PROYECTO BICULTURAL U.E. COLEGIO HUMBOLDT PROGRAMAS DE ESTUDIOS EXPERIMENTALES FISICA (CLASE 8-12)

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1 PROYECTO BICULTURAL U.E. COLEGIO HUMBOLDT PROGRAMAS DE ESTUDIOS EXPERIMENTALES FISICA (CLASE 8-12) ELABORADO POR: OMAR QUINTANA Y DETLEF MÜLLER TERCERA ETAPA DE EDUCACIÓN BÁSICA Y MEDIA DIVERSIFICADA PROFESIONAL JUNIO 2005

2 DIRECTRICES PARA LA ADQUISICIÓN DE COMPETENCIA A través de una enseñanza básica de la física se les debe capacitar a las alumnas y a los alumnos para aplicar conocimientos físicos adquiridos. Ellos deben de reconocer preguntas de la física y saber tomar decisiones, conforme a los hechos, con respecto al mundo natural y su cambio causado por el comportamiento humano. La enseñanza en clase de la física desarrolla la habilidad de pensar e imaginar de las alumnas y los alumnos. Transmite un conocimiento básico sólido, destrezas en observación y en descripción de fenómenos físicos, al igual que fundamentos en el experimentar. El conocimiento de la física no sólo consiste en conocimiento de hechos y en conocimiento de definiciones, nociones y formulas. Lo que es importante también es la comprensión de ideas y modelos básicos de la física, cuya solidez hay que cuestionar constantemente para poder reconocer los límites del pensar de la física. Para sacar conclusiones se necesita la habilidad de evaluar, elegir y aplicar informaciones y datos a base de las leyes de la física. El conocimiento básico adquirido en la clase de física y los métodos profesionales aprendidos ahí pueden ser aprovechados en la vida diaria. Aparte del desarrollo de habilidades cognitivas la enseñanza en clase de la física tiene que tomar en cuenta las necesidades emocionales de alumnas y alumnos y fomentar su competencia personal y social. De modo que trabajando en equipo y en la práctica de la física se desarrollan, más que todo, las habilidades cooperativas. La enseñanza en clase de la física debe de estructurarse de manera que las alumnas y los alumnos sean capaces de participar activa - y responsablemente en la formación de la sociedad mundial con perspectivas de un futuro y hacer un aporte para un desarrollo mundial justo, duradero y en armonía con el medio ambiente en su propio contorno de vida. ADQUISICIÓN DE COMPETENCIA Un requisito indispensable para el desarrollo de una comprensión sólida de la física es una adecuada habilidad de leer. Ésta se va ampliando en la física con la habilidad de verbalizar enunciados físicos, de representar gráficamente, de utilizar el lenguaje técnico y de escribir en forma matemática. Los métodos profesionales de la física se enseñan en contenidos físicos adecuados, siendo las ideas, los modelos y las estructuras de la física los que juegan un papel importante dentro de esto. Métodos y contenidos profesionales desarrollan una actitud de pensar y trabajar que es aprovechable para otras asignaturas o grupos de asignaturas. La física requiere una comprensión y transmisión de circunstancias, la observación de magnitudes cuantitativamente concebibles, la formulación de hipótesis y de concepciones de modelos y de pronósticos resultantes de los mismos, que pueden ser verificados experimentalmente. En este proceso la reducción de condiciones colaterales complejos a una situación del problema que es manejable experimentalmente, es un factor decisivo. La enseñanza en clase de la física ofrece posibilidades para fomentar el desarrollo - 1 -

3 lingüístico de alumnas y alumnos, ya que, aparte de las formulaciones matemáticas, también el hablar, el escribir y el argumentar juegan un papel importante. Los modelos educativos definen un currículum central que garantiza, entre otras cosas, la capacidad de seguir los estudios en la universidad y crea la libertad de seleccionar las diferentes carreas profesionales según su ubicación. FUNDAMENTOS DIDÁCTICOS La comprensión de la física empieza con el análisis de las concepciones que traen las alumnas y los alumnos a la clase. Fenómenos llevan a planteamientos de problemas en la física. Explicaciones se representan a través de imágenes, modelos y experimentos y son concebidos paso por paso por medio del lenguaje técnico físico. El conocimiento sobre hechos y estructuras conceptuales, que fue adquirido por medio de ejemplos especiales dentro de los límites de la educación básica de la física, al igual que las capacidades desarrolladas en este proceso tienen que ser aplicables a nuevos enunciados. Hay que prestar atención en la enseñanza en clase que los contenidos y métodos didácticos sean atractivos tanto para las alumnas como para los alumnos. De modo que la ampliación del planteamiento de la pregunta cómo funciona? por qué efecto tiene? ayuda a las muchachas y ofrece a los muchachos la oportunidad de ver la técnica de manera más amplia. Planteamientos de preguntas que hacen relación a la salud, a la naturaleza y al medio ambiente, al ser humano y su creación de su futuro son interesantes tanto para las muchachas como también para los muchachos. La enseñanza en clase tiene que hacer visibles también progresos en la física que fueron realizados por mujeres. Lo que es importante también es el manejo de errores o maneras de expresión que no son correctas desde el punto de vista lingüístico técnico. Es inevitable que se cometan errores en la fase de aprendizaje, errores son parte del proceso de aprendizaje; errores pueden ser aprovechados como oportunidad para aprender. Sobre todo en la enseñanza orientada hacia la práctica, en el trabajo en equipo ó en la práctica de la física se pueden observar las maneras de pensar y de trabajar de las diferentes alumnas y alumnos. De esta manera el docente puede ayudar en caso de problemas individuales. A través de enunciados abiertos y el aprendizaje por medio del descubrimiento las alumnas y los alumnos son incentivados a buscar métodos propios de resolución. Su propia disposición a esforzarse y creatividad es fomentada, entre otras cosas, por presentaciones orales y exposiciones experimentales y el propio crecimiento en competencia es reconocido. Por medio de las estrategias aplicadas las profesoras y los profesores pueden ver la manera de pensar y aprender y así organizar correspondientemente la siguiente clase

4 USO DE LA TECNOLOGÍA INFORMÁTICA EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA..El explosivo crecimiento del poder de la computación en las últimas dos décadas cambió drásticamente la magnitud y la complejidad de los problemas a considerar. Analizando la situación desde la Física, la capacidad de memoria y la velocidad de cálculo de las computadoras personales hoy disponibles permite abordar, resolver y analizar en detalle una gran variedad de problemas que eran prácticamente irresolubles unos años atrás. Sin embargo, este gran impulso de la computación no se ha visto del mismo modo reflejado en el aspecto didáctico de la enseñanza de la Física. Salvo raras excepciones, los estudiantes de física se han visto imposibilitados de aprovechar los beneficios claros del uso de la computadora en el proceso enseñanza-aprendizaje. Porque por otro lado, ellos pueden observar o aún disponer de las ventajas y atractivos de su uso en otros aspectos de su vida estudiantil e inclusive en la vida cotidiana. Desde una perspectiva educativa, el uso de software de simulación en la enseñanza de la Física debería ser útil para: Desarrollar la intuición de los estudiantes y profundizar en el conocimiento de leyes y situaciones físicas, a partir de la observación de la solución de un problema y del comportamiento del sistema y su solución en un amplio espectro de variación de sus parámetros significativos y/o condiciones de trabajo. Ganar experiencia con temas que son normalmente considerados de una gran complejidad matemática. Incentivar a los alumnos en el aprendizaje y en el reconocimiento de la importancia de la Física a través del análisis cualitativo de situaciones de la vida real. Introducir tópicos modernos en los cursos básicos. Permitir a los alumnos el contacto directo con la simulación. Enriquecer la actividad de laboratorio de los alumnos, a través de la armonización del resultado de la experiencia con la previsión dada por la computador Finalmente es bueno destacar que una difusión de estas técnicas, además de introducir una ayuda didáctica muy atrayente y moderna en la enseñanza de una disciplina generalmente rechazada como la física (especialmente por parte de los alumnos que no la tienen como disciplina central de sus estudios), debería colaborar en la plena utilización de los recursos informáticos hoy disponibles en muchas instituciones y que tantas veces están subutilizados 1 Por estas razones las ventajas del uso de la tecnología informática para la enseñanza, han tenido un gran impacto en la enseñanza de la física, ya que favorece la interacción de lo alumnos con los fenómenos de la naturaleza, a la vez que es una gran herramienta para facilitarle al maestro la enseñanza de la misma y para motivar en el alumno su aprendizaje. 1 La simulación en la enseñanza de la física. M. E. Villegas, H. Velasco, M. Rizzottoy J. C. Benegas. Dpto. de Física, Fac. de CC. Físico-Matemáticas y Naturales, Universidad Nacional de San Luis, Argentina - 3 -

5 De este hecho se deriva que la enseñanza de la física en la U.E Colegio Humboldt, contempla en el desarrollo de sus estrategias metodológicas el uso del computador en el laboratorio y con el soporte de los software adecuados ofrece recursos interesantes para el tratamiento de los datos empíricos al igual que mediante el procedimiento de las simulaciones permite abordar la presentación teórica de los conceptos, la resolución de problemas y el analice de los fenómenos relacionados con la velocidad, aceleración, la fuerza, la temperatura, la presión, la energía, la electricidad el magnetismo, la óptica la física clásica y la moderna, a través del uso de censores conectados a la computadora que permiten repetir un experimento tantas veces como se desee en un tiempo muy breve y la recolección de datos y su procesamiento. La flexibilidad pedagógica de tal tecnología permite que el docente de este modo pueda realizar actividades demostrativas en el laboratorio apoyándose de la misma y estableciendo una mayor interacción entre el alumno, el profesor y el experimento

6 ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN Dentro del proceso de evaluación del área se propone un modelo pedagógico referido a factores básicos tales como: las actitudes, las aptitudes y los contenidos que se desglosan en una evaluación formativa de competencias, de desempeno y conceptuales. El papel del aprendiz dentro del proceso evaluativo debe ser activo y proactivo, siendo constructor de su propio aprendizaje, dándole al mismo un sentido significativo. Cumpliendo el profesor un rol mediador de apoyo al alumno, incorporando contenidos de aprendizaje relativos a las habilidades cognitivas, dentro del currículo escolar, tomando en cuenta aspectos cognitivos y de la personalidad de alumnas y alumnos. La evaluación será formativa, formadora y sumativa. Integrando las cuatro áreas de competencia; aprender, argumentar, resolver problemas y comunicar. Dentro de un marco dinámico y flexible del proceso evaluativo se proponen técnicas de evaluación escritas, orales y prácticas, así como, se sugieren posibles instrumentos para cada una de ellas. La efectividad de la evaluación dependerá, entre otros aspectos, de la adecuada selección que haga el docente de estas técnicas e instrumentos sugeridos a continuación; los cuales le permitirán obtener una información válida y confiable de las alumnas y de los alumnos. Técnica Instrumento Evaluaciones escritas Pruebas cortas y largas. Trabajos de investigación Informes. Trabajos de taller Hojas de trabajo. Elaboración de esquemas Escala de estimación Competencias en la pizarra Ejercitaciones Ubicación en mapas, tablas, diagramas. Evaluaciones orales Cartogramas, gráficos de barra, circulares, sistema de coordenadas rectangulares, planos tridimensionales. Intervenciones Escala de estimación Dinámicas de grupo Guías Exposiciones Escala de estimación Debates Registro anecdótico Evaluaciones prácticas Observación directa de la ejecución Lista de cotejo Talleres Cuestionarios, tareas. Competencias de destrezas o habilidades. Registro anecdótico

7 COMPETENCIAS: CLASE 8 1. LA FÍSICA COMO OBSERVACIÓN DE LA NATURALEZA BAJO ASPECTOS DETERMINADOS diferenciar entre observación y la explicación de la física; aplicar el modo de describir de la física en ejemplos sencillos 2. LA FÍSICA COMO UNA CIENCIA EXPERIMENTAL GUIADA POR LA TEORÍA Aplicar la manera de trabajar de las ciencias naturales: hipótesis, pronósticos, verificación en el experimento, evaluación en primeros ejemplos sencillos. 3. FORMALIZACIÓN Y MATEMATIZACIÓN EN LA FÍSICA Identificar la relación de funciones entre magnitudes físicas, representarla gráficamente e interpretar diagramas en ejemplos sencillos; Describir verbalmente e interpretar relaciones sencillas de funciones entre magnitudes físicas, que son indicadas por el profesor, por ejemplo a través de una fórmula; Aplicar fórmulas sencillas, también unas que no fueron tratadas en clase hasta el momento, para resolver problemas de la física. 4. REPERTORIO ESPECÍFICO DE MÉTODOS DE LA FÍSICA Analizar relaciones sencillas entre magnitudes físicas; Planificar primeros experimentos bajo guía, realizarlas, analizarlas, representarlas gráficamente e indicar, cuáles factores tienen una influencia en la exactitud de los resultados de medición; Identificar estructuras en primeros ejemplos sencillos y aplicar analogías de manera útil

8 5. RELACIÓN DE APLICACIÓN Y RELEVANCIA SOCIAL DE LA FÍSICA Identificar las preguntas en enunciados sencillos, las cuales trabajan y resuelven con métodos de la física; Aplicar inteligentemente primeros conocimientos básicos y métodos de la física para resolver problemas de la vida cotidiana; Establecer primeras relaciones entre acciones locales y efectos globales, y aplicar este conocimiento en sus acciones propias conscientes de su responsabilidad. Las alumnas y los alumnos conocen valores característicos de magnitudes físicas tratadas en clase y las saben aplicar para estimaciones razonables en la física. 6. LA FÍSICA COMO UN PROCESO HISTÓRICO- DINÁMICO Las alumnas y los alumnos conocen primeros ejemplos sencillos para el hecho de que las nociones físicas no son estáticas, sino que muchas veces se han desarrollado en el transcurso de la historia desde nociones del lenguaje cotidiano. 7. PERCEPCIÓN Y MEDICIÓN representar la relación y la diferencia entre la percepción, o bien la sensación de los sentidos, y su descripción física con respecto a temas seleccionados. 8. MAGNITUDES FÍSICAS BÁSICAS manejar magnitudes físicas básicas. 9. ESTRUCTURAS Y ANALOGÍAS identificar estructuras y analogías. 10. FENÓMENOS NATURALES Y APLICACIONES TÉCNICAS Describir fenómenos elementales en la naturaleza y aparatos importantes en cuanto a su función; Aplicar modelos físicos también en su vida cotidiana de manera provechosa

9 Explicar que la temperatura es una propiedad fundamental de los objetos, que determina si ellos están en equilibrio térmico con otros objetos. Conocer la estructura interna de las substancias. Demostrar la comprensión de las escalas de temperaturas. Experimentar la modificación en las dimensiones de un sólido, a medida que la temperatura aumenta. Describir experimentalmente los cambios de estados de agregación. Explicar con ejemplos la comprensión de la transferencia del calor. 8.1 Termología I Temperatura 2 Escalas. Celsius, Kelvin Dilatación térmica de cuerpos líquidos, sólidos y gaseosos Dilatación anómala del agua Cambios de fase 3 Transmisión de calor 4 El sentido de temperatura y como medirlo Graduación de un termómetro para realizar medidas Explicación de la dilatación con modelos físicos Estudio de las leyes que describen el comportamiento de las sustancias al cambiar de fase. Explicar la conducción, convención y radiación de calor. Aplicación en la vida diaria: refrigeradores, calentador, corrientes marinas. Utilizar un método abreviado de carácter geométrico, para describir el comportamiento de la luz. Verificar experimentalmente el fenómeno de la reflexión y la refracción de la luz. Demostrar experimentalmente y construir diagramas, de las imágenes formadas en espejos planos y esféricos. Observar la descomposición de la luz. 8.2 Óptica Propagación rectilínea de la luz. Fuentes luminosas. Modelo de rayos y haces de rayos luminosos. Sombras. Eclipses de Sol y Luna. Cámara oscura. 5 Estudio del comportamiento de la luz, analizando el tamano y la posición de la sombra de un objeto sobre una pantalla, al ser iluminado por una lámpara. Construcción de un modelo de cámara oscura. 2 Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página

10 8.2 Óptica Reflexión de la luz. Leyes de la reflexión. Espejo plano. Imagen virtual. Espejos esfericos y aplicaciones Refracción de la luz. Reflexión total. Fibra óptica. 6 Formación de imágenes en las lentes. Aplicación de la refracción de la luz en el funcionamiento de algunos instrumentos ópticos. Dispersión de la luz. Analizar el comportamiento de la luz al incidir sobre superficies planas y esfericas, observando la reflexión especular y la difusa. Experimentos cualitativos al pasar la luz de un medio a otro. Construcción de imagenes Formación de imágenes en instrumentos ópticos como el proyector, la lupa, el microscopio, el ojo 7. Paso de la luz blanca por un prisma Conocer las propiedades de un campo magnético. Identificar los polos de un imán. Representar experimentalmente las líneas de Campo Magnético. Explicar el funcionamiento de la brújula como un instrumento de orientación en campo magnético terrestre. 8.3 Electricidad I (magnetismo) 8 Polos de un imán. Fuerza entre imanes. Campo magnético. Lineas de fuerza. Campo magnético terrestre. La brújula. Describir las propiedades de los imanes. Observar la repulsión y la atracción entre imanes. Observar experimentalmente las lineas de campo magnético. Construcción de una brújula usando agujas magnéticas de polos opuestos. Determinar la importancia de las medidas y las unidades. 8.4 Mecánica I Las medidas básicas y sus unidades. La masa y el volumen. Densidad Medición de las magnitudes físicas relacionadas con un fenómeno, por ejemplo: Distancia, velocidad y tiempo. Experimentos para determinar la densidad de un cuerpo 6 Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Ver plan de Biología 8 Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página

11 MODIFICACIONES REALIZADAS EN LOS PROGRAMAS DE LA ASIGNATURA FÍSICA, APROBADOS POR EL MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y DEPORTE EN FECHA DICIEMBRE CLASE CONTENIDO MODIFICACIÒN Termología I Se agregó Electricidad I Se eliminó campo electrico Mecánica I Se agregó

12 COMPETENCIAS: CLASE LA FÍSICA COMO OBSERVACIÓN DE LA NATURALEZA BAJO ASPECTOS DETERMINADOS diferenciar entre observación y la explicación de la física; distinguir entre su mundo experimental y la descripción física del mismo; aplicar la manera de descripción física en ejemplos. Además las alumnas y los alumnos saben que las leyes de las ciencias naturales y concepciones de modelos tienen sus límites. 2. LA FÍSICA COMO UNA CIENCIA EXPERIMENTAL GUIADA POR LA TEORÍA aplicar la manera de trabajar de las ciencias naturales: hipótesis, pronóstico, verificación en el experimento, evaluación ; en caso de relaciones sencillas elaborar un modelo, analizar con un software adecuado y reflejar los resultados calculados. 3. FORMALIZACIÓN Y MATEMATIZACIÓN EN LA FÍSICA identificar la relación de funciones entre magnitudes físicas, representarla gráficamente e interpretar diagramas; describir verbalmente relaciones entre magnitudes físicas, las cuales son indicadas a través de una fórmula, e interpretarlas; aplicar fórmulas indicadas por el docente (también unas que no se han tratado en clase hasta el momento) para resolver problemas de la física 4. REPERTORIO ESPECÍFICO DE MÉTODOS DE LA FÍSICA analizar relaciones entre magnitudes físicas; planificar, realizar, analizar, representar gráficamente experimentos bajo guía y realizar consideraciones sencillas de errores. identificar estructuras y aplicar analogías de manera útil; emplear sistemas computarizados para la recopilación de valores de medidas y para el análisis en la práctica bajo guía; explicar los métodos de la deducción e inducción en ejemplos sencillos tratados anteriormente en clase; hacer balance de magnitudes adecuados

13 5. RELACIÓN DE APLICACIÓN Y RELEVANCIA SOCIAL DE LA FÍSICA Identificar preguntas, las cuales saben trabajar y resolver con métodos de la física; aplicar inteligentemente conocimientos básicos y métodos de la física para resolver problemas de la vida cotidiana; Establecer primeras relaciones entre acciones locales y efectos globales, y aplicar este conocimiento en sus acciones propias conscientes de su responsabilidad. Las alumnas y los alumnos conocen valores característicos de magnitudes físicas tratadas en clase y las saben aplicar para estimaciones físicas razonables. 6. LA FÍSICA COMO UN PROCESO HISTÓRICO- DINÁMICO exponer con ejemplos Que nociones y conceptos de la física no son estáticas, sino que se están desarrollando continuamente; Cuáles factores llevan hacia descubrimientos y conocimientos (intuición, insistencia, azar ). 7. PERCEPCIÓN Y MEDICIÓN representar la relación y la diferencia entre la percepción, o bien la sensación de los sentidos, y su descripción física con respecto a temas seleccionados. 8. MAGNITUDES FÍSICAS BÁSICAS Aparte de conocer modos dinámicos de observación las alumnas y los alumnos conocen los teoremas de la conservación de energía y las pueden aplicar provechosamente para resolver enunciados físicos. Las alumnas y los alumnos conocen posibilidades técnicas para ahorrar energía y para reducir la producción de entropía. manejar otras magnitudes básicas de la física: 9. ESTRUCTURAS Y ANALOGÍAS Las alumnas y los alumnos identifican estructuras y analogías y saben trabajar enunciados más complejos con las que ya conocen hasta el momento. 10. FENÓMENOS NATURALES Y APLICACIONES TÉCNICAS describir otros fenómenos en la naturaleza y aparatos importantes en cuanto a su función. Van adquiriendo cada vez más la capacidad de aplicar modelos de la física también en su vida cotidiana

14 11. ESTRUCTURA DE LA MATERIA aplicar modelos de partículas en lugares adecuados y conocen una concepción atómica contemporánea. 12. DESARROLLOS TÉCNICOS Y SUS CONSECUENCIAS sopesar los chances y riesgos de desarrollos técnicos y van conociendo métodos, por medio de las cuales se minimizan consecuencias negativas para el ser humano y medio ambiente. 13. CONCEPCIONES DE MODELOS E IMÁGENES DEL MUNDO explicar los límites de la física clásica a base de ejemplos tratados en clase

15 Establecer el concepto de fuerza y su representación vectorial. Distinguir experimentalmente con instrumentos de medidas la diferencia entre peso y masa. Aplicar la comprensión de la fricción cinética y estática a la solución de problemas. Analizar a través de experimentos, la utilización práctica de los transformadores de fuerza y su aplicación en el trabajo mecánico. Analizar y aplicar el conocimiento sobre el principio de la conservación de la energía. 9.1 Mecánica II Concepto de fuerza. 9 Ley de Hooke Peso de un cuerpo. Fuerzas de roce. Estática y cinética Máquinas simples. Momento estático. Trabajo. Potencia Energía y trabajo. 10 Analizar ejemplos de situaciones diversas donde se evidencie el carácter vectorial de la fuerza. Efectos de una fuerza. Establecer la diferencia entre peso y masa. Aplicaciones. Aplicaciones en planos inclinados, polipastos y palancas. Aplicaciones y cálculos simples La transferencia de la energía en diversas formas. Principio general de la conservación de la energía. Describir circuitos eléctricos, donde se puedan poner de manifiesto, cada uno de los efectos de la corriente eléctrica. Utilizar instrumentos para medir la corriente y la tensión eléctrica. Aplicar la Ley de Ohm en la resolución de problemas que incluyan la resistencia eléctrica y las pérdidas de potencia. Describir experimentalmente la influencia sobre una carga en movimiento en un campo magnético. Demostrar el efecto motor con la construcción de modelos. Demostrar experimentalmente la generación de una tensión inducida, por el movimiento de un conductor dentro de un campo magnético. 9.2 Electricidad II Circuitos simples de corriente continua y instrumentos eléctricos de medición. La Carga Eléctrica. Intensidad de la corriente eléctrica y su unidad. 11 La tensión eléctrica como separación de cargas eléctricas. Experimentos con circuitos en serie y paralelos. Medición de la corriente y la tensión. Experimentos básicos donde se evidencie la presencia de carga eléctrica: Electrización. Modelos de corriente eléctrica 12 y de la tensión 13 9 Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página

16 9.2 Electricidad II Ley de Ohm. Resistencia eléctrica. Resistencias en serie, en paralelo y combinaciones en serie y paralelo. Reglas de Kirchhoff. 14 U = W/Q; W = U*I*t; P = U * I; Efecto Joule Fuerza sobre una carga en movimiento en un campo magnético. Conductor en un campo magnético. 15 El motor eléctrico. Inducción electromagnética. 16 El Generador. Producción de corriente alterna. Experimentos con elementos resistivos. Calcular y medir tensión, corriente y resistencia en un circuito combinado. Análisis de circuitos en relación con el voltaje,la energia y la potencia. Calcular energía y potencia de equipos eléctricos en casa. Experimento con canjon electrónico y péndulo eléctrico. Construir modelos. Conductor en movimiento dentro de un campo magnético induce una tensión. Funcionamiento del generador y ejemplos de transformación de energía mecánica en eléctrica. Aplicaciones de la corriente alterna. Transformador, microfono, altavoz, Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página

17 El Docente tiene la facultad de elegir entre los temas de Acústica, Hidrostática, -Dispersión y la teoría del color y Electrónica, atendiendo a las necesidades del grupo, con la finalidad de ensayar una aplicación de la física, que permita al estudiante la comprensión de muchos hechos y fenómenos de la vida cotidiana. 9.3 Temas opcionales Acustica 17 Hidrostática 18 Dispersión y la teoría del color 19 Electrónica 20 El sonido. Altura, timbre, tono. Intensidad. El eco, reverberación, resonancia. Velocidad en diferentes medios. Funcionamiento de los instrumentos musicales. El oido. Presión. Unidades Presión atmosférica. Presión en líquidos. Principio de Pascal. Aplicaciones Principio de Arquímedes. El color de los objetos. Descomposición de la luz blanca. El arco iris. Sustracción y adición de colores. Aplicaciones. El condensador. El diodo. El transistor Aplicaciones. 17 Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página

18 Describir experimentalmente la cantidad de calor ganado o pérdido por un cuerpo. Escribir formulas para la capacidad térmica y calor específico de un material y aplicarlo a la solución de problemas que incluyan la pérdida o ganancia de calor. Aplicar la primera Ley de la termodinámica en situaciones particulares, para obtener información acerca de la energía interna de un sistema y la economía energética Termodinámica II El calor como energía. Capacidad térmica y calor específico. Primera ley de termodinámica. Aplicaciones. Eficiencia de una máquina. La economía energética. Calculos de calor absorbido,o perdido por un cuerpo. Estudio de las transformaciones adiabáticas, isotermicas. Calor absorbido por un gas. El calorímetro. Meteorología Funcionamiento de un motor, de una máquina de vapor, celdas solares. El consumo de energía,fuentes necesidades y ahorro. Analizar la existencia del átomo y de sus párticulas. Describir la estructura del modelo atómico teniendo presente sus elementos principales. Estudiar la radioactividad, como resultado de una disgregación del núcleo atómico Estructura de la materia Modelo atómico. Radioactividad. Analizar desde el punto de vista cualitativo la estructura del átomo: electrón, protón y neutrón. Los rayos X y el contador Geiger

19 Analizar experimentalmente el movimiento de un cuerpo. Representar e interpretar gráficamente el comportamiento cinemático de un cuerpo, mediante gráficas d(t) ; v(t) ; a(t). Definir velocidad media. Resolver problemas que incluyan las magnitudes tiempo,velocidad,distancia y aceleración. Experimentar la caida libre de un cuerpo en un campo gravitacional. Demostrar mediante ejemplos o experimentos la comprensión de la primera y tercera ley de Newton.Describir la relación entre fuerza, masa y aceleración. Explicar la relación entre la realización de un trabajo y el cambio correspondiente en energía. Definir y dar ejemplos de Impulso. Analizar y explicar el conocimiento sobre el principio de conservación de la energía. Describir experimentalmente el movimiento circular uniforme y la comprensión de las variables cinemáticas. Distinguir entre una fuerza centrípeta y una fuerza centrífuga 10.3 Mecánica III Movimiento Rectilíneo. Gráficas d(t) ; v(t) ; a(t) M.R.U. Velocidad instántanea. M.R.U.V. Modelos matemático. Caida libre. Aceleración de la gravedad. Ley de la Inercia. Ley de acción y reacción. Analizar el movimiento rectilíneo de un cuerpo y representarlo gráficamente. Análisis experimental para observar la desviación real de las variables cinemáticas. Experimentos con el carril de aire. Análisis de gráficos con el computador. Aplicación cuantitativa de los modelos. Experimento de caida libre, para determinar el valor de la aceleración de gravedad. Analizar ejemplos y modelos da ley de Newton F = m.a Aplicaciones y experimentos. 22 Impulso, energía trabajo, conservación de la energía. Movimiento circular. Variables cinemáticas Experimentos. Fuerza centrípeta, fuerza centrífuga. 23 Analizar situaciones donde se evidencien los principios de conservación de la energía, por ejemplo: energía potencial elástica en un resorte, energía potencial gravitatoria. Establecer diferencia entre fuerza centrípeta y fuerza centrífuga. 21 Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página 150 y Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página Física General, Máximo Alvarenga, Oxford; ver página

20 El estudiante debe seleccionar entre los cuatros proyectos propuestos uno de su interés, con la finalidad de idear o proponer un plan y los medios para ejecutarlo, donde se evidencie la aplicación de los conceptos, principios y leyes de la física señalados 10.4 Proyectos Física y deporte Física del movimiento de un automóvil. Colisiones o choques Aplicación de las leyes de la mecánica Aplicación del movimiento en dos direcciones: por ejemplo saque de voleyboll, lanzamiento de bala, salto largo. Análisis cinemático y dinámico del movimiento de un cuerpo en dos direcciones. Análisis cinemático y dinámico del movimiento de un auto de carrera. Análisis de las colisiones de objetos que van desde partículas subatómicas hasta automóviles en accidentes de transito. Física del billar. Choques elásticos e inelásticos Proyecto de libre elección por parte del estudiante

21 MODIFICACIONES REALIZADAS EN LOS PROGRAMAS DE LA ASIGNATURA FÍSICA, APROBADOS POR EL MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y DEPORTE EN FECHA DICIEMBRE CLASE CONTENIDO MODIFICACIÒN Temas opcionales 10 Acustica Hidroatática Dispersión y la teoria color Electrónica 10.1 Termodinámica II - Primera Ley de la - Termodinámica - Eficiencia de una máquina Se agregó Se agregó Se agregó Se agregó Se agregó La Estructura de la mteria Se agregó Mecánica III Se agregó Proyectos Se agregó 10 Acustica Se trasladó a clase 9 10 Hidroatática Se trasladó a clase 9 10 Electrónica Se trasladó a clase

22 COMPETENCIAS: CLASE LA FÍSICA COMO OBSERVACIÓN DE LA NATURALEZA BAJO ASPECTOS DETERMINADOS diferenciar entre observación y la explicación de la física; distinguir entre su mundo experimental y la descripción física del mismo; aplicar la manera de describir de la física; explicar a base de ejemplos que las leyes de ciencias naturales y concepciones de modelos tienen sus límites. 2. LA FÍSICA COMO UNA CIENCIA EXPERIMENTAL GUIADA POR LA TEORÍA aplicar la manera de trabajar de las ciencias naturales: hipótesis, pronóstico, verificación en el experimento, evaluación ; elaborar un modelo, trabajarlo con un software adecuado y reflejar los resultados calculados. 3. LA FORMALIZACIÓN MATEMATICA EN LA FÍSICA identificar la relación de funciones entre magnitudes físicas, representarla gráficamente e interpretar diagramas; describir verbalmente relaciones de funciones entre magnitudes físicas, que fueron indicadas, por ejemplo a través de una fórmula, e interpretarlas. Encontrar relaciones de funciones de manera autónoma; Aplicar fórmulas (también unas que no se han tratado en clase) para resolver problemas de la física. 4. REPERTORIO ESPECÍFICO DE MÉTODOS DE LA FÍSICA analizar relaciones entre magnitudes físicas; planificar, realizar, analizar, representar gráficamente experimentos de manera autónoma y realizar consideraciones sencillas de errores. identificar estructuras de manera autónoma y aplicar analogías de manera útil; aplicar sistemas computarizados de valores de medidas y de análisis en la práctica de manera autónoma; aplicar los métodos de deducción e inducción; hacer balance de magnitudes adecuados

23 5. RELACIÓN DE APLICACIÓN Y RELEVANCIA SOCIAL DE LA FÍSICA identificar preguntas de manera autónoma, las cuales trabajan con métodos de la física y las resuelven; aplicar conocimientos básicos y métodos de la física para resolver problemas de la vida cotidiana de manera razonable; identificar relaciones entre acciones locales y efectos globales, y aplicar este conocimiento en sus acciones propias conscientes de su responsabilidad. Las alumnas y los alumnos conocen valores característicos de magnitudes físicas tratadas en clase y las saben aplicar para estimaciones físicas razonables. 6. LA FÍSICA COMO UN PROCESO HISTÓRICO- DINÁMICO representar con ejemplos y de manera autónoma, Que nociones y conceptos de la física no son estáticas, sino que se están desarrollando continuamente; Cuáles factores llevan hacia descubrimientos y conocimientos (intuición, insistencia, azar ). 7. PERCEPCIÓN Y MEDICIÓN reflejar la relación y la diferencia entre la percepción, o bien la sensación de los sentidos, y su descripción física con respecto a temas seleccionados: 8. MAGNITUDES FÍSICAS BÁSICAS Aparte de conocer modos dinámicos de observación las alumnas y los alumnos conocen sobre todo los teoremas de la conservación de energía y las pueden aplicar provechosamente para resolver enunciados físicos. Las alumnas y los alumnos conocen posibilidades técnicas para ahorrar energía y para reducir la producción de entropía. manejar otras magnitudes básicas de la física: 9. ESTRUCTURAS Y ANALOGÍAS Describir el campo magnético y eléctrico como un sistema físico y comprenden las nociones fundamentales de las ondas electromagnéticas; Transferir sus concepciones y maneras de expresión sobre oscilaciones y ondas a un lenguaje técnico adecuado

24 10. FENÓMENOS NATURALES Y APLICACIONES TÉCNICAS describir otros fenómenos en la naturaleza y aparatos importantes en cuanto a su función. 11. ESTRUCTURA DE LA MATERIA aplicar modelos de partículas en lugares adecuados y conocen los límites de cada uno de ellos. Describir la estructura de la materia a base de concepciones de modelos de la física cuántica. 12. DESARROLLOS TÉCNICOS Y SUS CONSECUENCIAS sopesar los chances y riesgos de desarrollos técnicos ; reflejar posibilidades para minimizar consecuencias negativas para el ser humano y medio ambiente. 13. CONCEPCIONES DE MODELOS E IMÁGENES DEL MUNDO nombrar los límites de la física clásica; formular los pensamientos fundamentales de la física cuántica y atómica, los métodos de investigación y aspectos de la teoría del conocimiento de causas

25 Analizar experimentalmente el Movimiento Armónico Simple y armónico amortiguado. Describir con ejemplos las características de una onda. Demostrar por definición la comprensión del movimiento ondulatorio transversal y longitudinal. Deducir con un modelo matemático la expresión V=.f. Determinar experimentalmente la velocidad del sonido. Estudiar los fenómenos asociados las ondas. Realizar simulaciones en el computador para visualizar los fenómenos de reflexión, refracción, difracción, interferencia. Estudiar el comportamiento de la luz como una onda. Analizar desde el punto de vista histórico las posturas de Newton y Huygens acerca del comportamiento de la luz Vibraciones y ondas Movimiento armónico simple y sus medidas Movimiento armónico amortiguado. Movimiento forzado. Resonancia. Aplicaciones. Características de una onda. Onda transversal. Onda longitudinal. Descripción gráfica. Rapidez de onda en relación con la longitud de onda y la frecuencia V=.f Fenómenos de onda: reflexión, refracción, difracción, interferencia. Comportamiento de la luz como una onda. Longitud de onda de la luz. Velocidad de la luz Experimento y descripción gráfica del M.A.S Experimento y descripción gráfica del M.A.S Experimento y descripción gráfica del M.A.S y la curva de la resonancia. Representación de una onda en una cuerda tensada. Ondas de agua. Ejemplos variados de movimientos de ondulatorios. Experimentos con la máquina de ondas. Experimento para calcular la velocidad del sonido. Experimentos con las máquinas de ondas para observar los fenoménos de onda. Experimentos con la cubeta de ondas. Uso de simulaciones en el compütador. Experimento de la doble ranura de Young. Medición de la longitud de onda de la luz. Análisis de los experimentos Históricos para la medición de la luz. Newton vs Huygens

26 Revisar los postulados de Kepler en relación con el movimiento planetario. Enunciar las Leyes de Kepler. Demostrar y medir experimentalmente la existencia de un campo gravitatorio. Explicar mediante argumentos energéticos en que consiste un pozo de potencial gravitatorio. Enunciar la ley de gravitación. Realizar simulaciones con el computador del movimiento de cuerpos en el campo gravitatorio Gravitación Universal Leyes de Kepler. Ley de gravitación. Campo gravitatorio. Potencial gravitatorio. Movimientos de cuerpos en el campo gravitatorio. Descripción histórica de las observaciones de Kepler del movimiento planetario antes del tiempo de Newton. Análisis de las tres leyes empíricas de Kepler a partir de datos provenientes del astrónomo Tycho Brahe. Explicación del concepto de campo gravitatorio. A partir de un diagrama representar un pozo de energía potencial gravitatoria.. Simulaciones en el computador de los movimientos de cuerpos estelares. Aplicaciones cuantitativas. Observar experimentalmente la distribución de líneas de fuerza de un campo eléctrico. Representar con diagramas el vector de campo eléctrico. Observar experimentalmente el comportamiento del campo eléctrico por cargas puntuales. Establecer semejanzas entre el campo gravitatorio y el campo eléctrico. Analizar los experimentos realizados por A. Coulomb por medio de una balanza de torsión, para la formulación de la Ley de Coulomb. Observar experimentalmente un campo eléctrico uniforme entre dos capas paralelas. Describir el trabajo realizado por una carga al desplazarse en un campo eléctrico uniforme. Definir potencial eléctrico. Ilustrar el funcionamiento de un condensador como un almacenador de energía. Aplicar la relación entre capacitancia, voltaje aplicado y carga total Electricidad III Campo eléctrico. Vector campo eléctrico. Lineas de fuerza. Campo eléctrico por cargas puntuales. Ley de Coulomb. Influencia Campo eléctrico uniforme. Trabajo en un campo eléctrico uniforme. Potencial eléctrico (tensión eléctrica). Condensador. Capacitancia y la energía de un condensador. Establecer analogía entre campo gravitatorio y el campo eléctrico. Experimento para observar las lineas de fuerza de un campo eléctrico. Analizar experimentalmente el campo eléctrico entre dos placas paralelas. Analiza el trabajo del movimiento de una carga eléctrica, en un campo eléctrico uniforme. Experimentos con conexión de capacitores

27 Demostrar experimentalmente la dirección del vector de campo magnético, uso de la regla de la mano derecha. Establecer experimentalmente la expresión matemática de la fuerza de Lorente. Observar experimentalmente el movimiento de electrones en un campo electrónico. Realizar el experimento de Millikan para determinar la cantidad de carga que posee una gota de aceite. Realizar el Experimento para determinar la carga específica del electrón e/m. Observar experimentalmente el efecto de la inducción magnética. Escribir el enunciado de la ley de Lenz y ley de Faraday Electricidad y magnetismo El vector de campo magnético. Fuerza de Lorentz. Movimiento de electrones en campo electromagnético. Experimento de Milikan. Carga específica del electrón Ley de Lenz. Inducción. Ley de Faraday. La autoinducción de una bobina. Inductancia L. Experimento para determinar la dirección de vector campo magnético con el uso de la regla de la mano derecha. Experimento con balanza de corriente para observar la dependencia de la fuerza magnética con la corriente y la distancia del cable en el campo magnético. Aplicaciones en el ciclotrón, espectrómetro de masa. Tubo de rayos catódicos, acelerador de partículas. Experimento para calcular e/m. U = n d d t U = L d I d t con = A B ; Analizar Circuitos RLC. Analizar cualitativamente la formación de ondas electromagnéticas. Describir las características fundamentales del espectro electromagnético Vibraciones electromagnéticas Circuitos RLC. Resonancia de circuitos. Sistema acoplado resonante. Generación de ondas electromagnéticas. Espectro electromagnético. Aplicaciones.Filtro de paso bajo y alto. Velocidad de las ondas electromagnéticas. Aplicaciones en ondas de radio, microondas. Experimento con microondas

28 Estudiar los modelos de la luz, ondulatorio y corpuscular, mencionando las diferencias entre ellos. Realizar el experimento de Franz y Hertz. Describir el efecto fotoeléctrico. Realizar experiencia para medir la constante de Planck. Realizar experimentos para observar las líneas espectrales del sodio Na, hidrogeno H, mercurio Hg, cobre Cu. Estudiar el comportamiento de los materiales radioactivos. Describir las partículas elementales Física moderna Cuánto de energía Efecto fotoeléctrico. Fotones. Modelos atómicos. Niveles de energía de un átomo. Nucleo de un átomo. Radioactividad. Partículas elementales. Las fuerzas entre las partículas. Experimento de Franz-Hertz Experimento para medir la constante de Planck. Experimentos para demostrar las lineas espectrales de los elementos: indicios sobre la estructura atómica. Tamaño relativos de los átomos. Estudio del modelo atómico de Bohr Rayos alfa, beta y gamma. El quarks. Los mesones, leptones, neutrinos y otros. El Docente tiene la facultad de elegir entre los temas siguientes, atendiendo a las necesidades del grupo, con la finalidad de ensayar una teoría o una aplicación moderna 12.3 Opciónes 1. La teoría del caos. 2. La teoría de la relatividad. 3. Historia de la Física. Bibiografías. 4. Mecánica rotacional. 5. Circuitos de corriente alterna. 6. Electrónica. 7. Teoría cuántica. 8. Astronomía

29 MODIFICACIONES REALIZADAS EN LOS PROGRAMAS DE LA ASIGNATURA FÍSICA, APROBADOS POR EL MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y DEPORTE EN FECHA DICIEMBRE CLASE CONTENIDO MODIFICACIÒN 11 La parte de mecánica movimientos en una y dos dimenciones. Dinamica, energia y trabaja. Impulso y cantidad movimiento. Se trasladó a clase Vibraciones y ondas Se ampliaron los contenidos Electricidad III Se agregó Electricidad y magnetismo Se agregó Física moderna Se agregó Opciónes 1 5 y 7-8 Se agregó 12 A Electrostatica Se trasladó a clase B Electrodinamica Se trasladó a clase C Movimiento de electrones Se trasladó a clase 11 D Inducción Se trasladó a clase 11 E Electrónica Ver 12.3 Opciónes 6 G Tecnología Se eliminó