Planificación Anual de Actividades Académicas año 2013

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1 Planificación Anual de Actividades Académicas año 2013 Departamento: Licenciatura en Ciencias Biológica Asignatura: Física Biológica Adjunto: Bioq. Cristina Eugenia Álvarez Auxiliares: B.U.F. Héctor Francisco Maldonado Fundamentación de la materia PLANIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA El programa de contenidos se ha elaborado para estudiantes del ciclo básico de la carrera de. Los contenidos desarrollados cubren todos los contenidos mínimos u obligatorios de la carrera antes mencionada, los que se desarrollan en forma anual. Pero va más allá, e incorpora otros contenidos que son de interés en otras asignaturas de la carrera; se intenta que sirva de referencia permanente para aclarar las nociones de Física que aparecen una y otra vez en determinadas ramas de las Ciencias Biológicas. Se introduce los conceptos y la metodología propia de esta disciplina tratando de aplicarlos al ámbito de los seres vivos. En general, la Física y la Biología se presentan como disciplinas científicas muy distintas. Su objeto de estudio y su metodología son diferentes, la Física se ocupa normalmente de sistemas modelados que se pueden caracterizar por unos pocos parámetros, con énfasis siempre en las leyes que rigen su comportamiento, lo que implica la formalización matemática y el aspecto deductivo a partir de unos pocos principios generales lo que le confiere una gran potencia predictiva. La Biología por su parte, se ocupa de los sistemas más complejos que existen en el mundo físico cuyo comportamiento no se puede caracterizar con ayuda de uno pocos parámetros. La estructura, el funcionamiento y la adaptación al medio de los seres vivos están condicionados a las leyes generales de la Física, lo que constituye el nivel más básico de relación entre ambas disciplinas. La finalidad de estas dos ciencias es la misma: entender e interpretar los fenómenos naturales en término de hipótesis que puedan ser confrontadas con la experiencia y/o la observación. Concluyendo, seria absurdo pretender que entenderemos a los seres vivos si conocemos bien los procesos físicos en lo que se basa su actividad vital. Se trata de sistemas tan complejos, con una componente histórica tan fuerte, que en nuestra estado actual de conocimientos, solo es posible formular en términos físicos algunos aspecto parciales de los sistemas biológicos. Articulación con las materias del mismo año La Física es la más matematizada de las ciencias. La Física estudia fenómenos de la naturaleza, la Química utiliza algunas teorías físicas y la Física también se vale de las teorías químicas, estas dos son utilizadas en la Licenciatura en Ciencias biológicas. Hay una "biología funcional" que es mecanicista y está representada por la fisiología de todas las actividades de los organismos vivientes, que incluye todos los procesos celulares y el funcionamiento del genoma, que en última instancia se pueden explicar de forma puramente mecánica y reducir a la Química y a la Física. Objetivos Generales:

2 Lograr una formación sólida en Física Básica, adecuada a los requerimientos de la tarea profesional que desarrollaran en el futuro. Adquirir conocimientos básicos de epistemología en relación al desarrollo de la Física, sus métodos, logros y limitaciones. Desarrollar aptitudes y procedimientos que habiliten para planificar, dirigir y ejecutar trabajos experimentales sencillos. Desarrollar actitudes hacia la ciencias que generen la necesidad de una permanente actualización disciplinar y pedagógica. Promover la reflexión crítica sobre la propia tarea y el respecto por las ideas ajenas. Objetivos Específicos: La Ciencia y su Método Utilizar la metodología científica para comprender los fenómenos naturales Potenciar la construcción de una mentalidad científica. Desarrollar la capacidad de observación y de formulación de hipótesis. Habilidad para interpretar los modelos en ciencia. Presentar en forma adecuada los resultados de las mediciones experimentales, analizando las fuentes de errores teniendo cuenta las cifras significativas. Construir e interpretar gráficos con sus respectivas relaciones funcionales. Fuerza y movimiento Diferenciar magnitudes escalares y vectoriales. Diferenciar los distintos tipos de movimientos y aplicarlos a la marcha o propulsión de los seres vivos. Identificar las distintas magnitudes vectoriales. Aplicar las leyes de Newton en diferentes situaciones reales. Representar diagrama de cuerpo libre a objetos y seres vivos. Identificar distintas situaciones de equilibrio estático en objetos y seres vivos. Principios de Conservación Reconocer el concepto de trabajo según el significado físico. Relacionar los conceptos de trabajo energía. Diferenciar trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas. Aplicar el principio de conservación de la energía mecánica a sistemas inanimados y biológicos. Reconocer las distintas transformaciones energéticas en los seres vivos. Analizar situación real teniendo en cuenta la variación de la cantidad de movimiento. Sólidos y Líquidos Diferenciar los distintos estados de la materia en base a sus propiedades. Reconocer la importancia de las leyes de la mecánica de fluidos aplicadas a sistemas reales. Aplicar los principios y leyes de los fluidos en reposo, a distintas situaciones problemáticas. Reconocer los distintos modelos de flujos desde lo más simple a los más complejos. Aplicar los principios de las hidrodinámicas a sistemas biológicos concreto.

3 Diferenciar los fenómenos, de difusión, osmosis y tensión superficial, a situaciones biológicas Temperatura, Calor y Termodinámica Distinguir temperatura y energía interna. Reconocer los distintos mecanismos de propagación del calor. Identificar los efectos del calor sobre los seres vivos. Aplicar los principios de la termodinámica a los seres vivos y sistema simples. Diferenciar fuentes convencionales y no convencionales de energía. Fenómenos Ondulatorios: Ondas mecánicas. Diferenciar movimiento ondulatorio de un movimiento periódico. Identificar ondas transversales y longitudinales. Identificar las variables relevantes en el fenómeno ondulatorio. Reconocer los distintos fenómenos ondulatorios que ocurren en la naturaleza. Motivas al estudio de los efectos de la contaminación sonora en el medio ambiente. Fenómenos Ondulatorios: La luz Reconocer las características de una onda electromagnética. Promover dinámica y destreza que permitan un aprendizaje significativo de la mecánica ondulatoria de la luz y la óptica. Generar procesos cognitivos que permitan fomentar la construcción de aprendizaje en relación a la importancia de los fenómenos ondulatorio así como la naturaleza y propiedades de la luz. Analizar la visión y sus características aplicada a los seres vivos. Diferenciar las características entre los animales de visión nocturna y los de visión diurna. Reconocer la existencia de instrumentos ópticos y sus aplicaciones en diversos ámbitos de la vida cotidiana y académica. Electricidad Identificar las características atómicas de la materia y sus propiedades eléctricas. Reconocer las distintas formas de electrificar los materiales. Aplicar la ley de Coulomb para la resolución de situaciones problemáticas sencillas. Diferenciar materiales conductores y aislantes. Distinguir entre los conceptos de campo eléctricos y potencial eléctrico. Aplicar los conocimientos de campo y potencial eléctrico a problemas sencillos. Aplicar los conceptos de la electrodinámica en la resolución de situaciones problemáticas sencillas. Definir los conceptos de resistencia eléctrica. Generar procesos cognitivos que permitan plantear y resolver circuitos eléctricos sencillos. Promover dinámica y destreza que permitan un aprendizaje significativo de las leyes de la electrodinámica. Reconocer las propiedades eléctricas estudiadas en los seres vivos. Estudiar algunos casos sencillos de la electricidad de animales marinos.

4 Magnetismo Analizar las leyes del magnetismo. Reconocer las propiedades magnéticas de la materia. Analizar campo magnético generado por cargas eléctricas en movimiento. Diferencias las características de los imanes permanentes y temporales. Reconocer las relaciones entre la electricidad y el magnetismo. Programa de Contenidos Teóricos Unidad 1. La Ciencia y su Método: La Ciencias Fáticas. La Física y su relación con las otras ciencias. Los métodos de las ciencias. El sistema métrico legal argentino (SIMELA). Metrología. Incertidumbre de medición. Precisión y exactitud. Error absoluto. Cifras significativas. Error nominal. Clasificaciones de los errores. Propagación de incertidumbres. Tratamientos estadísticos de datos. Histograma. Errores estadísticos. Representación y análisis de resultados experimentales. Unidad 2. Fuerza y movimiento. Introducción histórica. Magnitudes vectoriales: Posición, desplazamiento, velocidad, aceleración, etc. Dinámica de las partículas: las Leyes de Newton. Peso y masa. Fuerzas en la naturaleza. Ley Hooke. Cinemática: Movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente variado. Movimiento circular uniforme. Estática: Cuerpo rígido en equilibrio estático. Centro de gravedad. Momento de una fuerza. Ley de gravitación universal. Reseña histórica. Campo gravitatorio. Aplicaciones biológicas y tecnológicas. Unidad 3. Principios de Conservación Cantidad de movimiento. Impulso de una fuerza. Teorema del Impulso y Cantidad de Movimiento. Conservación de la Cantidad de Movimiento. Trabajo y Potencia. Teorema del Trabajo Energía. Energía Cinética. Fuerzas conservativas y no conservativas. Energía Potencial gravitatoria y Energía Potencial elástica. Conservación de la Energía mecánica. La Energía, sus transformaciones y su flujo. Unidad 4. Sólidos y Líquidos Introducción histórica. Naturaleza atomiza de la materia. Estados de la materia. Sólidos. Fluidos. Hidrostática Densidad. Líquidos. Tensión superficial y capilaridad. Presión. Principio de Pascal. Gases. Atmósfera. La Presión atmosférica. Barómetros y manómetros. Principios de Arquímedes. Hidrodinámica: Flujo de fluidos perfectos. Ecuación de Bernoulli. Viscosidad. Flujo de fluidos viscosos. Ecuación de Pouseuille. Resistencia al avance. Difusión y osmosis. Aplicaciones biológicas y tecnológicas. Unidad 5. Temperatura, Calor y Termodinámica. Temperatura. Principio Cero de la Termodinámica. Equilibrio Térmico. Escalas termométricas. Dilatación térmica. Los Gases Perfectos: la ecuación de estado. Temperatura y energía molecular. Calor y trabajo. Reseña histórica. Equivalente mecánico de calor. Propagación del calor. Sistemas termodinámicos. Energía interna. Transformación de la energía. Degradación de la energía: Segundo principio de la termodinámica. Entropía. Fuentes convencionales y no convencionales de la energía. La energía y el cuerpo humano. Aplicaciones biológicas y tecnológicas.

5 Unidad 6. Fenómenos Ondulatorios: Ondas mecánicas. Oscilaciones. Oscilaciones simples. Péndulo simple. Energía en las oscilaciones. Oscilaciones amortiguadas y forzadas. Descripción del movimiento ondulatorio. Pulsos y ondas. Andas transversales y longitudinales. Velocidad de propagación. Efectos de los límites. Interferencias. Difracción. Energía e ímpetu en las ondas. Reflexión y refracción. Polarización de las ondas transversales. El sonido. Intensidad. Altura. Timbre. Efecto Doppler. Detector de sonido. Ultrasonidos. La contaminación sonora. Aplicaciones biológicas y tecnológicas. Unidad 7. Fenómenos Ondulatorios: La luz. La luz como fenómeno Ondulatorio. Reseña histórica. La velocidad de la luz. Índice de refracción. Reflexión, refracción y dispersión de la luz. Interferencia. Interferencia en películas delgadas. Difracción. Redes de difracción. Polarización de la luz. Óptica geométrica. Espejos planos. Lentes delgadas: convergentes y divergentes. El ojo humano. Instrumentos ópticos. Aplicaciones biológicas y tecnológicas. Unidad 8. Electricidad. Introducción Histórica. El átomo y las partículas elementales. La carga eléctrica y su conservación. Conductores y aisladores. Ley Coulomb. Campo eléctrico. Campo eléctrico debido a distribuciones de carga. Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Dipolo eléctrico. Capacidad. Efectos de los dieléctricos. Almacenamiento de la energía eléctrica. Pilas y materiales eléctricos. Corriente eléctrica. Resistencias. Superconductividad. Ley de OHM. Potencia eléctrica. Ley de Joule. Circuitos de corriente continúa. Instrumentos de medición. Seguridad eléctrica. Bioelectricidad. Aplicaciones biológicas y tecnológicas. Unidad 9. Magnetismo. Magnetismo. Reseña histórica. Imanes y campos magnéticos. Fuerzas magnéticas. Cargas eléctricas en campos magnéticos. Descubrimiento del electrón. Campos magnéticos producidos por corriente. Campo magnético terrestre. Inducción electromagnética. Ley de Faraday. Aplicaciones biológicas y tecnológicas. Programa de trabajos prácticos: Para cada unidad habrá un practico que contará de problema y ejercicios de lápiz y papel, prácticas experimentales sencillas y seminarios, a cargo de los alumnos, sobre tema relacionados con las aplicaciones de la física a la biología. Programa de Contenidos de Trabajos Prácticos Objetivos generales Que el alumno logre: Diseñar estrategias de solución a fin de resolver situaciones problemáticas que involucren los diversos fenómenos estudiados. Aplicar leyes generales de la Física a situaciones particulares. Cuestionar los resultados obtenidos al cabo de la resolución de las situaciones planteadas. Manejar adecuadamente instrumental de laboratorio destinado a las prácticas. Identificar los distintos fenómenos físicos involucrados en las experiencias realizadas. Precisar la adecuación del uso de determinado modelo físico

6 Redactar con criterio científico los informes de las experiencias realizadas. Analizar situaciones problemáticas en contextos de las Ciencias Biológicas empleando los conceptos físicos desarrollados. Actividades Resolución de situaciones problemáticas presenciales. Resoluciones de situaciones problemáticas virtuales. Desarrollo de trabajos experimentales Discusiones de situaciones problemáticas en Foro (virtual). Discusión de las conclusiones de las situaciones planteadas en foro. Trabajos Prácticos desarrollados durante el dictado de la Asignatura: Trabajo. Practico Unidad 1 La Ciencia y su Método 2 Fuerzas y Movimiento 3 Trabajo Energía. Principios de Conservación 4 Sólidos y Líquidos 5 Temperatura, Calor y Termodinámica. 6 Fenómenos Ondulatorios: Ondas Mecánicas 7 Fenómenos Ondulatorios: La luz 8 Electricidad 9 Magnetismo. MODALIDAD DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Entorno de la asignatura Pertenece al grupo de asignaturas básicas, es decir brinda los conceptos básicos e introductorios formales de mecánica, termodinámica, electricidad, magnetismo y óptica. Estrategias Promover la participación activa de los alumnos en las clases de teoría, resolución de problemas y de prácticas de laboratorio. Promover la integración teoría y práctica Promover la autoevaluación permanente Proponer estrategias docentes que ayuden a generar el necesario cambio conceptual. Tomamos como referente teórico para la planificación de las actividades un modelo de aprendizaje reticular e integrador que contemple cambios en las distintas dimensiones (conceptual, procedimental, actitudinal y ontológico) que se articulan e interrelacionan en el proceso de construcción del conocimiento, y que también incorpore aspectos epistemológicos de la Física. Actividades didácticas

7 1) - Desarrollo de las clases según el siguiente esquema: a. Clases teóricas dialogadas. b. Clases prácticas integradas. c. Clases de consultas. 2) Implementación de trabajos prácticos que favorezcan el aprendizaje significativo 3) Búsqueda bibliográfica de temas de interés que son afines al contenido y actuales Evaluaciones parciales. a. La clase Teórica representa el espacio en el que se desarrolla la actividad elegida para la adquisición de conceptos por parte de los alumnos y consiste en la presentación expositiva de los mismos. Los temas son desarrollados siguiendo el siguiente esquema: una introducción para activar en los alumnos los conocimientos previos, una organización jerárquica, una ejemplificación y alguna aplicación a casos prácticos, es decir, a partir de una situación problemática de la vida real compatible con el tema a desarrollar e intentando establecer un dialogo con los alumnos, a fin de identificar claramente el problema a trabajar, y luego, avanzar de manera formal, con el apoyo de desarrollos matemáticos sencillos si fuera necesario, poniendo énfasis en los conceptos físicos fundamentales involucrados y sus aplicaciones biológicas. En los casos que sea posible se empleará a modo de hilo conductor un caso concreto de aplicación de los conceptos analizados. Así, específicamente en los temas de Mecánica se trabajará en fuerzas y movimiento con el mismo mecanismo a fin de analizarlo desde distintos puntos de vista, para una posterior integración de los mismos. b. La Clase Práctica constituye el espacio en el que se desarrollan las actividades destinadas a la integración efectiva de los conceptos, estimulación de habilidades y desarrollo de destrezas. Se desarrollarán según la modalidad de aula taller, a fin de lograr una integración de las clases prácticas de problemas y las pocas experiencias de laboratorio que se puedan realizar (ya que se deben tratar muchos contenidos en muy poco tiempo) organizadas en torno a un proyecto concreto de trabajo, en el que se contempla además el análisis de situaciones de la vida diaria, de interés biológico que cumplen una función de mediación entre la teoría y la práctica. La ejecución de las actividades es compartida entre el profesor y los alumnos siendo la función del docente fundamentalmente la de orientador. Se contempla una instancia de autoevaluación y por ello el material didáctico cuenta con actividades específicas, las que deben ser resueltas por los alumnos de manera independiente y en horario extra clase. Posteriormente, en una instancia grupal, previo al desarrollo de los trabajos prácticos se realiza una puesta en común de manera de que los alumnos puedan realizar un control de sus avances y tomar conciencia de sus dificultades. c. La Clase de consulta constituye un espacio en el que los alumnos pueden contar con la orientación necesaria para superar sus dificultades en los temas desarrollados en las clases, donde puedan realizar consultas sobre estrategias para resolver situaciones problemáticas, redacción de informes, etc. d. Actividades Virtuales: Algunas actividades se trabajaran en el aula virtual. RECURSOS DIDÁCTICOS

8 Recursos docentes El área curricular Física Biológica cuenta con una Profesora Adjunta dedicación exclusiva, un auxiliar docente graduado semi dedicación y una ayudante estudiantil. Recursos o Materiales Auxiliares Material didáctico, contempla los siguientes aspectos: Temario: contenidos a desarrollar Objetivos específicos: que se pretenden alcanzar en cada unidad temática. Bibliografía específica: correspondiente a cada tema Desarrollo: Breve exposición de conceptos teóricos fundamentales para el desarrollo de las actividades previstas. Autoevaluación: Cuestiones a ser respondidas por el alumno cuando efectúa su aprendizaje individual, fuera de clase y que le permiten apreciar su estado de avance en el tema abordado. Actividades: situaciones problemáticas y experimentales que deben ser abordadas en equipos de trabajo de no más de 5 estudiantes. Las actividades son planificadas de manera que orienten y promuevan la actividad de los alumnos, de manera de favorece al máximo la interacción, el nivel de participación y la creatividad necesarios para enfrentar situaciones no familiares y abiertas. Material audiovisual que disponen los docentes. Para los trabajos experimentales: Equipamiento y material de laboratorio de la Cátedra de Física. Equipamiento de bajo costo. Equipamiento del laboratorio informático. Las clases prácticas experimentales y de problemas se programan en función del material experimental y de apoyo existente. SISTEMAS DE EVALUACIÓN Desde la base que la evaluación es un proceso integral que acompaña al de enseñanza y es coherente con él, y de acuerdo al momento en que se la ejecute, se pretende realizar evaluaciones diagnóstica, formativa y sumativa. a. Evaluación diagnóstica, al inicio del dictado del curso, tendiente a indagar el dominio de los alumnos y las destrezas mínimas necesarias para iniciar el estudio riguroso de la Física, en particular los relacionados con los contenidos a desarrollarse, se realiza una indagación previa de los conocimientos que los alumnos ya poseen de los contenidos del curso antes de iniciar el mismo e identificar preconcepciones. b. Evaluación formativa, se realiza durante el desarrollo de los temas, a fin de brindar información sobre la marcha del proceso enseñanza aprendizaje, y por ello, en esta instancia la evaluación no sólo se realiza para la constatación de conocimientos sino para permitir a los alumnos detectar sus fallas, concepciones alternativas y a la vez al profesor, detectar dificultades y realizar los ajustes necesarios en la marcha del proceso. Se prevé varias instancias, al inicio de las clases de trabajos prácticos y en la entrega de informes.

9 c. Evaluación sumativa, se efectúa al término de núcleos temáticos y del curso académico de manera de obtener comprobación de productos del aprendizaje. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Manejo pertinente de los conceptos y vocabulario específico de la materia. Habilidad del alumno para resolver problemas mediante la aplicación de los conceptos básicos desarrollados en la materia y para fundamentar la validez de los mismos. Capacidad del alumno para transferir los conceptos adquiridos a diferentes situaciones planteadas de la vida real. Destreza del alumno en la utilización y aplicación de las técnicas experimentales SISTEMA DE ACREDITACIÓN Condición de regularidad El alumno deberá: Aprobar el 80% de los trabajos teóricos prácticos y prácticos realizados Tener 75% de asistencia a los trabajos prácticos. Aprobar tres parciales teóricos-prácticos escritos, y/o sus recuperaciones de los contenidos desarrollados. Se prevé un examen de recuperación extraordinario para aquellos alumnos que hayan desaprobado la primera recuperación de uno de los parciales. Aprobación de la asignatura El alumno debe aprobar un examen final integral, individual y escrito; que contemplará aspectos teóricos, ejemplos y aplicaciones prácticas. La Aprobación de la Asignatura está sujeto al marco normativo que en el momento se encuentre vigente, regido por los distintos instrumentos legales administrativos formulados por la Universidad Nacional de Tucumán. Bibliografía CROMER, A. Física para las ciencias de la vida. Reverté (1984). Ed. Barcelona. España. DAVID JOU y OTROS. Física para la ciencia de la Vida. McGraw Hill. (1994). Ed. Barcelona. España. GIANCOLI, D. Física: Principio con aplicaciones. P.H. Hispanoamérica (1997). Ed. México D.F. GIL, S. RODRIGUEZ, E. Física Recreativa. Editorial Pearson Education.(2001). Ed. Buenos Aires. Argentina HEWITT ROBINSON. Física conceptual. Editorial Addison Wesley. Ed. México D.F. HOLLIDAY, RESNICK. Fundamento de la Física. C.E.C.S.A. (1987).- TIPLER, P.A. Física. Editorial Reverté S.A. (1992). Ed. Madrid. España. KANE, J STERNHEIM, M. Física. Reverté. (1987). Editorial Reverté S.A. Barcelona. España.

10 REESE, R.L. Física Universitaria. Volúmenes I y II. Editorial Internacional Thomson. (2002). Ed. Mexico D.F. (2002) SERWAY, R. Física Aplicada a las ciencias de la Salud. Editorial MacGrill MACDONALD, S. Burns, D. Física de la Ciencia de la Vida y de la Salud. Fondo Educativo Interamericano S.A. Ed. México D.F.(1978). B.U.F. Héctor Francisco Maldonado Auxiliar docente graduado Bioq. Cristina Eugenia Alvares Profesora Adjunta Física Biológica

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