Produzione e utilizzo di droni navali

Fisica

Piano di lezione #1

Argomento

Fisica e movimento delle imbarcazioni - teoria dell'insegnamento

Durata

1 ora (45 min)

Conoscenze pregresse presunte

• Grandezze fisiche scalari e grandezze fisiche vettoriali.
• Classificazione dei movimenti meccanici (movimento rettilineo uniforme e movimento rettilineo uniformemente variato)
• Riconoscimento dei due tipi di movimenti meccanici in vari contesti, nelle attività quotidiane.
• Dichiarazione dei principi della meccanica newtoniana.
• Descrizione delle diverse forme di energia di un sistema meccanico.

Obiettivi della lezione

Conoscere e comprendere i concetti specifici della meccanica e del movimento dei punti materiali (in particolare delle imbarcazioni) insegnando la teoria necessaria: definizioni, unità di misura, leggi meccaniche specifiche, principi e formule.

La grande idea alla base dell'argomento

Rafforzamento e consolidamento dei concetti studiati in precedenza sul 2° Principio della Meccanica: accelerazione, forza inerziale, impulso meccanico ed energia.

Risultati della lezione

Implementazione dei concetti principali (grandezze fisiche, modelli, teorie utilizzate in Fisica), al fine di spiegare le leggi che governano il movimento delle imbarcazioni.

Competenze

• Competenze specifiche:

1. Studio teorico, qualitativo e quantitativo del comportamento dei corpi in moto rettilineo uniforme e in moto rettilineo uniformemente accelerato.
2. Riconoscimento e spiegazione delle leggi della meccanica applicazioni pratiche e tecniche.
3. Classificazione, confronto e analisi di diversi fenomeni fisici, strumenti e grandezze fisiche nel campo della fisica meccanica.
4. Identificazione di leggi, principi, caratteristiche che definiscono alcuni fenomeni, dimensioni caratteristiche, proprietà di alcuni corpi e dispositivi, condizioni imposte ad alcuni sistemi fisici.

• Competenze derivate:

1. La definizione di tutte le grandezze fisiche necessarie agli studenti per studiare il movimento delle imbarcazioni.
2. Scrivere le unità di misura e le formule di calcolo matematico per tutte le grandezze fisiche necessarie per studiare il movimento delle imbarcazioni.
3. Enunciazione dei principi della meccanica newtoniana, delle leggi dell'attrito e della classificazione dei movimenti meccanici.
4. Esemplificazione e differenziazione di grandezze fisiche scalari e vettoriali.

Metodi

• Metodi di insegnamento:

• Conversazione euristica/di consolidamento dell'apprendimento;
• Spiegazione;
• Dimostrazione;
• Problematizzazione;
• Brainstorming;
• Analisi e sintesi;
• Sistematizzazione, algoritmizzazione.

• Forme di attività:

• Frontale - per l'aggiornamento delle conoscenze;
• Individualmente - per risolvere i problemi.

Rilevanza per il curriculum

• Rafforzamento e consolidamento dei concetti studiati in precedenza sul 2° Principio della Meccanica: accelerazione, forza d'inerzia, impulso meccanico ed energia.
• Implementazione dei concetti principali (modelli di grandezze fisiche, teorie utilizzate in Fisica), al fine di spiegare le leggi che governano il movimento delle imbarcazioni.
• Stabilire le unità di misura delle grandezze fisiche con cui si lavora.
• Scrivere le sequenze matematiche di calcolo delle formule, specificando il significato delle quantità fisiche che si verificano.
• 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 curricolare (ad esempio, riferimento al processo di misurazione e ai suoi componenti, misurazione di grandezze non elettriche con strumenti di misura).

Coinvolgimento degli stakeholder

• Attività scolastica indipendente (situazione generale).
• Eventuale assistenza e/o supporto e attività connesse durante le lezioni di discipline meccaniche (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 (verificare la presenza, catturare l'attenzione, preparare i materiali didattici, ecc.)

Fase 2 (13 min)

• Aggiornare le conoscenze pregresse necessarie per l'insegnamento.
• Agli studenti vengono chieste informazioni su:

• la classificazione delle grandezze fisiche e le differenze tra di esse;
• misure fisiche scalari e fisiche vettoriali;
• la classificazione dei due tipi di movimenti meccanici (movimento rettilineo uniforme e movimento rettilineo uniformemente variato), nonché il loro riconoscimento nelle attività quotidiane degli studenti;
• dichiarazione dei principi della meccanica newtoniana,
• descrizione delle diverse forme di energia di un sistema meccanico.

Fase 3 (25 min)

• Trasmissione di nuove conoscenze:

• Presentazione del titolo della lezione e delle competenze perseguite.
• Definizione di ogni grandezza fisica, con le relative unità di misura nel Sistema Internazionale di Misura e le relative formule di definizione:

• tempo e temperatura;
• distanza e movimento/spostamento;
• velocità e velocità relativa;
• accelerazione;
• gravità e forza di attrito;
• impulsi meccanici ed energia cinetica;
• potenza meccanica e lavoro meccanico.

• Discussione del fenomeno dell'esistenza e della manifestazione dell'attrito nelle attività quotidiane, con il supporto di materiali dedicati.

• Esercizio energizzante: gli studenti rispondono a turno, vanno alla lavagna per scrivere le formule e le unità di misura corrispondenti.

Fase 4 (4 min)

• Impressione e consolidamento delle nuove conoscenze.
• Feedback attraverso brevi domande e risposte relative alle nuove conoscenze.
• Compilazione di una tabella o di un diagramma K-W-L (Know-Want to know-Learned) (se necessario / applicabile).

Fase 5 (1 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

Link utili

• Inglese:

• https://phet.colorado.edu/en/simulations/forces-and-motion-basics (Forze e movimento: nozioni di base)
• https://phet.colorado.edu/en/simulations/vector-addition (Addizione vettoriale)

• Rumeno:

• https://eduboom.ro/video/3173/miscarea-rectilinie-uniforma
• https://eduboom.ro/video/3167/viteza-punctului-material-

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