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 nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA

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kirserk



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MessaggioOggetto: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Gio Ott 27, 2016 3:37 pm

Promemoria primo messaggio :

pubblicata qua

http://questionariolsosa.miur.carloanti.it/

per quanto riguarda i problemi, io rimango perplesso di fronte alla richieste....
passi che alcuni studenti ''fragili'' non sarebbero in grado di fare nulla in ogni caso, ma credo che questi problemi metterebbero in seria difficoltà anche gli studenti ''normali'', quelli della fascia media, quelli diligenti senza essere eccezionali...
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Sab Ott 29, 2016 6:37 pm

Ma non è possibile formare la mentalità da fisico al liceo scientifico.
Io la mentalità da fisico me la sono formata in quattro anni di università in cui ho studiato solamente  quelle cose, a tempo pieno.
Al primo anno sei ore a settimana di fisica 1, + 4 di teoria per il laboratorio, + un pomeriggio a settimana direttamente IN laboratorio;
Al secondo anno IDEM
Al terzo e al quarto ancora di più.
Poi la tesi, un anno passato in laboratorio.
etc etc.
Queste simulazioni prevedono che gli studenti sappiano fare ragionamenti avanzati, riescano a "vedere" cosa succede, chiedono un livello che si può raggiungere solo con molto lavoro, con molta esperienza.

Altro che due o tre orette striminzite a settimana. Tutta questa faccenda non può che terminare in un enorme malinteso. Quello che propongono non ha veramente alcun senso.
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Sab Ott 29, 2016 6:37 pm

mac67 ha scritto:


C'è sempre studenti.it.

Eh ma ci vuole qualcuno che sappia fare la prova!!!
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mac67



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Sab Ott 29, 2016 6:48 pm

AndreaOdi ha scritto:
Ma non è possibile formare la mentalità da fisico al liceo scientifico.
Io la mentalità da fisico me la sono formata in quattro anni di università in cui ho studiato solamente  quelle cose, a tempo pieno.
Al primo anno sei ore a settimana di fisica 1, + 4 di teoria per il laboratorio, + un pomeriggio a settimana direttamente IN laboratorio;
Al secondo anno IDEM
Al terzo e al quarto ancora di più.
Poi la tesi, un anno passato in laboratorio.
etc etc.
Queste simulazioni prevedono che gli studenti sappiano fare ragionamenti avanzati, riescano a "vedere" cosa succede, chiedono un livello che si può raggiungere solo con molto lavoro, con molta esperienza.

Altro che due o tre orette striminzite a settimana. Tutta questa faccenda non può che terminare in un enorme malinteso. Quello che propongono non ha veramente alcun senso.

Non ti do torto. Come ho detto altre volte, i nostri studenti non sono "fisici in erba". Queste prove invece sembrano ritagliate su quel profilo.

Quelli di studenti.it uno che gli fa il compito d'esame lo trovano di sicuro. Come esperto, mi farei pagare un botto: a parte il rischio, più teorico che pratico, il sito farà il botto di contatti la mattina della prova.
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avidodinformazioni



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Sab Ott 29, 2016 6:53 pm

mac67 ha scritto:

4) Le simulazioni mandate finora hanno un contenuto "da fisico" non indifferente e quel modo di ragionare (approssimare, dare una stima, anche rozza, che sia "quick and dirty") i nostri alunni non ce l'hanno anche perché non glielo insegniamo per vari motivi (vedi anche punto 3)

Le prove sono di competenza, sono del tipo "autentico" nell'accezione didattofuffologica del termine.

Noi non facciamo didattica per competenze, se non marginalmente,; noi spesso confondiamo le competenze con le abilità.

Il problema alla base è duplice:

1) le competenze devono venire dopo le conoscenze e le abilità, se non hai il tempo di completare le prime e le seconde le terze te le scordi

2) le competenze sono adatte ai migliori e non ai peggiori come i didattofuffologi vorrebbero farci credere, quindi un compito per competenze tende a bocciare di più, boccia tutte le menti semplici, di qualsiasi natura esse siano (ci siamo capiti)
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mac67



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Sab Ott 29, 2016 7:06 pm

avidodinformazioni ha scritto:
mac67 ha scritto:

4) Le simulazioni mandate finora hanno un contenuto "da fisico" non indifferente e quel modo di ragionare (approssimare, dare una stima, anche rozza, che sia "quick and dirty") i nostri alunni non ce l'hanno anche perché non glielo insegniamo per vari motivi (vedi anche punto 3)

Le prove sono di competenza, sono del tipo "autentico" nell'accezione didattofuffologica del termine.

Noi non facciamo didattica per competenze, se non marginalmente,; noi spesso confondiamo le competenze con le abilità.

Il problema alla base è duplice:

1) le competenze devono venire dopo le conoscenze e le abilità, se non hai il tempo di completare le prime e le seconde le terze te le scordi

2) le competenze sono adatte ai migliori e non ai peggiori come i didattofuffologi vorrebbero farci credere, quindi un compito per competenze tende a bocciare di più, boccia tutte le menti semplici, di qualsiasi natura esse siano (ci siamo capiti)

Tutto giusto, ma c'è dell'altro. Come diceva una mia collega di fronte a risultati buoni pur non avendo trattato molto certi argomenti: "non abbiamo avuto il tempo per rovinarli".

Prendi la simulazione, problema 1 (ma anche la precedente, il metodo delle parabole di Thomson): si chiede, nei fatti, di trovare una retta che interpola approssimativamente alcuni punti del grafico proposto, di cui devi stimare i valori. Sta tranquillo che il 98% degli studenti che ha capito che cosa viene chiesto si chiede quale formula deve usare per ricavare la retta. Nessuno pensa a dare una risposta "alla buona ma ragionevole".

Quale docente di fisica dice ai suoi ragazzi di intuire i valori di un grafico? Di fare una stima rozza ma veloce? Quali libri di testo discutono di questo e propongono esercizi di questo tipo?

L'anno scorso ho proposto, senza voto, una prova dello stesso tenore ma molto semplice (una "curva" di riscaldamento con cambiamento di stato, per punti con barre di errore) alla quarta (attuale quinta) dove c'è un 30% di studenti di alto livello per serietà nello studio e attitudini personali. La reazione alla mia spiegazione "Ah, si può fare così?".


Ultima modifica di mac67 il Sab Ott 29, 2016 7:40 pm, modificato 1 volta
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Sab Ott 29, 2016 7:33 pm

Esatto mac, la tuabprova dell'anno scorso ha dato esattamente il risultato che ci si può aspettare da liceali bravi o normali. Per forza che ci rispondono così. Cercano il risultato esatto, perché quello è il modo in cui li abbiamo abituati a ragionare. A scuola non si ha il tempo per fare stime, approssimare funzioni complicate, usare strumenti come li sviluppo in serie, comprendendo la potenza e la versatilità dei polinomi, valutare a spanne. Si ha appena il tempo di formare le conoscenze (risolvere le equazioni e tracciare grafici). Il resto, che è quello che richiedono le atruali simulazioni, è un "di più" che a scuola non si fa. Detto francamente non so nemmeno se possa essere ragionevole farlo. Chi vorrà studiare fisica si occuperà di certi aspetti. Ma i fisici sono comunque una minoranza, lo scientifico apre la strada a molti altri indirizzi. Quindi io credo che non solo sia estremamente complicato preparare gli studenti a queste simulazioni, ma sia proprio insensato...
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Sab Ott 29, 2016 7:34 pm

Scusate i typo, scritto con lo smartphone :-(
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mac67



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Dom Ott 30, 2016 12:45 pm

Altre considerazioni.

Nel problema 1 la spira ruota con accelerazione angolare costante. Chi è che tratta il moto rotatorio accelerato? Chi ne ha il tempo? Quali libri di testo lo trattano?

Il bello è che poi le stesse persone che preparano queste prove o organizzano la baracca dicono "Certo, non si può fare tutto, bisogna concentrarsi sui concetti fondanti". Solo che poi bisogna avere studiato tutto, ma proprio tutto. Perché non è che sia ragionevole pensare che lo studente medio sia in grado di intuire l'equazione del moto rotatorio accelerato, o l'ha studiata o si attacca.

E poi: siamo sicuri che l'autoinduzione sia trascurabile? Nel testo non se ne fa alcun cenno.
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kirserk



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Dom Ott 30, 2016 3:32 pm

mac67 ha scritto:
Altre considerazioni.

Nel problema 1 la spira ruota con accelerazione angolare costante. Chi è che tratta il moto rotatorio accelerato? Chi ne ha il tempo? Quali libri di testo lo trattano? [...]

Il bello è che poi le stesse persone che preparano queste prove o organizzano la baracca dicono "Certo, non si può fare tutto, bisogna concentrarsi sui concetti fondanti". Solo che poi bisogna avere studiato tutto, ma proprio tutto. Perché non è che sia ragionevole pensare che lo studente medio sia in grado di intuire l'equazione del moto rotatorio accelerato, o l'ha studiata o si attacca.


Sull'Halliday-Resnick la parte di cinematica e dinamica rotazionale del corpo rigido è fatta molto bene; qualche anno fa ricordo che, con una BUONA classe (del PNI) riuscii a trattarla in modo approfondito in terza; ma, appunto, si trattava di una classe PNI preriforma (e già le ore di fisica erano 15 contro 13 nel quinquennio), in cui in terza ci si poteva dedicare alla MECCANICA (ora occorre/occorrerebbe fare anche la termodinamica), in cui non c'era il pb dell'esame di stato/del programma monstre del quinto anno.

Ma anche quei ragazzi (e non pochi erano piuttosto in gamba: due si sarebbero iscritti a fisica, 2 a matematica, numerosissimi gli ingegneri... d'altra parte in un PNI c'era già una certa selezione all'origine), con cui avevo trattato lungamente in terza l'argomento,  in quinta senza averlo mai ripreso avrebbero certamente avuto difficoltà con momenti di inerzia o similari; mi si dirà che non è vero apprendimento quello che non si sedimenta, ma affinché accada ciò serve battere e ribattere... e quando lo si fa?

mac67 ha scritto:

Il bello è che poi le stesse persone che preparano queste prove o organizzano la baracca dicono "Certo, non si può fare tutto, bisogna concentrarsi sui concetti fondanti". Solo che poi bisogna avere studiato tutto, ma proprio tutto. Perché non è che sia ragionevole pensare che lo studente medio sia in grado di intuire l'equazione del moto rotatorio accelerato, o l'ha studiata o si attacca.

concordo in pieno... idem in matematica; in una simulazione era comparsa una serie telescopica.. alla faccia dei nuclei fondanti...
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Dom Ott 30, 2016 3:56 pm

mac67 ha scritto:
Altre considerazioni.

Nel problema 1 la spira ruota con accelerazione angolare costante. Chi è che tratta il moto rotatorio accelerato? Chi ne ha il tempo? Quali libri di testo lo trattano?

Io faccio sempre sforzi notevoli per trattarlo alla fine della terza.

Ma anche quelli migliori, in quinta l'hanno rimosso alla grande : - (
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Dom Ott 30, 2016 6:00 pm

In terza nel moto circolare uniforme in genere si tratta la velocità angolare associata al rapporto tra la velocità istantanea tangenziale e il raggio della traiettoria, ma molto velocemente... Il passaggio all'accelerazione angolare non l'ho mai trattato.
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Dom Ott 30, 2016 10:34 pm

Io l'anno scorso in terza scientifico ho fatto i salti mortali.
Prima di tutto un mese (anzi forse due) per far funzionare bene le cose con i vettori ed i sistemi di riferimento: il moto parabolico era un optional, mentre dovrebbe essere un esercizio di base.
Quindi: due mesi a scomporre vettori, a scriverne le componenti lungo un sistema di assi, giocando con spostamenti, velocità ed accelerazioni rispetto ad un sistema di assi assegnato.
Poi siamo partiti con la dinamica... anche li... vettori, forze, piani inclinati, attriti, cavi, cavetti, funi, bla bla bla
La dinamica rotazionale: mi sono limitato a dire che, se un oggetto macroscopico ruota, allora ci sarà un contributo aggiuntivo alla sua energia cinetica. Abbiamo "costruito" il termine rotazionale "a parole", ragionando qualitativamente senza dimostrazioni. Assolutamente nessun cenno al momento angolare.
Mi sono limitato a questo perché non c'era tempo. Del resto è sufficiente per fare qualche esercizio di oggetti che rotolano senza strisciare.
Poi un accenno sui processi d'urto.
Poi l'energia, le forze conservative e non, la conservazione dell'energia.
Un po' di gravitazione, giusto per scrivere la forza di gravitazione, il suo potenziale, studiare il moto di un satellite ed a questo punto eravamo già a Marzo inoltrato.
Ad Aprile sono partito a bomba con la termologia.
Sono riuscito a trattare le varie cosette iniziali, fino ai passaggi di stato (un cenno) e cominciare a fare qualche semplice esercizio sul gas perfetto, giusto per far due conti.

Di più non siamo riusciti a fare... e già così i risultati non sono stati entusiasmanti.
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Dom Ott 30, 2016 10:42 pm

AndreaOdi ha scritto:
Io l'anno scorso in terza scientifico ho fatto i salti mortali.
Prima di tutto un mese (anzi forse due) per far funzionare bene le cose con i vettori ed i sistemi di riferimento: il moto parabolico era un optional, mentre dovrebbe essere un esercizio di base.
Quindi: due mesi a scomporre vettori, a scriverne le componenti lungo un sistema di assi, giocando con spostamenti, velocità ed accelerazioni rispetto ad un sistema di assi assegnato.
Poi siamo partiti con la dinamica... anche li... vettori, forze, piani inclinati, attriti, cavi, cavetti, funi, bla bla bla
La dinamica rotazionale: mi sono limitato a dire che, se un oggetto macroscopico ruota, allora ci sarà un contributo aggiuntivo alla sua energia cinetica. Abbiamo "costruito" il termine rotazionale "a parole", ragionando qualitativamente senza dimostrazioni. Assolutamente nessun cenno al momento angolare.
Mi sono limitato a questo perché non c'era tempo. Del resto è sufficiente per fare qualche esercizio di oggetti che rotolano senza strisciare.
Poi un accenno sui processi d'urto.
Poi l'energia, le forze conservative e non, la conservazione dell'energia.
Un po' di gravitazione, giusto per scrivere la forza di gravitazione, il suo potenziale, studiare il moto di un satellite ed a questo punto eravamo già a Marzo inoltrato.
Ad Aprile sono partito a bomba con la termologia.
Sono riuscito a trattare le varie cosette iniziali, fino ai passaggi di stato (un cenno) e cominciare a fare qualche semplice esercizio sul gas perfetto, giusto per far due conti.

Di più non siamo riusciti a fare... e già così i risultati non sono stati entusiasmanti.
Fammi capire, erano tutti così "lenti" oppure lo era solo la maggior parte ?

Hai sacrificato i pochi buoni sull'altare delle capre ?
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Dom Ott 30, 2016 10:48 pm

Beh, li ho "tirati" non poco. Per andare più veloce l'unica alternativa è: spiegare una cosa, fare un esercizio dimostrativo, verificare. E poi ricominciare. Fuori uno, dentro l'altro.

Ma in quel modo non capivano, c'era spesso bisogno di approfondire, rispiegare, recuperare, bla bla.

C'è anche da dire che io non li ho avuti nel biennio ed i primi due mesetti li abbiamo impegnati anche per "conoscerci". Non avevano idea di cosa significasse studiare fisica, quindi l'inizio è stato un po' traumatico, ci hanno messo un po' per "digerirmi".
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 10:26 am

Premessa: quando ho visto il testo del modello ho pensato: "Mamma mia, così li fanno neri".
Poi mi sono detto "vabbe', vediamo com'è davvero" e qui di seguito riporto una breve analisi del modello di seconda prova.

Disclaimer: ho risolto il modello un po' di fretta, via via che preparavo questo post monstre. Vi prego quindi di segnalarmi eventuali errori.

Problema 1

  • Q1: è un quesito standard su Faraday-Neumann(-Lenz), che è un argomento centrale del 5° anno e che mi aspetto sia stato trattato nel caso molto simile di moto circolare uniforme.
  • Q2: il secondo quesito richiede la conoscenza del fatto che, in moto circolare uniformemente accelerato, \theta = 1/2 \alpha t^2, esattamente come x = 1/2 a t^2 nel Moto Uniformemente Accelerato [MUA]. Mi aspetto che ogni commissario, commentando la prova, faccia qualche commento al riguardo per far capire l'analogia (a quelli che conoscono il MUA).
    Una volta che sia chiaro il legame tra \theta e \alpha si ottiene facilmente che:
    fem = NBA \alpha t \sin (1/2 \alpha t^2)
    La seconda parte del quesito potrebbe essere più ostica. Non per l'ampiezza, che dipende linearmente da t ed è quindi ovviamente crescente, quanto per il "periodo", perché la funzione non è periodica, se stiamo alle definizioni che solitamente si utilizzano [f(x) è periodica di periodo T se f(x+T) = f(x)].
    Ovviamente l'estensore pensava più a qualcosa del tipo: "Se immagino la funzione della forma sin(2*\pi*t/T) allora T vale 4 \pi / (\alpha t) che è una funzione decrescente in t". Probabilmente anche qui è necessario chiarire il significato di "periodo" ai candidati.
  • Q3: per rispondere al terzo quesito, mac67 suggerisce di
    Citazione :
    trovare una retta che interpola approssimativamente alcuni punti del grafico proposto, di cui devi stimare i valori.
    Io ho pensato semplicemente di considerare il punto (0.5 s; 0.1 V) che è il quarto massimo della funzione. Funzione che è sostanzialmente un seno e che quindi ha il quarto massimo in (\pi/2 + 6 \pi), a seconda che si veda un minimo prima del primo massimo oppure no. Così facendo un punto mi fornisce due informazioni, sufficienti a determinare B e \alpha.
    Considerazioni del genere non sono poi così lontane da quelle richieste nelle simulazioni di matematica (tipo il problema 2 della simulazione del 29 aprile 2016).
  • Q4: Ecco, il quarto (e ultimo) quesito del problema è quello - a mio giudizio -  più difficile.
    Non per l'integrale in sé, che è abbastanza standard, ma per il fatto che i candidati devono innanzitutto capire che quell'area, essendo  l'integrale di d \Phi(B) / d t nel tempo è proprio la variazione finita del flusso del campo magnetico nell'intervallo di tempo considerato. Inoltre, per la seconda parte del quesito, occorre:

    1. ricavare i tempi t_k in cui si annulla la funzione,
    2. capire che cos(k \pi) = (-1)k e
    3. (che probabilmente è troppo se non l'hanno mai visto) capire che (-1)k+1 - (-1)k=2*(-1)k+1.

Problema 2

  • Q1: il primo quesito richiede sostanzialmente di ampliare la prima tabella fornita, aggiungendo un po' di righe:
    Differenza potenziale (106 V)0,51,01,5
    N° divisioni tra i due impulsi3,303,102,95
    N° divisioni tra i due impulsi3,303,102,95
    t (10-8 s)3,233,042,89
    vexp (108 m/s)2,602,762,91
    vexp2 / c2 0,750,850,94
    W (10-13 J)0,81,62,4
    W (MeV)0,51,01,5
    dove il calcolo della velocità richiede la conoscenza del Moto Rettilineo Uniforme, mentre quello del lavoro la conoscenza del fatto che W = q \Delta V (che a rigore non fa parte del programma di quinta).
    Per quanto riguarda il confronto con la teoria classica, bisogna usare il teorema delle forze vive e assumere che l'elettrone parta da fermo, \Delta K = K_f - 0 = W, ottenendo così le ultime due righe della tabella:
    W (MeV)0,51,01,5
    vth (108 m/s)2,602,762,91
    vth2 / c2 1,953,905,85
    Dopodiché si riporta tutto sul foglio.

    E fin qui il livello di conoscenze non è eccessivamente elevato.

  • Q2: qui le cose si fanno più delicate. Guardando il grafico o la tabella della risposta precedente, il candidato si deve accorgere che nel modello classico abbiamo valori di v2/c2 superiori a 1. Allora si deve invocare la Relatività Ristretta, imbastire una risposta che dipenderà sostanzialmente dal libro di testo e concludere che W = \Delta E_k, dove stavolta E_k la calcolo con m_0 \gamma c^2 - m_0 c^2.

  • Q3: se si è risposto bene al quesito 2 (o quantomeno se si è scritta la formula corretta per l'energia cinetica) è questione di un attimo invertirla per ricavare v2/c2 in funzione di W. Invertire una formula non è qualcosa di eccessivamente complesso per un ultimo anno di un liceo scientifico, il problema è avere a disposizione la formula da invertire.

    La funzione ottenuta è qualcosa del tipo y = 1 - [A/(x+A)]^2, la si può calcolare per i valori di W (cioè x) a disposizione, ottenendo un ottimo accordo con i dati sperimentali, la si può studiare in [0, \infty[ per scoprire che passa per (0;0) e ha un asintoto orizzontale, niente di esotico insomma.

  • Q4: l'ultimo quesito è semplice. Si tratta di ricavare, partendo dalla Tabella 2 fornita, i valori di energia relativi ad un elettrone e confrontarli con (ancora una volta) q \Delta V. Per far ciò, bisogna passare dalla carica del fascio al numero di elettroni (n=Q/e) e dividere E per n.


Io sottolineerei a questo punto quelle che vedo come cose positive: questi problemi vanno nella direzione giusta di "fisica più matematica". Il grosso delle difficoltà che i ragazzi incontrerebbero in questi problemi è legato alla comprensione del testo più che al bagaglio di conoscenze. Sono infatti alcuni concetti chiave della fisica dell'ultimo anno (induzione elettromagnetica e relatività ristretta), uniti a conoscenze di matematica standard (studio di f e f', massimi di una funzione, integrale di una funzione quasi elementare, ...). Si badi che i contenuti di fisica propri dell'ultimo anno che vengono qui saggiati sono abbastanza centrali (E = mc^2 lo si fa se si fa la relatività, Faraday-Neumann pure), le critiche che ho letto relative ai problemi sono relative al moto circolare accelerato (ma si potrebbe ovviare come dico sopra) o alla necessità di stimare valori a partire dal grafico (ma, anche se in misura minore, si deve fare anche per le simulazioni di matematica).



Passiamo ora al questionario.
Quesito 1: questo mi appare incredibilmente semplice. Ditemi pure che mi sbaglio, ma io farei 100 W * 600 s / 6, perché un cubo ha 6 facce.

Quesito 2: questo è invece un po' più rognosetto, perché richiede la composizione relativistica delle velocità. Però, nota E, si trova \gamma (ovvero v) e poi si compongono le due velocità. Alla fine, è simile ad un esercizio sull'effetto Doppler, la difficoltà è azzeccare i segni nella formula

Quesito 3: qui si tratta di usare ripetutamente la formula per lo spettro dell'atomo di idrogeno 1/ \lambda = R (1/n^2 - 1/m^2) dove però il testo ci dice che n=1. Nota \lambda, ricaviamo m = 4 e consideriamo tutte le possibili transizioni verso lo stato fondamentale. Noiosa ripetizione di calcoli sempre uguali, fino a scoprire quali lunghezze d'onda sono comprese tra 400 e 700 nm.

Quesito 4: setup complicato per problemino non troppo complicato. Dalla configurazione posso trovare B, da cui ricavo l'intensità, da cui ottengo la potenza conoscendo la distanza dalla sorgente. Un po' tanti calcoli per un quesito, specie se confrontato con gli altri. Non alla portata di tutti (immagino) il passaggio dall'intensità alla potenza ("...essendo l'intensità la quantità di energia per unità di superficie e per unità di tempo, se moltiplico per l'intera superficie sferica ottengo la quantità di energia per unità di tempo, ovvero la potenza...")

Quesito 5: qui alla prima lettura ho pensato che fossero impazziti, perché risolvere l'equazione di Schrödinger per la buca infinita va oltre le competenze richieste. Allora ho controllato su di un libro a caso (Walker, Dalla meccanica alla fisica moderna volume 3) per vedere se e cosa ci fosse scritto e ho scoperto che fa una trattazione generale e poi riporta semplicemente i risultati dei livelli energetici per alcuni casi (atomo di idrogeno, oscillatore armonico e buca di potenziale).

Sulle critiche mosse a questo quesito, mi pare evidente che AndreaOdi sia stato il più chiaro: che la funzione d'onda si annulli al bordo non serve a nulla, dal momento che l'unico modo in cui viene affrontato nei libri di testo è fornendo il valore di energia. D'altro canto, per risolvere veramente l'equazione, dobbiamo saper riconoscere la forma dell'equazione delle onde nel caso in oggetto, identificare quindi la pulsazione in termine dei parametri e imporre che per x=L l'argomento sia n \pi. Decisamente troppo. Imparare un'ulteriore formula a memoria è una cosa che un fisico odia, ma è l'unico modo in cui si può fare, vista la vastità degli argomenti da trattare.

Piccola nota a margine: se risolviamo l'equazione di Schrödinger con le opportune condizioni al contorno, otteniamo che i livelli energetici sono proporzionali a n^2 (\omega^2 L^2 = n^2 \pi^2 con \omega^2 = 8 \pi^2 m E / h^2). A me non pare però che i valori di energia riportati rispettino questo andamento. Dove sto sbagliando?

Quesito 6: per risolvere la prima domanda, immagino si debba semplicemente normalizzare tutto sfruttando i valori indicati. Ad esempio, a 500 nm (sensibilità relativa = 32%) l'intensità dovrà essere 100/32 di quella a 555 nm, che è posta uguale a 1. Quindi si ottengono 5 punti sul grafico che assomigliano a una "parabola" con il minimo in (555;1). Per la seconda domanda, occorre utilizzare E = h \nu = h c / \lambda e le considerazioni relative alla prima domanda:
Energia portata a 650 nm da n fotoni = n h c / (650 nm) = 100/11 * 1000 * h c / (555 nm)



NB: per rispondere al problema 2, e a qualche quesito, è necessario conoscere il valore di alcune costanti fisiche (massa dell'elettrone, costante di Planck, ...) che a mio giudizio sarebbe invece più corretto fornire ai candidati.

Brevissima riflessione: come spesso accade (se guardiamo alle prove di matematica), il livello è vario e non è detto che gli studenti siano in grado di affrontarli tutti. D'altronde, in tutte le classi quinte in cui abbiamo insegnato siamo riusciti a trattare le equazioni differenziali, l'ottimizzazione, la geometria analitica dello spazio e le distribuzioni normale, binomiale e di Poisson?
Ciò detto, alcuni dei quesiti (il primo sopra tutti) sono decisamente alla portata di chiunque debba affrontare un esame di stato al termine del percorso scientifico. La vera domanda è quanto una prova nel suo complesso "seria" come questa sia in sintonia con l'obiettivo dichiarato di semplificare l'esame di stato, ritornando verso la modalità "scrutinio ripetuto ai primi di luglio".
Inoltre, come mac67 ha sottolineato, i problemi potrebbero nascere da commissari che si presentano con griglie difformi rispetto a quella suggerita dal MIUR. Io credo che la presunta "magnanimità" di quella griglia sia studiata proprio in base ai risultati attesi: un grosso della classe si attesta intorno al 10, e solo le eccellenze riescono a distinguersi. Solitamente infatti io commento la prova, poi scompaio e, durante la correzione, tengo conto del fatto che gli studenti hanno lavorato da soli. In tal senso la griglia ministeriale mi aiuta non poco.

Conclusione: ricordiamo che questo è solo un modello. Come sempre, quando si cambia qualcosa, ci sono cose che non vanno. Io personalmente preferisco compiti di questa fattura a quelli (ridicoli) che erano utilizzati per il vecchio Liceo Scientifico-Tecnologico, temini di fisica moderna sempre uguali. E' chiaro che si può e si deve migliorare il modello, per cui spero proprio che le discussioni in occasione delle conferenze di servizio siano costruttive e non le solite alzate di scudi.

Tra l'altro, spero che l'USR della mia regione si decida a pubblicizzare l'incontro e ci dica come fare a partecipare. A due settimane dalla data prevista, ancora tutto tace...
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 10:27 am

Non condivido molto la difficoltà nell affrontare un moto circolare accelerato. Anche non volendolo studiare dal punto di vista della dinamica,perché come da post precedente non faccio i momenti di inerzia, accennandolo come parallelismo con il moto rettilineo accelerato uniformemente è solo un cambio di variabili:
Al posto di a c è alfa
Al posto di s c è teta
Al posto di v c è omega.
La struttura delle equazioni orarie è la stessa.
Volendo,si possono considerare momenti di inerzia di figure geometriche semplici, come disco e sfera.e allora
F=m*a diventa
M=I*alfa
Il contributo energetico rotazionale è importantissimo.tutti i liceali dovrebbero arrivare in quinta sapendo quale, tra un disco sottile ed una ruota di pari raggio e massa concentrata su una corona circolare esterna (anello omogeneo) arriva prima giù da un piano inclinato. .
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 10:57 am

Logaritmo ha scritto:
Conclusione: ricordiamo che questo è solo un modello. Come sempre, quando si cambia qualcosa, ci sono cose che non vanno. Io personalmente preferisco compiti di questa fattura a quelli (ridicoli) che erano utilizzati per il vecchio Liceo Scientifico-Tecnologico, temini di fisica moderna sempre uguali. E' chiaro che si può e si deve migliorare il modello, per cui spero proprio che le discussioni in occasione delle conferenze di servizio siano costruttive e non le solite alzate di scudi.
Alla tua disamina manca un elemento fondamentale: la qualità dello studente.

Tu sei un fisico ? Hai fatto il liceo scientifico ? Sei bravo in fisica esattamente quanto lo sei in latino o in scienze o in informatica ? Immagino di no.

Al liceo scientifico accedono tutti coloro che nella vita intendono perseguire una professione scientifica o pseudo scientifica; vi accedono tra gli altri i futuri medici, biologi, economisti, zoologi, paleontologi ecc.

La seconda prova di fisica mette in palio 15 punti per tutti, non per i futuri fisici; è corretto che un futuro medico chirurgo subisca una valutazione basata al 20 % (dei 75 da guadagnarsi sul campo) sulla relatività ristretta, sul moto circolare accelerato, sulla quantizzazione dell'energia ecc ?

Anch'io ho passione per la fisica, anch'io preferisco questi quesiti a quelle boiate a cui siamo abituati, ma io non ho la presunzione di imporre le mie preferenze personali agli altri; mi angoscia l'idea che la mia carriera di "fisico" (ingegnere in verità) possa essere stroncata sul nascere perchè la biologia mi dà alla nausea e perchè non sono riuscito ad impararla allo stesso livello dei biologi, ma solo ad un livello scolastico.

Questo non è un compito adatto all'uscita dal liceo, è un compito adatto all'ingresso della facoltà di fisica; una selezione molto ristretta di ragazzi (2 -3 per classe), il giorno dopo aver fatto una seconda prova di fisica molto più semplice dia questa, possono andare alla facoltà di fisica ed affrontare un test d'ingresso identico a questo; se ci va anche il futuro medico questo riceverà dei sonori e giustificatissimi calci nel sedere.
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mac67



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 10:59 am

Breve commento agli interventi di Logaritmo e Masaniello.

Voi li guardate in base alla vostra esperienza di studi. Infatti Logaritmo parla di eq. di S., quando il testo dice di usare De Broglie, e Masaniello ... lo sappiamo com'è fatto. Premio GAC, direbbero a Gazebo.

Mettetevi nell'ottica di uno studente di liceo. Il quale non ha mai risolto problemi di fisica con derivate, integrali ed equazioni differenziali. Perché i libri di testo non li hanno e perché nelle IN si parla di formalismo matematico accessibile agli studenti (visto che molti docenti gli integrali li fanno verso marzo-aprile, che si fa, si riprende l'induzione e.m. che si è trattata mesi prima?).

In Francia non fanno così, in Germani non fanno così. Non vi viene il dubbio che queste prove sono esagerate?
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Logaritmo



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 11:35 am

mac67 ha scritto:
Infatti Logaritmo parla di eq. di S., quando il testo dice di usare De Broglie, ...

Ma infatti io credo che il testo di quel quesito sia da rivedere. Risolverlo usando \lambda = h / p ed eventualmente \lambda = 2L/n mi sembra impossibile. Per sintetizzare: avrei scritto qualcosa del tipo "Conoscendo i livelli energetici della buca di potenziale infinita determinare la massa della particella" (ovvero una formula da imparare a memoria). Che poi sia pratica barbara fare imparare cose a memoria in fisica è chiaro a tutti, per cui probabilmente quel quesito non doveva proprio esserci, ma credo di aver ampiamente sottolineato come il modello non sia perfetto.

mac67 ha scritto:
Il quale non ha mai risolto problemi di fisica con derivate, integrali ed equazioni differenziali. Perché i libri di testo non li hanno e perché nelle IN si parla di formalismo matematico accessibile agli studenti (visto che molti docenti gli integrali li fanno verso marzo-aprile, che si fa, si riprende l'induzione e.m. che si è trattata mesi prima?).

Secondo me, più che riprendere tutto, si fa un commento generale al fatto che tutte le grandezze fisiche G definite precedentemente come \Delta G / \Delta t sono in realtà derivate. In fondo su uno dei libri di testo di riferimento per la matematica c'è la parte "Applicazione delle derivate alla fisica" con relativi problemi sul moto di punti materiali.

Nella soluzione del modello, non si deve risolvere nessuna equazione differenziale, ma solo fare delle derivate.

Per rispondere invece ad avidodinformazioni: chi fa il liceo classico che dovrebbe dire della versione di greco? Tradurre dal greco è una competenza che utilizzerà una frazione minima dei diplomati, ciò nonostante la riteniamo talmente centrale al percorso di studi classico che continuiamo a proporla un anno sì e uno no. Tutto quello che insegniamo è solo una scusa per fare usare le teste ai ragazzi.  L'importante, semmai, è che ciò che aspetta i ragazzi alla fine del percorso dev'essere chiaro nella testa del docente fin dal primo anno. Questo forse è mancato, visto che le prime simulazioni di fisica da nuovo ordinamento le ho viste due anni fa.
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mac67



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 11:50 am

Logaritmo ha scritto:
mac67 ha scritto:
Infatti Logaritmo parla di eq. di S., quando il testo dice di usare De Broglie, ...

Ma infatti io credo che il testo di quel quesito sia da rivedere. Risolverlo usando \lambda = h / p ed eventualmente \lambda = 2L/n mi sembra impossibile.

Possibilissimo. L'energia è p^2/(2m) perché è una particella libera. Aggiungici le formule che hai scritto e hai la soluzione.

Logaritmo ha scritto:

Secondo me, più che riprendere tutto, si fa un commento generale al fatto che tutte le grandezze fisiche G definite precedentemente come \Delta G / \Delta t sono in realtà derivate. In fondo su uno dei libri di testo di riferimento per la matematica c'è la parte "Applicazione delle derivate alla fisica" con relativi problemi sul moto di punti materiali.

Nella soluzione del modello, non si deve risolvere nessuna equazione differenziale, ma solo fare delle derivate.

Ah, basta dire che i Deltay/Deltax sono derivate, fare quei 10 problemi sul libro di matematica ed è fatta ... Scusa, dove insegni?

La simulazione precedente aveva un'equazione differenziale, questa ha derivate e integrali.
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 11:52 am

Grazie a ''Logaritmo'' per l'interessantissima disamina (che ho provveduto subito a copiare :-) ),  però quella prova rimane, a mio avviso, INADEGUATA.
Una prova adeguata dovrebbe, in linea di principio, permettere di prendere 10/15 ai ragazzi che escono dallo scrutinio finale con ''sei'' (si intende quelli veri, non quelli finti serviti solo per l'ammissione all'esame) e questa qua, se valutata per quello che effettivamente uno riesce a fare, ti stronca sonoramente anche gli ''otto''.

E insisto su un'altra cosa: se davvero si crede che questo sia il livello che dovrebbe essere raggiunto in uscita, ma ci rende MINIMAMENTE conto (mi sto riferendo alle alte sfere) che il monte ore NON E' ADEGUATO? 2+2+3+3+3? servirebbero almeno 3+3+4+4+4.... MINIMO.

Perché alle scienze applicate, dove anche scienze può essere materia di II prova, per scienze ci sono 3+4+5+5+5 ore? credono che gli insegnanti di fisica sappiano fare i miracoli?

Lo sanno al MIUR che delle 66 ore al biennio o 99 al triennio per anno se ne perdono sempre una marea tra assemblee, gite, uscite, ponti, l'esperto esterno che viene a fare una conferenza su Joyce chiaramente nelle tue ore... ? il DS che, magari, non vuole che si facciano solo verifiche scritte perché  ''senza un voto orale vero siamo a rischi ricorsi''?

MAH.
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kirserk



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 11:58 am

visto che è stato citato il greco al classico, i piani orari di greco e latino al classico (le materie da II prova) sono
GRECO 4+4+3+3+3
LATINO 5+5+4+4+4

solo fisica al LS/LSA non si capisce per quale motivo debba avere così poche ore (poche per tali prove, beninteso).

PS non penso di essere il solo a pensarla così, visto che diverse scuole, dalle mie parti stanno pensando di sfruttare l'organico di potenziamento per ampliare l'attuale monte ore ridicolo se rapportato a questi obiettivi, aggiungendo quindi ore di fisica OBBLIGATORIE al curriculum.
Non si capisce perché, però, non lo faccia direttamente il MIUR, visto che tengono tanto alle conoscenze/competenze -o come le volete chiamare- dei ragazzi in questa disciplina.
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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 12:19 pm

Logaritmo ha scritto:
Per rispondere invece ad avidodinformazioni: chi fa il liceo classico che dovrebbe dire della versione di greco? Tradurre dal greco è una competenza che utilizzerà una frazione minima dei diplomati, ciò nonostante la riteniamo talmente centrale al percorso di studi classico che continuiamo a proporla un anno sì e uno no. Tutto quello che insegniamo è solo una scusa per fare usare le teste ai ragazzi.  L'importante, semmai, è che ciò che aspetta i ragazzi alla fine del percorso dev'essere chiaro nella testa del docente fin dal primo anno. Questo forse è mancato, visto che le prime simulazioni di fisica da nuovo ordinamento le ho viste due anni fa.
Non ho mai detto che l'attuale prova di fisica sia l'unica puttanata della scuola italiana, evidentemente può esserlo anche la prova di greco ..... se difficile quanto questa prova di fisica.

Io non critico la presenza della seconda prova di fisica ma questo livello di difficoltà e non ho idea di quale sia il livello di difficoltà delle "vecchie" prove di greco.

Quanto alla tipologia "autentica" del compito dico che la questione non è un fulmine a ciel sereno, è semplicemente stata sottovalutata (o ignorata) dai docenti; nelle IN era scritto chiaramente che si ambiva alle competenze, solo che ce ne siamo (giustamente) fregati.

Tu la testa ce l'hai, sei convinto di poterla usare in qualsiasi contesto ed a qualsiasi livello richiesto ? Se introducessero lo studio della musica (suonata) nel liceo scientifico tu saresti in grado di superare alla fine del quinto anno un esame dello stesso livello di un esame per l'ingresso al conservatorio ? E se sono stato sfigato ed ho scelto l'esempio sbagliato perchè TU suoni anche il violino, pensi che tutti abbiano tale capacità ?

Si può obbligare tutti a studiare musica, ma non si può pretendere che tutti superino il livello di "fra Martino campanaro", soprattutto non si può impedire ad un cardiochirurgo di salvare vite perchè non sa suonare il pianoforte in maniera godibile.
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AndreaOdi



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 12:24 pm

Io, come molti di voi, continuo a sostenere che tali prove siano del tutto inadeguate ed il quadro orario e la scansione degli argomenti delle IN non siano coerenti con tali richieste.
Come minimo (minimo!!!) ci vorrebbe un'ora in più di fisica in tutto il quinquennio ed un'ora in più di matematica almeno negli ultimi due anni. Così in quarta si possono trattare comodamente i primi rudimenti di analisi, sperando di arrivare al concetto di derivata.
L'ora di matematica extra potrebbe anche essere usata per approfondire, acquisire meglio ed anche per avvicinarsi al calcolo approssimato (sviluppo in serie e simili).
Tutto ciò, ovviamente, ammesso e NON concesso che lo si voglia fare.

In tal caso, però, il liceo scientifico diventerebbe decisamente più impegnativo, con tutte le conseguenze: forte selezione, grande numero di bocciati / ritirati,; l'inclusione e la lotta alla dispersione andrebbero quindi certamente sacrificati di fronte alla scienza.

Però non sarebbe una brutta idea: sarebbe anche un modo per rivalutare gli altri indirizzi, gli istituti tecnici e quelli professionali, che ora raccolgono gli scarti degli scarti dei licei classici e scientifici (mentre gli scarti dello scientifico anche ora sono già raccolti dai vari linguistici, psico-pedagogici etc).
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Logaritmo



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MessaggioOggetto: Re: nuova simulazione MIUR II prova al LS/LSA di FISICA   Lun Ott 31, 2016 12:28 pm

mac67 ha scritto:
Possibilissimo. L'energia è p^2/(2m) perché è una particella libera. Aggiungici le formule che hai scritto e hai la soluzione.

Ops, nella fretta ho dimenticato di aggiungere che mi pare impossibile per i ragazzi.
E' il tipo di manipolazione non banale che non so quanti siano in grado di affrontare, che richiede di unire informazioni sparse nei vari campi (particella libera e de Broglie sono "vicini", ma l'onda stazionaria se la ricordano solo se l'abbiamo ripresa in quinta per fare quello stesso identico esempio, no?).
(e resta il problema che i livelli energetici non vanno come n^2..)

mac67 ha scritto:

Ah, basta dire che i Deltay/Deltax sono derivate, fare quei 10 problemi sul libro di matematica ed è fatta ... Scusa, dove insegni?

La simulazione precedente aveva un'equazione differenziale, questa ha derivate e integrali.

Infatti questa, per alcuni aspetti, è un miglioramento della precedente.

E poi, ti prego, non prendermi troppo alla lettera, la mia risposta voleva solo saggiare se noi docenti pensiamo che le derivate siano completamente scollegate dalla fisica o meno. A me interessa lavorare in vista di una prova in un certo senso "mista" in cui applico le conoscenze di matematica alla fisica.
Per affrontare l'esame o le simulazioni di matematica, molto spesso è necessario che i ragazzi sappiano che la derivata è "variazione di una grandezza rispetto a qualcosa", concetto che - mi sembra - sia più difficile da digerire rispetto al passaggio da Delta a d. Deltay su Deltax lo fai con la retta secante, etc. (ma so che non è completamente banale neppure questo)

In una scuola ideale, il coordinamento tra matematica e fisica è molto stretto e si passa da un registro all'altro.
Che la scuola reale sia un po' diversa, non ho bisogno di concedertelo, perché è un fatto.
Posso però continuare a sperare che il gap tra ideale e reale si restringa?

kirserk ha scritto:
Una prova adeguata dovrebbe [...] permettere di prendere 10/15 ai ragazzi che escono dallo scrutinio finale con ''sei''

Forse lo permette, con la griglia ministeriale. Un problema svolto per il 50% o 75% (ma qui c'è il grande interrogativo di cosa sono in grado di fare i "sei" veri) e qualche quesito ti portano ai fatidici 75/150 che sono il 10/15.

Per concludere, riformulo il mio intervento iniziale in maniera più costruttiva: lasciando da parte le giuste critiche sulla difficoltà di alcune richieste, sulle poche ore a disposizione per lo svolgimento del programma, etc. riuscite a cogliere qualcosa di buono in questo modello oppure no? In caso completamente negativo, come dovrebbe essere la seconda prova di fisica per voi?
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