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Prove "autentiche"e quesiti

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Silvano Sgrignoli

on 10 April 2016

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Transcript of Prove "autentiche"e quesiti

Prove "autentiche"e quesiti
di matematica e di fisica
nell'esame finale del Liceo Scientifico

Fisica agli esami
Quali prove (problemi, dissertazione)
Per FINTA
o per BURLA
Prove "ESPERTE"
LE SIMULAZIONI
DEFINIZIONI
Prove esperte
Il DM sugli esami
Silvano Sgrignoli e Giuseppina Tarantino - AIF
DECRETO DEL PRESIDENTE DELLA REPUBBLICA
15 marzo 2010, n. 89.
Regolamento recante revisione dell’assetto ordinamentale, organizzativo e didattico dei licei, a norma dell’articolo 64, comma 4, del decreto-legge 25 giugno 2008, n. 112, convertito, con modificazioni, dalla legge 6 agosto 2008, n. 133.
Art. 2
Identita' dei licei

1.
I licei sono finalizzati al conseguimento di un diploma di istruzione secondaria superiore e costituiscono parte del sistema dell'istruzione secondaria superiore quale articolazione del secondo ciclo del sistema di istruzione e formazione di cui all'articolo 1 del decreto legislativo 17 ottobre 2005, n. 226, e successive modificazioni. I licei adottano il profilo educativo, culturale e professionale dello studente a conclusione del secondo ciclo del sistema educativo di istruzione e di formazione di cui all'allegato A del suddetto decreto legislativo.
2.
I percorsi liceali forniscono allo studente gli strumenti culturali e metodologici per una comprensione approfondita della realta', affinche' egli si ponga, con atteggiamento razionale, creativo, progettuale e critico, di fronte alle situazioni, ai fenomeni e ai problemi, ed acquisisca conoscenze, abilita' e competenze coerenti con le capacita' e le scelte personali e adeguate al proseguimento degli studi di ordine superiore, all'inserimento nella vita sociale e nel mondo del lavoro.
Allegato A
Il profilo culturale, educativo e professionale dei Licei
[...]
A conclusione dei percorsi di ogni liceo gli studenti dovranno:


1
. Area metodologica
- Aver acquisito un metodo di studio autonomo e flessibile, che
consenta di condurre ricerche e approfondimenti personali e di
continuare in modo efficace i successivi studi superiori, naturale
prosecuzione dei percorsi liceali, e di potersi aggiornare lungo
l'intero arco della propria vita.
- Essere consapevoli della diversita' dei metodi utilizzati dai vari
ambiti disciplinari ed essere in grado valutare i criteri di
affidabilita' dei risultati in essi raggiunti.
- Saper compiere le necessarie interconnessioni tra i metodi e i
contenuti delle singole discipline.
2
. Area logico-argomentativa
- Saper sostenere una propria tesi e saper ascoltare e valutare
criticamente le argomentazioni altrui.
- Acquisire l'abitudine a ragionare con rigore logico, ad
identificare i problemi e a individuare possibili soluzioni.
- Essere in grado di leggere e interpretare criticamente i contenuti
delle diverse forme di comunicazione.
Allegato A
3
. Area linguistica e comunicativa
[...]
4
. AREA STORICO-UMANISTICA
[...]
Allegato A
Liceo scientifico
"Il percorso del liceo scientifico e' indirizzato allo studio del
nesso tra cultura scientifica e tradizione umanistica. Favorisce
l'acquisizione delle conoscenze e dei metodi propri della matematica,
della fisica e delle scienze naturali. Guida lo studente ad
approfondire e a sviluppare le conoscenze e le abilita' e a maturare
le competenze necessarie per seguire lo sviluppo della ricerca
scientifica e tecnologica e per individuare le interazioni tra le
diverse forme del sapere, assicurando la padronanza dei linguaggi,
delle tecniche e delle metodologie relative, anche attraverso la
pratica laboratoriale" (art. 8 comma 1).

Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a
raggiungere i risultati di apprendimento comuni, dovranno:
- aver acquisito una formazione culturale equilibrata nei due
versanti linguistico-storico-filosofico e scientifico; comprendere i
nodi fondamentali dello sviluppo del pensiero, anche in dimensione
storica, e i nessi tra i metodi di conoscenza propri della matematica
e delle scienze sperimentali e quelli propri dell'indagine di tipo
umanistico;
- saper cogliere i rapporti tra il pensiero scientifico e la
riflessione filosofica;
- comprendere le strutture portanti dei procedimenti argomentativi e
dimostrativi della matematica, anche attraverso la padronanza del
linguaggio logico-formale; usarle in particolare nell'individuare e
risolvere problemi di varia natura;
- saper utilizzare strumenti di calcolo e di rappresentazione per la
modellizzazione e la risoluzione di problemi;
- aver raggiunto una conoscenza sicura dei contenuti fondamentali
delle scienze fisiche e naturali (chimica, biologia, scienze della
terra, astronomia) e, anche attraverso l'uso sistematico del
laboratorio, una padronanza dei linguaggi specifici e dei metodi di
indagine propri delle scienze sperimentali;
- essere consapevoli delle ragioni che hanno prodotto lo sviluppo
scientifico e tecnologico nel tempo, in relazione ai bisogni e alle
domande di conoscenza dei diversi contesti, con attenzione critica
alle dimensioni tecnico-applicative ed etiche delle conquiste
scientifiche, in particolare quelle piu' recenti;
- saper cogliere la potenzialita' delle applicazioni dei risultati
scientifici nella vita quotidiana.
5
. Area scientifica, matematica e tecnologica
- Comprendere il linguaggio formale specifico della matematica, saper utilizzare le procedure tipiche del pensiero matematico, conoscere i contenuti fondamentali delle teorie che sono alla base della descrizione matematica della realta'.
- Possedere i contenuti fondamentali delle scienze fisiche e delle
scienze naturali (chimica, biologia, scienze della terra,
astronomia), padroneggiandone le procedure e i metodi di indagine propri, anche per potersi orientare nel campo delle scienze applicate.
- Essere in grado di utilizzare criticamente strumenti informatici e
telematici nelle attivita' di studio e di approfondimento;
comprendere la valenza metodologica dell'informatica nella
formalizzazione e modellizzazione dei processi complessi e
nell'individuazione di procedimenti risolutivi.
Allegato A
Opzione Scienze applicate
"Nell'ambito della programmazione regionale dell'offerta formativa,
puo' essere attivata l'opzione "scienze applicate" che fornisce allo
studente competenze particolarmente avanzate negli studi afferenti
alla cultura scientifico-tecnologica, con particolare riferimento
alle scienze matematiche, fisiche, chimiche, biologiche e
all'informatica e alle loro applicazioni" (art. 8 comma 2),

Gli studenti, a conclusione del percorso di studio, oltre a
raggiungere i risultati di apprendimento comuni, dovranno:
- aver appreso concetti, principi e teorie scientifiche anche
attraverso esemplificazioni operative di laboratorio;
- elaborare l'analisi critica dei fenomeni considerati, la
riflessione metodologica sulle procedure sperimentali e la ricerca di
strategie atte a favorire la scoperta scientifica;
- analizzare le strutture logiche coinvolte ed i modelli utilizzati
nella ricerca scientifica;
- individuare le caratteristiche e l'apporto dei vari linguaggi
(storico-naturali, simbolici, matematici, logici, formali,
artificiali);
- comprendere il ruolo della tecnologia come mediazione fra scienza e
vita quotidiana;
- saper utilizzare gli strumenti informatici in relazione all'analisi
dei dati e alla modellizzazione di specifici problemi scientifici e
individuare la funzione dell'informatica nello sviluppo scientifico;
- saper applicare i metodi delle scienze in diversi ambiti.
ALLEGATO A (articolo 1, commi 2 e 3)
MATERIE CARATTERIZZANTI I SINGOLI CORSI DI STUDIO DEI PERCORSI LICEALI OGGETTO DELLA SECONDA PROVA SCRITTA

[...]
LICEO SCIENTIFICO
LICEO SCIENTIFICO SEZIONE SPORTIVA
1. Matematica
2. Fisica
LICEO SCIENTIFICO OPZIONE SCIENZE APPLICATE
1. Matematica
2. Fisica
3. Scienze Naturali
[...]
Prove esperte
Prove autentiche
Simulazioni???
Prove autentiche
Prove contestualizzate
DL 226/05
Norme generali e livelli essenziali delle prestazioni relativi al secondo ciclo del sistema educativo di istruzione e formazione, a norma dell'articolo 2 della legge 28 marzo 2003, n. 53

Art. 18 - Livelli essenziali dei percorsi
1. Allo scopo di realizzare il profilo educativo, culturale e professionale di cui all'articolo 1, comma 5, le Regioni assicurano, quali livelli essenziali dei percorsi:

a) la personalizzazione, per fornire allo studente, attraverso l'esperienza reale e la riflessione sull'operare responsabile e produttivo, gli strumenti culturali e le competenze professionali per l'inserimento attivo nella società, nel mondo del lavoro e nelle professioni;

b) l'acquisizione, ai sensi dell'articolo 1, comma 5, di competenze linguistiche, matematiche, scientifiche, tecnologiche, storico sociali ed economiche, destinando a tale fine quote dell'orario complessivo obbligatorio
idonee al raggiungimento degli obiettivi indicati nel profilo educativo, culturale e professionale dello studente, nonche' di competenze professionali mirate in relazione al livello del titolo cui si riferiscono;

c) l'insegnamento della religione cattolica come previsto dall'Accordo che apporta modifiche al Concordato lateranense e al relativo protocollo addizionale, reso esecutivo con la legge 25 marzo 1985, n. 121, e dalle
conseguenti intese, e delle attività fisiche e motorie;

d) il riferimento a figure di differente livello, relative ad aree professionali definite, sentite le parti sociali, mediante accordi in sede di Conferenza unificata, a norma del decreto legislativo 28 agosto 1997, n. 281, recepiti con decreti del Presidente della Repubblica su proposta del Ministro dell'istruzione, dell'università e della ricerca, di concerto con il Ministro del lavoro e delle politiche sociali. Tali figure possono essere articolate in specifici profili professionali sulla base dei fabbisogni del territorio.

2. Gli standard minimi formativi relativi alle competenze di cui al comma 1, lettera b) sono definiti con Accordo in sede di Conferenza Stato-Regioni di cui al decreto legislativo 28 agosto 1997, n. 281, ai fini della spendibilità nazionale ed europea dei titoli e qualifiche professionali conseguiti all'esito dei percorsi.

"Sillabo", "Percorso curricolare per il V anno" di Fisica
Quadro di riferimento della seconda prova di Fisica per il V anno dei Licei Scientifici
(Nota Ministeriale 4846 del 21 luglio 2014)

- sviluppato all'interno del progetto LS-OSA da un gruppo di lavoro formato da docenti della scuola secondaria, docenti universitari ed esperti del Ministero coordinati dal prof. Settimio Mobilio del Dipartimento di Scienze dell'Università di Roma 3 e successivamente discusso e modificato nel convegno di Torino organizzato dal Ministero dal 10 al 12 aprile 2014 in una assemblea di docenti provenienti dagli Istituti scolastici di tutta Italia, individuati come rappresentativi delle realtà scolastiche ove è attivato l'indirizzo di Liceo Scientifico delle Scienze Applicate.

- valutato a livello nazionale dai licei scientifici che hanno partecipato alla consultazione
nazionale avviata con nota della DGO prot. 7015 del 17/11/2014, il risultato della consultazione è stato recepito dal CTS del progetto LSOSAlab ed il quadro di riferimento, modificato secondo le indicazioni ricevute a livello nazionale validate, è pubblicato in piattaforma:
http://ls-osa.uniroma3.ithttp://ls-osa.uniroma3.it .

Nel convegno di Rovigo (29 e 30 settembre 2014) e successivamente si è discusso a lungo di una seconda prova (non solo di Fisica) basata su problemi cosiddetti esperti, cioè problemi in cui "
al candidato è richiesto di formulare e verificare ipotesi. La traccia non deve indicare linee di intervento né passaggi da seguire. ...lo studente deve suggerire varie ipotesi di lavoro e formulare anche possibili gradi di approssimazione
".
La prova esperta si caratterizza per questi aspetti: è un compito aperto e problematico, che richiede allo studente l’attivazione della capacità di stabilire collegamenti, di ricavare da fonti diverse e da più codici informazioni anche implicite, di affrontare l’analisi di un caso o di risolvere una situazione
problematica e infine di giustificare le scelte praticate e il percorso svolto
.
(Maria Bernardi D.S. rete Treviso)
[...]
prova esperta somministrata nell’imminenza dei momenti certificativi. Tale prova è un compito problema rilevante, il più possibile olistico (ovvero in grado di connettere i vari ambiti del sapere) e “pluri-competenze”, in quanto articolato su più dimensioni dell’intelligenza, in grado di sottoporre a valutazione la padronanza degli studenti.
Maria Antonia Moretti, Annamaria Pretto, Maria Renata Zanchin USRV
[...] è utile prevedere delle
prove esperte inter-competenze
che debbono essere "sfidanti": mobilitare diverse competenze e saperi, richiedere di risolvere problemi, assumere opzioni, decidere, ecc., sollecitare l'uso di abilità pratiche (creare, elaborare, ricercare, ecc.) e cognitive (analizzare, selezionare, ecc.) e autonomia e responsabilità,
esigere un certo impegno e tempo
. Debbono
avere connessione con la vita reale
; debbono prevedere come esito un output (verificabile). Debbono
essere espresse con molta chiarezza
(le condizioni date, gli output, la scaletta, i criteri di qualità/valutazione/accettabilità) ed essere fattibili in contesto scolastico.
M. G. Accorsi.
Insegnare le competenze. La nuova didattica nell'istruzione secondaria
, Maggioli Editore, Sant'Arcangelo di Romagna 2013, pp 103-104
ANTEFATTI
EQF
Education Qualification Framework
Conoscenze
Abilità
Competenze
Pedagogia
(
Wiggins, Comoglio
)
Prove autentiche
Rubrics
“ La valutazione è autentica quando analizziamo la prestazione di uno studente in compiti intellettuali significativi e reali“. Per questo c'è bisogno di progettare prove autentiche, in grado di mettere lo studente in condizione di dimostrare
quello che sa fare con quello che sa
” (Wiggins)

Prova "autentica"
possibilità di soluzioni aperte
presenza di “dati parassiti”
utilizzo documenti autentici
prossimità esperienza

Liceo Scientifico “Xxxxxxx Xxxxxxx”, Bergamo, A.S. 2014/15, data: 1 aprile 2015

Classi terze, Materia: Fisica
Prova esperta su:
L’esplorazione dello spazio e l’allevamento della fauna ittica d’acqua dolce


N.B. si considera che l’attrito dell’aria sia trascurabile e che sia
g
= 10 m/s^2

Tra i pionieri dell’esplorazione dello spazio, risplende fulgida la figura del barone Hans Christian Heschenbach (1914-2007), anche detto “il barone rosso del pianeta rosso” per il suo infaticabile impegno nella progettazione di viaggi su Marte.

Purtroppo le idee del barone, pur ammirevoli per ingegno e originalità, non sempre risultavano impeccabili sotto il profilo della conoscenza delle leggi fisiche, così che tutti i suoi tentativi si tradussero in colossali fiaschi di vino (rosso). Ad esempio, in uno dei suoi molteplici progetti, il barone Heschenbach propose di inviare su Marte un’astronave che durante la prima metà del viaggio mantenesse un valore costante di accelerazione a = +
g
, e durante la seconda fase del viaggio decelerasse con un valore costante di accelerazione a = -
g
, in modo che per tutta la durata del viaggio, il sistema di riferimento degli astronauti fosse non inerziale, ed essi percepissero una forza fittizia di intensità pari alla forza di gravità
F
=
m

g
.

Tuttavia, il barone si era dimenticato di considerare la fase di transizione, durante la quale l’astronave passa da una valore di accelerazione +
g
ad un valore -
g
. E’ infatti evidente che, in seguito alla brusca variazione nel valore dell’accelerazione, gli astronauti sarebbero stati sbalzati da un’estremità all’altra dell’astronave, con effetti disdicevoli per la loro incolumità fisica e per la salute del loro apparato digerente.

Supponendo che l’astronave abbia una forma cilindrica, con diametro
d
= 20 m e altezza
h
= 40 m, e ipotizzando che la distanza complessiva coperta dall’astronave durante il viaggio sia pari a 2 x 10^11 m, calcola:
a
) la durata complessiva del viaggio;
b
) la velocità raggiunta dall’astronave al termine della fase di accelerazione;
c
) il tempo impiegato dagli astronauti per passare da un’estremità all’altra dell’astronave, in seguito alla variazione dell’accelerazione;
d
) il colore delle loro facce, durante tale fase;
e
) l’intensità in decibel degli improperi rivolti dall’astronauti al barone, al termine del viaggio;
f
) l’ammontare del risarcimento richiesto.

In tutto ciò, l’aspetto curioso è che il barone, essendo consapevole delle lacune concettuali insite nei propri progetti di esplorazione del cosmo, e desideroso tuttavia che la fama della famiglia fosse per sempre legata al ricordo delle imprese spaziali da lui ideate, ha lasciato scritto nel suo testamento che gli eredi potranno entrare in possesso del patrimonio di famiglia solo dopo aver conseguito la laurea in fisica, e aver provveduto ad emendare tutti i progetti dagli errori contenuti: si augura a tutti loro un buon divertimento, e buon primo aprile.

(Bergamini-Trifone-Barozzi, ed. Zanichelli):

​REALTA' E MODELLI - La mansarda
Per ultimare l'edificazione di una villetta occorre costruire il tetto a due spioventi sopra la mansarda. Come dato di progetto è noto quanto segue: considerata una parabola nel piano cartesiano con la concavità rivolta verso il basso, di vertice V(7;2) e passante per C(2;0), i due spioventi poggiano sui punti della parabola di ascissa 5 e 9 e risultano tangenti alla parabola nei punti di contatto.
> Determinare l'altezza massima del tetto e l'angolo formato dai due spioventi.
Uno strano signore
di nome T. Bruno
pensò a un collisore
che non piaceva a nessuno.





Lo montò, quindi, in un sottoscala,
2cento MeV, un bel cilindrotto,
con un cacciavite e una semplice pala,
65 di raggio, non già sessantotto.








Soluzione: per elettroni relativistici di 200 MeV, si può trascurare l'energia di massa (0.5 MeV) rispetto all'energia cinetica.
Misurando l'energia in GeV, vale allora la relazione approssimata
BR
= 3.3 E. Qundi
B
= (3.3x0.2/0.65) T e Bruno doveva procurarsi un magnete da circa 1 T.
La zia di Bruno si chiamava ADA.

La sua idea era urtare
positroni/elettroni
ma dovea risparmiare
e non spender soldoni.
Or si domanda signore e signori
quale magnete dovesse trar fuori
e poi per finir con un po' d'allegria
quale fosse il nome della sua cara zia.
NOTA 1 - Naturalmente, "Bruno" è Bruno Touschek
NOTA 2 - La soluzione è un po' "truccata" per far apparire che la risposta risulti da un calcolo banale. In realtà il termine 3.3 incorpora la carica dell'elettrone e la velocità della luce...

E
=
cp

p
=
eBR

E
=
ceBR

BR
=
E
/(
ce
)
ESEMPI
più seri

Esempio "olimpico" (scuola estiva, Caltanissetta 2015)

Con la tua scuola in viaggio di istruzione stai visitando una industria chimica.
Nel laboratorio analisi di questa azienda un ricercatore sta utilizzando un alto cilindro riempito di un certo liquido trasparente. Accanto al cilindro ci sono due scatole contenenti delle piccole sfere di uguali dimensioni e colorate. Nella prima ci sono sfere color rosso e sulla scatola c’è scritto: “sferette di densità \rho_1“ mentre nella seconda sono di color azzurro è davanti alla scatola c’è scritto: “sferette di densità \rho_2“.
In un momento di distrazione in cui nessuno ti osserva non resisti alla tentazione di prendere una sferetta rossa ed una blu e gettarle dentro il cilindro.
Ciò che osservi è che la prima affonda mentre la seconda galleggia. In particolare, prima che il tuo insegnante ti richiami all’ordine, riesci ad osservare che, nell'ipotesi che i tempi in cui le sferette sono accelerate siano trascurabili, il tempo necessario alla prima per raggiungere il fondo partendo dalla superficie del liquido è uguale al tempo che la seconda impiega per raggiungere la superficie staccandosi dal fondo.
Dopo un rapido calcolo condotto a memoria riesci a capire quanto vale la densità del liquido contenuto nel cilindro.
25 febbraio 2015
LST
"Brocca"

...e l'AIF?
Documento 28.3.2014
Documento 14.9.2014
Documento 28.3.2015
Convegno Orlandini
Documento 19.9.2015
FINE
Gruppo "F2P - Fisica Seconda Prova"
Alberto Meroni
, TN
Kay Gadaleta, BA
Federica Motta, MN
Paola Pannuti, PR
Silvano Sgrignoli, BG
Giuseppina Tarantino, CN
Valutazione.....

un esempio ...
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