DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA - A.S. 2020/2021 - Liceo Dante ...
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A.S. 2020/2021 DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA PROGRAMMAZIONE UNICA DI DIPARTIMENTO LICEO CLASSICO “DANTE ALIGHIERI” |via E.Q. Visconti, 13 00193 ROMA
Sommario MATEMATICA ......................................................................................................................................... 2 PRIMO BIENNO....................................................................................................................................... 3 1. Gli assi culturali: l’asse matematico ..................................................................................................... 3 2. Programmazione per il primo biennio ................................................................................................. 4 2.1. Contenuti primo anno ....................................................................................................................... 4 2.2. Contenuti secondo anno ................................................................................................................... 6 SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO ....................................................................................................... 9 3. Programmazione per il secondo biennio e quinto anno ..................................................................... 9 3.1. Contenuti terzo anno......................................................................................................................... 9 3.2. Contenuti quarto anno .................................................................................................................... 12 3.3. Contenuti quinto anno .................................................................................................................... 14 METODOLOGIA, VERIFICA, VALUTAZIONE, RECUPERO E POTENZIAMENTO .............................................. 16 4. Metodologie di lavoro ........................................................................................................................ 16 5. Verifica e valutazione ......................................................................................................................... 16 6. Attività di recupero e sostegno .......................................................................................................... 17 7. Potenziamento .................................................................................................................................... 17 FISICA .................................................................................................................................................. 18 SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO ......................................................................................................... 19 1. Programmazione per il secondo biennio e il quinto anno ................................................................ 19 1.1 Contenuti terzo anno …………………………………………………………………………………………………………………19 1.2 Contenuti quarto anno ………………………………………………………………………………………………………………23 1.3 Contenuti quinto anno ………………………………………………………………………………………………………………27 METODOLOGIA, VERIFICA, VALUTAZIONE, RECUPERO ............................................................................ 31 2. Metodologie di lavoro ........................................................................................................................ 31 3. Verifiche e valutazione ....................................................................................................................... 31 4. Attività di recupero e sostegno e DDI………………………………………………………………………………………… 32 EDUCAZIONE CIVICA …………………………………………………………………………………………………………………………….33 ALLEGATI ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 34 Griglia di valutazione ………………………………………………………………………………………………………………………..35 Rubrica di valutazione per la DaD …………………………………………………………………………………..……………………36 1
MATEMATICA 2
PRIMO BIENNO 1. Gli assi culturali: l’asse matematico L’asse matematico ha l’obiettivo di far acquisire allo studente saperi e competenze che lo pongano nelle condizioni di possedere una corretta capacità di giudizio e di sapersi orientare consapevolmente nei diversi contesti del mondo contemporaneo. La competenza matematica, che non si esaurisce nel sapere disciplinare e neppure riguarda soltanto gli ambiti operativi di riferimento, consiste nell’abilità di individuare e applicare le procedure che consentono di esprimere e affrontare situazioni problematiche attraverso linguaggi formalizzati. La competenza matematica comporta la capacità e la disponibilità a usare modelli matematici di pensiero (dialettico e algoritmico) e di rappresentazione grafica e simbolica (formule, modelli, costrutti, grafici, carte), la capacità di comprendere ed esprimere adeguatamente informazioni qualitative e quantitative, di esplorare situazioni problematiche, di porsi e risolvere problemi, di progettare e costruire modelli di situazioni reali. Finalità dell’asse matematico è l’acquisizione al termine dell’obbligo d’istruzione delle abilità necessarie per applicare i principi e i processi matematici di base nel contesto quotidiano della sfera domestica e sul lavoro, nonché per seguire e vagliare la coerenza logica delle argomentazioni proprie e altrui in molteplici contesti di indagine conoscitiva e di decisione. Le competenze previste per l’asse matematico nel biennio dell’obbligo della scuola secondaria di secondo grado sono le seguenti: 1. Utilizzare le tecniche e le procedure del calcolo aritmetico ed algebrico rappresentandole anche sotto forma grafica 2. Confrontare e analizzare figure geometriche, individuando invarianti e relazioni 3. Individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi 4. Analizzare dati ed interpretarli sviluppando deduzioni e ragionamenti sugli stessi anche con l’ausilio di rappresentazioni grafiche, usando consapevolmente gli strumenti di calcolo e le potenzialità offerte da applicazioni specifiche di tipo informatico 3
2. Programmazione per il primo biennio 2.1. Contenuti primo anno 2.1.1.PRIMO PERIODO (TRIMESTRE) I contenuti preceduti da * possono essere trattati contestualmente ad altri argomenti o spostati all’interno del biennio di riferimento, anche in relazione al testo adottato. Contenuti e competenze asse Abilità matematico Numeri naturali Calcolare il valore di un’espressione numerica Passare dalle parole ai simboli e viceversa Scomporre un numero naturale in fattori primi Competenze MCD e mcm di numeri naturali 1,3 Applicare le proprietà delle potenze Sostituire alle lettere i numeri e risolvere espressioni letterali Numeri interi Calcolare il valore di un’espressione numerica Applicare le proprietà delle potenze Competenze Tradurre una frase in un’espressione, sostituire alle lettere numeri interi e 1,3 risolvere espressioni letterali Risolvere problemi Numeri razionali assoluti Semplificare espressioni con le frazioni Tradurre una frase in un’espressione e sostituire numeri razionali alle Competenze lettere 1,3,4 Risolvere problemi con percentuali e proporzioni Trasformare numeri decimali in frazioni Numeri razionali e numeri Semplificare espressioni con numeri razionali relativi e potenze con reali esponente negativo Riconoscere numeri razionali e irrazionali Competenze Eseguire calcoli approssimati 1,3,4 Stabilire l’ordine di grandezza di un numero Risolvere problemi utilizzando la notazione scientifica * Insiemi Rappresentare un insieme e riconoscere i sottoinsiemi di un insieme Competenze Eseguire operazioni tra insiemi 1,3,4 Determinare la partizione di un insieme Risolvere problemi utilizzando operazioni tra insiemi Enti geometrici fondamentali Identificare le parti del piano e le figure geometriche principali Riconoscere figure congruenti Competenze Eseguire operazioni tra segmenti e angoli 2,3 Eseguire costruzioni Dimostrare teoremi su segmenti e angoli 4
2.1.2.SECONDO PERIODO (PENTAMESTRE) Contenuti e competenze asse Abilità matematico Monomi Riconoscere un monomio e stabilirne il grado Sommare algebricamente monomi Calcolare prodotti, potenze e quozienti di monomi Competenze Semplificare espressioni con operazioni e potenze di monomi 1,3 Calcolare il M.C.D. e il m.c.m. fra monomi Risolvere problemi con i monomi Polinomi Riconoscere un polinomio e stabilirne il grado Eseguire addizione, sottrazione e moltiplicazione di polinomi Applicare i prodotti notevoli Competenze Calcolare potenze di binomi 1,3 Fattorizzare semplici polinomi con tutte le tecniche studiate Risolvere problemi con i polinomi Equazioni lineari Stabilire se un’uguaglianza è un’identità Competenze Stabilire se un valore è soluzione di un’equazione 1,3 Applicare i principi di equivalenza delle equazioni Risolvere equazioni numeriche intere Utilizzare le equazioni per risolvere problemi *Disequazioni lineari Applicare i principi di equivalenza delle disequazioni Risolvere disequazioni lineari numeriche e rappresentarne le soluzioni Competenze 1 Statistica Raccogliere, organizzare e rappresentare i dati Determinare frequenze assolute, relative e percentuali Competenze Rappresentare graficamente una tabella di frequenze 3,4 Calcolare gli indici di posizione centrale di una serie di dati Triangoli Riconoscere gli elementi di un triangolo e le relazioni tra di essi Applicare i criteri di congruenza dei triangoli Competenze Utilizzare le proprietà dei triangoli isosceli ed equilateri 2,3 Dimostrare teoremi sui triangoli Rette parallele e Eseguire dimostrazioni e costruzioni su rette perpendicolari, proiezioni perpendicolari ortogonali e asse di un segmento Applicare il teorema delle rette parallele e il suo inverso Competenze Dimostrare teoremi sulle proprietà degli angoli dei poligoni 2,3 Applicare i criteri di congruenza dei triangoli rettangoli 5
2.1.3.Obiettivi minimi Lo studente dovrà saper: o operare con i numeri interi, decimali, le frazioni e le potenze ad esponente intero o operare con i monomi e polinomi o fattorizzare semplici polinomi con tutte le tecniche studiate o risolvere equazioni di primo grado intere o esporre gli enunciati e saper dimostrare i teoremi di geometria razionale affrontati o esporre i concetti di statistica 2.2. Contenuti secondo anno 2.2.1.PRIMO PERIODO (TRIMESTRE) Contenuti e competenze Abilità asse matematico Scomposizioni Raccogliere a fattore comune Scomporre in fattori particolari trinomi di secondo grado Competenze 1 Utilizzare i prodotti notevoli per scomporre in fattori un polinomio Calcolare il M.C.D. e il m.c.m. fra polinomi Disequazioni lineari Applicare i principi di equivalenza delle disequazioni Risolvere disequazioni lineari numeriche e rappresentarne le soluzioni Competenze Risolvere sistemi di disequazioni 1 Utilizzare le disequazioni per risolvere problemi *Risolvere equazioni e disequazioni con valori assoluti Risolvere disequazioni fratte Sistemi lineari Riconoscere sistemi determinati, impossibili, indeterminati Risolvere un sistema con il metodo di sostituzione Risolvere un sistema con il metodo del confronto Competenze 1,3 Risolvere un sistema con il metodo di riduzione Risolvere un sistema con il metodo di Cramer Risolvere sistemi numerici fratti Risolvere sistemi di tre equazioni in tre incognite Risolvere problemi mediante i sistemi Quadrilateri Riconoscere gli elementi caratterizzanti un trapezio, un parallelogramma, un rettangolo e un rombo Competenze 2,3 Utilizzare le proprietà dei quadrilateri 6
2.2.2.SECONDO PERIODO (PENTAMESTRE) Contenuti e competenze Abilità asse matematico Radicali in R Rappresentare e confrontare tra loro numeri reali, anche con l’uso di approssimazioni Applicare la definizione di radice ennesima Determinare le condizioni di esistenza di un radicale Semplificare, ridurre allo stesso indice e confrontare tra loro radicali numerici e letterali Competenze 1 Eseguire operazioni con i radicali Trasportare un fattore fuori o dentro il segno di radice Semplificare espressioni con i radicali Razionalizzare il denominatore di una frazione Risolvere equazioni, disequazioni e sistemi di equazioni a coefficienti irrazionali Eseguire calcoli con potenze a esponente razionale *Piano cartesiano e retta Passare dalla rappresentazione di un punto nel piano cartesiano alle sue coordinate e viceversa Calcolare la distanza tra due punti Determinare il punto medio di un segmento Competenze 1, 4 Passare dal grafico di una retta alla sua equazione e viceversa Determinare il coefficiente angolare di una retta Scrivere l’equazione di una retta dati alcuni elementi Stabilire se due rette sono incidenti, parallele o perpendicolari Operare con i fasci di rette propri e impropri Calcolare la distanza di un punto da una retta Risolvere problemi su rette e segmenti Rappresentare l’andamento di un fenomeno in un grafico cartesiano con rette e segmenti *Probabilità Riconoscere se un evento è aleatorio, certo o impossibile Determinare la probabilità di un evento secondo la definizione classica Determinare la probabilità di un evento aleatorio, secondo la definizione Competenze 3,4 statistica Determinare la probabilità di un evento aleatorio, secondo la definizione soggettiva Calcolare la probabilità della somma logica di eventi Calcolare la probabilità del prodotto logico di eventi dipendenti e indipendenti Calcolare la probabilità condizionata Descrivere esperimenti aleatori mediante variabili aleatorie, tabelle di frequenza e diagrammi Superfici equivalenti e aree Applicare le proprietà dell’equivalenza tra superfici Riconoscere superfici equivalenti Applicare i teoremi sull’equivalenza fra parallelogrammi, fra triangolo e parallelogramma, fra trapezio e triangolo, fra poligono circoscritto e Competenze 2,3 triangolo Calcolare le aree di poligoni notevoli: rettangolo, quadrato, parallelogramma, triangolo, trapezio, poligono con diagonali perpendicolari, poligono circoscritto Costruire poligoni equivalenti Risolvere problemi di algebra applicata alla geometria 7
Applicare i teoremi di Euclide e di Pitagora Utilizzare le relazioni sui triangoli rettangoli con angoli di 30°, 45°, 60° Proporzionalità e Determinare la misura di una grandezza similitudine Riconoscere grandezze direttamente proporzionali Applicare il teorema di Talete Applicare i tre criteri di similitudine dei triangoli Competenze 2,3 Risolvere problemi relativi a figure simili 2.2.3.Obiettivi minimi Lo studente dovrà saper: o scomporre semplici polinomi o operare con le frazioni algebriche in casi semplici o operare con i radicali in casi semplici o risolvere disequazioni di primo grado intere e frazionarie o risolvere sistemi di disequazioni e di equazioni lineari intere e frazionarie o esporre gli enunciati e saper dimostrare temi di geometria analitica affrontati o saper applicare le formule di Geometria Analitica relative alla retta o saper applicare i teoremi di Euclide, di Pitagora e di Talete a semplici problemi di geometria razionale o esporre i concetti di calcolo delle probabilità visti 8
SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO 3. Programmazione per il secondo biennio e quinto anno 3.1. Contenuti terzo anno 3.1.1.PRIMO PERIODO (TRIMESTRE) I contenuti preceduti da * possono essere trattati contestualmente ad altri argomenti o spostati all’interno del biennio di riferimento, anche in relazione al testo adottato. Unità didattica Competenze Traguardi formativi Indicatori - Dominare - Scomporre i - Dividere fra loro due polinomi La divisione fra attivamente i polinomi in fattori - Applicare la regola di Ruffini, il teorema del polinomi e la concetti e i resto e il teorema di Ruffini scomposizione metodi degli - Scomporre un polinomio mediante il in fattori elementi del raccoglimento, i prodotti notevoli e la calcolo regola di Ruffini, scomporre trinomi di algebrico secondo grado mediante la regola della somma e prodotto - Calcolare il M.C.D. e il m.c.m. di polinomi - Dominare - Risolvere equazioni - Risolvere equazioni di secondo grado Le equazioni di attivamente i algebriche di (numeriche e letterali, intere e fratte) secondo grado concetti e i secondo grado - Conoscere le relazioni fra coefficienti e metodi degli radici elementi del - Applicare la regola di Cartesio calcolo - Scomporre un trinomio di secondo grado algebrico - Risolvere equazioni parametriche e di - Risolvere problemi grado superiore al secondo - Costruire e di secondo grado - Risolvere sistemi di secondo grado analizzare - Impostare e risolvere l’equazione o il modelli sistema risolvente di un problema di matematici secondo grado - - Dominare - Risolvere - Risolvere disequazioni di primo e secondo Le disequazioni attivamente i disequazioni grado, disequazioni di grado superiore al di secondo concetti e i algebriche secondo e disequazioni fratte grado metodi degli - Risolvere sistemi di disequazioni elementi del calcolo algebrico - Dominare - Operare con le - Tracciare il grafico di una parabola di data La parabola attivamente i parabole nel piano equazione concetti e i dal punto di vista - Determinare l’equazione di una parabola metodi della della geometria dati alcuni elementi geometria analitica - Stabilire la posizione reciproca di rette e analitica parabole - Trovare le rette tangenti a una parabola 9
- Risolvere - Trasformare geometricamente il grafico di particolari una parabola equazioni e - Risolvere particolari equazioni e disequazioni disequazioni mediante la rappresentazione grafica di archi di parabole 3.1.2.SECONDO PERIODO (PENTAMESTRE) Unità didattica Competenze Traguardi formativi Indicatori - Dominare - Operare con le - Tracciare il grafico di circonferenze, ellissi e *La attivamente i circonferenze, le iperboli di date equazioni circonferenza, concetti e i ellissi e le iperboli - Determinare le equazioni di circonferenze, l’ellisse, metodi della nel piano dal punto ellissi e iperboli dati alcuni elementi l’iperbole geometria di vista della - Stabilire la posizione reciproca di rette e analitica geometria analitica circonferenze, ellissi o iperboli - Trovare le rette tangenti a circonferenze, ellissi e iperboli *Le funzioni - Dominare - Conoscere le - Conoscere e rappresentare graficamente goniometriche attivamente i funzioni le funzioni seno, coseno, tangente, concetti e i goniometriche e le cotangente e le funzioni goniometriche metodi delle loro principali inverse funzioni proprietà - Calcolare le funzioni goniometriche di elementari angoli particolari dell’analisi e dei modelli - matematici - Dominare - Concetto e - Analizzare, classificare e rappresentare *La statistica attivamente i rappresentazione graficamente distribuzioni singole e doppie concetti e i grafica dei dati di frequenze metodi della statistici - Calcolare gli indici di posizione centrale di statistica una serie di dati - Determinare gli - Calcolare gli indici di variabilità di una indicatori statistici distribuzione mediante - Calcolare i rapporti statistici fra due serie di differenze e dati rapporti 3.1.3.Obiettivi minimi terzo anno Lo studente dovrà saper: o scomporre un polinomio in fattori anche con la regola di Ruffini o risolvere equazioni e disequazioni di secondo grado intere e fratte o risolvere equazioni e disequazioni di grado superiore al secondo 10
o esporre gli enunciati e saper dimostrare i teoremi di geometria analitica affrontati o esporre gli enunciati e saper dimostrare i teoremi di geometria razionale affrontati o saper applicare le formule di geometria analitica relative alla retta e alle coniche studiate o esporre i concetti di statistica e di calcolo delle probabilità visti 11
3.2. Contenuti quarto anno 3.2.1.PRIMO PERIODO (TRIMESTRE) I contenuti preceduti da * possono essere trattati contestualmente ad altri argomenti o spostati all’interno del biennio di riferimento, anche in relazione al testo adottato. Unità didattica Competenze Traguardi formativi Indicatori * - Dominare - Operare con le - Tracciare il grafico di circonferenze, ellissi La attivamente i circonferenze, le e iperboli di date equazioni circonferenza, concetti e i ellissi e le iperboli - Determinare le equazioni di circonferenze, l’ellisse, metodi della nel piano dal punto ellissi e iperboli dati alcuni elementi l’iperbole geometria di vista della analitica geometria analitica - Dominare - Riconoscere le - Rappresentare il grafico di funzioni Esponenziali e attivamente i caratteristiche esponenziali e logaritmiche logaritmi concetti e i delle funzioni - Applicare le proprietà dei logaritmi metodi del esponenziali e - Risolvere equazioni esponenziali calcolo logaritmiche - Risolvere disequazioni esponenziali algebrico e delle - Risolvere equazioni - Risolvere equazioni logaritmiche funzioni e disequazioni - Risolvere disequazioni logaritmiche elementari esponenziali e - Risolvere equazioni e disequazioni dell’analisi logaritmiche esponenziali mediante logaritmi - Dominare - Conoscere le - Conoscere e rappresentare graficamente *Le funzioni attivamente i funzioni le funzioni seno, coseno, tangente, goniometriche concetti e i goniometriche e le cotangente e le funzioni goniometriche metodi delle loro principali inverse funzioni proprietà - Calcolare le funzioni goniometriche di elementari angoli particolari dell’analisi e dei modelli matematici 4 - Dominare - Operare con le - Calcolare le funzioni goniometriche di Le equazioni e attivamente i formule angoli associati le disequazioni concetti e i goniometriche - Applicare le formule di addizione, goniometriche metodi delle sottrazione, duplicazione, bisezione, funzioni parametriche elementari - Risolvere equazioni - Risolvere equazioni goniometriche dell’analisi e dei e disequazioni elementari modelli goniometriche - Risolvere equazioni lineari in seno e matematici coseno - Risolvere equazioni omogenee di secondo - Dominare grado in seno e coseno attivamente i - Risolvere disequazioni goniometriche concetti e i elementari metodi degli elementi del calcolo algebrico 12
3.2.2.SECONDO PERIODO (PENTAMESTRE) Unità didattica Competenze Traguardi formativi Indicatori - Dominare - Conoscere le - Applicare il primo e il secondo teorema sui La attivamente gli relazioni fra lati e triangoli rettangoli trigonometria strumenti angoli di un - Risolvere un triangolo rettangolo matematici per triangolo - Calcolare l’area di un triangolo e il raggio lo studio dei rettangolo della circonferenza circoscritta fenomeni fisici e - Applicare il teorema della corda la costruzione di - Applicare i teoremi - Applicare il teorema dei seni modelli sui triangoli - Applicare il teorema del coseno rettangoli - Applicare la trigonometria alla fisica, a contesti della realtà e alla geometria - Risolvere un triangolo qualunque - Applicare la trigonometria * - Dominare - Operare con il - Calcolare disposizioni, permutazioni, Il calcolo attivamente i calcolo combinazioni (con e senza ripetizioni) combinatorio e concetti e i combinatorio - Calcolare la probabilità (classica) di eventi la probabilità metodi della - Appropriarsi del semplici probabilità concetto di - Calcolare la probabilità di eventi semplici probabilità classica, secondo la concezione statistica, statistica, soggettiva o assiomatica soggettiva, - Calcolare la probabilità della somma logica assiomatica e del prodotto logico di eventi - Calcolare la probabilità di eventi semplici 3.2.3.Obiettivi minimi quarto anno Lo studente dovrà saper: risolvere equazioni e disequazioni esponenziali e logaritmiche in semplici casi esporre gli enunciati e saper dimostrare i teoremi di goniometria e di trigonometria affrontati esporre gli enunciati e saper dimostrare i teoremi di geometria razionale affrontati risolvere semplici equazioni e disequazioni goniometriche esporre i concetti di calcolo delle probabilità e di calcolo combinatorio visti 13
3.3. Contenuti quinto anno 3.3.1.PRIMO PERIODO (TRIMESTRE) Unità didattica Competenze Traguardi formativi Indicatori - Dominare -Individuare le - Individuare dominio, segno, iniettività, Le funzioni e le attivamente i principali proprietà suriettività, biettività, (dis)parità, loro proprietà concetti e i di una funzione (de)crescenza, periodicità, funzione metodi delle inversa di una funzione funzioni - Rappresentare il grafico di funzioni elementari polinomiali dell’analisi - Dominare - Calcolare i limiti di - Applicare i primi teoremi sui limiti (unicità Il calcolo dei attivamente i funzioni del limite, permanenza del segno, limiti concetti e i confronto) metodi del - Calcolare il limite di somme, prodotti, calcolo quozienti e potenze di funzioni algebrico e delle - Calcolare limiti che si presentano sotto funzioni forma indeterminata elementari - Calcolare limiti ricorrendo ai limiti notevoli dell’analisi - Studiare la continuità o discontinuità di una funzione in un punto - Calcolare gli asintoti di una funzione - Disegnare il grafico probabile di una funzione 3.3.2.SECONDO PERIODO (PENTAMESTRE) Unità didattica Competenze Traguardi formativi Indicatori - Dominare - Calcolare la - Calcolare la derivata di una funzione La derivata di attivamente i derivata di una mediante le derivate fondamentali e le una funzione concetti e i funzione regole di derivazione metodi delle - Calcolare la retta tangente al grafico di una funzioni - Applicare i teoremi funzione elementari dell’analisi e del sulle funzioni - Applicare le derivate alla fisica calcolo derivabili differenziale - Dominare - Studiare il - Determinare gli intervalli di (de)crescenza Lo studio delle attivamente i comportamento di di una funzione mediante la derivata prima funzioni concetti e i una funzione reale - Determinare i massimi, i minimi e i flessi metodi delle di variabile reale orizzontali mediante la derivata prima funzioni - Determinare i flessi mediante la derivata elementari dell’analisi e del seconda calcolo - Risolvere i problemi di massimo e di differenziale minimo - Tracciare il grafico di una funzione 14
- Dominare - Apprendere il - Calcolare gli integrali indefiniti di funzioni Gli integrali attivamente i concetto di mediante gli integrali immediati concetti e i integrazione di una - Calcolare gli integrali definiti metodi delle funzione - Calcolare il valor medio di una funzione funzioni - Calcolare gli - Calcolare l’area di superfici piane, il elementari dell’analisi e del integrali indefiniti e volume di solidi di rotazione calcolo integrale definiti di funzioni - Applicare gli integrali alla fisica anche non - Dominare elementari attivamente gli strumenti matematici per lo studio dei fenomeni fisici e la costruzione di modelli 3.3.3.Obiettivi minimi quinto anno Lo studente dovrà saper: o determinare il dominio e il segno di una funzione razionale ; o calcolare, in casi semplici, limiti, derivate e integrali di funzioni razionali; o determinare, in casi semplici, massimi e minimi di una funzione razionale; o tracciare il grafico di una funzione razionale; o calcolare valor medio, varianza e deviazione standard; o riconoscere le distribuzioni di probabilità discrete e continue 15
METODOLOGIA, VERIFICA, VALUTAZIONE, RECUPERO E POTENZIAMENTO 4. Metodologie di lavoro Si intende procedere secondo i seguenti metodi e strategie o Lezione frontale o Lezione partecipata o Laboratorio di matematica o Esercitazioni collettive su problemi attinenti a quanto spiegato nella lezione frontale o Presentazione di problemi che gli alunni siano in grado di comprendere e di risolvere in modo autonomo per stimolare l’attività di indagine o Assegnazione di esercizi e problemi individuali di sviluppo e/o potenziamento della comprensione o Lezioni di approfondimento in laboratorio di informatica, attinenti a quanto già trattato in classe, con livello di difficoltà da valutare di volta in volta, secondo la risposta della classe. Gli strumenti di lavoro che si intendono utilizzare sono: o Libri di testo o Test online o Calcolatrice scientifica tascabile o Testi di approfondimento o Laboratorio di informatica o Supporti multimediali o Internet o LIM 5. Verifica e valutazione Le fasi di verifica e valutazione dell’apprendimento saranno strettamente correlate e coerenti, nei contenuti e nei metodi, col complesso di tutte le attività svolte durante il processo di insegnamento-apprendimento della matematica. La valutazione verterà in modo equilibrato su tutte le tematiche e terrà conto di tutti gli obiettivi evidenziati in questo programma. A tal fine verranno eseguite verifiche scritte e orali. Le verifiche scritte potranno essere articolate anche sotto forma test a risposta chiusa o aperta oltre ai consueti compiti operativi. Le interrogazioni orali saranno volte soprattutto a valutare le capacità di ragionamento e i progressi raggiunti nella chiarezza e nella proprietà di espressione degli allievi. Per quanto riguarda la valutazione della prova orale verranno prese in considerazione le seguenti categorie di apprendimento: o contenuti (conoscenza, comprensione) o esposizione o esempi ed applicazioni o collegamenti o rappresentazioni grafiche e tecniche di calcolo Il Dipartimento ha concordato un congruo numero di valutazioni. Per le valutazioni delle prove scritte prodotte in classe verrà dichiarato di volta di volta agli studenti il punteggio relativo ai singoli quesiti e il livello di sufficienza. 16
In generale i punti presi in considerazione sono: o interpretazione del testo o linearità e completezza nei passaggi o ordine e precisione o originalità La scala di valutazione è fissata dal 1 al 10, voti che verranno attribuiti secondo i criteri della griglia adottata collegialmente dal Dipartimento di discipline scientifiche e pubblicata sul sito dell’Istituto. I Docenti valuteranno la possibilità di effettuare prove comuni per classi parallele. Sono comuni le prove per il recupero del debito attribuito con lo scrutinio finale. 6. Attività di recupero e sostegno Il recupero degli studenti che durante l’anno scolastico dovessero manifestare carenze nelle conoscenze e nell’applicazione potranno avvenire secondo le seguenti modalità: o in classe individuando dei periodi di sospensione nello svolgimento dei programmi; o indirizzando gli studenti a corsi di recupero e sportelli organizzati dalla scuola; o istituendo interventi individualizzati assegnando esercizi calibrati per difficoltà da svolgere a casa. 7. Potenziamento Dall’anno 2015/2016 è attivato un potenziamento di matematica per le sezioni A e B dell’Istituto, che prevede un’ora settimanale in più per il primo biennio e due per il secondo biennio e quinto anno. Le conoscenze e le abilità, da aggiungersi a quelle già sopra elencate, saranno specificate nelle singole programmazioni di queste classi. Per le altre classi sarà possibile effettuare attività a classi parallele secondo pianificazione dell’orario. 17
FISICA 18
SECONDO BIENNIO E QUINTO ANNO 1. Programmazione per il secondo biennio e il quinto anno Competenze (dalle Indicazioni Nazionali) o Osservare e identificare fenomeni o Avere consapevolezza dei vari aspetti del metodo sperimentale, dove l’esperimento è inteso come interrogazione ragionata dei fenomeni naturali, analisi critica dei dati e dell’affidabilità di un processo di misura, costruzione e/o validazione di modelli o Affrontare e risolvere semplici problemi di fisica usando gli strumenti matematici adeguati al percorso didattico. o Comprendere e valutare le scelte scientifiche e tecnologiche che interessano la società in cui vive. 1.1. Contenuti terzo anno 1.1.1.PRIMO PERIODO (TRIMESTRE) Unità didattiche Traguardi formativi Indicatori • Comprendere il concetto di misura • Effettuare correttamente operazioni di Le grandezze di una grandezza fisica; misurazione. • distinguere grandezze fondamentali • Determinare le dimensioni fisiche di e derivate. grandezze derivate. • Ragionare in termini di notazione • Eseguire equivalenze tra unità di scientifica. misura. • Comprendere il concetto di • Utilizzare il sistema internazionale definizione operativa delle delle unità di misura. grandezze fisiche. • Definire le caratteristiche degli • Scegliere e operare con gli strumenti La misura strumenti. adatti alle diverse misurazioni. • Ragionare in termini di incertezza di • Determinare le incertezze sulle misure una misura. dirette e indirette. • Rappresentare i dati sperimentali • Risolvere alcuni semplici problemi sul con la scelta delle opportune cifre calcolo delle grandezze. significative e in notazione • Calcolare le incertezze da associare ai scientifica. valori calcolati. • Scrivere correttamente il risultato di una misura. • Identificare il concetto di punto • Utilizzare il sistema di riferimento nello La velocità materiale in movimento e di studio di un moto. traiettoria. • Rappresentare il moto di un corpo • Creare una rappresentazione mediante un grafico spazio-tempo. grafica dello spazio e del tempo. • Dedurre il grafico spazio-tempo dal grafico velocità-tempo. 19
• Identificare il concetto di velocità • Calcolare i valori delle grandezze media, mettendolo in relazione alla cinematiche. pendenza del grafico spazio-tempo. • Rappresentare i dati sperimentali in un • Riconoscere le relazioni grafico spaziotempo. matematiche tra le grandezze • Interpretare correttamente un grafico cinematiche spazio e velocità. spaziotempo. • Applicare le grandezze cinematiche • Risalire dal grafico spazio-tempo al a situazioni concrete. moto di un corpo. • Identificare e costruire la legge del • Calcolare la posizione e il tempo in un moto rettilineo uniforme. moto rettilineo uniforme. 1.1.2.SECONDO PERIODO (PENTAMESTRE) Unità didattiche Traguardi formativi Indicatori • Identificare il concetto di velocità • Distinguere la velocità media e L’accelerazione istantanea. istantanea, l’accelerazione media e • Rappresentare un moto vario. l’accelerazione istantanea. • Identificare il concetto di • Interpretare i grafici spazio-tempo e accelerazione media, mettendolo in velocità- tempo nel moto relazione alla pendenza del grafico uniformemente accelerato. velocità-tempo. • Calcolare i valori della velocità • Utilizzare il concetto di variazione di istantanea e dell’accelerazione media una grandezza in diversi contesti di un corpo. della vita reale. • Calcolare la posizione e il tempo nel moto uniformemente accelerato con partenza da fermo e, più in generale, con una data velocità iniziale. • Individuare grandezze vettoriali in • Distinguere grandezze scalari e I vettori situazioni reali. vettoriali e riconoscerne alcune. • Utilizzare la matematica come • Rappresentare graficamente strumento per fornire grandezze vettoriali. rappresentazioni astratte della • Eseguire le operazioni tra vettori. realtà. • Eseguire la scomposizione di un • Riconoscere la differenza tra vettore. prodotto scalare e prodotto • Eseguire correttamente prodotti vettoriale. scalari e vettoriali. • Identificare i vettori spostamento, • Ricorrere alle relazioni che legano I moti nel piano velocità e accelerazione e grandezze cinematiche lineari e rappresentarli nel piano. angolari. • Riconoscere le caratteristiche del • Utilizzare le grandezze caratteristiche moto circolare uniforme. di un moto periodico per descrivere il • Rappresentare il vettore moto circolare uniforme. accelerazione istantanea del moto • Rappresentare graficamente il moto circolare uniforme. circolare uniforme. 20
• Mettere a confronto le grandezze • Discutere direzione e verso del vettore cinematiche lineari con le accelerazione nel moto circolare corrispondenti grandezze angolari. uniforme. • Riconoscere la possibilità di • Mettere in relazione il moto armonico comporre, e scomporre, un moto e e il moto circolare uniforme. le relative velocità. • Applicare la composizione degli spostamenti e delle velocità. • Analizzare l’effetto delle forze. • Ragionare sulla misura delle forze. Le forze e • Introdurre il concetto di punto di • Utilizzare le regole del calcolo l’equilibrio applicazione per il vettore forza. vettoriale per sommare le forze. • Interpretare il ruolo delle forze • Distinguere massa e peso. d’attrito in situazioni reali. • Distinguere i diversi tipi di attrito. • Risolvere semplici problemi in cui siano coinvolte le forze d’attrito. • Utilizzare la legge di Hooke. • Scoprire sperimentalmente la • Effettuare la scomposizione della relazione tra la deformazione di forza-peso su un piano inclinato. una molla e la forza elastica. • Analizzare l’equilibrio di un punto materiale e l’equilibrio su un piano inclinato. • Descrivere il moto di un corpo in • Arrivare a formulare il primo principio I principi della assenza di forze risultanti applicate della dinamica (o principio d’inerzia) e dinamica e quando su di esso agisce una il secondo principio della dinamica. forza costante. • Ricorrere al secondo principio della • Descrivere l’interazione tra due dinamica per definire la massa. corpi. • Formulare il terzo principio della dinamica. • Studiare il moto dei corpi in • Risolvere correttamente problemi funzione delle forze agenti. relativi al movimento dei corpi, utilizzando i tre principi della dinamica. • Descrivere la caduta libera di un • Riconoscere che l’accelerazione di Le forze e il corpo. gravità è costante per tutti i corpi. movimento • Indicare la relazione tra forza-peso e • Riconoscere che la massa è una massa. proprietà invariante di ogni corpo. • Identificare le condizioni perché si • Descrivere il moto di una massa che realizzi un moto parabolico. oscilla attaccata a una molla e • Osservare il moto di una massa riconoscerlo come moto armonico. attaccata a una molla e di un pendolo che compie piccole oscillazioni. • Formulare le relazioni matematiche • Utilizzare le relazioni matematiche che regolano il moto dei corpi in individuate per risolvere i problemi caduta libera e il moto parabolico. relativi a ogni singola situazione • Esprimere le relazioni matematiche descritta. relative alla forza centripeta e al 21
moto armonico di una molla e di un pendolo. • Analizzare la discesa lungo un piano • Scomporre il vettore forza- peso nei inclinato. suoi componenti. • Analizzare il moto dei proiettili con • Descrivere matematicamente il diverse velocità iniziali. movimento dei proiettili nelle diverse • Valutare le caratteristiche della situazioni di velocità iniziale. forza centripeta. • Formulare l’espressione matematica della forza centripeta. • Mettere in relazione l’applicazione • Definire il lavoro come prodotto di una forza su un corpo e lo scalare di forza e spostamento. spostamento conseguente. • Individuare la grandezza fisica potenza. • Analizzare la relazione tra lavoro • Riconoscere le differenze tra il lavoro prodotto e intervallo di tempo prodotto da una forza conservativa e impiegato. quello di una forza non conservativa. • Identificare le forze conservative e le forze non conservative. • Descrivere i moti dei corpi celesti e • Formulare le leggi di Keplero. La gravitazione individuare la causa dei • Riconoscere la forza di gravitazione universale comportamenti osservati. universale come responsabile della • Osservare il moto dei satelliti e distribuzione delle masse descrivere i vari tipi di orbite. nell’Universo. 1.1.3 OBIETTIVI MINIMI TERZO ANNO Lo studente dovrà saper: Utilizzare correttamente il S.I. delle unità di misura; le relazioni matematiche tra spazio e tempo e tra velocità e tempo nei moti rettilineo uniforme e rettilineo uniformemente accelerato; rappresentare i dati sperimentali in un grafico; interpretare un grafico; distinguere tra grandezze scalari e vettoriali; esporre i principi della dinamica; definire il lavoro e la potenza; formulare la legge di gravitazione universale; risolvere semplici problemi applicativi delle leggi studiate. 22
1.2. Contenuti quarto anno 1.2.1.PRIMO PERIODO (TRIMESTRE) Unità didattiche Traguardi formativi Indicatori • Identificare l’effetto che una forza • Riconoscere i limiti di validità delle I fluidi esercita su una superficie con la leggi fisiche studiate. Definire e grandezza scalare pressione. misurare la pressione. • Indicare la relazione tra la pressione • Formulare e interpretare la legge di dovuta al peso di un liquido e la sua Stevino. densità e profondità. • Formalizzare l’espressione della spinta • Analizzare la forza che un fluido di Archimede. esercita su un corpo in esso • Illustrare le condizioni di immerso (spinta idrostatica). galleggiamento dei corpi. • Analizzare il modo in cui la • Formalizzare la legge di Pascal. pressione esercitata su una • Formalizzare il concetto di portata e superficie di un liquido si trasmette formulare l’equazione di continuità. su ogni altra superficie a contatto. • Applicare nella risoluzione dei • Analizzare il moto di un liquido in problemi proposti le relazioni una conduttura. matematiche individuate. • Esprimere il teorema di Bernoulli, sottolineandone l’aspetto di legge di conservazione. • Introdurre la grandezza fisica • Stabilire il protocollo di misura per la La temperatura temperatura. temperatura. • Individuare le scale di temperatura • Effettuare le conversioni da una scala Celsius e Kelvin e metterle in di temperatura all’altra. relazione. • Stabilire la legge di Avogadro. • Identificare il concetto di mole e il numero di Avogadro. • Osservare gli effetti della • Valutare i limiti di approssimazione di variazione di temperatura di corpi una legge fenomenologica. solidi e liquidi e formalizzare le • Mettere a confronto le dilatazioni di leggi che li regolano. solidi e di liquidi. • Ragionare sulle grandezze che • Formulare le leggi che regolano le descrivono lo stato di un gas. trasformazioni dei gas, • Individuare quando si può parlare individuandone gli ambiti di validità. di gas perfetto. • Definire l’equazione di stato del gas • Ragionare in termini di molecole e perfetto. di atomi. 23
1.2.2.SECONDO PERIODO (PENTAMESTRE) Unità didattiche Traguardi formativi Indicatori • Individuare i modi per aumentare • Descrivere l’esperimento di Joule. Il calore la temperatura di un corpo. • Discutere le caratteristiche della • Identificare il calore come energia conduzione e della convezione. in transito. • Spiegare il meccanismo • Individuare i meccanismi di dell’irraggiamento e conoscere la trasmissione del calore. legge di Stefan-Boltzmann. • Descrivere l’effetto serra. • Mettere in relazione l’aumento di • Definire la capacità termica e il calore temperatura di un corpo con la specifico. quantità di energia assorbita. • Utilizzare il calorimetro per la misura • Formalizzare la legge fondamentale dei calori specifici. della calorimetria. • Definire la caloria. • Esprimere la relazione che indica la rapidità di trasferimento del calore per conduzione. • Inquadrare il concetto di • Individuare la relazione tra Il modello temperatura dal punto di vista temperatura assoluta ed energia microscopico della microscopico. cinetica media delle molecole. materia • Identificare l’energia interna dei gas • Capire perché la temperatura assoluta perfetti. non può essere negativa. • Indicare il segno dell’energia interna nei diversi stati di aggregazione molecolare. • Analizzare il movimento incessante • Definire il moto browniano. delle molecole. • Individuare, dal punto di vista • Rappresentare il modello microscopico, la pressione esercitata microscopico del gas perfetto. da un gas perfetto e calcolarla. • Analizzare le differenze tra gas • Ricavare l’espressione della velocità perfetti e gas reali dal punto di vista quadratica media. microscopico. • Definire i concetti di vapore saturo • Rappresentare i valori della pressione I cambiamenti di e temperatura critica. di vapore saturo in funzione della stato • Definire l’umidità relativa. temperatura. • Analizzare il comportamento dei • Definire il concetto di calore latente solidi, dei liquidi e dei gas alla nei diversi passaggi di stato. somministrazione, o sottrazione, • Interpretare il diagramma di fase. del calore. • Ragionare in termini di temperatura • Analizzare il comportamento dei percepita. vapori. • Mettere in relazione la pressione di vapore saturo e la temperatura di ebollizione. • Analizzare il diagramma di fase. 24
• Esaminare gli scambi di calore tra i • Indicare le variabili che identificano lo Il primo principio sistemi e l’ambiente. stato termodinamico di un sistema. della • Osservare il comportamento di un termodinamica gas perfetto contenuto in un cilindro chiuso. • Formulare il concetto di funzione di • Esprimere la differenza tra grandezze stato. estensive e grandezze intensive. • Mettere a confronto trasformazioni • Definire il lavoro termodinamico. reali e trasformazioni quasistatiche. • Riconoscere che il lavoro • Interpretare il primo principio della termodinamico non è una funzione di termodinamica alla luce del stato. principio di conservazione • Descrivere le principali trasformazioni dell’energia. di un gas perfetto, come applicazioni • Esaminare le possibili, diverse, del primo principio. trasformazioni termodinamiche. • Formalizzare il • Definire le trasformazioni cicliche. principio zero della termodinamica e le equazioni relative alle diverse trasformazioni termodinamiche. • Interpretare il lavoro • Applicare le relazioni appropriate in termodinamico in un grafico ogni singola e diversa trasformazione pressione-volume. di stato. • Analizzare alcuni fenomeni della • Analizzare come sfruttare l’espansione Il secondo vita reale dal punto di vista della di un gas per produrre lavoro. principio della loro reversibilità, o irreversibilità. • Descrivere il principio di termodinamica funzionamento di una macchina termica. • Descrivere il bilancio energetico di una macchina termica. • Indicare le condizioni necessarie • Definire il concetto di sorgente ideale per il funzionamento di una di calore. macchina termica. • Definire il rendimento di una macchina • Analizzare il rapporto tra il lavoro termica e descriverne le totale prodotto dalla macchina e la caratteristiche. quantità di calore assorbita. • Descrivere il ciclo di Carnot. • Formulare il secondo principio della • Mettere a confronto i primi due termodinamica, distinguendo i suoi enunciati del secondo principio e due primi enunciati. dimostrare la loro equivalenza. • Formulare il terzo enunciato del secondo principio. • Dimostrare la validità del teorema di • Formalizzare il teorema di Carnot. Carnot. • Osservare un moto ondulatorio e i • Definire i tipi di onde osservati. Le onde elastiche modi in cui si propaga. • Definire le onde periodiche e le onde e il suono armoniche. • Interrogarsi su cosa trasporti • Definire lunghezza d’onda, periodo, un’onda. frequenza e velocità di propagazione di • Analizzare le grandezze un’onda. caratteristiche di un’onda. • Definire le grandezze caratteristiche • Riconoscere l’origine dei suoni. del suono. 25
• Creare piccoli esperimenti per • Definire il livello di intensità sonora e i individuare i mezzi in cui si propaga limiti di udibilità. il suono. • Definire i modi normali di oscillazione. • Analizzare la percezione dei suoni. • Definire l’effetto Doppler e calcolare i • Analizzare le onde stazionarie. valori delle frequenze rilevate. • Analizzare le variazioni della frequenza delle onde periodiche nei casi in cui la sorgente o il ricevitore siano, rispettivamente, in quiete o in moto reciproco. • Osservare la propagazione dei raggi • Definire le grandezze radiometriche e I raggi luminosi luminosi. fotometriche. • Individuare alcuni piccoli • Formulare le leggi della riflessione da esperimenti che consentono di parte degli specchi piani. osservare la riflessione della luce da • Riconoscere i diversi tipi di specchi parte di uno specchio piano e da curvi. uno curvo. • Costruire l’immagine data dagli specchi • Capire perché un righello immerso sferici. in un recipiente pieno d’acqua • Definire il fenomeno della rifrazione e appare piegato. descriverne le leggi. • Analizzare il fenomeno della dispersione della luce. • 1.2.3 OBIETTIVI MINIMI QUARTO ANNO Lo studente dovrà saper: _ Definire la pressione in un fluido; _ formulare le leggi di Stevino, Pascal, Archimede, Leonardo; _ definire la temperatura e il calore; _ conoscere i meccanismi di propagazione del calore; _ analizzare i cambiamenti di stato; _ formulare il I e il II principio della termodinamica; _ definire le caratteristiche di un’onda; _ analizzare le proprietà del suono e della luce. 26
1.3. Contenuti quinto anno 1.3.1.PRIMO PERIODO (TRIMESTRE) Unità didattiche Traguardi formativi Indicatori • Osservare che alcuni oggetti • Identificare il fenomeno La carica elettrica sfregati con la lana possono attrarre dell’elettrizzazione. e la legge di altri oggetti leggeri. • Descrivere l’elettroscopio e definire la Coulomb • Verificare la carica elettrica di un carica elettrica elementare. oggetto. • Mettere a confronto la forza elettrica e • Utilizzare la bilancia a torsione per la forza gravitazionale. determinare le caratteristiche della forza elettrica. • Creare piccoli esperimenti per • Definire e descrivere l’elettrizzazione per analizzare i diversi metodi di strofinio, contatto e induzione. elettrizzazione. • Definire la polarizzazione. • Studiare il modello microscopico • Distinguere tra corpi conduttori e della materia. isolanti. • Individuare le potenzialità offerte • Capire se la carica che si deposita su dalla carica per induzione e dalla oggetti elettrizzati per contatto e per polarizzazione. induzione ha lo stesso segno di quella • Capire se la carica elettrica si dell’induttore. conserva. • Formulare e descrivere la legge di • Sperimentare l’azione reciproca di Coulomb. due corpi puntiformi carichi. • Definire la costante dielettrica relativa • Analizzare il concetto di “forza a e assoluta. distanza”. • Utilizzare le relazioni matematiche • Sperimentare che la forza elettrica appropriate alla risoluzione dei dipende dal mezzo nel quale problemi proposti. avvengono i fenomeni elettrici. • Osservare le caratteristiche di una • Definire il concetto di campo elettrico. Il campo elettrico zona dello spazio in presenza e in • Rappresentare le linee del campo e il potenziale assenza di una carica elettrica. elettrico prodotto da una, o più, • Creare piccoli esperimenti per cariche puntiformi. visualizzare il campo elettrico. • Definire l’energia potenziale elettrica. • Capire se la forza elettrica è conservativa. • Verificare le caratteristiche • Calcolare il campo elettrico prodotto vettoriali del campo elettrico. da una o più cariche puntiformi. • Analizzare la relazione tra il campo • Definire il concetto di flusso elettrico e elettrico in un punto dello spazio e formulare il teorema di Gauss per la forza elettrica agente su una l’elettrostatica. carica in quel punto. • Definire il vettore superficie di una • Formalizzare il principio di superficie piana immersa nello spazio. sovrapposizione dei campi elettrici. • Indicare l’espressione matematica • Dalla forza di Coulomb all’energia dell’energia potenziale e discutere la potenziale elettrica. scelta del livello zero. • Capire se è possibile individuare • Definire il potenziale elettrico. una grandezza scalare con le stesse • Indicare quali grandezze dipendono, o proprietà del campo elettrico. non dipendono, dalla carica di prova ed 27
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