PROGRAMA DE ESTUDIO I.- DATOS GENERALES. Unidad Curricular: Laboratorio de Mecánica. Código de la Unidad Curricular: Número de Créditos: 2

Transcripción

1 I.- DATOS GENERALES Nombre de la carrera: Educación Unidad Curricular: Laboratorio de Mecánica II.- SINOPSIS PROGRAMA DE ESTUDIO Mención: Física y Matemáticas Código de la Unidad Curricular: Número de Créditos: 2 Área de Formación Especializada Prelaciones/Requisitos: No requiere Equipo de diseño: Henry Molina Régimen de Evaluación: Continua sin examen de Reparación Unidades curriculares vinculadas: Cinemática, Dinámica, Introducción al cálculo, Cálculo I, Cálculo II. N horas semanales de acompañamiento Docente: 4 N horas semanales de trabajo independiente: Esta asignatura pretende desarrollar las habilidades propias del ambiente experimental atendiendo a los cursos Cinemática y Dinámica desarrolladas en los semestres II y III. Promoviendo: a) estudio dinámico y constante dentro y fuera del aula de clase, b) el desarrollo de proyectos interdisciplinarios o transversales como medios integradores, c) el manejo de software o programas de corte científico o educativo. Esta materia es de evaluación continua.

2 III.- JUSTIFICACIÓN La unidad curricular Laboratorio de Mecánica pertenece al cuarto semestre de la carrera. Es el primero de los cursos que los estudiantes de Educación mención Física y Matemáticas toman en su carrera dentro un ambiente experimental de laboratorio controlado. Esta unidad curricular tienen por finalidad relacionar, desarrollar y comprobar por medio de la experimentación, los principios fundamentales de la física mecánica, clásica formulados en las unidades curriculares de Cinemática y Dinámica correspondientes al II y III semestre respectivamente, en particular la experimentación de fenómenos relacionados con el movimiento de los objetos y sus causas. Para el conocimiento de la física es fundamental la interacción con la realidad a través de experimentos controlados. Esta unidad curricular es un espacio que introduce al estudiante de la mención en los métodos de la ciencia, que promueve el trabajo científico, el desarrollo de métodos propios de un laboratorio experimental y el análisis y reflexión específicamente en el área de la cinemática y la dinámica a través de resultados experimentales. Consolida los conceptos, habilidades, técnicas y estrategias que los estudiantes deben haber aprendido en los cursos teóricos previos y promueve de manera particular el trabajo en equipo mediante la organización, desarrollo de prácticas de laboratorio y su evaluación por medio de informes científicos. La unidad curricular promueve: El análisis de los fenómenos físicos, como medio de comunicación e interrelación didáctica y científica. El desarrollo del pensamiento y los métodos científicos como medio para la interpretación de la realidad. El estudio de la relación entre la física teórica y la experimental para comprender y conocer la los fenómenos naturales y su repercusión sobre el ser humano. Las unidad curricular Laboratorio de Mecánica aporta herramientas concretas para la aplicación del modelo práctico reflexivo de la práctica profesional como ejes articulador, a través de la experiencia con material concreto y la oportunidad de desarrollar proyectos didácticos y elaboración de recursos de enseñanza y aprendizaje, permitiendo al estudiante hacer transferencia al aula de clases de la práctica profesional. El programa de Laboratorio de Mecánica contribuye con la competencia de aprender a aprender con calidad generando en el estudiante un proceso de reflexión sobre las estrategias de aprendizaje por medio de métodos experimentales, que le permite apropiarse de los conceptos y procedimientos propias de la física clásica. En la competencia de aprender a convivir y a servir el programa plantea la construcción compartida de conocimientos por medio del trabajo en equipos de laboratorio, y por último la unidad aporta herramientas a Aprender a interactuar en el contexto global desarrollando proyectos experimentales en relación con la didáctica de la física y la investigación dentro y fuera del campus universitario.

3 IV.- COMPETENCIAS QUE DESARROLLA LA UNIDAD CURRICULAR Competencia General: 1.G. Aprender a Aprender con Calidad Unidades de Competencia: Criterios de desempeño Indicadores de logro 1.2-Aplica los conocimientos en la práctica Identifica, plantea y resuelve problemas Selecciona la información que resulta relevante para resolver una situación Reconoce diferencias entre una situación actual y la deseada Analiza el problema y obtiene la información requerida para solucionarlo. Distingue los elementos que definen un fenómeno físico particular y el modelo físicoexperimental que permiten formular los modelos matemáticos. Identifica características del movimiento y sus causas a través del modelo científico. Hace explícito el principio físico que está implícito en el fenómeno, generando los modelos matemáticos que se infieren del análisis de los experimentos. Aplica Teorías de Errores a los diseños experimentales para visualizar y analizar la situación física. Selecciona métodos experimentales que permitan expresar y demostrar los principios físicos relacionados con el movimiento y sus causas Argumenta relación entre hipótesis establecidas en las experiencias con las teorías estudiadas de la física clásica relacionadas con el movimiento y sus causas.

4 1.6.G- Demuestra conocimiento sobre su área de estudio y profesión G-Identifica términos, definiciones y ejemplos del lenguaje técnico de la profesión. Emplea términos propios del método científico como: hipótesis, marco teórico, materiales y procedimientos experimentales, cálculos y resultados, conclusiones de experiencias prácticas. Identifica términos particulares de las teorías de cálculo de errores para las experiencias prácticas. Emplea e identifica términos relacionados con el uso de instrumentos de medición. Identifica y emplea términos técnicos relacionados con materiales propios del laboratorio de física utilizados en las experiencias de los fenómenos del movimiento y sus causas. Identifica definiciones de la física clásica en el estudio experimental de los fenómenos del movimiento y sus causas.

5 Competencia General: 3. G.- Aprender a Trabajar con el Otro Unidades de Competencia: Criterios de desempeño 3.1- Participa y trabaja en equipo Identifica roles y funciones de todos los miembros del equipo Realiza tareas establecidas por el equipo Cumple diversos roles dentro del equipo Indicadores de logro Participa activamente en la ejecución colectiva de las prácticas de laboratorio relacionados con principios físicos. Cumplen con las tareas previstas en el trabajo de equipo de laboratorio para organización y desarrollo de las experiencias, y la medición y toma de datos relacionados con principios físicos. Hace explícito, públicamente, la presentación de las discusiones en grupo en relación a los informes sobre resultados experimentales. Explica con detalle las características de la situación que se estudia y lo métodos experimentales y los resultados propuestos para su explicación. Realiza en forma individual procedimientos propios de una práctica de laboratorio.

6 3.2- Toma decisiones efectivas para resolver problemas Identifica el problema Describe físicamente, ante sus compañeros, sobre la validez o no de los resultados de experimentos físicos relacionados con fenómenos de movimiento y sus causas Analiza el problema. Contrasta las hipótesis con los resultados experimentales 4. G APRENDER a INTERACTUAR EN EL CONTEXTO GLOBAL Unidades de Competencia: Criterios de desempeño: 4.1- Maneja adecuadamente las Emplea recursos de internet como tecnologías de información y herramienta comunicacional. comunicación Indicadores de logro: Utiliza varios espacios electrónicos para la búsqueda de información que permita la elaboración de los informes científicos. Reconoce los principales buscadores. Califica las fuentes Valida la información con expertos. Conoce espacios sociales de investigadores, profesores, expertos relacionados con su área de interés.

7 4.2. G- Aplica tecnologías G- Selecciona, adapta y utiliza Utiliza recursos electrónicos para actualizadas en la práctica educativa. aplicaciones, herramientas y recursos TIC, fortalecer su proceso de propiciando un ambiente de aprendizaje basado aprendizaje, cotejar resultados y en los principios físicos de la resolución de comunicar sus avances o problemas y el trabajo en equipo. inquietudes.

8 Competencia Profesional Básica: 1. PB Asume con Autonomía su Desarrollo Personal Unidades de Competencia: Criterios de desempeño: 1.1. PB- Es un pensador critico PB- Participa en debates y formula preguntas significativas que aclaren varios puntos de vista Indicadores de logro: En función de las observaciones y estudio de los fenómenos físicos donde se evidencien los conceptos, leyes y principios de la cinemática, discierne sobre resultados de experiencias de laboratorio relacionadas con la cinemática y la dinámica PB- Identifica, analiza y sintetiza información sobre el medio en el que convive, con el objeto de responder interrogantes planteadas. Discute y valida los argumentos realizados por otros en función de los requerimientos experimentales y sus resultados PB- Desarrolla su pensamiento lógico Aplica leyes y construye Ecuaciones y modelos Físicos a partir de resultados experimentales.

9 Competencia Profesional Básica: 3. PB Desarrolla su Acción Didáctica con Eficiencia y Efectividad Unidades de Competencia: 3.5.PB- Aplica tecnologías actualizadas en la práctica educativa. Criterios de desempeño PB- Selecciona, adapta y usa aplicaciones, herramientas y recursos TIC, propiciando un ambiente aprendizaje basado en la resolución de problemas y el trabajo en equipo. Indicadores de logro Utiliza recursos electrónicos para fortalecer su proceso de aprendizaje, Observar simulaciones físicas para comparar diversos resultados experimentales.

10 Competencia Profesional Específica 4.PE- Emplea sus conocimientos en física para interpretar la dinámica científica y tecnológica en un contexto global. Unidades de Competencia: 4.1. Domina la epistemología de la física, sus teorías y métodos. Criterios de desempeño Comprende la diferencia entre principios, leyes y teorías física asociadas a las diferentes áreas del conocimiento científico y tecnológico. Indicadores de logro Hace explícita la diferencia entre conceptos, teorías, leyes y experimentos. Utiliza las cantidades fundamentales y derivadas que se requieren para expresar las leyes físicas. Reconoce y experimenta con diversos patrones de medición Resuelve problemas en cada una de las áreas que constituyen el objeto de estudio de la física Utiliza los símbolos adecuados para reconocer las magnitudes físicas escalares y vectoriales, presentes en un problema. Utiliza y Analiza los gráficos de posición tiempo, velocidad tiempo, aceleración tiempo, para la resolución de problemas de, Movimiento lineal y Parabólico, Gráficos fuerza masa, Fuerza aceleración. Utiliza las leyes de la cinemática en experimentos físicos relacionados con el movimiento y sus causas.

11 Comprende la relación entre los principios, leyes y teorías física asociadas a los fenómenos del universo. Argumenta los resultados de las experiencias. Compara los principios, leyes y teorías estudiadas con las experiencias prácticas Diseña actividades experimentales para verificar y/o utilizar las leyes o principios de la cinemática Diseña actividades experimentales para verificar y/o utilizar las leyes o principios de la dinámica Demuestra habilidad en el uso de equipos y materiales de laboratorio en el área de estudio. Desarrolla montajes experimentales para verificar los modelos matemáticos que representan los fenómenos de movimiento lineal, parabólico y armónico. Diseña y aplica proyectos sencillos para presentar experimentalmente las características del movimiento. Desarrolla montajes experimentales para verificar las Leyes de la Dinámica de Newton relativas a las causas del movimiento. Diseña y aplica proyectos sencillos para presentar experimentalmente las características de las Fuerzas y la aplicación de las leyes de Newton a la Dinámica Usa correctamente la regla, el vernier, el cronómetro, el tornillo micrométrico y conoce sus aplicaciones y apreciaciones. Conoce y aplica en forma segura, montajes para experimentos de movimiento y dinámica. Relaciona las teorías físicas con los

12 4.2. Comprende el comportamiento de la naturaleza Describe y explica los conceptos de la física y los relaciona con fenómenos de la naturaleza. resultados experimentales de los fenómenos de movimiento lineal, parabólico, armónico y los de dinámica. Aplica y elabora propuestas de experiencias físicas creativas al alcance de de todos: personas de cualquier edad y nivel educativo. Diseña experiencias físicas que consolidan el pensamiento hipotético y la experimentación Muestra sus conocimientos de principios, leyes y teorías generales de la física clásica y moderna Describe y analiza los resultados de las experiencias en informes científicos donde relaciona los resultados experimentales con las teorías de la física clásica. 4.3 Demuestra actitud constructiva ante la física Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea hipótesis necesarias para responderlas. Identifica y relaciona las variables en las experiencias de laboratorio de cinemática y dinámica para responder a las hipótesis planteadas en los objetivos de la práctica experimental. Identifica los métodos de teoría de errores a aplicar en el estudio de las variables experimentales. Presenta conclusiones que relacionan las hipótesis, el marco teórico y los resultados experimentales

13 V.- CONTENIDOS: LA FÍSICA Y SU MEDICIÓN. CONCEPTUALES Patrones de longitud, masa y tiempo Sistemas de Medidas. Instrumentos de Medición. PROCEDIMENTALES Utilización de los diferentes patrones de medida en la experimentación de fenómenos físicos. Lectura, calibración y empleo de instrumentos de medición. Cálculo de la apreciación de Cálculo de apreciación de la regla, el instrumentos de medición. vernier, el tornillo micrométrico y el Teoría de Errores. cronómetro. Medidas de Dispersión. Elabora gráficas lineales, Cifras significativas exponenciales y potenciales del Operaciones con cifras fenómeno de cinemática y dinámica. significativas. Elabora curvas de aproximación Cálculo de errores experimentales de medidas directas e indirectas. teórica de los resultados experimetales. Aplica el método de los mínimos Gráficas y funciones cuadrados a los resultados experimentales. experimentales Aproximación teórica de curvas experimentales. Método de Mínimos Cuadrados. ACTITUDINALES Valoración del medio ambiente donde ocurren los fenómenos físicos estudiados, entendiéndose el impacto que el ser humano puede causar sobre su entorno inmediato y sobre el planeta. Curiosidad por indagar y explorar sobre el significado de los métodos y términos propios de la ciencia. Curiosidad por indagar y explorar los instrumentos y sus características. Sensibilidad e interés por la seguridad en el manejo de materiales de alta tecnología. Rigor en la utilización precisa de los símbolos y técnicas en el manejo de instrumentos de medición. Interés por el uso de métodos científicos Confianza en las propias capacidades y gusto por la exploración científica Gusto por la presentación ordenada y clara de los cálculos y de sus resultados.

14 V.- CONTENIDOS: FUNCIONES EXPERIMENTALES DEL MOVIMIENTO. CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES Determinación experimental de las Organización de montajes características del Movimiento en una dimensión experimentales para el estudio del fenómeno del movimiento Determinación experimental de las Uso adecuado y seguro de características del Movimiento bajo la acción de la Gravedad. Determinación de la aceleración de gravedad. instrumentos de medición propios de los fenómenos de movimiento. Lectura adecuada y precisa de los instrumentos de medición. Determinación experimental de las Análisis de resultados características del Movimiento en dos dimensiones Análisis Cinemática del experimentales de fenómenos de movimiento. Cálculo de la teoría de Errores Movimiento Oscilatorio. aplicada a los resultados experimentales de fenómenos de movimiento. Elaboración de Informes técnicos de laboratorio. ACTITUDINALES Valoración del medio ambiente donde ocurren los fenómenos físicos estudiados, entendiéndose el impacto que el ser humano puede causar sobre su entorno inmediato y sobre el planeta. Curiosidad por indagar y explorar los procedimientos experimentales para el estudio del movimiento. Curiosidad por indagar y explorar sobre el significado de los métodos y términos propios del estudio de los fenómenos de movimiento. Curiosidad por indagar y explorar los modelos de estudio de la cinemática. Sensibilidad e interés por la seguridad en el manejo de materiales de alta tecnología. Rigor en la utilización precisa de los términos y símbolos propios del estudio de la cinemática. Interés por el uso de métodos científicos Confianza en las propias capacidades y gusto por la exploración científica

15 V.- CONTENIDOS: COMPROBACIÓN DE LAS LEYES DE LA DINÁMICA DE NEWTON. CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES Demostración de la Relación masa Organización de montajes aceleración en el movimiento con aceleración constante. experimentales para el estudio de las leyes de la dinámica. Determinación del Coeficiente de Uso adecuado y seguro de Roce Estático Determinación del Coeficiente de Roce Dinámico Cálculo experimental de las Fuerza en sistemas Estáticos. instrumentos de medición propios de experiencias donde se aplican cargas de fuerza. Lectura adecuada y precisa de los instrumentos de medición en las experiencias de fuerzas dinámicas y estáticas. Análisis de resultados experimentales de aplicaciones de fuerzas. Cálculo de la teoría de Errores aplicada a los resultados experimentales de aplicación de fuerzas. Elaboración de Informes técnicos de laboratorio. ACTITUDINALES Valoración del medio ambiente donde ocurren los fenómenos físicos estudiados, entendiéndose el impacto que el ser humano puede causar sobre su entorno inmediato y sobre el planeta. Curiosidad por indagar y explorar los procedimientos experimentales para el estudio de fuerzas dinámicas y estáticas. Curiosidad por indagar y explorar sobre el significado de los métodos y términos propios del estudio de fuerzas. Curiosidad por indagar y explorar los modelos de estudio de la dinámica. Sensibilidad e interés por la seguridad en el manejo de materiales de alta tecnología. Rigor en la utilización precisa de los términos y símbolos propios del estudio de la dinámica. Interés por el uso de métodos científicos Confianza en las propias capacidades y gusto por la exploración científica

16 V.- CONTENIDOS: COMPROBACIÓN DE LOS PRINCIPIOS DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA Y MOMENTUM LINEAL CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES Demostración del Principio del Organización de montajes Trabajo y la Energía. experimentales para el estudio de Demostración del Principio de los Principios de Trabajo, Energía y Conservación de la Cantidad de Cantidad de Momentum lineal. Movimiento para choques frontales. Uso adecuado y seguro de instrumentos de medición propios de experiencias trabajo y energía. Lectura adecuada y precisa de los instrumentos de medición en las experiencias de trabajo, energía y momentum lineal. Análisis de resultados experimentales de trabajo, energía y momentum lineal. Cálculo de la teoría de Errores aplicada a los resultados experimentales de trabajo, energía y momentum lineal. Elaboración de Informes técnicos de laboratorio. ACTITUDINALES Valoración del medio ambiente donde ocurren los fenómenos físicos estudiados, entendiéndose el impacto que el ser humano puede causar sobre su entorno inmediato y sobre el planeta. Curiosidad por indagar y explorar los procedimientos experimentales para el estudio de trabajo, energía y momentum lineal. Curiosidad por indagar y explorar sobre el significado de los métodos y términos propios del estudio de trabajo, energía y momentum lineal. Curiosidad por indagar y explorar los modelos de estudio de trabajo, energía y momentum lineal. Sensibilidad e interés por la seguridad en el manejo de materiales de alta tecnología. Rigor en la utilización precisa de los términos y símbolos propios del estudio de trabajo, energía y momentum lineal. Interés por el uso de métodos científicos Confianza en las propias capacidades y gusto por la exploración científica

17 VI.- ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y DE APRENDIZAJE SUGERIDAS En el tiempo de acompañamiento docente: Revisión de conocimientos previos de los estudiantes. Reformulación y corrección de los temas que están siendo estudiados. Mediación de aprendizajes durante actividades colaborativas y grupales en el desarrollo de prácticas de laboratorio. Asignación de lecturas para consolidad marcos teóricos relacionados con las prácticas de laboratorio. Organización del Proyecto encuentro con la ciencia Aprendizaje Basado en diseños experimentales, demostraciones y simulaciones, como vía para desarrollar las competencias relacionadas con análisis de fenómenos físicos relacionados con la cinemática y la dinámica. Uso de materiales de laboratorio. Montaje de experimentos controlados. Mediación en el aprendizaje de técnicas de laboratorio. Mediación en el aprendizaje de técnicas para la elaboración y análisis de informes científicos. En el tiempo de trabajo independiente: Búsqueda de información para la elaboración de marcos teóricos. Participar en el Encuentro con la Ciencia diseñado para promover las competencias investigativas y de expresión escrita y oral. Analiza y grafica fenómenos físicos experimentales. Elabora informes científicos con la aplicación de teoría de errores. Desarrolla las lecturas sugeridas por el profesor.

18 VII. ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN SUGERIDAS: Organización y ejecución de prácticas de laboratorio. Desarrollo de Proyectos didácticos para la demostración o simulación de fenómenos físicos de cinemática y dinámica. Elaboración de Informes Científicos.

19 VIII.-FUENTES DE CONSULTA Bibliográficas FÍSICA ( TOMOS I y II ). M. ALONSO y E. FINN. Editorial Addison Wesley. Madrid FÍSICA ( TOMOS I y II ), (5ª Edición). P.A. TIPLER. Editorial Reverté. Barcelona, España FÍSICA ( TOMOS I y II ), (11ª Edición). SEARS y otros. Editorial Pearson Addison Wesley Longman. México FÍSICA ( TOMOS I y II ), (6ª Edición). R.A. SERWAY. Editorial Thomson. México FUNDAMENTOS DE FÍSICA (Volumen I). HALLIDAY - RESNICK. Editorial Continental. México FÍSICA. GETTYS, KELLER y SKOVE. Editorial. Mc. Graw Hill. Madrid EXPERIMENTOS PARA HACER EN CASA. RESPUESTAS A LOS CURIOSOS. ISABEL AMATO Y CHRISTIAN ARNOULD. Editorial B. Barcelona FÍSICA RECREATIVA. Y. PERELMAN. Editorial Rubiños 1860, Madrid, TEORÍA DE ERRORES Y SUS APLICACIONES. VINCENZO GIAMBERARDINO. Editorial Reverté. Caracas, Electrónicas: bohr.fcu.um.es/miembros/rgm/ centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/rincon-c/rincon.htm