UNIVERSIDAD DE LA SALLE VICERRECTORÍA ACADÉMICA
Coordinación de Currículo Departamento: Ciencias Básicas
Identificación del Espacio Académico
Nombre del Espacio Académico: Física III Código: CBR20
Área Curricular
Fundamentadora X Profesional___ Complementaria___ Praxis Investigativa___
Tipo de Espacio Académico: Común X Programa___ Facultad___
Electiva: Disciplinar__ Facultad__ Interdisciplinar__
Periodo Académico: Segundo Año: 2013
Número de Créditos: 4 HP: 6 HI: 6
Horario: Teo.: Lab.: Modalidad: Presencial
Profesor:
Articulación y Pertinencia con la Macrocompetencia, Núcleo y Praxis Investigativa
La facultad del Hombre para pronosticar, a partir del conocimiento profundo de la amplia y compleja gama de fenómenos naturales, así como de los modelos interpretativos de carácter matemático que ha concebido para representarlos, es una herramienta muy acertada en campos como la ingeniería, el desarrollo tecnológico y la ciencia en general, porque permite ampliar la disponibilidad y alternativas de transformación de los sistemas naturales y sus recursos, sus estructuras y sus procesos propios; evaluar su perdurabilidad, optimizar los procedimientos de aprovechamiento implicados para conseguir una mayor eficiencia y eficacia en su uso. Esta capacidad de prever a partir de escenarios probables en los sistemas, facilita el diseño y permite el control de los factores significativos involucrados en una problemática específica, estimula la capacidad de asombro y la creatividad, promoviendo con ello la innovación. Llegar a esto exige del sujeto del conocimiento (el estudiante), el ser capaz, en primera instancia, de familiarizarse, luego de asimilar y posteriormente apropiar, la concepción actual que se tiene de las leyes fundamentales y las complejas reglas que gobiernan los fenómenos en la naturaleza y por ende de los modelos explicativos que las sintetizan. Así, el estudiante en esta etapa, deberá tener competencia para analizar, sintetizar, deducir, inducir y finalmente explicar, argumentar y pronosticar a partir de los modelos de oscilador, onda y sistema termodinámico, de acuerdo con las leyes y reglas que rigen su funcionamiento y mutua interacción (Ecuación diferencial armónica, Función de onda armónica, Ecuación de onda, Ley cero de la Termodinámica, Primera ley de la Termodinámica y Segunda ley de la Termodinámica). Bajo las premisas anteriores, un estudiante cumpliría los requisitos mínimos para aplicar el esquema coherente y unificado de las leyes naturales, como principios que constituyen su acción como profesional, por ejemplo, en la Ingeniería o en las Ciencias. De ahí se deriva, como propósito último y a largo plazo, que el futuro profesional pueda llegar a ser lo suficientemente competente como para efectuar algunas operaciones, a saber: el diseño racional, la ejecución óptima, la previsión de los fenómenos naturales, la administración científica, el planeamiento estratégico, la gerencia de proyectos, la innovación tecnológica y la generación de conocimiento, entre otras.
Por otra parte, las metodologías de aprendizaje, concebidas para la generación de un pensamiento de índole científica, deben comprometerse en el aula con actividades en las cuales se manipulan datos, se controlan variables, se inducen modelos o se deducen casos de aplicación particular de los mismos, se pronostica (o simplemente interpola y extrapola cuando se trata de procedimientos con menor nivel de rigor) a partir de dichos modelos y en general se busca explicar y argumentar de manera crítica el acuerdo (cualitativo y cuantitativo) de los modelos, con la realidad descrita por las observaciones directas y la experimentación. Este modo particular de proceder apunta a que el estudiante acopie una serie de destrezas y actitudes, así sea en forma incipiente, que son más propias de un investigador, es decir, que acceda a una familiarización con el método científico.
Intencionalidad Formativa (PEUL y EFL)
coyunturas político-sociales, que los impulsan. El propósito de involucrar éste aspecto en la construcción del conocimiento, es formar en los futuros profesionales e investigadores, la capacidad de distinguir la ciencia auténtica de la pseudociencia, la investigación profunda de la superficial, para que se tome una distancia crítica dentro de los programas de investigación, desde la cual sea posible reconocer los errores y sugerir los nuevos enfoques. Desde el punto de vista del sujeto que aprende, el problema fundamental es su relación con el objeto, que se cimenta en la naturaleza y el carácter de la interacción cognoscitiva, así como en las particularidades de los elementos que intervienen en esta relación y debe estar centrada y caracterizada fundamentalmente por una mediación y facilitación de acompañamiento fraterno, enfocada hacia la formación humana integral y sostenible (perecedera), hacia la apropiación de valores humanos (respeto, tolerancia, solidaridad, honestidad, entre otros), así como hacia el reconocimiento de la singularidad de la persona, la riqueza de sus potencialidades y la autonomía y responsabilidad frente a su propia formación. Debe apostarle a la sensibilización de los estudiantes, sobre todo ante los contextos de exclusión que padecen grandes segmentos de la población colombiana, socio-económicamente menos favorecidos.
También deberá cultivar la capacidad de asombro y de discernimiento, la reflexión indagadora frente a la comprensión de las tendencias del mundo, de la ciencia y de la cultura en su sentido más profundo, para que su espíritu escrutador trascienda la mera cotidianidad. Privilegiar la inteligencia y el afecto, de tal manera que se mueva el corazón de los estudiantes hacia el amor por el conocimiento, al gozo frente a la búsqueda por el “sentido de la verdad” en los fenómenos de la naturaleza, a encontrar nuevas aproximaciones a ellos y poder compartir su experiencia en un nivel público con los demás, especialmente para que de ella emanen acciones con impacto social o incluso político. El enfoque de aprendizaje compartido a privilegiar, en perfecta consonancia con el EFL, busca contribuir al desarrollo del pensamiento crítico y analítico que conlleve a la autonomía en el hacer, al uso de la discusión racional para dirimir posturas, a la aceptación y respecto por las ideas ajenas y en especial el respeto por la autonomía de los saberes. Además, acciones que permitan la manipulación de lenguajes simbólicamente elaborados y complejos, que capaciten para contextualizar y relativizar el punto de vista propio, validarlo o descartarlo (autorreflexión y autocrítica), que impulsen a asumir tareas con cierta dosis de sacrificio y estimulen la pro actividad ante el trabajo compartido y finalmente, que impliquen obrar con responsabilidad social frente al poder que se deriva del acceso y manejo autónomo del conocimiento científico y tecnológico. Por otra parte, la posibilidad de auto cuestionarse racionalmente, abre una nueva dimensión ética apropiada para el autocontrol y sometimiento al control social de las acciones propias y sus alcances, es decir, hace consciente al individuo de la rendición de cuentas ante la sociedad. Consecuentemente fortalece la toma de decisiones con transparencia, enmarcándola con un criterio profesional y sobre todo científico.
Estos factores son afines con una metodología de Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) y particularmente se implementan a través de estrategias de resolución de problemas. En ellas están implicadas la lectura y el análisis de los escenarios en los que se presentan los problemas, así como la
identificación, búsqueda, consulta y transferencia, ésta última por parte del profesor, de la información previa con la que se debe contar para abocar dicho problema.
Se deben mostrar las distintas formas de esquematizarlo, organizar la información, plantear la solución y producir la retroalimentación pertinente, en este proceso. Una metodología complementaria que se pone en ejecución a la par con el ABP y dado que se trata de un espacio académico teórico-práctico, es la del pre-seminario, puesto que se busca que el estudiante adquiera también algunas destrezas y actitudes propias de las actividades de investigación, que en estos espacios promueven fuertemente el trabajo en grupo. Este modo de proceder se convierte entonces en una sutil estrategia didáctica en la que el estudiante se ve prácticamente abocado a ejercitarse de manera análoga a como se forma un investigador sujeto a la utilización del método científico. Es bien sabido que el método experimental tiene como claves la creatividad y el control: el uno frente a los resultados arrojados por un análisis matemático y el otro frente a los datos de donde éste proviene. Por otra parte, su actividad se basa en la posesión de unos conocimientos objetivos previos, sustentados en teorías abstractas y provisionales cuya fiabilidad -que el estudiante debe reconocer- depende en gran parte de las sutilezas del método utilizado.
Competencias integrales a desarrollar en relación con el Perfil Profesional
Interpreta y comunica ideas en el lenguaje simbólico formal de las ciencias exactas, físicas y naturales para acceder al entendimiento de un contexto de conocimientos específicos.
Analiza, identifica y discute la diferencia entre el escenario real de un fenómeno, proceso o sistema y el modelo que lo representa dentro de un paradigma científico, mediante la contrastación de hipótesis y la verificación de los supuestos que lo constituyen como teoría vigente.
Analiza críticamente situaciones problémicas, a partir de modelos teóricos (sustentados o no en datos), que le permiten establecer a través de la simulación de escenarios probables o de la experimentación, el pronóstico de los posibles impactos reales.
problemas, armonizando con otros miembros de su espacio académico, en búsqueda de consensos frente a situaciones especificas.
Evalúa las implicaciones de su actividad y las de sus similares, sobre el entorno natural, con suficiente autonomía y responsabilidad como para contribuir a acciones que propendan por un impacto favorable en pro de un desarrollo sostenible.
Ejerce la toma de decisiones que tienen impacto en su entorno social y ambiental con consideraciones éticas, a partir del diagnóstico sustentado en criterios científicos y profesionales, para garantizar eficiencia y eficacia.
Examina con argumentos metodológicos de carácter científico, la adecuada selección de recursos y procedimientos, para la ejecución exitosa de actividades en espacios de aprendizaje compartido, acogiéndose a referentes y normas de calidad.
Utiliza convenientemente materiales, equipos y recursos tecnológicos disponibles, para abocar óptimamente asuntos que exigen soluciones.
Contenidos del Espacio Académico 1.Movimiento Oscilatorio
1.1.Oscilaciones Libres
1.2.Movimiento Armónico Simple (M.A.S) 1.3.Energía del M.A.S
1.4.Oscilaciones Amortiguadas 1.5.Oscilaciones Forzadas
2.Movimiento Ondulatorio
2.1.Función de Onda 2.2.Ecuación de Onda 2.3.Energía de una Onda 2.4.Rapidez de Onda 2.5.Ondas sonoras
2.6.Intensidad y escala de decibeles 2.7.Efecto Doppler
2.8.Superposición y ondas estacionarias
3.Ondas electromagnéticas
3.1.Naturaleza de la luz 3.2.Óptica geométrica 3.3.Óptica física
4.Temperatura y propiedades térmicas de la materia
4.1.Termómetros y Escalas de Temperatura 4.2.Ley cero de la Termodinámica
4.3.Expansión Térmica 4.4.Ley de los Gases ideales
5.Primera Ley de la Termodinámica
5.1.Calorimetría y Calor latente
5.2.Trabajo y Calor en los procesos termodinámico 5.3.Mecanismos de Transferencia de Calor
6.Teoría Cinética de los Gases
6.1.Equipartición de la Energía
6.2.Función de Distribución de velocidades de Maxwell
7.Segunda Ley de la Termodinámica y Entropía
7.1.Máquina Térmica y enunciados de la Segunda ley de la Termodinámica 7.2.Refrigeradores y Bomba de calor
7.3.Máquina de Carnot 7.4.Entropía
Didáctica para el aprendizaje y desarrollo de competencias integrales en relación con el perfil
Para horas presenciales Para trabajo independiente
-Discusión conjunta con orientación del profesor, del conocimiento e información previos que se requieren, en términos de contenidos
significativos, para afrontar la resolución de problemas.
-Resolución colectiva e individual de problemas relacionados con el conjunto de fenómenos físicos, que tienen marco explicativo en el conocimiento e información discutida.
-Recolección de datos en prácticas experimentales, a partir del montaje de un escenario de fenómenos.
-Organización y reducción de datos para su posterior interpretación.
-Modelación matemática de datos.
-Simulación y pronóstico de escenarios probables a partir de modelos matemáticos.
-Examen crítico e interpretación, analítica y sintética, de resultados.
sistemas y fenómenos físicos en estudio.
-Resolución grupal e individual de problemas que acopian las aplicaciones de la información y el conocimiento relacionado, con el conjunto de sistemas y fenómenos físicos en estudio, así como las reglas y leyes que los gobiernan.
-Acceso a la asesoría en temas relevantes, como ayuda adicional en la resolución de problemas e inquietudes relacionadas (tutorías).
-Construcción de modelos (prototipos físicos, montajes, simulaciones, entre otros) que permitan al estudiante interactuar directamente con los fenómenos físicos, sus reglas y sus leyes, que subyacen a los sistemas reales.
Estrategias de evaluación para valorar el desarrollo de competencias integrales en relación con el Perfil
Elaboración y verificación de resúmenes de lecturas en formato de cuadro sinóptico, diagramas de bloques, diagramas de flujo, mapa conceptual, entre otros, para cada sesión de clase e informes de laboratorio en formato de reporte científico para cada práctica experimental.
Elaboración y entrega de reseñas críticas alrededor de temáticas específicas.
Sustentación de reseñas elaboradas y de modelos construidos, desde el marco explicativo de la Física.
Resolución y entrega de cuestionarios de preguntas y problemas, de forma grupal (quices y talleres).
Resolución y entrega de problemas y cuestionarios de preguntas, de forma individual (pruebas escritas parciales y exámenes).
Fuentes de Información y Canon de los 100 libros
Bibliografía
Libros Básicos:
Serway, R. y J. Jewett. (2008) Física para ciencias e ingeniería (Cengage Learning, México) vol. 1 y 2. Sears, F. et al. (2004) Física Universitaria (Pearson Educación. México) vol. 1 y 2.
French, A. P. (1995) Vibraciones y Ondas (Editorial Reverté. Barcelona). Libros Complementarios:
Resnick, R et. al. (2002) Física (Cecsa, México) vol. 1 y 2.
Tipler, P. (1999) Física para la ciencia y la tecnología (Editorial Reverté, S.A., Barcelona) vol. 1 y 2.
Burke, J. R. y S. M. Lea. (1998) Física: la naturaleza de las cosas (International Thomson Eds., México) vol. 1 y 2. Revistas:
Scientific American Investigación y Ciencia La Recherche
Mundo Científico Science et la Vie
American Journal of Physics Physics Today
The Sciences Libros del Canon:
March, R. (2003) Física para poetas (Siglo XXI editores, s.a. de c.v., México)
Penrose, R. (2007) El camino a la realidad (Random House Mondadori S.A. de C.V., México) Gamow, G. (2001) Biografía de la Física (Alianza Editorial, Barcelona)
Asimov, I. (1996) Understanding Physics 3 Volumes on 1(Barnes and Noble Books, U.S.A) Krauss, L. (1995) The Physics of Star Trek (Basic Books, New York)
Hecht, E. (1987) Física en Perspectiva (Addison-Wesley Iberoamericana, México) Perelman, Y. (1997) Física Recreativa (Editciones Suramérica, Bogotá)
Calle, C. (2001) Superstrings and other things: a guide to physics (IOP publishing, Bristol and Philadelphia). Smorodinski, Y. (1983) La Temperatura (Editorial Mir, Moscú)
Edelmán, V. (1986) Cerca del Cero Absoluto (Editorial Mir, Moscú) Cablegrafía
Revistas electrónicas: Scientific American
Bases de datos: E-brary
E-libro EBSCO-Host Páginas Web:
http://95.76.157.166/astroclub/biblioteca_online/Superstrings%20and%20Other%20Th
ings,%20A%20Guide%20to%20Physics%20-%20Calle.pdf LIBRO CANON 100
https://sites.google.com/site/opticasalle2011/ blog del profesor
http://fisica.usac.edu.gt/Reporte%20Cientifico.pdf guía para la elaboración de
documento científico
https://sites.google.com/site/yuliettp/ applets
https://sites.google.com/site/dirfisicauan/fisicaiiuanii072 pagina opcional
www.sciam.com
www.pnas.org
Datos del Profesor
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