L’insegnamento integrato si propone di fornire agli studenti la conoscenza di concetti quali funzione, limite e continuità, derivata, integrale, probabilità e regressione, unitamente ad elementi di base di informatica per l’analisi e la gestione dei dati. Gli obiettivi conoscitivi e di comprensione dello studente si integrano con le nozioni fisiche quali cinematica e dinamica del punto materiale, lavoro ed energia, fluidi, calorimetria e termodinamica, elettromagnetismo, teoria degli errori, seguendo un approccio integrato con elementi di statistica per la migliore conoscenza e comprensione di dati inerenti ai vari ambiti della formazione e professione. Le principali abilità che si possono acquisire al termine dell’insegnamento sono ad esempio: abbozzare il grafico di una funzione e applicare il calcolo differenziale alla previsione del moto, interpretare in termini probabilistici il risultato di alcuni esperimenti, risolvere un sistema lineare per il bilanciamento di reazioni chimiche. Almeno a livello elementare, si dovrebbe astrarre l’osservazione empirica richiamando i principi fondamentali della fisica, utilizzare le unità di misura appropriate, identificare gli ordini di grandezza di fenomeni fisici, analizzare statisticamente processi e misure.
Prerequisiti
I prerequisiti richiesti sono sostanzialmente i contenuti di matematica comuni a tutte le scuole secondarie: il concetto di numero relativo, razionale, reale, uguaglianze, prodotti notevoli, disuguaglianze, proprietà delle operazioni e delle potenze, risoluzione di equazioni, teorema di Pitagora, funzioni trigonometriche di angoli notevoli.
Metodi didattici
------------------------------------------------------------ Il corso è organizzato alternando lezioni frontali (4.5 CFU - 36 h) e lezioni rese disponibili in forma video registrata (1.5 CFU - 12 h,) durante le lezioni verranno svolti argomenti di carattere teorico accompagnati dallo svolgimento di problemi di matematica e informatica.
Verifica Apprendimento
Gli esami dei moduli di Matematica ed Informatica e di Fisica ed Elementi di Statistica si svolgeranno lo stesso giorno. La verifica dell'apprendimento è costituita da due prove parziali scritte o, in alternativa, da un'unica prova complessiva scritta. La scelta tra le due modalità è a discrezione del discente. La prima prova parziale potrà essere sostenuta a metà del periodo didattico mentre la seconda potrà essere sostenuta al termine del periodo didattico entrambe in un unico appello, sono facoltative non saranno ripetibili. Tali prove consisteranno di 2 esercizi di matematica, 2 esercizi di fisica: il tempo massimo a disposizione è di 90 minuti. Ogni esercizio è valutato con un punteggio massimo di 8 punti ed è basato sulla verifica della correttezza del procedimento e del risultato ottenuto. Alla risposta sbagliata o non data verranno assegnati zero (0) punti. Il punteggio massimo ottenibile è 30/30 e lode, il minimo punteggio per poter sostenere la seconda prova parziale è 18/30. La seconda prova parziale sarà strutturata, per forma e modalità di valutazione, come la prima prova parziale e si considererà superato il secondo parziale se il punteggio acquisito è di minimo 18/30. Il voto finale sarà dato dalla media aritmetica dei punteggi ottenuti nelle due prove parziali. Se il discente non avrà voluto sostenere la prima prova parziale, o l’avrà sostenuta con esito negativo, o non avrà sostenuto la seconda prova parziale, dovrà sostenere l'esame complessivo in forma scritta. L’esame complessivo è scritto ed è costituito da 4 esercizi di matematica, 4 esercizi di fisica. Ogni esercizio è valutato con un punteggio massimo di 4 punti ed è basato sulla verifica della correttezza del procedimento e del risultato ottenuto. Alla risposta sbagliata o non data verranno assegnati zero (0) punti. Il tempo massimo a disposizione è di 180 minuti. Il punteggio massimo ottenibile è 30/30 e lode, il minimo per superare l'esame 18/30.
Testi
Cinzia Bisi e Rita Fioresi, Metodi Matematici per le Scienze Applicate, CEA Zanichelli, 2023.
Contenuti
Il modulo prevede 48 ore di didattica. Le lezioni affronteranno i seguenti argomenti: - Determinanti e rango delle matrici, sistemi lineari. - Funzioni: funzioni lineari, polinomiali, razionali, esponenziali e logaritmiche. - Calcolo infinitesimale: limiti, continuità, derivate, regola de l’Hôpital, massimi e minimi, studio qualitativo di funzioni, proprietà degli integrali, teorema della media, teorema fondamentale del calcolo integrale, metodi d’integrazione per sostituzione e per parti. -Equazioni differenziali: condizioni sufficienti di esistenza e unicità di soluzioni, esempi di equazioni a variabili separabili e a coefficienti costanti, riduzione al primo ordine di equazioni del secondo ordine.