale di un corpo

Descrivere trasformazioni di energia da una forma

all’altra

Temperatura ed equilibrio termico

Le scale termometriche

Calore specifico e capacità termica

La legge fondamentale della termologia

I meccanismi di propagazione del calore

I cambiamenti di stato

Il calore latente

Riconoscere gli effetti delle variazioni di temperatura

sui solidi, sui liquidi

Applicare la legge fondamentale della termologia

Determinare la temperatura di equilibrio

Riflessione e rifrazione della luce. Applicare le leggi della rifrazione e della riflessione

CLASSE III


U.A. 1 – IL MOTO NEL PIANO


*Il moto del punto materiale nel piano

*La composizione dei moti

*Il moto parabolico

*Le leggi del moto del proiettile

*Il moto circolare uniforme e non

uniforme

*Il moto armonico

*Il moto armonico di una massa

attaccata ad una molla

*Il moto armonico di un pendolo

Ragionare in termini di grandezze cinematiche

lineari e angolari (s, v, α, ω).

Mettere in evidenza la relazione tra moto

armonico e moto circolare uniforme.

Individuare le caratteristiche del moto parabolico

ed esaminare la possibilità di scomporre un

determinato moto in altri più semplici.

Settembre

Ottobre

Obiettivi formativi: Osservare e identificare i fenomeni. Individuare collegamenti e relazioni. Identificare

problemi e individuare possibili soluzioni.

14

Competenze mirate: Comprendere le caratteristiche vettoriali del moto nei moti bidimensionali

Metodologia: lezioni interattive svolte alla scoperta di nessi, relazioni, leggi; lezioni frontali per la

sistematizzazione.

Evidenziare le connessioni con la realtà che ci circonda

Attività di laboratorio: esperienze in laboratorio di fisica o virtuali

Strumenti: libro di testo adottato, lavagna interattiva, appunti, fotocopie, laboratorio di informatica.


laboratoriali

U.A. 2 – SISTEMI DI RIFERIMENTO INERZIALI E NON INERZIALI


*Sistemi inerziali e non inerziali

*Le trasformazioni galileiane

*Forze apparenti nei sistemi di

riferimento non inerziali

Identificare i sistemi di riferimento inerziali e

non

Distinguere fra forza centripeta e forza

centrifuga

Spiegare la dinamica di semplici moti rispetto a

sistemi di riferimento non inerziali

Novembre



Competenze mirate: Applicare le leggi sulla composizione di spostamenti e velocità.


sistematizzazione.

Evidenziare le connessioni con la realtà che ci circonda.




laboratoriali

U.A. 3 – PRINCIPI DI CONSERVAZIONE


*Relazione tra lavoro prodotto e

intervallo di tempo impiegato.

*Forze conservative e l’energia potenziale

*Energia potenziale elastica.

*La conservazione dell’energia meccanica

Riconoscere le forme di energia e

utilizzare la conservazione dell’energia

nella risoluzione dei problemi.

Utilizzare l’algebra vettoriale

Identificare le forze conservative e le forze non

conservative.

Realizzare il percorso logico e matematico che

porta dal lavoro all’energia cinetica e all’energia

potenziale elastica.

Formulare il principio di conservazione

dell’energia meccanica e dell’energia totale.

Essere consapevoli dell’utilizzo dell’energia

nelle situazioni reali

Dicembre

Gennaio

Febbraio

15

* Calcolare le grandezze quantità di moto

e momento angolare.

*Il centro di massa e il suo moto

*Esprimere le leggi di conservazione della

quantità di moto e del momento angolare.

*Analizzare le condizioni di

conservazione della quantità di moto e del

momento angolare.

*Ricavare dai principi della dinamica

l’espressione matematica che esprime la

conservazione della quantità di moto.

*Esaminare urti elastici e anelastici

Identificare i vettori quantità di moto di un

corpo e impulso di una forza

Definire il vettore momento angolare.

Formulare il teorema dell’impulso a partire dalla

seconda legge della dinamica..

Definire la legge di conservazione della quantità di

moto in relazione ai principi della dinamica.

Affrontare il problema degli urti, su una retta e

obliqui.

Identificare il concetto di centro di massa di sistemi

isolati e non.

Interpretare l’analogia formale tra il secondo

principio della dinamica e il momento angolare,

espresso in funzione del momento d’inerzia di

un corpo.

Obiettivi formativi: Osservare e identificare i fenomeni. Formalizzare un problema di fisica e applicare gli

strumenti matematici e disciplinari rilevanti per la sua risoluzione

Competenze mirate: Analizzare le condizioni di conservazione della quantità di moto e del momento

angolare. Utilizzare i principi di conservazione per risolvere quesiti relativi al moto dei corpi nei sistemi

complessi.


sistematizzazione.

Evidenziare le connessioni con la realtà che ci circonda.




laboratoriali

U.A. 4 – LA GRAVITAZIONE


*Le leggi di Keplero

*La legge di gravitazione universale

*Forza peso e accelerazione di gravità

*Moto dei satelliti

*Campo gravitazionale

*Energia potenziale gravitazionale

*Velocità di fuga

Descrivere i moti dei corpi celesti e individuare la

causa dei comportamenti osservati.

Analizzare il moto dei satelliti e descrivere i vari

tipi di orbite.

Descrivere l’azione delle forze a distanza in

funzione del concetto di campo gravitazionale

Interpretare le leggi di Keplero in funzione dei

principi della dinamica e della legge di gravitazione

universale.

Descrivere l’energia potenziale gravitazionale in

funzione della legge di gravitazione universale.

Mettere in relazione la forza di gravità e la

conservazione dell’energia meccanica.

Marzo



16

Competenze mirate: Applicare i principi della dinamica e la legge di gravitazione universale allo studio del

moto dei pianeti e dei satelliti. Applicare il principio di conservazione dell’energia a problemi riguardanti

l’interazione gravitazionale.


sistematizzazione. Evidenziare le connessioni con la realtà che ci circonda.

Attività di laboratorio: esperienze in laboratorio di fisica o virtuali.

Strumenti: libro di testo adottato, lavagna interattiva, appunti, fotocopie, laboratorio di fisica


di laboratorio.

U.A. 5 – LA DINAMICA DEI FLUIDI


*Fluidi reali e fluidi ideali

*La portata di un fluido e l’equazione di

continuità

*L’equazione di Bernoulli e sue

applicazioni

Il moto nei fluidi viscosi

Analizzare il moto di un liquido in una conduttura.

Rappresentare la caduta di un corpo in un fluido ed

esprimere il concetto di velocità limite.

Valutare alcune delle applicazione tecnologiche

relative ai fluidi applicate nella quotidianità.

Aprile



Competenze mirate: Individuare le situazioni fisiche che possono essere descritte con il modello del fluido

ideale. Risolvere problemi di fluidodinamica in regime stazionario. Utilizzare il concetto di viscosità per

spiegare alcuni fenomeni non descritti dal modello del fluido ideale.


sistematizzazione. Esperienze dimostrative in laboratorio.




di laboratorio.

U.A. 6 - I GAS E LA TEORIA CINETICA (se non si riesce, posticiparla al quarto anno)


*Temperatura e comportamento termico

dei gas

*Le leggi dei gas ideali

*Equazione di stato del gas perfetto

Modello microscopico della materia

Urti molecolari e pressione

La temperatura dal punto di vista

microscopico

Velocità quadratica media

Energia interna

Ragionare sulle grandezze che descrivono lo stato di

un gas.

Riconoscere le caratteristiche che identificano un

gas perfetto.

Formulare le leggi che regolano le trasformazioni

dei gas, individuandone gli ambiti di validità.

Interpretare dal punto di vista microscopico la

pressione del gas perfetto

Inquadrare il concetto di temperatura dal punto di

vista microscopico.

Identificare l’energia interna dei gas perfetti.

Maggio

17



Competenze mirate: Determinare la massa di una mole di una sostanza. Applicare le leggi dei gas e

l’equazione di stato dei gas perfetti. Interpretare i comportamenti termodinamici come effetto d’insieme del

comportamento dinamico delle molecole.






di laboratorio.

SAPERI MINIMI

Contenuti minimi Abilità

Il moto del punto materiale nel piano

La composizione dei moti

Il moto parabolico

Le leggi del moto del proiettile

Il moto circolare uniforme e non uniforme

Il moto armonico

Il moto armonico di una massa attaccata ad una molla

Il moto armonico di un pendolo

Ragionare in termini di grandezze cinematiche

lineari e angolari (s, v, α, ω).

Mettere in evidenza la relazione tra moto

armonico e moto circolare uniforme.

Individuare le caratteristiche del moto parabolico

ed esaminare la possibilità di scomporre un

determinato moto in altri più semplici

Sistemi inerziali e non inerziali

Le trasformazioni galileiane

Forze apparenti nei sistemi di riferimento non

inerziali

Identificare i sistemi di riferimento inerziali e non

Distinguere fra forza centripeta e forza centrifuga

Relazione tra lavoro prodotto e intervallo di tempo

impiegato.

Forze conservative e l’energia potenziale

Energia potenziale elastica.

La conservazione dell’energia meccanica

Calcolare le grandezze quantità di moto e momento

angolare.

Il centro di massa e il suo moto

Esprimere le leggi di conservazione della quantità di

moto e del momento angolare.

Analizzare le condizioni di conservazione della

quantità di moto e del momento angolare.

Esaminare urti elastici e anelastici

Utilizzare l’algebra vettoriale

Identificare le forze conservative e le forze non

conservative.

Formulare il principio di conservazione

dell’energia meccanica e dell’energia totale.

Identificare i vettori quantità di moto di un corpo

e impulso di una forza

Definire il vettore momento angolare.

Definire la legge di conservazione della quantità di

moto in relazione ai principi della dinamica.

Affrontare il problema degli urti su una retta

Le leggi di Keplero

La legge di gravitazione universale

Forza peso e accelerazione di gravità

Moto dei satelliti

Campo gravitazionale

Energia potenziale gravitazionale

Velocità di fuga

Descrivere i moti dei corpi celesti e individuare la

causa dei comportamenti osservati.

Descrivere l’azione delle forze a distanza in

funzione del concetto di campo gravitazionale

Descrivere l’energia potenziale gravitazionale in

funzione della legge di gravitazione universale.

Mettere in relazione la forza di gravità e la

conservazione dell’energia meccanica.

18

Fluidi reali e fluidi ideali

La portata di un fluido e l’equazione di continuità

L’equazione di Bernoulli e sue applicazioni

Analizzare il moto di un liquido in una

conduttura.

Rappresentare la caduta di un corpo in un fluido

ed esprimere il concetto di velocità limite.

Temperatura e comportamento termico dei gas

Le leggi dei gas ideali

Equazione di stato del gas perfetto

Ragionare sulle grandezze che descrivono lo stato

di un gas.

Riconoscere le caratteristiche che identificano un

gas perfetto.

Formulare le leggi che regolano le trasformazioni

dei gas, individuandone gli ambiti di validità.

CLASSE IV


U.A. 1 - PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA


*Stato termodinamico di un sistema

*Lavoro termodinamico

*Primo principio della termodinamica

*Trasformazioni termodinamiche di un

gas perfetto

*Calori specifici del gas perfetto

Saper individuare gli scambi di energia tra un

sistema e l’ambiente

Saper interpretare il lavoro termodinamico nel

piano p-V

Saper applicare il primo principio nelle

trasformazioni

Saper ricavare l’espressione dei calori

specifici del gas perfetto

Settembre



Competenze mirate: Interpretare il primo principio della termodinamica alla luce del principio di

conservazione dell’energia. Formalizzare le equazioni relative alle diverse trasformazioni termodinamiche e

l’espressione dei calori specifici dei gas perfetti.






di laboratorio.

U.A. 2 - SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA ED ENTROPIA


*Macchine termiche

*Secondo principio: enunciati di Kelvin e

di Clausius

Descrivere il principio di funzionamento e il

bilancio energetico di una macchina termica Ottobre

19

*Il rendimento di una macchina termica

*Trasformazioni reversibili e irreversibili

*Teorema e ciclo di Carnot

*Rendimento di una macchina di Carnot

Entropia

Evoluzione spontanea di un sistema

isolato

Verso delle trasformazioni di energia

(freccia del tempo)

Macrostati e microstati

Equazione di Boltzmann per l’entropia

Terzo principio della termodinamica

Saper formulare il secondo principio della

termodinamica nei suoi enunciati

Analizzare alcuni fenomeni della vita reale dal

punto di vista della loro reversibilità o

irreversibilità.

Formalizzare il teorema di Carnot e dimostrarne

la validità.

Saper enunciare e dimostrare la disuguaglianza

di Clausius

Esaminare l’entropia di un sistema isolato in

presenza di trasformazioni reversibili e

irreversibili

Discutere l’entropia di un sistema non isolato

Confrontare l’energia ordinata a livello

macroscopico e l’energia disordinata a livello

microscopicio

Saper identificare gli stati macroscopici e

microscopici di un sistema



Competenze mirate: Determinare il rendimento di una macchina termica e confrontarlo con il rendimento di

una macchina di Carnot che operi fra le stesse temperature. Determinare la variazione di entropia in particolari

trasformazioni.






di laboratorio.

U.A. 3 - LE PROPRIETÀ DEI MOTI ONDULATORI


*Onde armoniche: caratteristiche

fondamentali

*Descrizione fisico-matematica di

un’onda armonica

*Onde trasversali e longitudinali

*Riflessione e rifrazione

*Interferenza e diffrazione

Applicare la relazione fra lunghezza

d’onda, frequenza e velocità di

propagazione

Utilizzare la funzione d’onda per risolvere

problemi sulle onde armoniche.

Interpretare ed analizzare fenomeni

ondulatori

Novembre



Competenze mirate: Distinguere onde impulsive e periodiche. Distinguere onde trasversali e longitudinali.


sistematizzazione. Esperienze dimostrative in aula o in laboratorio.



20


di laboratorio.

U.A. 4 - IL SUONO


*Onde sonore

*Caratteristiche dei suoni

*Effetto Doppler

*Sovrapposizione e interferenza di onde

sonore

*Onde stazionarie e risonanza

Battimenti

Saper riconoscere le caratteristiche delle

onde meccaniche nelle onde sonore

Saper risolvere problemi sui fenomeni

sonori

Saper utilizzare la scala dei decibel

Applicare le leggi dell’effetto Doppler

Determinare lunghezze d’onda e frequenze

di onde stazionarie

Dicembre



Competenze mirate: Distinguere proprietà dei suoni, infrasuoni e ultrasuoni. Identificare altezza, intensità e

timbro di un suono. Riconoscere le onde stazionarie e i fenomeni di risonanza.






di laboratorio.

U.A. 5 - NATURA ONDULATORIA DELLA LUCE


*Spettro della luce visibile

*Interferenza della luce

*Diffrazione della luce

Polarizzazione della luce

Saper interpretare fenomeni legati

all’interferenza e alla diffrazione della luce Gennaio



Competenze mirate: Analizzare problemi sull’interferenza della luce. Analizzare figure di interferenza

prodotte da interferometri e figure di diffrazione prodotte da fenditure e/o reticoli.






di laboratorio.

21

U.A. 6 - LA CARICA ELETTRICA E IL CAMPO ELETTRICO


*Carica elettrica e sua conservazione

*Interazioni fra cariche elettriche e corpi

elettrizzati

*Conduttori e induzione elettrostatica

*Dielettrici e polarizzazione

*Legge di Coulomb

*Campo elettrico: definizione e

rappresentazione mediante linee di forza

*Campi elettrici di conduttori carichi

all’equilibrio

*Flusso del campo elettrico e teorema di

Gauss con applicazioni

Saper applicare il principio di conservazione

della carica elettrica

Interpretare i fenomeni di elettrizzazione

Riconoscere analogie e differenze tra forza

elettrostatica e forza di gravitazione

universale

Comprendere il comportamento

elettrostatico dei conduttori e saperlo

impiegare in contesti significativi

Saper utilizzare il teorema di Gauss per

calcolare il campo elettrico

Febbraio

Marzo



Competenze mirate: Esaminare criticamente l’interazione a distanza fra cariche elettriche. Riconoscere le

caratteristiche del campo elettrico generato da una carica puntiforme e da un conduttore carico in equilibrio.

Riconoscere le differenze fra conduttori, isolanti e semiconduttori mettendole in relazione con le conoscenze

chimiche della materia.






di laboratorio.

U.A. 7 - IL POTENZIALE ELETTRICO E I CONDENSATORI


*Energia potenziale elettrica e potenziale

elettrico

*Lavoro della forza elettrica e differenza

di potenziale

*Superfici equipotenziali

*Circuitazione del campo elettrico

*I condensatori

Saper determinare il potenziale per una carica

elettrica e per una distribuzione di cariche

Determinare il campo elettrico di un

condensatore piano

Saper risolvere sistemi di condensatori

Saper ragionare sull’energia di un

condensatore e sull’uso pratico

Aprile



Competenze mirate: Saper applicare il principio di conservazione dell’energia a problemi riguardanti

l’interazione elettrica. Saper riconoscere campi conservativi e paragonarli con quelli non conservativi.





22


di laboratorio.

U.A. 8 - CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA


*La corrente elettrica

*Generatore ideale di tensione continua

*La resistenza e le leggi di Ohm

*La potenza elettrica

*L’effetto Joule

*Le leggi di Kirchhoff

*Circuiti con resistori

*La forza elettromotrice e la resistenza

interna di un generatore di tensione

Effetto termoionico. Effetto Volta

Osservare cosa comporta una differenza di

potenziale ai capi di un conduttore

Individuare cosa occorre per mantenere ai

capi di un conduttore una differenza di

potenziale costante

Analizzare la relazione esistente tra

l’intensità di

corrente che attraversa un conduttore e la

differenza di potenziale ai suoi capi

Analizzare gli effetti del passaggio di

corrente su un resistore

Saper risolvere un circuito elettrico

Analizzare la forza elettromotrice di un

generatore, ideale e/o reale

Formalizzare le leggi di Kirchhoff

Maggio



Competenze mirate: Schematizzare un circuito elettrico e determinarne la resistenza equivalente. Calcolare

la potenza erogata da un generatore e quella assorbita dai diversi elementi ohmici di un circuito. Eseguire

misure di differenze di potenziale e di intensità di corrente.






di laboratorio.

SAPERI MINIMI


Stato termodinamico di un sistema

Lavoro termodinamico

Primo principio della termodinamica

Trasformazioni termodinamiche di un gas perfetto

Calori specifici del gas perfetto

Descrivere una trasformazione

rappresentata sul piano di Clapeyron.

Calcolare il lavoro di una trasformazione.

Enunciare ed applicare il primo principio

della termodinamica alle principali

trasformazioni.

Macchine termiche

Secondo principio: enunciati di Kelvin e di Clausius

Il rendimento di una macchina termica

Trasformazioni reversibili e irreversibili

Teorema e ciclo di Carnot

Rendimento di una macchina di Carnot

Descrivere il principio di funzionamento di

una macchina termica

Saper enunciare il secondo principio della

termodinamica nelle varie forme.

Riconoscere il ciclo di Carnot e applicare il

teorema di Carnot.

23

Onde armoniche: caratteristiche fondamentali

Descrizione fisico-matematica di un’onda armonica

Onde trasversali e longitudinali

Riflessione e rifrazione

Interferenza e diffrazione

Saper definire e riconoscere un’onda

armonica e calcolarne le grandezze

caratteristiche

Onde sonore

Caratteristiche dei suoni

Effetto Doppler

Sovrapposizione e interferenza di onde sonore

Onde stazionarie e risonanza

Saper riconoscere le caratteristiche delle

onde sonore

Saper risolvere problemi sui fenomeni

sonori

Applicare le leggi dell’effetto Doppler

Spettro della luce visibile

Interferenza della luce

Diffrazione della luce

Risoluzione di problemi riguardanti

l'interferenza e la diffrazione della luce.

Carica elettrica e sua conservazione

Interazioni fra cariche elettriche e corpi elettrizzati

Conduttori e induzione elettrostatica

Dielettrici e polarizzazione

Legge di Coulomb

Campo elettrico: definizione e rappresentazione

mediante linee di forza

Campi elettrici di conduttori carichi all’equilibrio

Flusso del campo elettrico e teorema di Gauss con

applicazioni

Saper calcolare la forza di Coulomb.

Individuare e applicare strategie per la

risoluzione di problemi su forza

elettrostatica, campo elettrico, teorema di

Gauss

Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico

Lavoro della forza elettrica e differenza di potenziale

Superfici equipotenziali

Circuitazione del campo elettrico

I condensatori

Saper calcolare la capacità di un conduttore

o di un condensatore.

Individuare e applicare strategie per la

risoluzione di problemi su potenziale

elettrico, energia potenziale elettrica,

condensatori.

La corrente elettrica

Generatore ideale di tensione continua

La resistenza e le leggi di Ohm

La potenza elettrica

L’effetto Joule

Le leggi di Kirchhoff

Circuiti con resistori

La forza elettromotrice e la resistenza interna di un

generatore di tensione

Enunciare ed applicare le leggi di Ohm.

Saper calcolare corrente elettrica, potenza,

resistenza.

Saper risolvere semplici circuiti elettrici

CLASSE V


U.A.1 – FENOMENI MAGNETICI E CAMPO MAGNETICO


*Interazione corrente-magnete – Ampère e

l’interazione corrente-corrente –

*Induzione magnetica di alcuni circuiti

percorsi da corrente – Legge di Biot-Savart

*Teorema della circuitazione di Ampère

Interrogarsi su come possiamo definire e

misurare il valore del campo magnetico

Creare esperimenti di attrazione, o

repulsione, magnetica.

Settembre

Ottobre

24

* Flusso dell’induzione magnetica

*Densità di energia del campo magnetico.

Visualizzare il campo magnetico con

limatura di ferro.

Saper individuare legami tra fenomeni

elettrici e magnetici.

Analizzare l’interazione tra due

conduttori percorsi da corrente

Obiettivi formativi: Acquisire ed interpretare l’informazione. Individuare collegamenti e relazioni

Competenze mirate: Saper interpretare un fenomeno, almeno qualitativamente, sia mediante l’interazione a

distanza sia con l’interazione mediata dal campo. Saper applicare le definizioni e le leggi, nello svolgimento

di esercizi di esercizi e problemi


sistematizzazione. Esperienze dimostrative in aula o in laboratorio

Strumenti: libro di testo adottato, lavagna interattiva, appunti, fotocopie


laboratoriali

U.A. 2 – MOTO DI CARICHE IN UN CAMPO MAGNETICO E APPLICAZIONI


*Moto di una carica elettrica in un

campo magnetico

*Forza di Lorentz

*Momento torcente e funzionamento di

un motore elettrico

*Proprietà magnetiche della materia:

sostanze paramagnetiche,

diamagnetiche e ferromagnetiche

Determinare la forza su un filo percorso da

corrente o su una carica elettrica in moto in un

campo magnetico uniforme

Determinare le variabili del moto circolare

uniforme di una carica elettrica in un campo

magnetico

Saper risolvere esercizi e problemi inerenti il

magnetismo e l'elettromagnetismo

Riconoscere applicazioni pratiche del

magnetismo

Novembre

Dicembre

Obiettivi formativi: Acquisire ed interpretare l’informazione . Acquisire ed elaborare l’informazione.

Individuare collegamenti e relazioni. Riconoscere applicazioni pratiche delle conoscenze acquisite.

Competenze mirate: Analizzare e interpretare fenomeni del magnetismo. Analizzare le proprietà magnetiche

della materia. Saper applicare le definizioni e le leggi, nello svolgimento di esercizi di esercizi e problemi


sistematizzazione. Esperienze dimostrative in laboratorio




laboratoriali

U.A. 3 – INDUZIONE ELETTROMAGNETICA


*Esperimenti di Faraday sulla corrente

indotta. Forza elettromotrice indotta.

*Legge di Faraday. Legge di Neumann.

Legge di Lenz.

Descrivere esperimenti che mostrino il

fenomeno dell’induzione elettromagnetica.

Discutere la legge di Neumann-Lenz.

Descrivere le relazioni fra forza di Lorentz e

forza elettromotrice indotta.

Dicembre

Gennaio

25

*Autoinduzione, coefficienti di

autoinduzione, l'induttanza.

*Mutua induzione e autoinduzione.

Induttanza di un solenoide

Corrente alternata ed applicazioni

Calcolare il flusso di un campo magnetico

Calcolare le variazioni di flusso di un campo

magnetico

Obiettivi formativi: Acquisire ed interpretare l’informazione. Acquisire ed elaborare l’informazione.

Individuare collegamenti e relazioni.

Competenze mirate: Analizzare e interpretare fenomeni dell’induzione elettromagnetica. Conoscere lo

schema di funzionamento di una centrale idroelettrica. Comprendere e valutare le scelte scientifiche e

tecnologiche che interessano la società in cui si vive.

Saper applicare le definizioni e le leggi nello svolgimento di esercizi di esercizi e problemi.


sistematizzazione. Esperienze in laboratorio




laboratoriali

U.A. 4 – EQUAZIONI DI MAXWELL E ONDE ELETTROMAGNETICHE


*Campo elettrico indotto e campo

magnetico indotto.

* Il termine mancante: la corrente di

spostamento.

*Propagazione del campo

elettromagnetico

*Velocità della luce in funzione delle

costanti dell’elettromagnetismo.

*Equazioni di Maxwell.

*Caratteristiche di un’onda

elettromagnetica armonica

Produzione e ricezione di onde

elettromagnetiche mediante circuiti

oscillanti e antenne

*Spettro elettromagnetico

Presentare il concetto di campo elettrico indotto.

Comprendere se si può definire un potenziale

elettrico per il campo elettrico indotto.

Individuare cosa rappresenta la corrente di

spostamento.

Esporre e discutere le equazioni di Maxwell nel

caso statico e nel caso generale.

Definire le caratteristiche di un’onda

elettromagnetica e analizzarne la propagazione.

Definire il profilo spaziale di un’onda

elettromagnetica piana.

Collegare la velocità dell'onda con l'indice di

rifrazione del mezzo

Saper argomentare sulle caratteristiche dello

spettro E. M.

Essere in grado di collegare le equazioni di

Maxwell ai fenomeni fondamentali

dell’elettricità e del magnetismo e viceversa.

Febbraio

Obiettivi formativi: Acquisire ed interpretare l’informazione. Individuare collegamenti e relazioni. Osservare

e identificare fenomeni.

Competenze mirate: Formalizzare un problema di fisica e applicare gli strumenti matematici e disciplinari

rilevanti per la sua risoluzione. Formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi.

Saper applicare le definizioni e le leggi, nello svolgimento di esercizi di esercizi e problemi


sistematizzazione.




26


laboratoriali

U.A. 5 – RELATIVITÀ RISTRETTA


*Esperimento di Michelson Morley

*I postulati della relatività ristretta

*Simultaneità degli eventi

*Dilatazione dei tempi

* Contrazione delle lunghezze

*La legge relativistica di composizione delle

velocità

*Quantità di moto ed energia relativistica

Effetto Doppler relativistico

*L’equivalenza tra massa ed energia

Interpretazione energetica dei fenomeni nucleari:

decadimenti radioattivi, fissione e fusione

Saper argomentare, usando almeno uno

degli

esperimenti classici, sulla validità della

teoria della relatività.

Saper applicare le relazioni sulla

dilatazione dei tempi e contrazione delle

lunghezze

Saper risolvere semplici problemi di

cinematica e dinamica relativistica

Marzo




rilevanti per la sua risoluzione. Riconoscere la contraddizione tra meccanica ed elettromagnetismo in relazione

alla costanza della velocità della luce.



sistematizzazione.





laboratoriali

U.A. 6 – FENOMENI QUANTISTICI


*Le contraddizioni della fisica

dell'Ottocento

* Gli spettri atomici, lo spettro

dell'idrogeno

Il problema dell'energia irraggiata

da un corpo nero, l'ipotesi

di Rayleigh-Jeans

L’ipotesi di Planck

* L'effetto fotoelettrico

* L'interpretazione di Einstein

* L'effetto Compton

I modelli atomici di Thomson e di

Rutherford

L'atomo di Bohr, le orbite e i

livelli energetici dell'atomo di

idrogeno

Saper dare spiegazione delle esperienze fondamentali

che hanno messo in crisi la fisica del ‘900

Saper riconoscere il ruolo della fisica quantistica in

situazioni reali

Saper risolvere esercizi e problemi relativi alle leggi

incontrate (legge dello spostamento di Wien, leggi

dell'effetto fotoelettrico e dell'effetto Compton, le serie

spettrali dell'atomo di idrogeno, le orbite e i livelli

energetici dell'atomo di idrogeno, le transizioni fra

livelli energetici)

Marzo

Aprile

27

Giustificazione dello spettro a

righe dell'atomo di idrogeno.




rilevanti per la sua risoluzione. Formulare ipotesi esplicative utilizzando modelli, analogie e leggi.



sistematizzazione. Evidenziare le connessioni con la chimica e le scienze.




laboratoriali

U.A. 7 – DUALISMO ONDA – CORPUSCOLO


*Dualismo onda-corpuscolo della luce

(esperimento di Young)

* Dualismo corpuscolo-onda dell’elettrone

* Dualismo ondulatorio-corpuscolare della

materia (lunghezza d’onda di De Broglie)

Deduzione della condizione di quantizzazione

delle orbite di Bohr

Diffrazione di particelle

Principio di indeterminazione di Heisenberg

Comprendere il concetto chiave di doppia

natura, cogliere l’intuizione di De Broglie

Maggio



Competenze mirate: Rendere ragione di fenomeni naturali mediante la validazione di modelli. di misura,

costruzione e/o Analizzare esperimenti di interferenza e diffrazione di particelle, illustrando anche

formalmente come essi possano essere interpretati a partire dalla relazione di De Broglie sulla base del

principio di sovrapposizione


sistematizzazione. Evidenziare le connessioni con la chimica e le scienze.




laboratoriali

SAPERI MINIMI


Interazione corrente-magnete – Ampère e l’interazione

corrente-corrente –

Induzione magnetica di alcuni circuiti percorsi da

corrente – Legge di Biot-Savart. Teorema della

Applicare la legge che descrive

l’interazione fra fili rettilinei percorsi da

corrente.

28

circuitazione di Ampère. Flusso dell’induzione

magnetica. Densità di energia del campo magnetico

Determinare il campo magnetico prodotto

in un punto dalla corrente che scorre in un

filo rettilineo o in un solenoide

Moto di una carica elettrica in un campo magnetico.

Forza di Lorentz. Momento torcente e funzionamento di

un motore elettrico.

Proprietà magnetiche della materia: sostanze

paramagnetiche, diamagnetiche e ferromagnetiche

Determinare la forza su un filo percorso da

corrente o su una carica elettrica in moto in

un campo magnetico uniforme

Determinare le variabili del moto circolare

uniforme di una carica elettrica in un campo

magnetico

Esperimenti di Faraday sulla corrente indotta. Forza

elettromotrice indotta.

Legge di Faraday. Legge di Neumann. Legge di Lenz.

Autoinduzione, coefficienti di autoinduzione, l'induttanza.

Mutua induzione e autoinduzione. Induttanza di un

solenoide

Descrivere esperimenti che mostrino il

fenomeno dell’induzione elettromagnetica.

Discutere la legge di Lenz e la legge di

Neumann-Lenz.

Descrivere le relazioni fra forza di Lorentz e

forza elettromotrice indotta.

Calcolare il flusso di un campo magnetico

Campo elettrico indotto e campo magnetico indotto.

Il termine mancante: la corrente di spostamento.

Propagazione del campo elettromagnetico

Velocità della luce in funzione delle costanti

dell’elettromagnetismo.

Equazioni di Maxwell.

Caratteristiche di un’onda elettromagnetica armonica

Spettro elettromagnetico

Calcolare le variazioni di flusso di un campo

magnetico.

Illustrare le equazioni di Maxwell nel vuoto

espresse in termini di flusso e circuitazione.

Argomentare sul problema della corrente di

spostamento

Descrivere le caratteristiche del campo

elettrico e magnetico di un’onda

elettromagnetica e la relazione specifica.

Collegare la velocità dell'onda con l'indice di

rifrazione

Esperimento di Michelson Morley

I postulati della relatività ristretta .Simultaneità degli

eventi

Dilatazione dei tempi . Contrazione delle lunghezze

La legge relativistica di composizione delle velocità

Quantità di moto ed energia relativistica

L’equivalenza tra massa ed energia

Saper argomentare, usando almeno uno degli

esperimenti classici, sulla validità della teoria

della relatività.

Saper applicare le relazioni sulla dilatazione

dei tempi e contrazione delle lunghezze

Saper risolvere semplici problemi di

cinematica e dinamica relativistica

Le contraddizioni della fisica dell'Ottocento

Gli spettri atomici, lo spettro dell'idrogeno

L'effetto fotoelettrico. L'interpretazione di Einstein

L'effetto Compton

Saper dare spiegazione delle esperienze

fondamentali che hanno messo in crisi la

fisica del ‘900

Dualismo onda-corpuscolo della luce (esperimento di

Young). Dualismo corpuscolo-onda dell’elettrone.

Dualismo ondulatorio-corpuscolare della materia

(lunghezza d’onda di De Broglie)

Saper riconoscere il ruolo della fisica

quantistica in situazioni reali

29

2.4 ACCOGLIENZA

Per le classi prime, nei primi giorni di scuola, alcune ore saranno dedicate all’accoglienza per illustrare gli

obiettivi formativi e disciplinari del ciclo di studi del primo anno.

2.5 DIAGNOSI DEI LIVELLI DI PARTENZA

I livelli di partenza nelle classi prime saranno saggiati attraverso la votazione conseguita, l’esito delle prove

INVALSI e il certificato delle competenze europee rilasciati alla fine della scuola secondaria di primo grado

e pervenuti alla scuola all’atto dell’iscrizione

2.6 DIAGNOSI DEI LIVELLI IN USCITA

I livelli in uscita saranno monitorati alla fine dell’anno nelle classi seconde e quarte.

2.7 METODOLOGIE, MEZZI E STRUMENTI

Lezione frontale – Ciclicità nella trattazione dei contenuti – Correzione di esercizi e problemi alla lavagna –

Svolgimento in classe di esercizi e problemi sia singolarmente che in gruppo – Metodo laboratoriale.

2.8 CRITERI DI VALUTAZIONE E VERIFICHE

La valutazione finale, pur avvalendosi del supporto delle prove di verifica orali, scritte e pratiche, rimane

comunque un giudizio globale ed individualizzato e dovrà tenere conto del percorso di ogni singolo/a allievo/a.

Nella valutazione si farà riferimento ai seguenti aspetti:

– livello delle conoscenze e delle competenze;

– corretto uso di sottocodici, organizzazione ed espressione dei contenuti appresi;

– grado di rielaborazione concettuale;

– miglioramento rispetto al livello di partenza;

– grado di impegno, organizzazione e capacità di recupero delle lacune e dei deficit di apprendimento;

– qualità del lavoro scolastico rilevabile in termini di attenzione, partecipazione e assiduità al dialogo

educativo, collaborazione, sistematicità, puntualità rispetto alle consegne;

– partecipazione alla vita scolastica e alle attività integrative.

Numero minimo delle prove scritte e orali per la fisica biennio

Trimestre

Due prove scritte e una valutazione orale.

Pentamestre

Tre prove scritte e due valutazioni orali

Numero minimo delle prove scritte e orali per la fisica triennio

30

Trimestre

Due prove scritte e due valutazioni orali.

Pentamestre

Quattro prove scritte e tre valutazioni orali

Si precisa che il numero minimo delle valutazioni orali saranno rispettivamente tre nel

trimestre e quattro nel pentamestre nel caso di insufficienza grave o lieve.

Tipologia e caratteristiche delle verifiche

1. Verifiche scritte (test oggettivi - test saggio- relazione di laboratorio), orali e

pratiche.

Possono essere formative o sommative. All’inizio, durante e al termine di unità

di apprendimento. Variano a seconda dell'argomento e degli obiettivi a cui si

riferiscono e ognuna di esse ha i suoi punti di forza e di debolezza

2. Ogni prova (anche l’interrogazione) deve rispondere ai requisiti della validità

(chiarendo ciò che si vuole rilevare), della costanza (i criteri di valutazione non

devono mutare), della chiarezza (devono essere leggibili dagli alunni senza

equivoci), della coerenza coi valori di fondo dell'educazione proposta, della

pertinenza ed efficacia didattica, della varietà. Infine ogni prova deve essere

inoltre opportunamente calibrata (domande correttamente formulate e tempo

concesso sufficiente).

Le prove sono preparate, proposte, corrette e valutate dal singolo docente in

sintonia con i criteri, i tempi e le modalità delle verifiche degli altri colleghi.

Criteri comuni per la predisposizione delle prove scritte

I docenti nella predisposizione delle prove avranno cura di:

• evidenziare gli obiettivi di apprendimento perseguiti nelle quotidiane attività

didattiche e presumibilmente raggiunti dagli alunni in un certo periodo

• determinare il numero, la tipologia, la difficoltà di esercizi che si considerano

ottimali rispetto alla classe e ai singoli alunni,

• stabilire i tempi di realizzazione della prova,

31

• definire le modalità di attribuzione del punteggio (ad esempio: 2 punti per ciascuno

esercizio esatto) e i criteri in base ai quali viene assegnato il voto ( da 1 a 10),

• avvertire gli alunni dei tempi, dei modi, dei criteri di somministrazione della prova,

evitando di favorire ansia di prestazione.

Per la prova scritta di matematica si stabilisce che ciascun docente nella valutazione tenga conto dei

seguenti descrittori :

• Conoscenze /abilità.

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

• Capacità logiche ed argomentative

Organizzazione e utilizzazione di conoscenze e abilità per analizzare, scomporre ed elaborare

problemi o quesiti. Proprietà di linguaggio, chiarezza e correttezza dei riferimenti teorici e

delle procedure scelte, comunicazione e commento della soluzione puntuali e logicamente

rigorose

• Correttezza e chiarezza negli svolgimenti

Correttezza nei calcoli, nell’applicazione di tecniche e procedure. Correttezza e precisione

nell’esecuzione delle rappresentazioni geometriche e nei grafici

• Completezza della risoluzione

Rispetto della consegna circa il numero di questioni da risolvere

2.9 GRIGLIE DI VALUTAZIONE

Griglia di valutazione prova scritta di fisica primo biennio

Indicazioni per la compilazione: ciascun docente assegnerà un punteggio da 1 a 10 suddividendolo nei tre

indicatori/descrittori

INDICATORI- DESCRITTORI Esercizi / problemi

Valore massimo attribuibile a ciascun esercizio 10

n.1 n.2 n.3 n.4 n.5 __ Punteggio

totale COMPRENSIONE e CONOSCENZA

Comprensione della richiesta.

Modellizzazione della situazione ideale o

reale

Conoscenza dei contenuti

32

ABILITA' LOGICHE e RISOLUTIVE

Formalizzare ipotesi.

Scelta di strategie risolutive adeguate

CORRETTEZZA dello SVOLGIMENTO

Efficacia delle strategie risolutive

Correttezza nell'applicazione di tecniche e

procedure anche grafiche.

Uso del corretto lessico specifico : formule

inverse/unità di misura/rappresentazioni

geometriche e grafiche..

Voto assegnato

Griglia di valutazione prova scritta di fisica secondo biennio e quinto anno

Indicazioni per la compilazione: ciascun docente assegnerà un punteggio da 1 a 10 suddividendolo nei tre

indicatori/descrittori

INDICATORI- DESCRITTORI Esercizi /Problemi

Valore massimo attribuibile a ciascun esercizio 10

Punteggio

totale

n.1 n.2 n.3 n.4 n.5 n.6 n.

COMPRENSIONE e CONOSCENZA

Comprensione della richiesta.

Modellizzazione della situazione

ideale o reale

Conoscenza dei contenuti

ABILITA' LOGICHE e RISOLUTIVE

Formalizzare ipotesi.

Scelta di strategie risolutive adeguate.

CORRETTEZZA dello

SVOLGIMENTO

Efficacia delle strategie risolutive

Correttezza nell'applicazione di

tecniche e procedure anche grafiche.

Uso del corretto lessico specifico :

formule inverse/unità di

misura/rappresentazioni geometriche e

grafiche..

COMPETENZE COMUNICATIVE

Originalità dei percorsi risolutivi

Collegamenti fra diversi ambiti della

fisica

Voto assegnato

34

GRIGLIA DI CORRISPONDENZA TRA VOTI E LIVELLI DI CONOSCENZA

PER LA VALUTAZIONE DELLE VERIFICHE ORALI

VOTO IN

DECIMI

SAPERI

CONOCENZE ABILITA’

DUE Nessuna o rifiuto della prova.

Nessuna o non espresse.

TRE Gravemente lacunose e non

pertinenti.

Applicazione inesistente o gravemente errata. Non effettua

analisi/sintesi/collegamenti. Non discute i risultati.

Non utilizza il linguaggio specifico.

QUATTRO Lacunose e frammentarie. Non sa

cogliere il senso di una informazione

e risponde in modo disorganico e

dispersivo.

Applicazione errata anche in compiti ed esercizi semplici.

Fatica ad orientarsi ed effettua in modo scorretto

analisi/sintesi/collegamenti. Discute in modo errato i risultati.

Non utilizza il linguaggio specifico.

CINQUE Frammentarie e superficiali o non

sempre corrette. Coglie in modo

incerto il senso di una informazione.

Applicazione con errori non gravi. Effettua

analisi/sintesi/collegamenti parziali e imprecise. Discute i

risultati in modo superficiale. L’utilizzo del linguaggio

specifico è incerto.

SEI Complete ma essenziali. Coglie il

senso delle informazioni ma non le

organizza autonomamente.

Applicazione con qualche imperfezione o meccanica o

corretta ma in esercizi ripetuti. Effettua semplici

analisi/sintesi/collegamenti. Discute i risultati nei casi

standard. Utilizza un linguaggio corretto ma poco articolato.

SETTE Corrette ed esaurienti. È autonomo/a

nella comprensione.

Applicazione sostanzialmente corretta. Riesce ad organizzare

le conoscenze e le procedure di analisi/sintesi/collegamenti

acquisite. Discute i risultati con una certa autonomia Utilizza

un linguaggio specifico e appropriato.

OTTO Complete e approfondite. Riesce ad

interpretare con sicurezza ed

autonomia le conoscenze acquisite.

Applicazione precisa anche in compiti complessi. Effettua

analisi/sintesi/collegamenti approfondite e corrette. Discute i

risultati autonomamente. Si esprime in modo organico e

articolato.

NOVE/

DIECI

Complete, approfondite, puntuali e

rielaborate. Interpreta e organizza

autonomamente le conoscenze

proponendole anche in modo

personale.

Applicazione autonoma e rigorosa anche in situazioni

nuove. Effettua analisi/sintesi/collegamenti originali.

Discute i risultati con precisione. Utilizza un linguaggio

specifico ricco e incisivo.

fisica...aver appreso i concetti fondamentali della fisica, le leggi e le teorie che li esplicitano,...

Documents