Il progetto

TITOLO

La fisica per strada

SOTTOTITOLO

Scoprire la fisica in automobile e in motocicletta

LIVELLO DI ISTRUZIONE COINVOLTO

La presente unità didattica è pensata per il primo biennio del liceo scientifico, in particolare per il primo anno di studi.

MOTIVAZIONI GENERALI

Il presente wix è stato elaborato come progetto didattico per il corso “Physical Science Communication and Teaching Methods” tenuto dal professor Stefano Oss presso l’Università degli Studi di Trento, Dipartimento di Matematica, nel percorso di Laurea Magistrale “Teaching and Scientific Communication”.

Lo scopo principale di questo lavoro è quello di affrontare lo studio dei primi argomenti di fisica alla luce di situazioni reali e vicine agli studenti, con un’attenzione particolare alla sensibilizzazione degli stessi ad una guida consapevole e attenta. Il filo conduttore dell’unità didattica qui presentata è rappresentato dai veicoli stradali. Automobili e motocicli sono infatti spunto di partenza per un insegnamento della fisica di tipo modulare.

Dal momento che gli studenti si approcciano per la prima volta allo studio di questa materia, è utile far comprendere loro che non si tratta di una materia astratta e nemmeno noiosa, ma che consente di essere studiata in maniera anche interattiva e pratica. Per questo, oltre al fatto che durante le spiegazioni frontali in classe l’insegnante è invitato a fare uso di semplici applet, nell’unità didattica sono previsti momenti di laboratorio, reale e digitale, in cui gli studenti possono “toccare con mano” quello che studiano.

Nel percorso viene sottolineata l’importanza della semplificazione dei sistemi fisici complessi mediante semplici modelli astratti (quali il punto materiale e i raggi di luce), in modo che gli studenti inizino a familiarizzare con questo tipo di approccio al ragionamento fisico.

CONTENUTI

L’unità didattica affronta i seguenti temi, focalizzando l’attenzione sui veicoli stradali:

la cinematica, lo studio dei moti dei corpi e le diverse leggi orarie;
i principi della dinamica e alcuni tipi di forze;
la quantità di moto, la sua conservazione e i tipi di urti;
il funzionamento dell’occhio umano, la legge della riflessione e alcuni dispositivi ottici.

Infine è stata pensata una sezione dedicata alla sicurezza stradale che raccoglie tutti gli approfondimenti riguardanti i veicoli, che sono stati presentati all’interno delle varie sezioni.

PERIODO DI SVOLGIMENTO

Ipotizzando che le ore di lezione alla settimana siano tre, è stato pensato un programma di durata complessiva di nove settimane, le prime otto dedicate alla spiegazione e ai vari laboratori, l’ultima dedica alla verifica finale. In particolare su 27 ore totali, sono state pensate 14 ore di lezione frontale, 4 ore di esercitazioni, 7 ore di laboratori (includendo diverse tipologie), 2 ore di verifica finale.

CALENDARIO

COLLOCAZIONE

Dal momento che all’inizio del primo anno del primo biennio gli studenti vengono innanzitutto introdotti all’utilizzo del nuovo linguaggio della fisica e degli strumenti di misura, questa unità didattica potrebbe essere inserita nel secondo quadrimestre del primo anno scolastico.

PREREQUISITI DISCIPLINARI

Gli studenti devono aver affrontato un primo periodo di introduzione agli strumenti di misura e all’utilizzo del linguaggio della fisica. In particolare si richiede che gli studenti sappiano:

il concetto di misura, le sue cifre significative e la definizione di errore assoluto e relativo;
riconoscere le relazioni di proporzionalità diretta, dipendenza lineare, proporzionalità al quadrato, proporzionalità inversa tra due grandezze;

utilizzare la notazione scientifica, anche nelle operazioni aritmetiche;
riportare in un diagramma cartesiano i dati relativi a una serie di misure per costruire un grafico;
calcolare la pendenza di un grafico lineare e interpretarne il significato;
operare con le equazioni algebriche;
distinguere tra grandezze scalari e vettoriali e saper svolgere le operazioni tra i vettori (somma e differenza, prodotto scalare e vettoriale)

AUTOVALUTAZIONE E VALUTAZIONE
Oltre alla verifica finale potrebbero essere programmati, durante lo svolgimento dell’unità didattica delle ore dedicate alle interrogazioni che, oltre ad essere uno strumento di verifica e monitoraggio della comprensione degli argomenti, fungono da ripasso e approfondimento dei concetti studiati. In questo caso l’allungamento dei tempi dipende dal numero degli studenti della classe.

QUINTA SETTIMANA

(2h) Laboratorio: misura della forza centripeta

(1h) Applet

SESTA SETTIMANA

(3h) Quantità di moto, impulso, principio di conservazione, tipi di urti e esercizi

SETTIMA SETTIMANA

(1h) Approfondimento: a cosa serve il casco

(2h) Laboratorio: la conservazione della quantità di moto

OTTAVA SETTIMANA

(1h) Ottica: come funzionano gli occhi, il fenomeno della riflessione, alcuni dispositivi ottici basati sulla riflessione

(2h) Laboratorio con GeoGebra

NONA SETTIMANA