Programmazione delle attività didattiche

Programmazione delle attività didattiche
Anno scolastico 2015-2016
Della Prof.ssa
Disciplina
Classe
Segoloni Daniela
Fisica
V L
Libro di testo adottato:
Walker :
“Dalle Meccanica alla Fisica Moderna” vol.3
ed. Linx
ﾧ
DESCRIZIONE DELLA CLASSE
La classe è composta di 23 alunni, 15 maschi e 8 femmine più due uditori provenienti da Israele.
Gli allievi quest'anno non hanno ancora mostrato quell'interesse ed impegno che li aveva
caratterizzati nei primi due anni e il lavoro a casa, soprattutto per un gruppo di studenti, risulta al
momento superficiale e discontinuo. Il gruppo è comunque abbastanza eterogeneo e alcuni elementi
spiccano per un lavoro continuo se pure a volte poco adeguato e interiorizzato.
FINALITÀ
 Potenziare capacità induttive (interpretare dati, formulare ipotesi e verificarle, ...)
 Potenziare capacità linguistiche (codici verbali e non verbali, specifici e formalizzati)
 Modellizzare (generalizzare, astrarre, costruire modelli) situazioni problematiche di varia natura
(reale o disciplinare) e di varia complessità
 Utilizzare modelli anche in relazione con la fisica e le altre scienze
 Comprendere importanza, potenzialità e limiti della ricerca scientifica in generale
 Formalizzare e risolvere problemi con un senso critico che permetta di scegliere in modo
flessibile e personalizzato le strategie di approccio
 Usare consapevolmente strumenti e tecniche di calcolo anche in ambito informatico la tecnologia
per lo studio e la ricerca.
 Inquadrare storicamente l’evoluzione e il progressivo affinamento delle teorie
fondamentali.
 Approfondire gli aspetti epistemologici della disciplina attraverso collegamenti con la storia e la
filosofia
STRATEGIE DIDATTICHE
RAPPORTO CON GLI STUDENTI
Lezioni frontali partecipate
Discussione guidata
Problem solving
Problem posing
Lezioni operative in laboratorio di fisica/informatica
MEDIATORI DIDATTICI
Libro di testo
Documentazione prodotta dal docente anche mediante presentazioni multimediali
Calcolatrice scientifica
Strumenti e dispositivi per esperimenti
Computer
Software didattici (geometria dinamica, computer algebra, fogli elettronici, …)
METODOLOGIE
 Si organizzano i contenuti di studio in temi, per dare risalto ai concetti fondamentali attorno a cui
si aggregano i vari argomenti
 Si privilegia il metodo induttivo, con una costante attenzione al confronto tra realtà e modello
 La trattazione dei vari temi avviene attraverso approfondimenti successivi secondo un
procedimento “elicoidale”
 Vengono proposte situazioni problematiche di complessità gradualmente crescente finalizzate,
attraverso operazioni di analisi quali la scomposizione e il confronto di analogie e differenze, alla
riduzione della complessità stessa (metodologia top-down)
 Si presentano situazioni problematiche aperte, finalizzate al potenziamento delle capacità
intuitive e di formulazione di ipotesi
 I momenti di lezione frontale vengono spesso integrati con altri in cui il coinvolgimento globale
della classe si esprime attraverso una partecipazione attiva
 Gli alunni verranno guidati alla lettura e all’uso del libro di testo (in modo particolare nella
classe terza): gli appunti presi in classe dovranno essere costantemente integrati da una lettura
analitica e critica del libro di testo
 Si prevedono visite guidate e gite di istruzione, contatti con l’extrascuola (enti, POST,
Università,..), partecipazione a conferenze, gare, concorsi e corsi (Olimpiadi, Lauree
Scientifiche,…), anche in virtù di un orientamento consapevole
INDICAZIONI METODOLOGICHE CLASSE QUINTA
Modulo 10
Il campo magnetico stazionario verrà introdotto sulla base del modello del campo elettrico,
evidenziando in parallelo le grandezze caratteristiche e le proprietà, sottolineando analogie e
differenze.
Quando possibile, le leggi saranno presentate con le loro dimostrazioni sia per allenare all’utilizzo
di catene deduttive e di forme diverse di argomentazioni che per dare maggiore rilevanza ai risultati.
Nel laboratorio si realizzeranno, a titolo dimostrativo, i fenomeni magnetici e le esperienze storiche
sulle interazioni tra magneti e correnti, e tra correnti, evidenziando il percorso seguito dagli
scienziati nel corso degli anni.
Modulo 11
La legge di induzione elettromagnetica viene introdotta mediante la presentazione, in laboratorio, di
alcuni fenomeni di induzione e poi, dopo lo studio teorico e delle possibili implicazioni,
approfondita con la realizzazione di varie applicazioni concrete.
La teoria di Maxwell sarà introdotta come sintesi e completamento delle leggi già viste nel corso
dell’anno, evidenziando le implicazioni rivoluzionarie sulla propagazione delle onde
elettromagnetiche e puntualizzando che questa teoria rappresenta il primo caso incontrato dagli
studenti, in cui la formulazione del modello ha anticipato l’evidenza sperimentale.
Modulo 12
La relatività ristretta viene presentata nelle linee essenziali, riducendo al minimo il formalismo
matematico, utilizzando anche simulazioni e un pacchetto multimediale che visualizza e concretizza
di volta in volta le proprietà e le implicazioni della teoria, anche mediante i noti paradossi.
Si proverà ad applicare le relazioni studiate con semplici problemi di cinematica e dinamica
relativistica e su urti e decadimenti di particelle.
Modulo 13
La meccanica quantistica viene introdotta partendo dai principali esperimenti che misero in crisi la
fisica classica, sottolineando le caratteristiche e le leggi nelle linee essenziali, riducendo al minimo
il formalismo matematico. Si utilizzano supporti multimediali, filmati e simulazioni presenti in
internet, presso siti noti, per migliorare la comprensione di concetti così astratti e contenuti molto
teorici.
La classificazione delle particelle che costituiscono la materia verrà introdotta come esempio di
unificazione di più leggi in un'unica teoria che le racchiude tutte: il modello standard della materia,
teoria che ha avuto numerose evidenze sperimentali, ma che presenta problemi ancora da risolvere
per l’ interazione gravitazionale.
Modulo 14
Le attività si svolgeranno sia in aula che a casa, possibilmente mediante lavori di gruppo che si
formeranno in base agli interessi dei ragazzi. Ogni gruppo approfondirà un tema specifico, i singoli
componenti svilupperanno ciascuno un aspetto importante, individuato insieme ai compagni.
I lavori verranno riportati al resto della classe con presentazioni sintetiche anche multimediali.
OBIETTIVI MINIMI
I seguenti obiettivi minimi sono da intendersi indispensabili per ottenere l’ammissione alla classe
successiva.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Applicare il metodo sperimentale nelle varie fasi a esperienze di laboratorio
Analizzare e rielaborare, anche con un foglio elettronico, i dati sperimentali, estraendone la
legge e i risultati particolari
Schematizzare graficamente semplici situazioni reali utilizzando i modelli e le grandezze
opportune
Tradurre algebricamente le informazioni estratte da un problema posto
Applicare relazioni e leggi per la risoluzione di semplici problemi di termodinamica e
relativi ai fenomeni di propagazione delle onde elastiche e ai campi elettrici stazionari
Disegnare l’andamento di funzioni che rappresentano leggi fisiche
Utilizzare il piano di Claypeiron per rappresentare trasformazioni termodinamiche
Rappresentare graficamente l’equazione di un’onda armonica e i più importanti fenomeni di
propagazione.
Riconoscere le condizioni che determinano il verificarsi di fenomeni di interferenza e
diffrazione.
Rappresentare graficamente il campo elettrico nelle situazione più importanti
Riconoscere in una funzione rappresentante una legge fisica le informazioni sul fenomeno
fisico utilizzando anche il relativo grafico
Analizzare la correttezza di un ragionamento in un dato contesto.
Utilizzare software specifico per lo studio e la ricerca disciplinare
VERIFICHE E VALUTAZIONE
La valutazione, intesa come strumento di controllo del processo di insegnamento-apprendimento,
nonché come momento di informazione sia per il docente che per gli alunni, prevede verifiche
diversificate, di carattere formativo e sommativo; alla valutazione dei risultati conseguiti l’alunno
potrà partecipare consapevolmente e criticamente (autovalutazione).
Potranno essere effettuate prove di diversa tipologia per valutare la serietà e la costanza nello
studio, e per verificare l’acquisizione delle capacità di cogliere significati e operare confronti,
organizzare e rielaborare criticamente gli argomenti studiati, esporre utilizzando un linguaggio
chiaro, appropriato e scientificamente corretto.
Le prove di verifica potranno essere scelte fra le seguenti:
-
colloqui orali
-
prove strutturate (a risposta multipla, di tipo vero/falso, a risposta singola, ecc. ...) o altri
questionari semistrutturati
-
trattazioni sintetiche di argomenti
-
risoluzione di esercizi e problemi
-
relazioni di laboratorio
Nei criteri generali di valutazione si terrà conto:
* del possesso delle conoscenze specifiche;
* del possesso delle abilità richieste nella risoluzione dei vari problemi;
* dell’originalità dei procedimenti risolutivi;
* dell’ordine e del rigore del linguaggio specifico (verbale e non) utilizzato.
Per la correzione delle prove saranno utilizzate appropriate griglie di valutazione.
Il numero minimo di prove di verifica necessarie per una corretta valutazione in Fisica è
fissato, per ogni quadrimestre, in almeno tre verifiche.
Nel caso in cui il numero di valutazioni di alcuni alunni sia inferiore a quello prestabilito (per
assenze), l’insegnante deciderà se introdurre prove di verifica integrative scritte o orali.
In ciascuna di esse, ogni allievo dovrà dimostrare di aver raggiunto i seguenti livelli:
CONOSCENZA: conoscenza lineare ed ordinata degli argomenti.
COMPRENSIONE: capacità di riformulare i contenuti almeno in forma elementare, purché
completa.
APPLICAZIONE: applicazione diretta delle conoscenze teoriche.
ANALISI: cogliere relazioni, individuare gli elementi essenziali, analogie e differenze, scomporre i
dati di una situazione.
SINTESI: riunire i casi particolari in casi generali; interpretare i risultati ottenuti nel contesto.
COMUNICAZIONE: capacità di utilizzare gli strumenti linguistici e multimediali in forma lineare
e corretta.
IMPEGNO E PARTECIPAZIONE: regolarità nella frequenza, nella partecipazione, nell’attenzione;
capacità di porsi in relazione corretta con i compagni e con gli insegnanti.
La prima prova scritta dell’anno scolastico potrà vertere, dopo un breve periodo di ripasso, sugli
argomenti affrontati nell’anno precedente.
In relazione agli esiti dei vari momenti valutativi, con riferimento agli obiettivi prefissati, saranno
previste attività di integrazione/recupero. Tali attività, tenuto conto della normativa vigente e
delle eventuali delibere del Collegio dei Docenti, potranno consistere in:
 periodici momenti, in orario scolastico, di rafforzamento e superamento di difficoltà emerse
da verifiche individuali e non;
 IDEI previsti per un ristretto numero di alunni (appartenenti a classi parallele)
preventivamente individuati dal consiglio di classe;
 Studio individuale guidato con l’assistenza e il supporto del docente
 “IDEI in itinere” 4 ore per classe per fisica da utilizzare, a discrezione del docente, previa
comunicazione agli studenti, alle famiglie e alla dirigenza, per intervenire a sanare
immediatamente situazioni di difficoltà di un esiguo gruppo di studenti
Al termine di ciascuna tipologia di recupero, gli studenti dovranno sostenere prove che attestino il
superamento delle lacune manifestate.
In presenza di allievi DSA o BES per la valutazione dei quali siano previsti strumenti di
compensazione e/o dispensativi si rimanda a quanto specificatamente indicato nel Piano Didattico
Personalizzato.
Seguono le tabelle di valutazione per la relazione di laboratorio e per le eventuali verifiche scritte.
TABELLA DI VALUTAZIONE
- RELAZIONE DI LABORATORIO
Esperienza:________________________________________________________
Cognome e Nome_________________________Classe _______ Data___________
Indicatore
CONOSCENZE
APPLICAZION
E E METODO
Descrittore dell'indicatore
Strumenti utilizzati
Procedimento
Tecniche rappresentative (tabelle,
grafici,…)
Teoria degli errori
Tecniche di elaborazione dei dati
Misura e scelta dell'errore
Propagazione dell'errore
Cifre significative
Regole di approssimazione
Elaborazione dei dati
Linguaggio e linguaggi specifici,
verbali, simbolici e grafici
Modello matematico
Analisi e interpretazione dei risultati
Organizzazione delle conclusioni in
coerenza con gli obiettivi dell'esperienza
ANALISI E
Giustificazione di alcune scelte
VALUTAZIONE
effettuate (procedimento, misure, errori
…)
Critica dei risultati
CURA DELLA
RELAZIONE
Stesura ordinata, documentata e
completa
Livello
Valutazio
ne in 10mi
parziali e per lo più errate
1,0
frammentarie con alcuni errori
1,5
essenziali e per lo più corrette
2,0
approfondite e per lo più corrette
2,5
corrette ed esaurienti
3,0
confusi ed errati
1,0
superficiali con alcuni errori
1,5
essenziali e per lo più corretti
2,0
pertinenti e per lo più corretti
2,5
consapevoli e precisi
3,0
confuse ed errate
0,5
superficiali con alcuni errori
1,0
essenziali e per lo più corrette
1,5
pertinenti e per lo più corrette
2,0
consapevoli e precise
3,0
insufficiente
0,0
sufficiente
0,5
ottimo
1,0
VOTO
TABELLA DI VALUTAZIONE
- VERIFICA SCRITTA FISICA TRIENNIO
Cognome e Nome_---______________________Classe _______ Data___________
TABELLA DI VALUTAZIONE
PUNTEGGIO
E.
E.
1
2
OBIETTIVI
E.
3
E.
4
E.
5
E.6
TOT
Punteggio MAX per
ogni esercizio
100
Modalità di
svolgimento e relativa
giustificazione
30%
Conoscenza e
applicazione leggi
/definizioni
30%
Abilità di calcolo e
risultato
30%
Uso del linguaggio
specifico
10%
Punteggi assegnati
TOT PUNTI
FASCE
VOTO
1
9
1
10
19
2
20
29
3
30
39
4
40
49
5
50
60
6
61
70
7
71
80
8
Alunno _______________________________________________
81
90
9
91
100
10
VOTO ________________
GRIGLIA DI VALUTAZIONE ORALE
LIVELLO
CONOSCENZE
ESPOSIZIONE
1-2
assolutamente negativo
3
negativo
4
gravemente
insufficiente
totalmente assenti
contraddistinte da lacune
talmente diffuse da presentare
scarsissimi elementi valutabili
carenti nei dati essenziali per
lacune molto ampie
5
insufficiente
incomplete rispetto ai contenuti
minimi fissati per la disciplina
6
sufficiente
non sempre complete di
taglio prevalentemente
mnemonico, ma pertinenti e tali
da consentire la
comprensione dei contenuti
fondamentali
pressoché complete, anche se
di tipo prevalentemente
descrittivo
complete e puntuali
7
discreto
8
buono
incapace di comunicare
i contenuti richiesti
del tutto confusa
COMPETENZE DISCIPLINARI
COMPRENSIONE
ANALISI E SINTESI
APPLICAZIONE
totalmente assente
non coglie assolutamente l'ordine
dei dati né stabilisce gerarchie
del tutto scorretta
non ordina i dati e ne confonde gli
elementi costitutivi
inefficace e priva di
elementi di
organizzazione
molto faticosa; limitata
a qualche singolo
aspetto isolato e
marginale
carente sul piano
lessicale e/o
sintatticamente stentata
accettabile sul piano
lessicale e sintattico e
capace di comunicare
i contenuti anche se in
modo superficiale
insicura e parziale
ordina i
dati in modo confuso;
complessivamente
corretta la
comprensione; lenta
e meccanica
l'applicazione
corretta, ordinata,
anche se non sempre
specifica nel lessico
chiara, scorrevole, con
lessico specifico
semplice e lineare
corretta e
consapevole
9
ottimo
approfondite e ampliate
autonoma e ricca sul
piano lessicale e
sintattico
autonoma, completa e
rigorosa
10
eccellente
largamente approfondite,
ricche di apporti personali
elegante e creativa con
articolazione dei diversi
registri linguistici
profonda e capace di
contributi personali
appiattisce i dati in modo
indifferenziato; confonde i dati
essenziali con gli aspetti accessori;
non perviene ad analisi e sintesi
accettabili
coglie solo parzialmente i nessi
problematici e opera analisi e
sintesi non sempre adeguate
ordina i dati e coglie i nessi in
modo elementare; riproduce
analisi e sintesi desunte dagli
strumenti didattici utilizzati
ordina i dati in modo chiaro;
stabilisce gerarchie coerenti;
imposta analisi e sintesi guidate
ordina i dati con sicurezza e coglie i
nuclei problematici; imposta analisi
e sintesi in modo autonomo
stabilisce con agilità relazioni e
confronti; analizza con precisione e
sintetizza efficacemente; inserisce
elementi di valutazione
caratterizzati da decisa autonomia
stabilisce relazioni complesse,
anche di tipo interdisciplinare;
analizza in modo acuto e originale;
è in grado di compiere valutazioni
critiche del tutto autonome
PROGETTAZIONE DEL MODULO 10 – CARICHE ELETTRICHE IN MOVIMENTO: gli effetti
MODULO 10 – CARICHE ELETTRICHE IN MOVIMENTO: gli effetti
TEMPI PREVISTI – 14 ore
PREREQUISITI DI ACCESSO AL MODULO – Campo elettrico – Flusso del vettore campo elettrico – Teorema di Gauss e sue applicazioni – Circuitazione del campo elettrico.
Moto di una carica elettrica in un campo elettrico. Intensità di corrente.
CONTENUTI DI RIFERIMENTO – Campo magnetico - Flusso del campo magnetico. Circuitazione del campo magnetico. Forza di Lorentz. Azioni tra correnti e tra correnti e
magneti. Applicazioni.
COMPETENZ
E CHIAVE
COMPETENZ
E
SPECIFICHE
Osservare e
identificare
fenomeni
Analizzare,
rappresentare e
interpretare
Utilizzare
opportunamente
linguaggi
simbolici e grafici
ABILITA’
TITOLO UNITA’
DIDATTICA
Riconoscere e prevedere in casi semplici gli
effetti magnetici di una corrente e le interazioni
tra correnti e magneti
Descrivere il moto di una carica in un campo
magnetico e riconoscerne le differenze con il
campo elettrico
Campo magnetico
Calcolare ed
elaborare
Formulare ipotesi
esplicative
utilizzando
modelli, analogie
e leggi
Modellizzare
Risolvere e porsi
problemi
Inquadrare anche i fenomeni magnetici nel
modello di campo già utilizzato per i fenomeni
elettrici
Individuare analogie e differenze fra il campo
elettrostatico e quello magnetico
Presentare una
teoria nelle sue
linee essenziali,
correlando le
conoscenze in
modo critico
Descrivere le proprietà del campo magnetico
con gli operatori flusso e circuitazione e cogliere
analogie e differenze tra i campo elettrico e
magnetico
Gli effetti su
cariche e correnti
CONTENUTI
ESPERIENZE DI
LABORATORIO
(proposte)
Fenomeni magnetici.
Esperimento di Oersted.
Interazioni tra correnti. Ampére.
Campo magnetico. Vettore induzione magnetica. Particolari campi
magnetici. Flusso del campo
magnetico. Circuitazione del
campo magnetico.
Fenomeni magnetici con
calamite e limatura di
ferro. Effetto magnetico di
una corrente elettrica:
visualizzazione delle linee
di forza. Azioni tra
magneti. Esperienza di
Oesterd. Esperienza di
Ampère.
Forza di Lorentz. Moto di una
carica in un campo magnetico.
Forza magnetica su un filo
percorso da corrente. Azione su
una spira percorsa da corrente.
Momento magnetico. Motore
elettrico. Proprietà magnetiche
della materia.
Deviazione del pennello
elettronico con un campo
magnetico. Azioni tra
campi magnetici e correnti.
Esperienza di Faraday.
Esempio di motore
elettrico.
PROGETTAZIONE DEL MODULO 11 – DINAMICI SEMPRE IN COPPIA: L'ELETTROMAGNETISMO
TEMPI PREVISTI – 26 ore
PREREQUISITI DI ACCESSO AL MODULO – Campo magnetico – Flusso del campo magnetico – Circuitazione del campo magnetico – Forza di Lorentz – Azioni tra correnti e
tra correnti e magneti.
CONTENUTI DI RIFERIMENTO – Induzione elettromagnetica e Legge di Faraday-Neumann- Applicazioni - Corrente alternata - Equazioni di Maxwell – Onde
elettromagnetiche
PROGETTAZIONE DEL MODULO 12 – ALLA VELOCITA' DELLA LUCE... O QUASI! (La teoria della relatività)
TEMPI PREVISTI – 16 ore
PREREQUISITI DI ACCESSO AL MODULO – Relatività di G. Galilei – Legge della composizione delle velocità – Principi della dinamica – Energia – Quantità di moto.
CONTENUTI DI RIFERIMENTO – Assiomi della teoria della relatività einsteiniana – Crisi del concetto di simultaneità – Dilatazione dei tempi e contrazione delle
lunghezze – Correlazione tra massa ed energia.
PROGETTAZIONE DEL MODULO 13 – NEL PICCOLO, PICCOLISSIMO... QUANTO? (Introduzione alla meccanica
quantistica)
TEMPI PREVISTI – 25 ore
PREREQUISITI DI ACCESSO AL MODULO – Modelli atomici classici. Onde elettromagnetiche e fenomeni ondulatori - Energia e quantità di moto e loro conservazione.
CONTENUTI DI RIFERIMENTO – Esperimenti che mettono in crisi la fisica classica - Quantizzazione dell’energia nella materia - Dualismo onda-particella – Principio
di indeterminazione
PROGETTAZIONE DEL MODULO 14 – IL MICROCOSMO E IL MACROCOSMO
MODULO 13 – IL MICROCOSMO E IL MACROCOSMO
TEMPI PREVISTI – 9 ore
PREREQUISITI DI ACCESSO AL MODULO : Il metodo scientifico – I contenuti base di meccanica, di termodinamica e di elettromagnetismo - Elementi di relatività speciale Elementi di meccanica quantistica.
CONTENUTI DI RIFERIMENTO – Temi vari nell’ambito delle nuove scoperte della fisica, delle ricerche applicative e delle ricadute tecnologiche, in base all’interesse dei singoli
studenti.
COMPETENZ
E CHIAVE
Analizzare,
rappresentare e
interpretare
COMPETENZ
E
SPECIFICHE
Formulare ipotesi
esplicative
utilizzando
modelli, analogie
e leggi
Argomentare
Modellizzare
Risolvere e porsi
problemi
Presentare una
teoria nelle sue
linee essenziali,
correlando le
conoscenze in
modo critico
Perugia 30 ottobre 2015
TITOLO UNITA’
DIDATTICA
ABILITA’
Acquisire autonomia nell’approfondire un
particolare tema scientifico, anche collegato a
possibili applicazioni tecnologiche.
Sviluppare capacità critica nell’accostarsi al
dibattito scientifico in merito a temi
fondamentali
Percorsi
individuali
Presentare i contenuti emersi dal lavoro di
approfondimento in modo chiaro e sintetico,
anche mediante una tecnica multimediale.
L'insegnante
Daniela Segoloni
CONTENUTI
I temi saranno individuati dai
singoli studenti in base ai loro
interessi, tra le scoperte più recenti
della fisica (per es. nell’astrofisica,
nella cosmologia o nel campo
della fisica delle particelle) o
collegati ai rapporti tra scienza e
tecnologia (per es. energia
nucleare, semiconduttori, micro- e
nano-tecnologie)
ESPERIENZE DI
LABORATORIO
(proposte)
Lezioni con animazioni e
filmati, reperibili su
internet, realizzati da
università e centri di
ricerca
Riviste e pubblicazioni
scientifiche
Testi scientifici
Conferenze tenute da
esperti in collaborazione
con l’Università.