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 Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?

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mac67



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MessaggioOggetto: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Ven Lug 10, 2015 6:38 pm

Questo thread è rivolto principalmente ai docenti di matematica e fisica dei licei scientifici, ma chiunque ha notizie utili è benvenuto.

L'anno prossimo potremmo avere la novità della seconda prova di fisica all'Esame di Stato. Abbiamo pochi precedenti su cui basarci (la sperimentazione Brocca del liceo scientifico-tecnologico) per avere un'idea della prova. Il MIUR dice che da settembre ci forniranno simulazioni, ma, visto com'è andata quest'anno con matematica, ci andrei molto cauto a prenderle per oro colato.

Sia io che i miei colleghi di istituto siamo ben lontani dall'avere realizzato quanto scritto nelle Indicazioni Nazionali (IN): in pratica, nessuno è riuscito ad andare oltre il campo elettrico. Se si pensa che l'Esame di Stato dovrebbe vertere sui contenuti del quinto anno, quindi dall'induzione elettromagnetica in poi, la situazione è obiettivamente difficile.

Veniamo alle domande:

1) Com'è la situazione delle vostre classi e nel vostro liceo?
2) Secondo voi, i circuiti elettrici (mai menzionati nelle IN) fanno parte del secondo biennio o del quinto anno?
3) Come pensate di programmarvi il lavoro per coprire al meglio le IN e arrivare all'Esame ragionevolmente tranquilli?
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Ven Lug 10, 2015 10:02 pm

Ciao,

1)
Io lavoro in un liceo scientifico paritario, quindi i termini di paragone sono limitati in quanto abbiamo due sole sezioni. Tra l'altro la futura quinta è sezione unica, per cui il termine di paragone è singolo. A Maggio erano arrivati al campo elettrico, non so se abbiano poi discusso anche il potenziale e di tutto quel che ne consegue.
Ti posso poi dare anche un termine di paragone per quel che riguarda le quinte che si sono appena maturate. Nel mio liceo ho portato io la quinta all'esame ed eravamo arrivati a terminare l'elettromagnetismo (li ho presi in quarta che avevano da fare ancora la termodinamica, per cui chi mi ha preceduto ha sostanzialmente aderito ad una programmazione simile al vecchio ordinamento). Io in quarta ho fatto termodinamica, onde, campo elettrostatico. In quinta ho fatto la parte sul potenziale, sui circuiti in corrente continua, il campo magnetostatico, il campi variabili e le onde.
Siamo arrivati giusti giusti, tra l'altro facendo pochi esercizi (i transitori nei circuiti RC ed RL sono rimasti un mistero per quasi tutti i miei alunni, non abbiamo avuto abbastanza tempo da dedicarci).
Ho appena finito di fare da commissario esterno in uno scientifico, su due classi.
In una delle due classi che ho esaminato avevano trattato solo campo elettrostatico (con potenziale, circuiti etc) e campo magnetostatico. Il docente mi ha detto che si trattava di classe con una storia difficile, svariati cambi d'insegnante. Per cui erano drasticamente indietro.
Nell'altra classe hanno invece fatto la parte sul potenziale ed i circuiti in continua, il magnetismo, elettromagnetismo, onde ed una introduzione alla fisica moderna direi più che dignitosa (hanno visto i principali esperimenti come effetto fotoelettrico, Compton, hanno affrontato le questioni sul corpo nero ed hanno discusso i modelli atomici fino al modello di Bohr).

2) Uhm, al quarto anno farei i soliti circuiti in CC, con resistori, Kirchhoff etc (detesto quei noiosissimi esercizi pieni di maglie che si riconducono ad un sistema di N equazioni, ma tant'è che piacciono a molti...). Poi in quinta, con l'induzione ed un po' di matematica, si può affrontare il transitorio di carica/scarica nei circuiti RL. Trattare tali circuiti in regime sinusoidale mi sembra una caz.ta totalmente inutile. E, soprattutto, il tempo non c'è.

3) Io quest'anno avevo anche le prime e mi sono confrontato a lungo con il collega con cui dividiamo le ore.
Abbiamo pensato a rielaborare leggermente le indicazioni, evitando, per il possibile le ripetizioni di concetti. Abbiamo cercato di evitare di introdurre le cose all'acqua di rose al biennio per poi riprenderle al triennio e farle per davvero. Se in quinta si vuol fare l'elettromagnetismo, la relatività e la fisica moderna, bisogna che i circuiti in corrente continua e magari anche la magnetostatica siano già stati affrontati in precedenza. Altrimenti temo che non ci sia speranza per trattare tutta quella mole di roba prevista dalle Indicazioni. Quindi, andando a ritroso, se in quarta si vogliono trattare le onde, tutta l'elettrostatica, la corrente elettrica, Kirchhoff & C. ed il magnetismo (almeno in parte), bisogna che la termodinamica sia già stata vista.
Per cui, nella mia testa lo schema è il seguente:

-) Primo anno: dopo un'introduzione al metodo scientifico, alla misura ed agli errori, far bene i rudimenti di calcolo vettoriale, con le necessarie nozioni di trigonometria. Cominciare ad introdurre il concetto di forza, con qualche problemino di statica di un punto soggetto a varie forze, peso, attriti vari, molle, funi, su piani inclinati.
Fare qualche esperimento con misure di dimensione e peso di oggetti vari, ricavare sperimentalmente la legge della molla elastica etc;
-) Secondo anno: procedere con la cinematica del punto  ed andare avanti finchè si può con la dinamica del punto e qualche laboratorio;
-) Terzo anno: terminare la dinamica del punto, affrontare in una qualche misura (ridotta) il corpo rigido, introdurre per bene il concetto di lavoro ed energia (fino a Febbraio al MAX) e poi da Marzo in poi affrontare la termologia / termodinamica. Direi... poche cose sulla teoria cinetica (senza formule che tanto non si possono dimostrare ed i ragazzi devono impararle a memoria per poi dimenticarle subito), il concetto di gas perfetto, qualche cosa semplice sul primo principio (le trasformazioni principali, inclusa l'adiabatica se poi si vuol affrontare il ciclo di Carnot); sul secondo principio non so... sarebbe bello fare bene tutto il discorso sull'irreversibilità, l'entropia, ma va deciso soprattutto in funzione della risposta della classe.
-) Quarto anno: onde, elettrostatica, correnti, magnetostatica.
-) Quinto anno ad libitum con quello che avanza.

Ed ho "dimenticato" la parte di ottica geometrica ed i fluidi e chissà cos'altro che non mi viene in mente.

IN OGNI CASO... MI PARE UNA LISTA DI ROBA DECISAMENTE FOLLE... soprattutto se dobbiamo pensare di preparare gli studenti ad affrontare uno scritto da cinque ore!
In pratica è il programma del primo triennio della laurea in fisica V.O. che feci io alla fine degli anni '90.
Mi pare un po' eccessivo...
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Felipeto



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MessaggioOggetto: Re: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Ven Lug 10, 2015 11:49 pm

La fisica richiede INDEROGABILMENTE una buona/ottima padronanza della matematica...il buon vecchio FERMI era innanzitutto uno che masticava già adolescente equazioni differenziali come caramelle...pertanto è perentorio lavorare intensamente al quarto anno su eventuali lacune pregresse e masticare analisi continuamente..una mia proposta forse poco popolare:sacrificare qualche ora di laboratorio per favorire abbuffate di esercizi..per il collega: i circuiti in regime sinusoidale dono riuscito una volta sola ad affrontarli.usando i giusti ingredienti,FASORI CIOÈ vettori in campo complesso e con le basilari somme di vettori sono incredibilmente semplici...
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Sab Lug 11, 2015 8:49 am

Felipeto ha scritto:
La fisica richiede INDEROGABILMENTE una buona/ottima padronanza della matematica...
i circuiti in regime sinusoidale dono riuscito una volta sola ad affrontarli.usando i giusti ingredienti,FASORI CIOÈ vettori in campo complesso

Certamente, il fatto è la difficoltà ad arrivare ad affrontare tali questioni in una scuola secondaria. Intanto devi aver già introdotto i numeri complessi (OK sono a loro volta nelle linee guida), poi quasi tutti i ragazzi devono averli capiti bene (e anche lì.. devi aver fatto i numeri complessi ma anche la geometria analitica 3D, perchè ora ai piani alti della scuola piace tanto chiedere l'equazione di piani tangenti a sfere... e quindi anche in matematica si va in affanno)
E poi quanto tempo ci dedichi? Volendo affrontare tutta quella mole di programma si finisce per fare tutto e male.
Tagliare ore ai laboratori: certamente. Ma anche alla valutazione, perchè due interrogazioni a quadrimestre da 15 minuti l'una sono un'ora all'anno per allievo. Che su 25 allievi fanno 25 ore. Aggiungendo qualche verifichetta scritta si arriva facilmente a 30 ore su una cattedra da 100 ore.

Un altro punto di vista: sarebbe bello poter fare tutto e bene ed, indubbiamente, qualche studente sarebbe ampiamente in grado di affrontare e comprendere tutto ciò in maniera corretta ed approfondita.
Ma in media in una classe quanti sono tali studenti? Io dico non più di uno su 4 - 10 (a seconda della scuola).
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paniscus_2.0



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MessaggioOggetto: Re: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Sab Lug 11, 2015 12:51 pm

Io non faccio testo, perché la mia quinta di quest'anno proveniva da un passato eccezionalmente scarso e accidentato. Io l'avevo presa solo l'anno scorso e ho scoperto che in seconda e terza non avevano fatto assolutamente NULLA, praticamente ho dovuto impiegare tutto il primo quadrimestre a rifare quasi integralmente tutto il programma di terza (ma intendo proprio i fondamenti della dinamica e TUTTO ciò che riguarda lavoro, energia e quantità di moto, un delirio, non sapevano nemmeno cosa fosse l'energia cinetica)... e quindi, in quarta è andata già di lusso che abbiamo potuto finire la termodinamica, ma tutta la fisica delle onde è stata ridotta a un modulino di una settimana o due su dispense sforbiciatissime, da riprendere all'inizio della quinta.

In questa situazione, ovviamente, in quinta (dopo aver perso un mese buono sul recupero delle onde) sono dovuta partire con l'elettrostatica da zero, esattamente come si faceva nell'ordinamento vecchio, e mi è toccato correre come una pazza per riuscire a finire almeno i fondamenti dell'elettromagnetismo e il significato della sintesi di Maxwell, ma si può immaginare il livello di approfondimento raggiunto : - (

Nelle ultimissime settimane mi sono sbracciata disperatamente per inserire almeno qualche riferimento ai concetti generali della fisica del novecento e a due o tre fenomeni quantistici di evidenza plateale (effetto fotoelettrico, effetto compton ed emissione delle righe spettrali)... ma in questo mi ha aiutato soprattutto il fatto che io, come formazione originaria, sia un'astrofisica, e che oltre ad essermi smazzata anni di studio della corona solare, ero abituata da una vita a tenere conferenze divulgative, altrimenti col cavolo!

Beh, che dire?... si spera che sia stata un'eccezione particolarmente disgraziata che non si ripeterà.

Per quanto riguarda la quarta che ho avuto quest'anno, che adesso va in quinta, anche la terza gliel'avevo fatta io, e ho impostato tutto in modo diverso fin da subito. Non siamo riusciti ad anticipare più di tanto, ma l'importante è che la termodinamica, le onde, e un po' di ottica siano stati tutti conclusi in tempi decenti, e che abbia avuto la possibilità di lanciare, almeno come esca finale, un po' di introduzione all'elettrostatica. Quasi sicuramente andrà approfondita a settembre, ma almeno non si parte da zero, e non si perderanno settimane solo per arrivare al teorema di Gauss...

L.
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mac67



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MessaggioOggetto: Re: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Sab Lug 11, 2015 1:29 pm

paniscus_2.0 ha scritto:
Io non faccio testo, perché la mia quinta di quest'anno proveniva da un passato eccezionalmente scarso e accidentato. Io l'avevo presa solo l'anno scorso e ho scoperto che in seconda e terza non avevano fatto assolutamente NULLA, praticamente ho dovuto impiegare tutto il primo quadrimestre a rifare quasi integralmente tutto il programma di terza (ma intendo proprio i fondamenti della dinamica e TUTTO ciò che riguarda lavoro, energia e quantità di moto, un delirio, non sapevano nemmeno cosa fosse l'energia cinetica)... e quindi, in quarta è andata già di lusso che abbiamo potuto finire la termodinamica, ma tutta la fisica delle onde è stata ridotta a un modulino di una settimana o due su dispense sforbiciatissime, da riprendere all'inizio della quinta.


Purtroppo fai testo, perché la situazione che descrivi non è un fenomeno isolato.



paniscus_2.0 ha scritto:

Per quanto riguarda la quarta che ho avuto quest'anno, che adesso va in quinta, anche la terza gliel'avevo fatta io, e ho impostato tutto in modo diverso fin da subito. Non siamo riusciti ad anticipare più di tanto, ma l'importante è che la termodinamica, le onde, e un po' di ottica siano stati tutti conclusi in tempi decenti, e che abbia avuto la possibilità di lanciare, almeno come esca finale, un po' di introduzione all'elettrostatica. Quasi sicuramente andrà approfondita a settembre, ma almeno non si parte da zero, e non si perderanno settimane solo per arrivare al teorema di Gauss...

L.

In sostanza, anche tu non sei riuscita a fare tutto quanto previsto dalle IN.

La mia sensazione è che chi ha scritto le IN ha conoscenze molto imprecise sulla scuola italiana.

Mi chiedo come si possa mettere nella seconda prova una disciplina con un quadro orario ridotto come fisica.
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Sab Lug 11, 2015 2:00 pm

Beh una simulazione per lo scientifico scienze applicate c'è stata. C'era un esercizio di cinematica relativistica ed un altro esercizio con un sistema massa-molla che oscillava, dove poi la massa era attaccata ad una spira che entrava ed usciva da una zona con un campo magnetico uniforme.
Ai capi della spira c'era una resistenza e c'erano da fare diverse considerazioni di carattere elettrico ed energetico.


Il tutto mi sembra tutt'altro che banale (si tratta di problemi non certo semplici che a volte mettono in difficoltà anche gli ingegneri che affrontano gli esami di fisica 1 / 2 (a parte il caso della relatività che non viene trattata)).
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Felipeto



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MessaggioOggetto: Re: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Sab Lug 11, 2015 2:21 pm

Si va sempre a finire sulle infinite perdite di tempo che rubano spazio alla didattica:gite su gite,autogestione,scioperi, tagliate,riunioni d istituto EC. Ecc..io ho sfruttato alcune ore pomeridiane disponibili per accennare la fissione nucleare,che in epoche di richiesta energetica sempre crescente i futuri tecnici dovrebbero almeno conoscere per sommi capi,sia nei suoi lati positivi che in quelli inevitabili negativi relativi alle scorie
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mac67



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MessaggioOggetto: Re: Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?   Dom Lug 12, 2015 10:46 am

AndreaOdi ha scritto:
Beh una simulazione per lo scientifico scienze applicate c'è stata. C'era un esercizio di cinematica relativistica ed un altro esercizio con un sistema massa-molla che oscillava, dove poi la massa era attaccata ad una spira che entrava ed usciva da una zona con un campo magnetico uniforme.
Ai capi della spira c'era una resistenza e c'erano da fare diverse considerazioni di carattere elettrico ed energetico.


Il tutto mi sembra tutt'altro che banale (si tratta di problemi non certo semplici che a volte mettono in difficoltà anche gli ingegneri che affrontano gli esami di fisica 1 / 2 (a parte il caso della relatività che non viene trattata)).

Vorrei dimenticare quella simulazione (che in origine era per tutti i licei scientifici, poi, al momento di comunicare nero su bianco, è diventata per errore per i soli scienze applicate) perché è piena di errori.
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Fisica al quinto anno del liceo scientifico: a che punto siete arrivati?
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