Scienze Biologiche L-13

L’obiettivo del corso è di fornire allo studente una solida formazione sui principi fisici che sono alla base dei processi chimici e biologici degli organismi viventi. La conoscenza teorica viene completata da attività sperimentali in laboratorio. In particolare, gli obiettivi specifici relativi ai singoli moduli del corso sono:

1.        Acquisire familiarità con le principali grandezze fisiche ed il metodo sperimentale. Sapere utilizzare la notazione scientifica. Conoscere i principali strumenti di misura e come si utilizzano in modo corretto.

2.        Conoscere i fondamenti della cinematica, della statica e della dinamica. Saper rappresentare i principali moti di un corpo nello spazio. Riconoscere i principali tipi di forze e saperne applicare le leggi.

3.        Riconoscere le principali forme di energia. Sapere applicare la conservazione dell’energia per la risoluzione di problemi quotidiani. Conoscere le leggi della termodinamica e l’equazione di stato dei gas perfetti e prevederne le conseguenze.

4.        Acquisire i concetti base sulle cariche e i campi elettrici. Conoscere il funzionamento di un circuito.   Acquisire i concetti base sui campi elettromagnetici. Conoscere lo spettro elettromagnetico e le principali interazioni delle onde elettromagnetiche con la materia.

5.        Conoscere le leggi che governano il comportamento dei fluidi. Saper descrivere il comportamento di fluidi semplici. Conoscere e descrivere le grandezze e le principali leggi che governano i fenomeni acustici.

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito la conoscenza del metodo scientifico; delle unità di misura di uso fondamentali  e derivate; delle principali leggi fisiche nel campo della meccanica, della termodinamica e dell’elettromagnetismo. 

Capacità di analisi e misura

Le capacità analitiche acquisite dallo studente alla fine del corso saranno:
- capacità di inquadrare un fenomeno fisico in base alle leggi studiate durante il corso;

- capacità di inquadrare un fenomeno fisico in termini di stima degli ordini di grandezza, anche senza compiere calcoli dettagliati;

- capacità di misurare sperimentalmente una grandezza fisica, determinando il valore della misura e l’errore assoluto e percentuale;

Capacità di comunicazione

- capacità di utilizzare una terminologia ed un linguaggio adatti alla descrizione e all’analisi di fenomeni fisici;

UNITÀ DIDATTICA 1:METODO SCIENTIFICO, MISURE, GRANDEZZE E STRUMENTI (1 CFU)

Il metodo scientifico. Grandezze fisiche fondamentali e unità di misura. Sistema Internazionale. Notazione scientifica. Equivalenze. Strumenti di misura: portata, sensibilità, prontezza, etc… Corretto utilizzo degli strumenti di misura: calibro, cronometro, termometro, etc..

UNITÀ DIDATTICA 2: CORPI, MOTI, FORZE (1 CFU)

Punto materiale e corpo rigido. Baricentro ed equilibrio. Stati della materia. Grafico spazio-tempo. Velocità. Accelerazione. Moto rettilineo. Moto parabolico e moto circolare. Le forze fondamentali. Le tre leggi della dinamica. Forze e applicazioni reali. La forza peso.

UNITÀ DIDATTICA 3: ENERGIA (1 CFU)

Lavoro. Energia. Alcune forme di energia. Forme di energia e conservazione. Calore. Temperatura. Teoria cinetica. Propagazione del calore. Proprietà termiche della materia. Materiali utilizzati per la cottura. Passaggi di stato e gas perfetti.

UNITÀ DIDATTICA 4: CARICHE E CAMPI ELETTROMAGNETICI, ONDE (1 CFU)

Cariche. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Campo elettrico ed energia. Differenza di potenziale. Intensità di corrente. Circuiti. Magneti, forza magnetica, campo magnetico. Magneti e correnti. Il motore elettrico. Campi indotti. Campo elettromagnetico. Spettro elettromagnetico. Le onde: principali parametri e comportamento. Interazioni radiazione-materia.

UNITÀ DIDATTICA 5: FLUIDI (1 CFU)

Fluidi e leggi principali. Il teorema di Archimede. La pressione atmosferica. Il suono. Onde acustiche: proprietà e comportamento. Fenomeni di superficie.

L'esame consiste in una prova che avrà il compito di verificare l’effettivo raggiungimento dei requisiti di apprendimento attesi. La prova sarà composta 31 domande a risposta multipla, ognuna comprendente 4 opzioni. La 31esima domanda stabilisce l’assegnazione della lode e viene presa in considerazione solo se tutte le precedenti sono corrette. I punteggi d’esame sono in trentesimi; la soglia della sufficienza è posta a 18/trentesimi, al di sotto della quale la prova viene considerata non superata.

Gli esercizi saranno della stessa tipologia di quelli illustrati nelle lezioni o nelle esercitazioni, o in ogni caso presenti nei testi di riferimento. In caso di risposta corretta a ciascuna domanda a risposta multipla sarà assegnato un punto; non sono previste penalità nel caso in cui sia selezionata una risposta non corretta.

Per l’esecuzione della prova è di norma previsto un tempo massimo di 40 minuti ed è concesso l’uso della calcolatrice scientifica. In caso di esigenze didattiche particolari, lo scritto potrà essere integrato con un colloquio orale.

Propedeuticità

E’ altamente consigliato avere già seguito il corso di Matematica e Statistica

Prerequisiti

Non sono previsti specifici prerequisiti se non quelli riconducibili alla verifica delle competenze in ingresso dichiarate per l’ambito delle scienze fisiche.

Modalità di erogazione del corso:

Il corso comprende videolezioni e attività di didattica interattiva.

Attività didattiche previste

Le attività di didattica per gli insegnamenti integrati con attività di Laboratorio prevedono 12 ore di didattica laboratoriale per l'ammontare di 1 CFU.

Le attività di didattica, suddivise tra didattica erogativa (DE) e didattica interattiva (DI), saranno costituite da 6 ore per CFU e ripartite secondo una struttura di almeno 2,5 ore di DE (5 ore, tenuta in considerazione la necessità di riascolto) e di 1 ora di DI per ciascun CFU.

Attività didattica erogativa (12 h e 30 minuti):

• 25 lezioni frontali, videoregistrate, della durata di circa 30 minuti ciascuna, sempre disponibili in piattaforma didattica (ogni videolezione corrisponde a 1 ora di didattica erogativa considerando la necessità di riascolto e le domande di autovalutazione da svolgere alla fine dell’ascolto). Durante ciascuna videolezione vengono proposti e risolti dei semplici problemi relativi agli argomenti trattati.

Attività didattica interattiva (6 ore):

• Incontri di approfondimento tematici, scelti dal docente o richiesti dagli studenti: hanno lo scopo di approfondire gli argomenti del corso che risultano di difficile comprensione per gli studenti o che destano particolare interesse.

• Incontri periodici ad argomento aperto, in cui gli studenti possono porre domande o richiedere spiegazioni sul corso.

Attività didattica interattiva di laboratorio (12 ore):

• 6 ore di attività di didattica esercitativa in presenza.

• 6 ore di attività di didattica trasmissiva ON LINE.

Attività di autoapprendimento:

• test di autovalutazione con domande a scelta multipla, alla fine di ogni modulo.

L'articolazione tra DE e DI, sarà organizzata coerentemente con gli obiettivi formativi specifici dell’insegnamento.