ISTITUTO D ISTRUZIONE SUPERIORE MAJORANA Via Ada Negri, MONCALIERI (TO) Codice fiscale

ISTITUTO D’ISTRUZIONE SUPERIORE

“MAJORANA”

Via Ada Negri, 14 – 10024 MONCALIERI (TO) Codice fiscale 84511990016

E-mail: tois032003@pec.istruzione.it – info@iismajorana.com www.iismajorana.com

PIANO DI LAVORO ANNUALE

PROF. William Barberi

MATERIA: FISICA

CLASSE: 4C a.s. 2020 – 2021

Premessa: Gli obiettivi cognitivi sono stati definiti coerentemente a quelli precisati nelle Indicazioni Nazionali dettagliate dal MIUR in apposito Decreto relativamente, fra gli altri, al Liceo Scientifico e al Liceo Scientifico con opzione delle “Scienze Applicate”.

Tuttavia, la programmazione dei contenuti potrà richiedere una riformulazione in itinere in relazione a contenuti e alla loro scansione temporale, per tenere conto sia di eventuali situazioni contingenti, sia delle specifiche esigenze della classe che emergano in itinere, non ultime le indicazioni del Ministero dell’Istruzione in relazione ai tamponi di massa su scala nazionale che tanta parte dell’interruzione didattica svolgono, impedendo la didattica in presenza.

Inoltre, sempre per la situazione sopra descritta, esterna alla scuola, alcuni contenuti del precedente anno scolastico saranno recuperati o ripresi, almeno nei tratti essenziali, nel corso del presente anno.

1. Obiettivi cognitivi

➢ CONOSCENZE

Modulo 1 Primo e secondo principio della termodinamica

• Primo principio della termodinamica Sezione Liceale

Scientifico - Linguistico

Via Ada Negri, 14 – 10024 MONCALIERI Tel. 0116471271/2

Sezione Tecnico Economica Strada Torino, 32 – 10024 MONCALIERI

Tel. 011/6407186

• Primo principio e trasformazioni reversibili

• Calori specifici di un gas perfetto

• Secondo principio della termodinamica

• Entropia e disordine (cenni a macrostati e microstati di un sistema)

Modulo 2 Moto armonico e onde elastiche

• Moto armonico

• Definizione di onda meccanica

• Onde trasversali e longitudinali

• Onde armoniche e loro equazione

• Parametri caratteristici di un’onda: lunghezza d’onda, frequenza e velocità di propagazione

• Principio di sovrapposizione e interferenza

• Fronte d’onda e principio di Huygens

Modulo 3 Il suono

• Caratteristiche del suono

• Limiti di udibilità

• L’eco

• L’effetto Doppler

• Onde stazionarie

Modulo 4 Ottica

• Ripasso di ottica fisica

• Diffrazione della luce attraverso una singola fenditura

• Esperimento di Young della doppia fenditura

• Interferenza della luce

• Sviluppo storico dei modelli sulla luce

• Teoria corpuscolare della luce e cenni sulla teoria quantistica della luce

Modulo 5 Campo elettrico e forza di Coulomb

• Campo gravitazionale

• Legge di Coulomb

• Materiali conduttori ed isolanti

• Fenomeno della polarizzazione elettrica e dell’induzione elettrostatica

• Forza di Coulomb nella materia

• Definizione di campo elettrico

• Campo elettrico generato da una carica puntiforme

• Rappresentazione del campo elettrico mediante linee di campo

• Flusso del campo elettrico attraverso una superficie

• Teorema di Gauss per il campo elettrico

• Campo elettrico generato da un filo rettilineo uniformemente carico e da un piano infinito uniformemente carico

• Condensatore piano ideale; definizione e campo elettrico

• Moto di una carica all’interno di un campo elettrico

Modulo 6 Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico

• Energia potenziale elettrica di una carica all’interno di un campo elettrico uniforme

• Energia potenziale elettrica di un sistema costituito da due cariche puntiformi

• Potenziale elettrico

• Potenziale elettrico di una carica puntiforme

• Legame tra campo elettrico e differenza di potenziale

• Superfici equipotenziali e linee di campo elettrico

• Conservazione dell’energia meccanica in un campo elettrico

• Circuitazione del campo elettrico: caso statico

Modulo 7 Conduttori in equilibrio elettrostatico

• Definizione di conduttore in equilibrio elettrostatico

• Caratteristiche di un conduttore in equilibrio elettrostatico: campo elettrico e potenziale

• Campo elettrico e potenziale elettrico generato da un conduttore sferico carico

• Capacità: capacità di un conduttore sferico e del condensatore

• Lavoro di carica di un condensatore

Modulo 8 La corrente elettrica continua

• Definizione di corrente elettrica continua: intensità di corrente elettrica

• Generatori di tensione e circuiti elettrici

• Prima e seconda legge di Ohm

• Leggi di Kirchhoff

• Resistori in serie ed in parallelo

• Forza elettromotrice

• Analisi energetica di un circuito elettrico

• Circuiti RC

• Corrente nei liquidi e nei gas: condizione di passaggio della corrente, effetti di scarica nei gas, tubo a raggi catodici

➢ COMPETENZE

Lo studio della fisica si inserisce nello sviluppo dell’asse scientifico-tecnologico, pur concorrendo al potenziamento dell’asse matematico e dell’asse dei linguaggi

La fisica, insieme alle altre scienze, ha l’obiettivo di facilitare lo studente nell’esplorazione del mondo circostante, per osservarne i fenomeni e comprendere il valore della conoscenza del mondo naturale e di quello delle attività umane.

La fisica nella classe terza concorrerà allo sviluppo delle competenze inerenti a:

• osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale

• utilizzare il concetto di energia per descrivere fenomeni e trasformazioni che avvengono nel mondo naturale

• riconoscere la differenza tra osservazione e deduzione

• analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni termici

• analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni ondosi

• analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni elettrici

• utilizzare il concetto di energia per descrivere fenomeni e trasformazioni che avvengono nel mondo naturale

• modellizzare una situazione reale complessa, individuandone gli aspetti essenziali e operando le opportune semplificazioni.

• comunicare ed esporre, con un linguaggio adeguato, in modo chiaro e sintetico, le procedure seguite ed i risultati ottenuti.

➢ CAPACITA’

• Saper definire un sistema termodinamico e descriverlo mediante grandezze di stato

• Saper utilizzare l’equazione dei gas perfetti per descrivere quantitativamente le trasformazioni subite da un gas

• Saper calcolare il lavoro di un sistema termodinamico

• Saper calcolare il rendimento di una macchina termica

• Saper interpretare correttamente i principi della termodinamica, applicandoli anche a situazioni e contesti che riguardano situazioni reali

• Saper descrivere un’onda sia in modo intuitivo, sia mediante parametri e caratteristiche matematiche

• Saper interpretare alcuni fenomeni caratteristici delle onde come la diffrazione e l’interferenza

• Saper descrivere un fenomeno elettrico utilizzando correttamente i termini di forza, carica, campo elettrico, energia potenziale e potenziale elettrico

• Saper spiegare semplici fenomeni elettrici e magnetici facendo riferimento alla struttura microscopica della materia

• Saper risolvere semplici problemi che riguardino la sovrapposizione di campi elettrici o la determinazione di grandezze caratteristiche di un circuito elettrico

• Saper utilizzare il teorema di Gauss per ricavare campi elettrici di particolari distribuzioni di cariche

• Saper effettuare misure sperimentali utilizzando voltmetri e amperometri

• Saper analizzare un circuito da un punto di vista energetico

In laboratorio gli allievi dovranno essere in grado di:

• Osservare, identificare e descrivere fenomeni

• Eseguire correttamente le misure, utilizzando gli opportuni strumenti

• Raccogliere, analizzare e interpretare i dati, rappresentandoli, se necessario, su un grafico

2. Contenuti

➢ Testi in adozione

WALKER,

FISICA - MODELLI TEORICI E PROBLEM SOLVING 2

LINX

➢ “Programma” suddiviso in trimestre e pentamestre Trimestre:

• Modulo 1 Primo e secondo principio della termodinamica

•

• Modulo 3 Il suono

Pentamestre:

• Modulo 4 Ottica

• Modulo 5 Campo elettrico e forza di Coulomb

• Modulo 6 Energia potenziale elettrica e potenziale elettrico

•

• Modulo 8 La corrente elettrica continua

3. Metodologia didattica

Strumenti:

• Libri di testo in particolare quello adottato

• Laboratorio di fisica

• Quaderno per appunti

• Slides e appunti forniti dal docente

• Schede di lavoro con esercizi

• PC e proiettore

• Lavagna

• Fotocopie per verifiche

1^a FASE: Esposizione dei contenuti

• Esposizione dei contenuti strutturata o attraverso lezioni frontali in classe, eventualmente utilizzando LIM e lavagna, o lezioni in laboratorio di fisica attraverso esperienze dimostrative e esplorative concrete.

• Eventuale uso del laboratorio di informatica.

• Periodica schematizzazione dei contenuti e loro sintesi in aggiunta alla normale spiegazione.

2^a FASE: diagnosi formativa dell’apprendimento

• Frequente sollecitazione di interventi da parte dell’insegnante, sia dal posto che alla lavagna.

• Risoluzioni di esercizi e problemi applicativi in classe: singolarmente, a piccoli gruppi, collettiva.

• Risoluzioni di esercizi e problemi applicativi a casa.

• Controllo periodico degli esercizi assegnati per casa, al fine di verificare costantemente il livello di apprendimento e di comprensione della materia da parte degli alunni.

• Correzione delle prove di verifica.

• Assegnazione di esercizi mirati allo sviluppo di particolari competenze

• Monitoraggio delle attività di laboratorio svolte dai ragazzi.

3^a FASE: valutazione sommativa

• Interrogazioni orali da posto e/o attraverso lo svolgimento di brevi esercizi scritti

• Test orali

• Verifiche scritte

• Relazioni di laboratorio singole o a gruppi

• Valutazione del quaderno

Particolare attenzione verrà posta:

• Alla chiarezza dell’esposizione del docente;

• ai tempi di apprendimento dei vari allievi;

• al costante monitoraggio dell’attenzione e dell’impegno sia in classe, che in laboratorio, che a casa, al fine di favorire il raggiungimento degli obiettivi;

• alle richieste di chiarimento dei ragazzi;

• al carico di lavoro richiesto.

4. Verifiche e valutazione

Nello scegliere una prova di valutazione in fisica, così come nel progettare l'intero intervento didattico, l’obiettivo che l'insegnante si pone è monitorare/verificare lo stadio di sviluppo di alcuni strumenti cognitivi determinanti:

a) la capacità di approfondire concetti teorici a diversi livelli: pura conoscenza, comprensione, applicazione, analisi, sintesi;

b) la capacità di formalizzare, in particolare tramite il “linguaggio” matematico, come ad esempio riconoscere relazioni di proporzionalità, saper leggere grafici, tabelle, ecc.;

c) la capacità di concatenare procedure e ragionamenti: ad esempio saper applicare una legge nota, oppure riconoscere analogie, discutere ipotesi plausibili, cercare degli invarianti e così via;

d) gli aspetti tecnici, come l'uso delle unità di misura, la conversione da un'unità all'altra, le abilità di calcolo rapido ed efficace (ad es. l'uso di potenze di 10 per valutare ordini di grandezza molto diversi), ecc.

In quest'ottica si distinguono diverse tipologie di verifiche:

1. Le verifiche formative (esercitazioni, compiti di tipo conoscitivo), forniscono un quadro immediato del livello di conoscenze raggiunto e consentiranno di predisporre, eventualmente, opportune forme di recupero, rinforzo o approfondimento.

Per questo tipo di verifiche, senza valutazione, ma con eventuale annotazione sul registro elettronico, vengono utilizzate essenzialmente:

• esercitazioni alla lavagna accompagnate dalla discussione con la classe

• esercitazioni a gruppi: suddivisa la classe in gruppi eterogenei, vengono proposti esercizi e problemi da risolvere collaborando e discutendo i risultati ottenuti.

• controllo dell’attività svolta a casa.

2. Le verifiche sommative forniscono un quadro di sintesi al termine dell'unità didattica. L'insegnante può scegliere tra prove di diverso tipo e durata, in numero di almeno 3 nel trimestre e almeno 4 nel pentamestre per un totale di almeno 7 durante l'intero anno, in relazione agli obiettivi da raggiungere. La valutazione verrà comunicata entro due settimane dalla data di svolgimento della prova.

Le prove

• Test a risposta multipla o prove semistrutturate

• Compiti scritti. Questa tipologia di verifica prevede: esercizi, problemi, quesiti a risposta multipla, vero o falso, quesiti a completamento, abbinamento, quesiti a risposta aperta,

chiusa, semi aperta.

• Interrogazioni orali di taglio teorico

All’interno della valutazione sommativa particolare importanza riveste la valutazione dell'attività di laboratorio, che purtroppo in questa prima fase di inizio anno non potrà essere fruita, stante le indicazioni del Ministero dell’Istruzione in relazione ai tamponi di massa. Questa modalità di valutazione prevede la redazione scritta di relazioni di laboratorio e/o una interrogazione orale di taglio sperimentale da svolgersi in laboratorio utilizzando la strumentazione opportuna. Le valutazioni di solito sono in numero di almeno una nel trimestre e almeno 2 nel pentamestre per un totale di almeno 3 durante l'intero anno.

La relazione è di gruppo, in merito alla quale ciascun insegnante indica il peso della valutazione della singola relazione rispetto ai voti conseguiti nelle altre prove orali e scritte.

Per ogni tipologia di prova, l'insegnante fornisce le griglie di valutazione costruite sulla base dei criteri generali presentati nel Piano dell'Offerta Formativa.

Prof. William Barberi