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

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1 I.- DATOS GENERALES Nombre de la carrera: Educación Unidad Curricular: Laboratorio de Calor y Fluídos 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, Calor y Fluidos, Laboratorio de Mecánica, Cálculo I, Cálculo II. N horas semanales de acompañamiento Docente: 3 N horas semanales de trabajo independiente: Esta asignatura pretende desarrollar las habilidades propias del ambiente experimental atendiendo a los curso de Calor y Fluido desarrollado IV semestre. 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 Calor y Fluidos pertenece al quinto semestre de la carrera. Es el segundo curso que los estudiantes de Educación mención Física y Matemáticas toman dentro un ambiente experimental de laboratorio controlado. Esta unidad curricular tienen por finalidad relacionar, desarrollar y comprobar por medio de la experimentación, los fundamentos de la Mecánica de Fluidos y los Principios y Leyes de la Termodinámica en relación con los contenidos de la materia Calor y Fluido del IV semestre, en particular la experimentación de fenómenos relacionados con la Presión Hidrostática, el movimiento de fluidos y la transferencia de energía calórica. Para el conocimiento de la física es fundamental la interacción con la realidad a través de experimentos controlados. Esta unidad curricular es un espacio para que el estudiante de la mención continúe familiarizándose con 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 Mecánica de los Fluidos y los fenómenos relacionados con la energía calórica, 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 Calor y Fluidos 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 Calor y Fluidos Laboratorio de Calor y Fluidos 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 1.6.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 Física relacionados con el estudio de los Fluidos y el Calor. Emplea 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 de la Hidrostática y el Calor. Competencia General: 2. Asume con Pro actividad su Desarrollo profesional Unidades de Competencia: 2.1 Demuestra compromiso con su profesión Criterios de desempeño Gestiona su aprendizaje con autonomía y compromiso para ampliar su formación cultural a fin de enfrentar con acierto los diferentes desafíos del mundo actual Utiliza las Tic para su formación permanente y desarrollo profesional. Indicadores de logro Relaciona su actividad en Laboratorio con el rol del docente como motivador a la investigación y aporte científico a la sociedad. Busca información en la web para relacionar su actividad en laboratorio con proyectos científicos viables para la enseñanza de la ciencia.

4 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. Indicadores de logro Participa activamente en la ejecución de diversas funciones en el desarrollo de las prácticas de laboratorio relacionados con principios físicos Realiza tareas establecidas por el equipo. Cumple 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 Cumple diversos roles dentro del equipo Describe las metodologías experimentales, las técnicas de medición y los resultados de experimentos físicos relacionados con fenómenos.

5 Unidades de Competencia: 3.2- Toma decisiones efectivas para resolver problemas Criterios de desempeño: Identifica el problema Indicadores de logro: Contrasta las hipótesis con los resultados experimentales Analiza el problema. Analiza en los informes de laboratorio los resultados experimentales en función del marco teórica Competencia General: 4. G Aprender a interactuar en el contexto global Unidades de Competencia: 4.1- Maneja adecuadamente las tecnologías de información y comunicación Criterios de desempeño: Emplea recursos de internet como herramienta comunicacional. 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 científicas. Valida la información con expertos. Conoce espacios sociales de investigadores, profesores, expertos relacionados con su área de interés.

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

7 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 físicas asociadas a las diferentes áreas del conocimiento científico y tecnológico Resuelve problemas en cada una de las áreas que constituyen el objeto de estudio de la física Comprende la relación entre los principios, leyes y teorías física asociadas a los fenómenos del universo Diseña actividades para verificar y/o utilizar las leyes o principios del Termodinámica y los principios de la mecánica de fluidos. 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. Utiliza los símbolos adecuados para reconocer las magnitudes físicas escalares y vectoriales, presentes en un problema. Utiliza y Analiza los gráficos que permiten estudiar los fenómenos de la termodinámica. Utiliza y Analiza los gráficos que permiten estudiar los fenómenos de la Hidrostático. Utiliza las leyes de la Termodinámica y la Colorimetría en experimentos físicos relacionados con estos fenómenos Argumenta los resultados de las experiencias. Compara los principios, leyes y teorías estudiadas con las experiencias prácticas. Desarrolla montajes experimentales para verificar las leyes y principios de la Termodinámica y la Hidrostática. Diseña y aplica proyectos sencillos para presentar experimentalmente las características de los sistemas termodinámicos y los sistemas donde se transfiere calor.

8 4.2. Comprende el comportamiento de la naturaleza 4.3 Demuestra actitud constructiva ante la física Demuestra habilidad en el uso de los equipos y materiales de laboratorio en el área de estudio Describe y explica los conceptos de la física y los relaciona con fenómenos de la naturaleza Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea hipótesis necesaria para responderlas. 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 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 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

9 V.- CONTENIDOS: UNIDAD I: Hidrostática y Cinemática de Fluidos. CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES Determinación experimental de la Organización de montajes relación Presión, la Densidad y experimentales para el estudio de Profundidad en un líquido. fenómeno Hidrostáticos y Demostración experimental del cinemática de fluidos. Principio de Arquímedes. Uso adecuado y seguro de Demostración del Principio de instrumentos de medición propios Pascal en la Prensa Hidráulica. Verificación experimental de las de los fenómenos Hidrostáticos y cinemática de fluidos. variables del Principio de Bernoulli. Lectura adecuada y precisa de los Determinación experimental de las instrumentos de medición. características del movimiento de Análisis de resultados un fluido. experimentales de Hidrostáticos y cinemática de fluidos. Cálculo de la teoría de Errores aplicada a los resultados experimentales de fenómenos Hidrostáticos y cinemática de fluidos. 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 Hidrostáticos y cinemática de fluidos. Curiosidad por indagar y explorar sobre el significado de los métodos y términos propios del estudio de los fenómenos de Hidrostáticos y cinemática de fluidos. Curiosidad por indagar y explorar los modelos de estudio de la Hidrostática y cinemática de fluidos. 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 Hidrostática y cinemática de fluidos. Interés por el uso de métodos científicos Confianza en las propias capacidades y gusto por la exploración científica

10 V.- CONTENIDOS: UNIDAD II: Temperatura y Energía Térmica. CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES Organización de montajes Determinación del Calor Específico de líquidos y sólidos. experimentales para el estudio de las leyes de Calorimetría. Determinación del Coeficiente de Uso adecuado y seguro de Dilatación térmica lineal y instrumentos de medición propios volumétrica. de experiencias donde ocurre Determinación del equivalente intercambio de calor. mecánico de calor. Lectura adecuada y precisa de los Determinación del equivalente eléctrico de calor. instrumentos de medición en las experiencias Calor y Temperatura. Determinación del Coeficiente de Análisis de resultados Conductividad Térmica. experimentales donde interviene transferencia de calor. Cálculo de la teoría de Errores aplicada a los resultados experimentales donde interviene transferencia de calor. 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 la Termodinámica y el Calor. Curiosidad por indagar y explorar sobre el significado de los métodos y términos propios de la Termodinámica y el Calor. Curiosidad por indagar y explorar los modelos de estudio de la Termodinámica y el Calor. 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 Termodinámica y el Calor. Interés por el uso de métodos científicos Confianza en las propias capacidades y gusto por la exploración científica.

11 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 de un Proyecto para la enseñanza de contenidos experimentales en la física. Aprendizaje Basado en diseños experimentales, demostraciones y simulaciones, como vía para desarrollar las competencias relacionadas con análisis de fenómenos físicos relacionados con la Termodinámica y el Calor. 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. Participación en encuentros científicos para promover las competencias investigativas y de expresión escrita y oral. Análisis grafico fenómenos físicos experimentales. Elaboración de informes científicos con la aplicación de teoría de errores. Realizar lecturas sugeridas por el profesor.

12 VII. ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN SUGERIDAS: Organización y ejecución de prácticas de laboratorio. Seminarios expositivos. Desarrollo de Proyectos didácticos para la demostración o simulación de fenómenos físicos relacionados con la Termodinámica y el Calor. Elaboración de Informes Científicos.

13 VIII.-FUENTES DE CONSULTA Bibliográficas FÍSICA ( TOMOS I y II ), (5ª Edición). P.A. TIPLER. Editorial Reverté. Barcelona, España FÍSICA UNIVERSITARIA (11ª Edición). SEARS y otros. Editorial Pearson Addison Wesley Longman. México FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA, (6ª Edición). R.A. SERWAY. Editorial Thomson. México FUNDAMENTOS DE FÍSICA (Volumen I). HALLIDAY - RESNICK. Editorial Continental. México FUNDAMENTOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. INCROPERA, FRANK P. DEWITT, DAVID P. Editorial Pearson Prentice Hall. México 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