• La sicurezza: introduzione
• Sicurezza dei dati in rete
• Protezione dagli attacchi
• La crittografia simmetrica
• La crittografia asimmetrica
• La firma digitale
• Firma digitale, certificatori e certificati
• Sistema di sicurezza delle reti UDA 4 Calcolo numerico
• Elementi di algebra lineare
• Matrici e vettori
• Operazioni su matrici
• Determinante di una matrice
• Norme
• Un programma per il calcolo scientifico
• Calcolo matriciale
• Variabili ed operatori
• Il linguaggio di programmazione dell’ambiente di calcolo
• Metodi per la soluzione di sistemi lineari e interpolazione
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• Metodo di Cramer UDA 5 Teoria della computazione
• Sistemi e modelli
• I sistemi
• Rappresentazione dei sistemi: i modelli
• Classificazione dei modelli
• Costruzione di modelli di alcuni sistemi fisici studiati in fisica
• Simulazione dei sistemi utilizzando i modelli sviluppati
• Teoria degli automi
• Introduzione agli automi
• Rappresentazione di automi
• Il diagramma degli stati
• La tabella di transizione
• Gli automi riconoscitori
• Automi di Moore
• Teoria della calcolabilità
• Problemi, algoritmi a modelli computazionali
• Un modello computazionale la macchina di Turing
• Macchina di Turing universale e tesi di Church
• La complessità computazionale
• Qualità di un algoritmo
• Costo di un algoritmo
• Complessità computazionale
• Complessità e valori dei dati in ingresso
• Orini di grandezza e classi di Computabilità
• Efficienza di un algoritmo
• Complessità e classificazione dei problemi
• Intelligenza artificiale e reti neurali
• Che cos’è l’intelligenza artificiale
• L’intelligenza artificiale forte e debole
• Sistemi di machine learning e settori d’applicazione
I rappresentanti degli studenti Il docente prof. Luca Bianchi
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7.07 FISICA
Docente: prof. Paolo Laffranchi A. Storia didattica della classe.
Lo scrivente è stato l’insegnante di Fisica della classe nel corso dell’intero quinquennio.
La classe nel corso degli anni è rimasta piuttosto stabile nella composizione, accogliendo pochi studenti provenienti da esperienze di non ammissione alla classe successiva. Si è caratterizzata lungo l’intero quinquennio per la difficoltà nell’assumere nei confronti dello studio della materia un profilo pienamente adeguato alle caratteristiche del corso di studi, che comporta l’acquisizione di competenze consolidate e di livelli crescenti di autonomia, per conseguire i quali sono necessarie impegno costante e un adeguato intuito
48 nel cogliere gli aspetti fisicamente significativi di una situazione problematica: in molti casi l’impegno probabilmente non è mancato, ma l’intuito appare carente; in molti altri è mancato l’impegno, e in modo anche notevole; pochi sono gli studenti che hanno saputo o voluto coniugare entrambi gli aspetti richiesti. La classe per lunga consuetudine trascorre le ore di lezione in modo piuttosto rilassato e culturalmente poco vivace, rallentando nei fatti in modo non sempre consapevole lo svolgimento dei programmi. Un’altra causa di ritardo nell’anno corrente è stata l’assenza frequente di alcuni, spesso concomitante con i momenti di verifica. Nelle fasi più acute dell’emergenza sanitaria, in particolare, le caratteristiche evidenziate si sono fatte più marcate, l’attività si è svolta con difficoltà e la verifica del lavoro ha avuto solo una valenza formale, in larga parte priva di oggettività. Il rientro, con prove di nuovo in presenza, ha provocato, a differenza di quanto avvenuto in tutti gli altri contesti di classe nei quali lo scrivente ha operato, un netto calo nella media delle valutazioni, rimaste in precedenza su livelli accettabili. Il programma ha subito notevoli rallentamenti e anche nel corso dell’ultimo anno si è trascinato piuttosto fiaccamente.
B. Obiettivi conseguiti.
Conoscenze.
È opinione dello scrivente che le difficoltà insite in un’eventuale prova scritta di fisica all’Esame di Stato, stanti le proposte pervenute finora dal Ministero, impongano una scelta di argomenti per lasciare spazio ad esercitazioni di livello adeguato. Ciò comporta che alcuni temi, previsti nei programmi, siano omessi o ridotti nei contenuti. L’emergenza sanitaria ha comportato tagli ulteriori e nei fatti contrastato la maturazione del metodo di studio. La classe non ha affrontato argomenti di termodinamica; la gravitazione universale è stata solo accennata, così come l’ottica geometrica; la fluidodinamica e l’acustica non sono state trattate; lo studio dell’elettromagnetismo ha occupato anche l’intero quinto anno, non consentendo di trattare argomenti di fisica moderna.
Competenze e capacità.
Tutti gli alunni sono in grado, in seguito a un impegno adeguato, di gestire proficuamente un percorso in precedenza organizzato, di esprimersi in maniera sufficientemente articolata e corretta, di trattare sinteticamente un argomento, di saper rispondere a quesiti a risposta singola, di saper risolvere semplici esercizi, di saper utilizzare le tecniche di calcolo fondamentali.
Per alcuni tuttavia la gestione delle competenze è efficace soltanto se applicata ad ambiti di conoscenza limitati. Di fronte a una molteplicità di argomenti, invece, si possono manifestare incertezza nell’esposizione delle conoscenze, nell’individuazione della consegna, nel controllo delle abilità organizzative, a causa a volte di un metodo di apprendimento non adeguatamente sviluppato, a volte di lacune pregresse imputabili a scarso impegno.
Le competenze rielaborative non sono mediamente adeguate.
Solo pochi hanno attitudine per la materia.
C. Attrezzature, spazi, strumenti utilizzati.
Appunti dalle lezioni.
Testo in adozione: U. Amaldi, Dalla mela di Newton al bosone di Higgs, Zanichelli; U. Amaldi, Il nuovo Amaldi per i licei scientifici, Zanichelli.
Video su aspetti storici o sperimentali.
D. Metodologie di lavoro impiegate con gli alunni.
Nel corso degli anni si è data prevalenza alla lezione frontale e alla risoluzione di esercizi. L’insegnante si è reso inoltre disponibile per chiarimenti secondo le modalità dello sportello didattico.
I tempi trascorsi in laboratorio sono stati, in tutti gli anni, assai rilevanti. Gli alunni, al primo e al secondo anno, sono stati coinvolti a gruppi in attività sperimentale e nella stesura di relazioni. Dal terzo anno in poi è mancato il tempo per lavori di gruppo, viste le difficoltà incontrate e il cronico salasso di ore di lezione, dedicate alle più svariate attività obbligatorie o non curricolari. La didattica in laboratorio è stata sviluppata
49 con metodi classici, ma anche con l’uso di tecnologie informatiche, e ha coperto alcuni argomenti del programma. Si è talvolta sopperito alla mancanza di apparati sperimentali ricorrendo alla visione di filmati.
In emergenza sanitaria, al terzo anno, dopo una breve fase di disorientamento, si sono svolte regolari video lezioni a distanza. Nella classe quarta si sono succedute una breve fase in presenza a settimane alterne e in seguito periodi di didattica a distanza, alternati da fasi nelle quali metà degli alunni seguivano le lezione in presenza, mentre l’altra metà si trovava a casa: quest’ultima modalità ha consentito verifiche oggettive, ma è stata la più difficile dal punto di vista della proposta didattica.
Si è presentata la materia insistendo sulle correlazioni logiche e sui collegamenti tra i diversi argomenti, per abituare gli allievi al corretto argomentare, cercando nello stesso tempo di favorire lo sviluppo delle abilità critiche, logiche, di riorganizzazione dei dati.
E. Criteri di valutazione con esplicitazione del livello di sufficienza.
Nell’assegnare i punteggi agli esercizi delle prove scritte e per la valutazione delle prove orali si è fatto riferimento alla seguente griglia, approvata dal Dipartimento di competenza, in cui è evidenziato il livello della sufficienza:
Nelle prove scritte ad ogni problema o quesito è stato associato un punteggio. La sufficienza si è ottenuta raggiungendo i cinque noni del punteggio massimo. È stato in ogni caso concesso il conseguimento della sufficienza anche senza la risoluzione completamente di almeno un problema o quesito. In ciascuna prova scritta si sono sempre introdotti quesiti o esercizi di differente complessità.
F. Tipologie delle verifiche e delle prove.
Quesiti a risposta aperta, risoluzione di esercizi, colloqui orali, relazioni sperimentali.
Programma di Fisica svolto nell’Anno Scolastico 2021-2022 dalla classe 5E SA.
Richiami di elettrostatica
Richiami sul campo elettrico stazionario: quantizzazione della carica elettrica; legge di Coulomb; superamento dell’azione a distanza mediante l’introduzione del concetto di campo elettrico; teorema di Gauss per il campo elettrico. Circuitazione del campo elettrico stazionario. Capacità di un conduttore. Condensatore piano.
CONOSCENZE PUNTI ABILITA’ PUNTI COMPETENZE PUNTI
Complete, corrette ed espone/risolve il problema in modo appropriato
3
Generalmente
complete e corrette 3
Applica con sicurezza e con qualche lieve errore
2
Analizza il problema e lo espone/risolve in modo
50 Condensatore con dielettrico. Condensatori in serie e in parallelo. Lavoro di carica di un condensatore. Densità di energia del campo elettrico.
Corrente elettrica e circuiti
La disputa tra Galvani e Volta. Generatore di forza elettromotrice. Intensità di corrente elettrica. Velocità di deriva degli elettroni di conduzione. Prima legge di Ohm. Definizione di resistenza. Seconda legge di Ohm.
Resistività. Potenza di una corrente. Potenza dissipata su una resistenza. Potenza erogata. Circuito elettrico elementare. Resistori in serie e in parallelo. Principi di Kirchhoff.
Il campo magnetico
Bussola. Esperimento della calamita spezzata. Orientamento naturale di un ago magnetico. Poli magnetici della Terra. Poli magnetici di un magnete permanente. Esplorazione della regione circostante un magnete permanente con un ago magnetico di prova. Direzione e verso del campo magnetico. Campo magnetico tra le espansioni polari di una calamita ad U. Esperimento di Oersted . Forze agenti su un filo rettilineo percorso da corrente, variamente disposto nel campo magnetico uniforme. Seconda legge di Laplace. Intensità del campo magnetico in un punto. La seconda legge di Laplace dal punto di vista microscopico. Forza di Lorentz. Moto di una carica puntiforme in un campo magnetico uniforme. Selettore di velocità. Spettrografo di massa.
Momento meccanico agente su una spira percorsa da corrente stazionaria immersa in un campo magnetico uniforme. Momento magnetico di una spira. Motore elettrico in corrente continua. Legge di Biot e Savart.
Interazione corrente-corrente. Definizione di ampere. Permeabilità magnetica del vuoto. Prima legge di Laplace. Campo magnetico nel centro di una spira circolare. Bobine di Helmoltz. Determinazione del rapporto carica-massa dell’elettrone. Effetto Hall. Flusso del campo magnetico. Teorema di Gauss per il campo magnetico. Teorema di Ampère. Campo magnetico di un lungo solenoide. Interpretazione amperiana del magnetismo. Cenni sulle sostanze diamagnetiche, paramagnetiche, ferromagnetiche. Ciclo di isteresi.
Induzione elettromagnetica
Fenomeni elementari di induzione elettromagnetica. Conduttore fermo e campo magnetico variabile.
Conduttore fermo e magnete in moto. Conduttore in moto e magnete fermo. Estrazione di una spira da un campo magnetico uniforme. Forza elettromotrice indotta. Legge di Faraday-Neumann. Legge di Lenz.
Conservazione dell’energia e legge di Faraday-Neumann-Lenz. Applicazioni dell’induzione elettromagnetica.
Produzione di corrente alternata. Autoinduttanza. Autoinduttanza di un solenoide. Circuiti LR in serie. Energia magnetica di un induttore. Densità di energia del campo magnetico Circuiti RC in serie.
Campo elettromagnetico e onde elettromagnetiche
Campo elettrico indotto. Circuitazione del campo elettrico indotto. Terza equazione di Maxwell. Teorema di Ampère-Maxwell. Equazioni di Maxwell. Campo magnetico indotto. Corrente di spostamento. Circuito oscillante LC. Onde elettromagnetiche. Esperimenti di Hertz. Emissione e ricezione di onde elettromagnetiche.
Spettro elettromagnetico.
Il docente
Firma dei rappresentanti degli alunni per presa visione:
7.08 SCIENZE NATURALI Docente: prof.ssa Carla Calcagnini
La docente è titolare dell’insegnamento di Scienze naturali nella classe 5E dal terzo anno del percorso di studi.
La conoscenza degli studenti è piuttosto approfondita e supportata dai dati e dalle osservazioni raccolti non solo in quest’ultimo anno scolastico. Alcuni studenti, dotati di ottime capacità e solida motivazione nello studio delle discipline dell’area scientifica, hanno sviluppato autonomia e consapevolezza del processo di apprendimento che li ha condotti a conseguire conoscenze e competenze eccellenti. Altri componenti della
51 classe, il gruppo più numeroso, hanno subito le conseguenze del lungo periodo di lezioni a distanza dei due anni precedenti che li ha visti come utenti passivi e, in qualche caso, distratti rispetto alla nuova modalità della didattica. Al ritorno in presenza per l’intero anno scolastico in corso, alcuni studenti non hanno recuperato i ritmi necessari ad un proficuo lavoro in classe e in autonomia scegliendo la tattica di sottrarsi a verifiche orali e scritte sommando così numerose assenze. Certo la docente comprende l’unicità dell’esperienza della pandemia vissuta dagli adolescenti e dai giovani e non si è illusa che non lasciasse tracce ma registra anche le differenti modalità e risorse a cui ciascuno di loro ha attinto nell’affrontare l’esperienza traumatica. Il raggiungimento degli obiettivi minimi da parte della classe è stato possibile grazie a spiegazioni ripetute degli stessi concetti con approcci diversificati affidando la comprensione dei concetti più ostici soprattutto al lavoro svolto in classe.
Obiettivi raggiunti
La maggior parte della classe ha raggiunto gli elementi di conoscenza necessari alla comprensione delle discipline trattate. Un buon numero di studenti è in grado di esporre le conoscenze con accettabile fluidità e proprietà di linguaggio inoltre ha raggiunto livelli di comprensione soddisfacenti e una sufficiente padronanza della terminologia specifica che consente loro di analizzare e di sintetizzare i concetti in modo logico ed efficace. Sono in grado di operare correlazioni all'interno delle discipline e di individuare possibili collegamenti con altre aree culturali. Per una minoranza si riscontrano difficoltà non del tutto superate nell’assimilazione e carenze espressive che limitano la chiarezza e la fluidità espositiva, per alcuni le conoscenze sono limitate agli aspetti essenziali a causa dell’alterno impegno in classe e nello studio individuale.
Non è stato possibile affrontare lo studio della tettonica delle placche, previsto dal Piano di Lavoro di inizio anno scolastico soprattutto per il tempo impiegato per ritornare più volte e con modalità diverse sugli argomenti di chimica organica e biochimica per consentire ad un maggior numero di studenti di raggiungere livelli accettabili di comprensione dei concetti fondamentali delle due discipline.
Criteri metodologici e strumenti
La classe 5°E fa parte del corso di Scienze applicate di questo liceo, perciò ha avuto a disposizione cinque ore di lezione settimanali per scienze. Sono stati affrontati sia contenuti di scienze della Terra che di chimica organica, biochimica e biotecnologie. L'insegnamento è stato impostato sulla lezione frontale con frequenti riferimenti alla realtà e all'attualità. Sono state usati, in contemporanea alle lezioni frontali, presentazioni e video atti a schematizzare o a sviluppare le tematiche proposte. L'attività di laboratorio, limitata dalle restrizioni dovute alla pandemia, si è svolta in due laboratori interni che hanno impegnato gli studenti, uno di chimica organica con un docente dell’Università dell’Insubria di Como, l’altro di biotecnologie grazie al kit fornito dal Dipartimento di Biotecnologie dell’Università degli Studi di Milano.
Verifiche
Le verifiche sono state condotte in diverse forme: orali, test a risposta multipla e domande a risposta breve.
Ogni alunno è stato valutato almeno tre volte con prove orali e altre quattro volte con prove scritte durante l'anno scolastico. Ogni studente ha avuto la possibilità di proporsi per altre verifiche orali utili per rendere disponibili ulteriori elementi di valutazione. Sono state oggetto di valutazione anche le presentazioni di approfondimenti o ampliamenti individuali.
Criteri di valutazione ed esplicitazione del livello di sufficienza
I test a risposta multipla consentono di ottenere un quadro dello stato delle conoscenze della classe e offrono inoltre, la possibilità di assegnare valutazioni oggettive ricorrendo a tecniche di standardizzazione dei punteggi. Essi consentono inoltre di risparmiare notevoli quantità di tempo. Per contro, presentano lo svantaggio di privilegiare aspetti più nozionistici, sacrificando le abilità espressive e di sintesi che emergono dalle prove orali. Sempre con le prove orali si valuta la capacità di operare correlazioni all'interno della disciplina e con altri ambiti disciplinari. L'utilizzo di tipologie differenziate di verifica consente una maggiore completezza della valutazione complessiva.
Livello di sufficienza:1) conoscenze non necessariamente complete e di taglio prevalentemente mnemonico, ma pertinenti e tali da consentire la comprensione dei contenuti fondamentali; 2) esposizione semplice ma corretta sul piano lessicale; 3) capacità di ordinare dati cogliendo i collegamenti fondamentali.
Schematizzando il lavoro critico condotto sugli elementi di valutazione raccolti, si possono così riassumere i criteri utilizzati: è stato considerato sufficiente il profitto di un alunno che abbia dimostrato di aver compreso
52 i concetti fondamentali di tutti gli argomenti trattati e di essere in grado di esporli correttamente e in modo consapevole. Discreto il profitto di uno studente che abbia dimostrato di conoscere gli argomenti trattati in maniera più approfondita e con maggiore capacità di analisi e di sintesi. Buona la preparazione di un alunno che, dimostrando costante impegno, interesse e attitudine, abbia rivelato buone capacità di sintesi e di analisi.
Ottimo il profitto di chi, rivelando una spiccata propensione per la materia, oltre a buone capacità di sintesi e di analisi, abbia arricchito la preparazione, già completa su tutte le parti del programma, con ampliamenti personali delle conoscenze inerenti gli argomenti preferiti. Insufficiente o gravemente insufficiente, a seconda dell'entità delle carenze rilevate, il profitto di uno studente che abbia conseguito una preparazione lacunosa e incerta, e/o che abbia evidenziato carenze sia nell'impegno che nell'attitudine. Per attuare una forma di valutazione il più completa possibile, si sono tenuti in considerazione anche i seguenti aspetti dell’apprendimento:
- attenzione e partecipazione al lavoro in classe - organizzazione e impegno nel lavoro individuale
- contributo di approfondimento personale alle attività didattiche
Viene allegata la griglia di valutazione elaborata dal dipartimento di scienze.
Testi in uso:
-SADAVA, HILLIS, CRAIG HELLER, BERENBAUM, POSCA – IL CARBONIO, GLI ENZIMI, IL DNA CHIMICA ORGANICA, BIOCHIMICA E BIOTECNOLOGIE - ZANICHELLI
-BOSELLINI ALFREDO SCIENZE DELLA TERRA - VOL C + D MULTIMEDIALE (LDM) / ATMOSFERA, FENOMENI METEOROLOGICI, GEOMORFOLOGIA CLIMATICA + TETTONICA DELLE PLACCHE U BOVOLENTA