FISICA

A.A. di erogazione 2020/2021
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in SCIENZE BIOLOGICHE
 (A.A. 2020/2021)
Anno di corso: 
1
Tipologia di insegnamento: 
Base
Settore disciplinare: 
FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) (FIS/07)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
9
Ore di attivita' frontale: 
80
Dettaglio ore: 
Lezione (56 ore), Esercitazione (24 ore)

Il corso ha la finalità di fornire agli studenti la capacità di gettare uno sguardo critico sul metodo scientifico e sui tratti comuni caratterizzanti l’approccio alla conoscenza nel pensiero fisico e delle scienze della vita. Partendo dalla consapevolezza che gran parte delle tecniche, delle metodologie e delle strumentazioni di laboratorio biologico, nonché cliniche e diagnostiche, si basano su fenomeni fisici, è altresì utile sviluppare una comprensione, almeno qualitativa, di tali fenomeni per applicare correttamente le suddette metodologie e per interpretare proficuamente i risultati degli esperimenti. Una panoramica dei concetti fisici principali, dalla dinamica ai fenomeni di trasporto, dalla termodinamica all’elettrostatica e all’elettrodinamica, consentirà allo studente di comprendere l’importanza del pensiero fisico in diversi ambiti della Biologia (es.: processi metabolici, funzionalità dell’apparato muscolo-scheletrico e circolatorio, trasmissione del segnale nervoso, struttura del DNA). Per questi motivi, il tono delle lezioni sarà il più qualitativo e speculativo possibile, senza ambizioni di introdurre dimostrazioni rigorose o calcoli complessi, ma sempre con attenzione rivolta a sviluppare da parte dello studente la capacità di risoluzione dei problemi in ambito biologico, con l’intenzione di sottolineare l’utilità e la funzione della fisica nella formazione di un biologo.

Il corso mirerà ad essere auto-consistente; tuttavia, gli studenti trarranno beneficio dal possedere una preparazione preliminare a livello di scuola secondaria di secondo livello in argomenti scelti di matematica, quali il concetto di proporzionalità, di relazione e di funzione e una conoscenza di base della geometria piana, in particolare del teorema di Pitagora e delle funzioni trigonometriche di base (seno, coseno, tangente e cotangente). Lo studente dovrebbe essere familiare con l’uso di potenze, radici, esponenziali e vettori, nonché dell’espressione di numeri in notazione scientifica (potenze del 10), oltre che avere dimestichezza con i principi di equivalenza e la loro applicazione all’inversione ed alla manipolazione di semplici equazioni e formule.
Lo studente trarrà altresì giovamento dalla capacità di fornire una definizione euristica di grandezze fisiche quali velocità, accelerazione, forza, energia e volume.

Argomento 1. Elementi scelti di matematica di base (2 h)
Argomento 2. Misura di grandezze fisiche: costruire un ponte tra Natura e matematica (2 h)
Argomento 3. I corpi si muovono - Un’introduzione alla cinematica del punto materiale (4 h di lezione frontale + 2 h di esercitazioni).
Argomento 4. Dinamica - I corpi interagiscono ed influenzano reciprocamente il loro moto (6 h di lezione frontale + 2 h di esercitazioni).
Argomento 5. Vedere corpi macroscopici come composti di elementi costitutivi che si comportano come punti materiali interagenti: gli stati della materia. (12 h di lezione frontale + 6 h di esercitazioni)
Argomento 6. I corpi macroscopici contengono energia a causa del moto delle particelle che li costituiscono e delle forze esercitate dalle stesse l’una sull’altra: introduzione alla termodinamica (8 h di lezione frontale + 2 h di esercitazioni)
Argomento 7. La carica elettrica e l’interazione elettrostatica. Le basi fisiche delle interazioni su scala atomica e molecolare (10 h di lezione frontale + 6h di esercitazioni).
Argomento 8. Che cos’è la luce e come interagisce con la materia? (4 h di lezione frontale + 2 h di esercitazioni)
Argomento 9. La “catastrofe ultravioletta” e la crisi della fisica classica: alla ricerca di nuovi modelli per descrivere la natura su scala nanoscopica (8 h di lezione frontale)

Il corso si articola sull’alternanza di lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche. Nel corso delle lezioni teoriche, benché il metodo didattico preponderante sarà quello della lezione frontale sarà cura del docente promuovere una partecipazione criticamente attiva degli studenti, tramite l’utilizzo di attività di discussioni di gruppo ed il coinvolgimento degli studenti in attività di risoluzione dei problemi anche in piccoli gruppi.
Per le lezioni frontali, il docente si avvarrà di:
- schemi logici animati
- presentazioni
- lezioni videoregistrate
- filmati, anche inerenti ad attività laboratoriali, realizzati dal docente stesso
Durante il corso, su base volontaria, saranno proposti agli studenti dei test da svolgere in autonomia, resi disponibili sulla piattaforma e-learning (funzione “QUIZ”). Si proporranno altresì quattro assignment, di carattere sperimentale, da svolgersi individualmente o in piccoli gruppi.
Nel corso delle esercitazioni pratiche saranno svolti problemi scelti tratti dai testi consigliati (vide infra).

L’esame si terrà alla conclusione del corso, nei periodi di pausa didattica, e verterà su tutto il programma svolto. Consisterà in:
1 - una prova scritta volta ad accertare le competenze tecnico pratiche e di problem solving, in cui saranno somministrati 5 problemi. Allo studente sarà richiesto di risolverli in un tempo massimo di 3 ore, dettagliando i procedimenti e facendo riferimento alle nozioni teoriche sfruttate per la risoluzione. Ad ogni problema si assegneranno un massimo di sei punti. La somma dei punti totalizzati darà il voto in trentesimi.
2 - un colloquio orale teso principalmente a valutare le conoscenze teoriche e la proprietà del linguaggio specifico.
N.B.: Lo studente che intenda sostenere il colloquio orale non deve in alcun modo considerare il voto conseguito nell’esame scritto come un limite inferiore alla valutazione globale. In caso la preparazione dello studente dovesse risultare inadeguata a seguito dell’esame orale, lo studente stesso sarà tenuto a ripetere anche lo scritto. Lo studente che abbia superato il test scritto potrà decidere se sostenere l’orale nello stesso appello oppure nel successivo.

Durante il corso saranno somministrate anche due prove in itinere, una al termine del primo semestre, una al termine del corso, prima dell’inizio delle sessioni d’esame. Tali prove, che verteranno ciascuna solo sulle tematiche svolte nel semestre di riferimento, si svolgeranno, all’interno dell’orario di lezione, previo appello e riconoscimento dei candidati, avvalendosi della piattaforma di e-learning di ateneo (moodle). I quiz saranno costituiti da dodici quesiti a scelta multipla e quattro quesiti a risposta chiusa. Il tempo massimo per l’esecuzione di ogni prova è di due ore. Per ciascuna risposta corretta, saranno conferiti due punti.
La somma dei punteggi darà il voto in trentesimi. Gli studenti che sostengano entrambe le prove in itinere e conseguano un voto pari ad almeno 18/30 in entrambe le prove saranno dispensati dall’esame scritto per tutti gli appelli dell’anno solare 2020, e potranno accedere direttamente al colloquio orale.
Nel corso dell’anno saranno altresì proposti, su base volontaria, quattro assignment di carattere sperimentale (due per ogni semestre). Gli studenti che svolgano uno degli assignment e consegnino una relazione scientifica sul loro operato, giudicata soddisfacente dal docente, potranno scegliere di sostenere un colloquio orale che verta esclusivamente sull’assignment stesso. In tal caso, gli studenti al termine del colloquio potranno registrare il voto conseguito nello scritto (o la media aritmetica dei voti conseguiti nelle prove in itinere). Gli studenti che vogliano sostenere il colloquio orale generale pur avendo effettuato uno o più assignment con profitto saranno valutati come se avessero conseguito nell’esame scritto un voto superiore in ragione di un punto per ogni assignment approvato.
Nel corso dell’anno saranno inoltre proposti alcuni test utilizzando la funzione QUIZ della piattaforma e-learning (vide supra). Agli studenti che rispondano correttamente almeno al 70% dei quesiti proposti nei suddetti test sarà offerta la possibilità di sostenere l’esame orale su un argomento a scelta del programma, organizzando una presentazione della durata di 15 minuti circa, anche con l’ausilio di diapositive. In questo caso, gli studenti potranno registrare il voto conseguito nello scritto (o la media aritmetica dei voti conseguiti nelle prove in itinere). Gli studenti che vogliano sostenere il colloquio orale generale pur avendo affrontato i test via moodle con profitto saranno valutati come se avessero conseguito nell’esame scritto un voto superiore in ragione di due punti.
N.B.: I quesiti dei test non svolti da ciascuno studente saranno computati come risposte non corrette.

L’acquisto di libri NON è obbligatorio. I testi sotto riportati sono solo proposte, selezionate per il rigore e la chiarezza espositiva o per l’attinenza con gli argomenti trattati e con il profilo dei discenti (si vedano i testi disegnati esplicitamente su misura per corsi di fisica generale in facoltà biomediche). Qualsiasi testo, anche adottato a livello di scuola secondaria, può esser proficuamente utilizzato dallo studente per lo studio individuale, unitamente al materiale didattico che sarà messo a disposizione dal docente sul sito di e-learning.
Il docente fornirà una breve descrizione dei manuali proposti nel corso della prima lezione. Gli studenti sono vivamente consigliati di non procedere all’acquisto di libri di testo prima di tale data.
- Testi di fisica generale
R. D Knight, B. Jones, S. Field: “Fondamenti di fisica: un approccio strategico” ed. Piccin – Nuova Libraria (2017). ISBN 882-99-2790-2
R. Wolfson: “Fisica” (Vol. 1) ed. Pearson Paravia – Bruno Mondadori S.p.A. (2008). ISBN 887-19-2429-0
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: “Fundamentals of physics – fourth edition” John Wiley and sons, Inc. (1993). ISBN 0-471-57578-X (o edizioni successive, anche nella traduzione italiana divisa in tomi, nel qual caso primo volume).
- Testi di fisica per scienze biomediche
D. Scannicchio, E. Giroletti: “Elementi di fisica biomedica” ed. EdiSES (2015). ISBN 978-88-7959-887-3
F. Borsa, A. Lascialfari: “Principi di Fisica per indirizzo biomedico e farmaceutico”, seconda edizione, ed. EdiSES (2014). ISBN 978-88-7959-816-3. N.B.: L’acquisto di questo manuale” dà anche diritto all’accesso alla versione online, integrata con appunti del docente.

- Testi con esercizi svolti di fisica generale
J. R. Gordon, R. V. McGrew, R. A. Serway, J. W. Jewett, Jr. “Esercizi di fisica. Guida ragionata alla soluzione”ed. EdiSES (2010). ISBN 978-88-7959-556-8.
C. del Papa, M. P. Giordani, G. Giugliarelli “Problemi di fisica con soluzione: meccanica-termodinamica-gravitazione” ed. Casa Editrice Ambrosiana (2014). ISBN 978-88-08-18738-3.

- Altro materiale didattico
Una volta fissato l’orario delle lezioni, sarà tempestivamente pubblicato sulla piattaforma e-learning il dettaglio degli argomenti delle stesse.
Per facilitare l’acquisizione dei prerequisiti da parte di tutti gli studenti, sarà altresì caricato sul sito e-learning un compendio di nozioni basilari di matematica e fisica.
Le soluzioni dettagliate dei problemi affrontati nel corso delle esercitazioni verranno caricate sulla piattaforma di e-learning tempestivamente dopo ciascuna esercitazione.
Sarà altresì fornito, al termine di ogni argomento, un vasto campionario di esercizi, analoghi a quelli dell’esame, inerenti l’argomento stesso, le cui soluzioni saranno caricate con dilazione di un mese, per permettere agli studenti di cimentarsi con i quesiti individualmente e poter controllare ex-post l’esattezza delle soluzioni elaborate.

È possibile contattare il docente via e-mail o telefonicamente al numero 031 238 6272.
Una volta fissato l’orario delle lezioni si stabilirà un’ora di ricevimento settimanale su appuntamento presso la sede di Varese, via Monte Generoso. Il docente è comunque sempre disponibile a ricevere gli studenti previo appuntamento presso il proprio ufficio di Como, via Valleggio 11.

Cerchi il programma? Potrebbe non essere ancora stato caricato o riferirsi ad insegnamenti che verranno erogati in futuro.
Seleziona l‘anno in cui ti sei immatricolato e troverai le informazioni relative all'insegnamento del tuo piano di studio.

A.A. 2019/2020

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2018/2019

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 1
Curriculum: PERCORSO COMUNE