Produzione e utilizzo di droni navali

Fisica

Piano di lezione n. 2

Argomento

Fisica e movimento delle imbarcazioni - esercizi di problem solving

Durata

1 ora (45 min)

Conoscenze pregresse presunte

Concetti studiati rispetto al 2nd Principio della Meccanica: velocità, velocità relativa, accelerazione, forza inerziale, impulso meccanico (Lezione n. 1).

Obiettivi della lezione

• Conoscere e comprendere concetti meccanici specifici.
• Sviluppo di capacità di analisi e di problem solving, in relazione a problemi teorici riguardanti il movimento delle imbarcazioni.

La grande idea alla base dell'argomento

• Sviluppare la capacità di risolvere i problemi.
• Stabilire le unità di misura del lavoro date grandezze fisiche.
• Applicare correttamente le formule.
• Scrivere le sequenze matematiche di calcolo delle formule, specificando il significato delle grandezze fisiche presenti.
• Discutere le soluzioni dei problemi risolti, confrontando i vari risultati e i metodi utilizzati per ottenerli.

Risultati della lezione

Risolvere semplici problemi relativi al movimento delle imbarcazioni, applicando le leggi del moto uniformemente vario e le formule del 2° Principio della Meccanica, basandosi sulla capacità di calcolo matematico.

Competenze

• Competenze specifiche:

1. Fissare e consolidare i concetti studiati nel secondo principio della meccanica: velocità, velocità relativa, accelerazione, forza inerziale, impulso meccanico.
2. Formazione e sviluppo della capacità di risolvere i problemi.
3. Implementazione dei concetti principali: grandezze fisiche, modelli, teorie utilizzate in fisica, al fine di spiegare le leggi in base alle quali avviene la risoluzione dei problemi.

• Competenze derivate:

1. Stabilire le unità di misura delle grandezze fisiche con cui lavorare.
2. Applicazione corretta delle formule apprese.
3. Scrivere le relazioni matematiche per il calcolo delle formule, specificando il significato delle grandezze fisiche coinvolte.
4. Risolvere semplici problemi applicando le formule specifiche delle leggi del moto uniformemente vario e del 2nd Principio della Meccanica, utilizzando il calcolo matematico letterario e discutendo la soluzione del problema.

Metodi

• Metodi di insegnamento:

• Conversazione euristica/di consolidamento dell'apprendimento;
• Problematizzazione;
• Analisi e sintesi;
• Sistematizzazione, algoritmizzazione;
• Risolvere esercizi e problemi.

• Forme di attività:

• Istruzione frontale - per l'aggiornamento delle conoscenze;
• Istruzione personalizzata - per presentazioni alla lavagna o alla lavagna;
• Lavoro di squadra - per risolvere i problemi.

Rilevanza per il curriculum

• Sviluppare la capacità di risolvere i problemi.
• Stabilire le unità di misura del lavoro date grandezze fisiche.
• Applicare correttamente le formule specificate o necessarie.
• Scrivere le sequenze matematiche di calcolo delle formule, specificando il significato delle quantità fisiche che si verificano.
• Risolvere semplici problemi applicando le leggi del moto uniformemente vario e le formule del 2° Principio della Meccanica, basandosi sulla capacità di calcolo matematico.
• Discutere le soluzioni dei problemi risolti, confrontando i vari risultati e i metodi utilizzati per ottenerli.
• Possibili e/o utili collegamenti con i moduli Chimica e Biologia e Sensori Campionamento Comunicazioni.
• Potrebbe essere correlato a:

• due Unità di Contenuto, nel Curriculum di Fisica del 9° anno (Principi e leggi della Meccanica classica, Teoremi di variazione e Leggi di conservazione della Meccanica);
• discipline tecnologiche, se disponibili, a livello di curriculum.

Coinvolgimento degli stakeholder

• Attività scolastica indipendente (situazione generale).
• Eventuale assistenza e/o supporto e attività connesse durante le lezioni di laboratorio di misure tecniche (nella propria scuola o presso le scuole partner) o attività tematiche presso i Centri scientifici locali (se disponibili).

ATTREZZATURE E MATERIALI NECESSARI

Per 1 squadra di 5 studenti

Questo è un elenco consigliato:

Osservazioni

• In ogni classe/laboratorio saranno disponibili 1-2 lavagne (magnetiche e/o interattive), con gesso o pennarelli per scrivere.
• Gli insegnanti offriranno agli studenti il supporto informativo e pratico necessario (fogli di lavoro, presentazioni elettroniche, immagini tematiche online, video e tutorial).

Fase 1 (2 min)

Momento organizzativo (controllo delle presenze, cattura dell'attenzione, preparazione del materiale didattico, ecc.)

Fase 2 (10 min)

• Aggiornare le conoscenze pregresse necessarie per risolvere i problemi.
• Agli studenti viene chiesto di scrivere le formule e le unità di misura del Sistema Internazionale di Misura, corrispondenti alle seguenti nozioni:

• velocità e velocità relativa;
• accelerazione;
• leggi dei moti rettilinei uniformi e uniformemente variati;
• formula del 2nd Principio della Dinamica;
• impulso meccanico;
• definizione di newton, l'unità di misura internazionale della forza (1 newton di forza è la forza necessaria per accelerare un oggetto con una massa di 1 chilogrammo a 1 metro al secondo quadrato).

• Esercizio energizzante: gli studenti si alternano alla lavagna per completare la tabella.

Fase 3 (25 min)

• Risolvere e consolidare le conoscenze attraverso la risoluzione di problemi.
• L'attività di problem solving è diretta seguendo le classiche fasi di risoluzione dei problemi:

• notazione dei dati del problema;
• trasformazione delle unità di misura in unità del Sistema Internazionale di Misura;
• realizzare un disegno esplicativo;
• suggerire uno o più modi per risolvere il problema;
• richiedere le relazioni matematiche necessarie per eseguire il calcolo letterario al fine di esprimere i risultati finali;
• interpretazione dei risultati ottenuti.

Fase 4 (5 min)

• Feedback attraverso brevi domande e risposte relative ai problemi risolti, come ad esempio:

• Quale problema vi è sembrato più facile e quale più difficile? Perché?
• Quale problema era più interessante? Perché?
• Quale problema è stato considerato più impegnativo? Perché?

• Compilazione di una tabella o di un diagramma K-W-L (Know-Want to know-Learned) (se necessario / applicabile).

Fase 5 (3 min)

Conclusioni:

• specificare il compito a casa (se necessario / applicabile);
• apprezzamenti orali e/o scritti (voti) per gli studenti che hanno risposto durante la lezione.

Valutazione

• Controllo della corrente orale
• Osservazione sistematica degli studenti che lavorano individualmente o in gruppo.
• Valutazione dei risultati ottenuti dopo aver risolto i problemi dati e del modo in cui gli studenti sono stati in grado di presentarli alla lavagna.

Link utili

• Inglese:

• https://study.com/academy/lesson/elements-of-the-si-base-derived-units.html (Unità SI | Unità di base e derivate)
• https://study.com/academy/lesson/speed-velocity-acceleration.html (Velocità, Velocita e Accelerazione | Differenza e Relazione)
• https://study.com/learn/lesson/newton-overview-measurement-unit-force.html (Unità Newton | Panoramica, conversione ed esempi)
• https://study.com/academy/lesson/measuring-force-lesson-for-kids.html (Forza di misura)
• https://study.com/academy/lesson/measuring-mass-weight-with-newtons-laws.html (Misurare la massa e il peso con le leggi di Newton)