COLEGIO DE BACHILLERES SECRETARÍA GENERAL DIRECCIÓN DE PLANEACIÓN ACADÉMICA

Ingeniería Física I Quinto Semestre HORAS: 3 CRÉDITOS: 5 CLAVE: 915

Agosto, 2011

ÍNDICE

Contenido

Página

Presentación --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 Ubicación de la asignatura ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 Intención de la materia y de la asignatura -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 Enfoque --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 Bloque temático I. CIRCUITOS ELÉCTRICOS ------------------------------------------------------------------------------------------------ 10 Bloque temático II. PROCESOS TERMODINÁMICOS -------------------------------------------------------------------------------------- 15 Bloque temático III. CUERPOS EN EQUILIBRIO --------------------------------------------------------------------------------------------- 21 Créditos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 Directorio ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27

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PRESENTACIÓN El programa de estudios de la asignatura de Ingeniería Física I tiene la finalidad de comunicar a los profesores sobre los aprendizajes que deberán lograr los estudiantes en relación con las competencias genéricas y disciplinares extendidas establecidas en el perfil de egreso, y orientar las acciones didácticas acordes con un enfoque constructivista centrado en el aprendizaje. Es así que el programa se considera un instrumento de trabajo para el profesor, proporcionándole elementos para planear, operar y evaluar el curso, de conformidad con los principios del Marco Curricular Común y el Modelo Académico del Colegio de Bachilleres. El programa de estudios se organiza de la manera siguiente: UBICACIÓN, proporciona información respecto al lugar que ocupa la materia y sus asignaturas en relación con el semestre, área de formación y campo de conocimiento respectivo. Asimismo, permite reconocer las competencias genéricas y disciplinares que se desarrollarán a lo largo de los cursos de Ingeniería Física. INTENCIONES DE MATERIA Y ASIGNATURA, señala los desempeños esperados al término de la materia y de la asignatura, en relación con las competencias genéricas y disciplinarias básicas establecidas en el perfil de egreso para los campos de conocimiento de las ciencias experimentalesnaturales y matemáticas. ENFOQUE, informa los lineamientos pedagógicos y disciplinarios que subyacen a la organización de los bloques temáticos y a las estrategias de aprendizaje, enseñanza y evaluación, permitiendo dar sentido y orientación a dichos procesos. Estos lineamientos se derivan de las interrelaciones establecidas entre las competencias genéricas y las disciplinarias correspondientes a los campos de conocimiento de las ciencias experimentalesnaturales y matemáticas. BLOQUE TEMÁTICO a) Propósito. Hace referencia a lo que debe saber, saber hacer y saber ser el estudiante al término del bloque temático en relación con las competencias disciplinarias y genéricas seleccionadas. Estos propósitos tienen un carácter normativo. b) Núcleo temático. El núcleo temático es la selección realizada de la disciplina. Hace referencia a los conceptos mínimos indispensables, las habilidades y procedimientos que deben ponerse en acción y las actitudes que se deben asumir para la ejecución de desempeño señalado en el propósito del bloque temático. c) Problemática situada. Se refieren a situaciones de la realidad que deben ser analizadas, explicadas o resueltas a través de los núcleos temáticos. Representan el contexto en el que se deberá desarrollar y demostrar el desempeño señalado en el propósito. 3

d) Estrategias de enseñanza, aprendizaje y evaluación. Son orientaciones generales que establecen una secuencia didáctica para favorecer el aprendizaje de los estudiantes. Las estrategias se organizan considerando un enfoque constructivista centrado en el aprendizaje y las interrelaciones establecidas entre competencias genéricas y disciplinarias. Representan una sugerencia para apoyar a los profesores en la concreción de ambientes propicios para el aprendizaje de sus alumnos. e) Niveles de desempeño. Son descripciones concretas, objetivas y evaluables de la calidad o complejidad del desempeño del estudiante al término de un bloque temático. Cada nivel de desempeño incluye los indicadores establecidos en la rúbrica del bloque temático. La Rubrica hace referencia a los descriptores de desempeños congruentes con cada una de las competencias genéricas y disciplinares a desarrollar en el curso y permite a los docentes y alumnos valorar el desarrollo de cada competencia, así como definir acciones para su consolidación. f) Medios de recopilación de evidencias. Se refiere a la descripción de los productos que se podrán utilizar como evidencias para evaluar los aprendizajes de los estudiantes. Explicitan las características que deben cumplir en relación con los criterios y niveles de desempeño establecidos. g) Materiales de apoyo y fuentes de información. Incluyen una selección de materiales; físicos y virtuales, sugeridos para el logro de los aprendizajes señalados en el bloque temático. En congruencia con los niveles de concreción curricular, establecidos en el Sistema Nacional de Bachillerato (Acuerdo 442) y el Modelo Académico institucional, las sugerencias de estrategias de enseñanza, aprendizaje y evaluación que se presentan en este documento serán adaptadas por los profesores de acuerdo con las condiciones de operación en el aula, por lo que se recomienda la lectura integral de todo el programa, particularmente de las competencias a desarrollar y sus concreciones en los propósitos de cada bloque temático.

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UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura de Ingeniería Física I está ubicada dentro del Área de Formación Específica, pertenece al Dominio Profesional de las ciencias Físico Matemáticas y en conjunto con los otros dominios profesionales, desarrolla las Competencias Genéricas y Disciplinares extendidas que permiten alcanzar el perfil del egresado. Estas competencias permitirán al egresado comprender el mundo e influir en él, capacitándolo para continuar aprendiendo de forma autónoma a lo largo de su vida y para desarrollar de manera armónica su personalidad. En el Colegio de Bachilleres, de acuerdo con el Plan de Estudios, la Formación Específica se organiza en cuatro Dominios: Físico-Matemático, QuímicoBiológico, Económico-Administrativo y Humanidades y Artes; por lo que según el área será el desarrollo de competencias establecidas en el Acuerdo 486. Las Competencias Disciplinares extendidas para el Dominio de las Ciencias Físico Matemáticas, se definen a partir de las competencias disciplinares extendidas de los campos de conocimiento de las ciencias experimentales y las matemáticas y están orientadas a que los estudiantes construyan, interpreten y apliquen modelos matemáticos de conceptos, principios y leyes físicas a través una intima relación con la experimentación y la evaluación de los modelos en la solución de problemas cotidianos y para la comprensión racional de su entorno y la toma de criterio propio ante su realidad. Este Dominio profesional está constituido por las siguientes materias: Ingeniería Física y Ciencia y Tecnología. La materia de Ingeniería Física se constituye de las asignaturas de Ingeniería Física I y II, que se imparten en quinto y sexto semestre respectivamente. Carga horaria semanal: 3 horas.

Créditos: 5.

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CAMPO

LENGUAJE Y COMUNICACIÓN

CIENCIAS EXPERIMENTALESNATURALES

MATEMÁTICAS

CIENCIAS SOCIALES

DESARROLLO HUMANO

1º SEM.

2º SEM.

Inglés I Reiniciando

Inglés II Socializando

Inglés III Levantando el vuelo

TIC II Ofimática sinérgica

TIC I Recorriendo la autopista de la información TLR I Intención comunicativa de los textos Geografía El mundo en que vivimos

Matemáticas I Solución de problemas reales Historia I México: de la Independencia al Porfiriato Filosofía I Filosofía y construcción de ciudadanía Estética I Apreciación artística I Actividades físicas y deportivas I

5º SEM.

6º SEM.

Inglés IV En pleno vuelo

Inglés V Nuestro mundo

Inglés VI La sociedad del conocimiento

TIC III Relación e interpretación de datos

TIC IV Los datos y sus interrelaciones

Área de Formación Específica Dominio Profesional: Físico-Matemáticas

TLR II Habilidades comunicativas

Literatura I Literatura y comunicación

Literatura II Literatura y comunicación integral

Física I Conceptos de la naturaleza ondulatoria

Física II Principios de la tecnología con fluidos y calor

Física III Teorías del universo físico

Biología I La vida en la Tierra I

Biología II La vida en la Tierra II

Matemáticas II Distribuciones de frecuencias y sus gráficas Historia II México: de la Revolución a la Globalización Filosofía II Filosofía y formación humana Estética II Apreciación artística II Actividades físicas y deportivas II

3º SEM. 4º SEM. Área de Formación Básica

Ingeniería Física I

Ingeniería Física II

Ecología El cuidado del ambiente

Ciencia y Tecnología I

Ciencia y Tecnología II

Química I Recursos naturales

Química II Nuevos materiales

Química III Química en la industria

Matemáticas III Representaciones gráficas

Matemáticas IV El triángulo y sus relaciones

Matemáticas V

Matemáticas VI

ICS I Análisis de mi comunidad

ICS II Problemas sociales de mi comunidad

ESEM I Entorno y proyecto de vida

ESEM II Conociendo el mundo

Filosofía III Argumentación filosófica

Filosofía IV Problemas filosóficos contemporáneos

Área de Formación Laboral

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INTENCIÓN DE LA MATERIA Y LA ASIGNATURA El propósito educativo del Colegio de Bachilleres para el Área Básica Específica, está determinado por las Competencias genéricas y las Competencias disciplinares extendidas. En el Dominio de las Ciencias Físico Materia de Ingeniería Física contribuye al logro de las Competencias Disciplinares básicas y extendidas. Las Competencias Genéricas y Disciplinares extendidas guardan una interrelación muy estrecha, de manera que las Competencias Genéricas: 4 Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados, 5 Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos, 6 Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva y 7 Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida, quedan subsumidas en las siete competencias disciplinares extendidas indicadas en seguida, a las que se suma la Competencia Genérica 8: Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos, por ser un rasgo de diseño de las estrategias didácticas. Estas Competencias conforman la intensión de la materia. Así, la Interrelación entre Competencias Genéricas y Disciplinares Extendidas, orienta la Práctica Educativa para el programa de Ingeniería Física I con las siguientes; Competencias Disciplinares Extendidas de las Matemáticas: 1. Construye e interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas. 2. Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal, matemático y el uso de las tecnologías de la información y la comunicación. Competencias Disciplinares Básicas de las Ciencias Experimentales. 3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Competencias Disciplinares Extendidas de las Ciencias Experimentales: 7. Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales. 8. Confronta las ideas preconcebidas acerca de los fenómenos naturales con el conocimiento científico para explicar y adquirir nuevos conocimientos. Y la Competencia Genérica: 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

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Los Niveles de desempeño y las Competencias Las Competencias las Disciplinares Extendidas 1 y 4 definen una parte del enfoque; la construcción y aplicación de modelos en forma matemática, entrelazadas con ellas las Competencias Disciplinares Básicas 3 y 4 conforman la metodología experimental propia de esta disciplina (saber hacer).por otro lado las Competencias Extendidas del campo de las experimentales 7 y 8 se avocan a la construcción y aplicación del constructo físico en diferentes niveles de complejidad (saber). Las Competencias Disciplinares Extendidas 1, 2 y 4 representan la aplicación de conocimientos y el empleo de la metodología científica, respectivamente, los indicadores de los niveles de desempeño, por tanto; están determinados por estas Competencias Disciplinares. La asignatura de Ingeniería Física I, desarrolla las Competencias Genéricas y Disciplinares Básicas y Extendidas, a través del estudio de problemáticas que facilitan la vinculación del mundo del estudiante con las significaciones producidas en el desarrollo del conocimiento físico, a través de la revisión de; Circuitos eléctricos, Procesos termodinámicos y Cuerpos en equilibrio.

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ENFOQUE La Reforma Integral de la Educación Media Superior, RIEMS, establece una práctica educativa fundada en la Concepción Constructivista del aprendizaje. Los programas de las asignaturas de Ingeniería Física se estructuran considerando al aprendizaje, como el desarrollo de las Competencias Genéricas y Disciplinares Básicas y Extendidas durante la construcción y aplicación de los conocimientos físicos, a partir de un conjunto coordenado de problemas; la Problemática, vinculada al mundo del estudiante de manera que le permita mejorar la comprensión racional de su entorno y su actitud en la sociedad. En el esquema de Estrategia didáctica para el programa de Ingeniería Física I, la Competencia Disciplinar Matemática 1 define los niveles de complejidad de los modelos por construir, a través de los problemas 2, 3 y 4. La Competencia Disciplinar Matemática 2 define los niveles para la aplicación de los modelos; problemas 5, 6 y 7. Las competencias Disciplinares Básicas 3 y 4 corresponden a la metodología de la Física y tienen expresión en la construcción de la solución de los problemas 2, 3, 4, 5, 6, 7, y el problema de evaluación. Las Competencia Disciplinar 7 es un apoyo en el desarrollo de los problemas 2, 3 y 4. La Competencia Disciplinar Extendida 8 se desarrolla al crear un conflicto cognitivo a partir del cuestionamiento de las preconcepciones y así iniciar el bloque de aprendizaje con el problema 1. La Competencia Genérica 8 es un elemento general del enfoque de trabajo y se desarrolla en todos los problemas. El esquema de la problemática se erige como el andamio didáctico para realizar la transferencia de las Competencias Genéricas y Disciplinares Extendidas de las ciencias naturales y las matemáticas a la Estrategia didáctica, constituida por; el Desarrollo conceptual, la Construcción experimental y matemática, la Aplicación sistemática y la Evaluación del aprendizaje. Las competencias M1 y M2 del campo de las matemáticas y la B4 del campo de las experimentales son las competencias eje y por tanto las que constituyen el propósito de cada bloque.

Problemática

Competencias Disciplinares Básicas, Extendidas y Genéricas Desarrollo conceptual Problema 1 Preconcepciones. E8 G8 Construcción experimental y matemática. Problema 2 Modelo numérico. M1 B3 B4 E7 G8 Problema 3 Modelo algebraico. M1 B3 B4 E7 G8 Problema 4 Modelo geométrico. M1 B3 B4 E7 G8 Aplicación sistemática. Problema 5 Modelo numérico. M2 B3 B4 G8 Problema 6 Modelo algebraico. M2 B3 B4 G8 Problema 7 Modelo geométrico. M2 B3 B4 G8 Evaluación del aprendizaje. Problema de evaluación. M1 M2 B3 B4 E7 G8 9

BLOQUE TEMÁTICO I. Circuitos Eléctricos. 17 horas. Propósito: Al final de este bloque el estudiante será capaz de: construir e interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas; argumentar la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométrico, mediante el lenguaje verbal, matemático y el uso de las tecnologías de la información y la comunicación; obtener, registrar y sistematizar la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes, a partir de la construcción y aplicación de la reglas de Kirchhoff para el análisis y predicción del comportamiento de los circuitos eléctricos. Núcleo Temático Primera regla de Kirchhoff, Segunda regla de Kirchhoff, Corriente eléctrica, Voltaje eléctrico, Resistencia eléctrica, Potencia eléctrica.

Problemática Problema 1 Preconcepciones. Circuitos con focos. Problema 2 Construcción del modelo numérico. Circuitos con focos. Problema 3 Construcción del modelo algebraico. Primera y Segunda reglas de Kirchhoff Problema 4 Construcción del modelo geométrico. Resistencia eléctrica. Problema 5 Aplicación del modelo numérico. Circuitos con focos. Problema 6 Aplicación del modelo algebraico. Primera y Segunda reglas de Kirchhoff Problema 7 Aplicación del modelo geométrico. Resistencia eléctrica. Problema de evaluación. El circuito eléctrico de una casa habitación

Estrategias de aprendizaje, enseñanza y evaluación. Secuencias didácticas. Desarrollo conceptual. Problema 1 Preconcepciones. Circuitos con focos. 2 horas. Experimento 1. Con un arreglo de focos y pilas los estudiantes observan y predicen los brillos de focos, con base en estas observaciones y resultados se construye un modelo de la corriente eléctrica que sea útil para interpretar su comportamiento. El estudiante describe observaciones, a partir de ellas construye argumentaciones y luego un modelo de corriente eléctrica que le permita predecir cuando un foco va a brillar más o menos en comparación con otros, para arreglos en serie, paralelo y mixto. Producto 1. Elaborar una explicación por escrito de su modelo de corriente eléctrica. Así como de las predicciones que cubrió y en donde el modelo se vio limitado. Evidencias de aprendizaje. Producto 1.

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Construcción experimental y matemática. Problema 2 Construcción del modelo numérico. Segunda regla de Kirchhoff. 2 horas. Experimento 2. Con base en varios circuitos con resistencias en serie, se miden los voltajes y corrientes que pasan por cada resistencia para establecer un modelo numérico de la suma de los productos IR en relación al voltaje aplicado. Experimento 3. Con base en varios circuitos con resistencias en paralelo, se miden los voltajes y corrientes que pasan por cada resistencia para establecer un modelo numérico de la suma de los productos IR en relación al voltaje aplicado. Producto 2. Elaboración de la segunda Regla de Kirchhoff. Planteamiento y argumentación de algunas predicciones del comportamiento de circuitos eléctricos. Explicaciones de las observaciones de la puesta en experimentación de las predicciones planteadas. Evidencias de aprendizaje. Producto 2. Problema 3 Construcción del modelo algebraico. Primera y Segunda reglas de Kirchhoff 2 horas. Experimento 4. Con base en los experimentos anteriores establecer la Segunda regla de Kirchhoff como la relación algebraica ∑ Producto 3. Interpretación escrita del modelo de la segunda regla de Kirchhoff. Experimento 5. Con base en los experimentos anteriores establecer la Primera regla de Kirchhoff como la relación algebraica ∑ Producto 4. Interpretación escrita del modelo de la Primera regla de Kirchhoff. Evidencias de aprendizaje. Producto 3 y 4.

∑

para una malla.

∑

para un nodo.

Problema 4 Construcción del modelo geométrico. Resistencia eléctrica. 2 horas. Experimento 6. Establecer la relación directa proporcional entre la corriente que circula por un conductor y el voltaje aplicado en sus extremos, para lo cual mide la corriente y el voltaje con un multímetro. Se construye la gráfica V contra I para obtener una recta que pasa por el origen y definir a la resistencia eléctrica a partir del gráfico, como la pendiente de la recta. Graficar V contra I para el caso de elementos no óhmicos, como el caso de los focos, para establecer los límites de la Ley de Ohm. Producto 5. Interpretación gráfica de la resistencia eléctrica. Evidencias de aprendizaje. Producto 5. Aplicación sistemática Problema 5 Aplicación del modelo numérico. Circuitos con focos. 2 horas. Experimento 7. Con base en un circuito con focos y pilas, en arreglo mixto, se miden los voltajes y corrientes que pasan por cada foco para predecir el voltaje en algún foco. Es claro que el comportamiento de estos circuitos se refiere ahora a la conservación de la energía los producto VI son al potencia disipada en watts. Verificar experimentalmente la predicción. Producto 6. Predicción argumentada de los voltajes o corrientes en algún foco. Evidencias de aprendizaje. Producto 6. 11

Problema 6 Aplicación del modelo algebraico. Primera y Segunda reglas de Kirchhoff. 2 horas. Experimento 8. Predecir el funcionamiento de circuitos eléctricos a través del uso de software interactivo que permita la verificación de las predicciones realizadas por los estudiantes, al tiempo que permite la prueba con elementos eléctricos nuevos. Un simulador que resulta ser viable y de fácil acceso en el internet es el crocodile. Los estudiantes deberán resolver los problemas empleando los modelos algebraicos correspondientes antes de verificarlos en el simulador. La verificación puede hacerse también con elementos eléctricos reales. Producto 7. Diagramas del funcionamiento apropiado para diferentes arreglos de circuitos en el simulador. Evidencias de aprendizaje. Producto 7. Problema 7 Aplicación del modelo geométrico. Resistencia eléctrica. 2 horas. Investigación 1. Indagar en el internet los distintos comportamientos que tienen los elementos no óhmicos, así como sus gráficas representativas. Resaltar la variable temperatura y la importancia de mantenerla constante en la operación de circuitos más complejos. Resignificar el concepto de resistencia eléctrica variable, a partir de la curva en la gráfica. Producto 7. Gráficos V contra I de elementos resistivos no ohmicos. Evidencias de aprendizaje. Producto 7. Evaluación del aprendizaje. 1 hora. Problema de evaluación. El circuito eléctrico de una casa habitación. 2 horas. Aplicar las reglas de Kirchhoff para analizar el circuito de las casas de los propios estudiantes o de algún dispositivo eléctrico. El análisis dsarrollará tanto un aexplicación conceptual como un análisis cuantitativo con base en los conceptos y reglas aprendidos.

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Niveles de desempeño: Excelente, Bueno, Suficiente e Insuficiente. Medios de El estudiante muestra el dominio alcanzado de las competencias del bloque, al momento de aplicar las reglas de Kirchhoff a la recopilación de predicción del comportamiento de circuitos eléctricos, en situaciones nuevas a las de la problemática situada pero correspondientes al evidencias. núcleo temático, en alguno de los siguientes niveles de desempeño: Evidencia

Actitud crítica.

Manejo conceptual.

Investigación. Experimento

Excelente Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal y matemático.

Bueno Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal.

Suficiente Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje matemático.

Insuficiente Presenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal o matemático.

Construye e interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas.

Interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas.

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Diseña modelos para resolver problemas.

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, realizando experimentos pertinentes.

Interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de sólo uno de los procedimientos; numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes.

Realiza cálculos con modelos matemáticos mediante la aplicación de de los procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, sin la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas. Obtiene información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes.

Diseña modelos para demostrar principios científicos.

Diseña modelos para demostrar hechos o fenómenos.

Reproduce modelos para demostrar principios científicos, hechos o fenómenos.

Peso

30%

30%

Debate Ensayo. Exposición. Investigación documental. Investigación experimental. Comentario. Reseña. Reporte. Esquema. Experimento. Examen. Mapa conceptual.

20%

20%

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Materiales de apoyo y fuentes de información Hewitt, Paul G. Física conceptual, novena edición, Pearson educación, México, 2004. El libro da un enfoque conceptual la Física utilizando las expresiones matemáticas como un lenguaje sintético, haciendo énfasis en el desarrollo del pensamiento analítico. Contiene numerosos ejercicios. Algunos de los cuales son moderadamente sencillos y están diseñados para estimular la aplicación de la Física a situaciones de la vida diaria, otros exigen un considerable razonamiento crítico, algunos son cuantitativos e implican cálculos sencillos y directos que ayudarán a los estudiantes a captar las ideas físicas sin que requieran de mucha habilidad en el manejo del álgebra. Las deducciones matemáticas aparecen en pies de página o en los apéndices. Alvarenga, B. y Máximo A., Física General, Harla, México, 1983. En el texto se busca utilizar los conceptos de la Física en la explicación de las actividades experimentales, proponiendo para esto, ejemplos y problemas que se resuelven en el mismo libro de manera detallada. Desarrollo de leyes generales de la Física, con un lenguaje muy sencillo buscando recapitulaciones al finalizar cada tema con sus respectivas preguntas. Haber-Schaim, et. al Física, PSSC, Reverté, España, 1975. Delimita los procesos que llevan al estudiante a la concepción de la Física como una forma de comprender a la naturaleza, con experimentos sencillos y un lenguaje accesible, hasta llegar a la explicación las leyes y principios de la Física y del uso de los conceptos en la explicación de diversos fenómenos. Hecht, Eugene. Física en perspectiva. SITESA y Adison Wesley, México, 1987. Explica los conceptos básicos de la Física, desde su surgimiento, establecimiento, dimensiones entre lo científico y la ciencia, delimitándolos en el contexto contemporáneo. Contempla que la Física evidencia aproximaciones restringidas en la explicación de los fenómenos de la naturaleza, abriendo la posibilidad de que el estudiante descubra por sí mismo el comportamiento de los fenómenos de la naturaleza. Halliday, et al, Física, vol. 2, CECSA, México, 1996. Este libro proporciona una fundamentación de mayor profundidad física y matemática a los sistemas físicos, su lenguaje matemático es más elevado que los textos de bachillerato.

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BLOQUE TEMÁTICO II. Procesos Termodinámicos. 17 horas. Propósito: Al final de este bloque el estudiante será capaz de: construir e interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas; argumentar la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométrico, mediante el lenguaje verbal, matemático y el uso de las tecnologías de la información y la comunicación; obtener, registrar y sistematizar la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes, a partir de la construcción y aplicación de los procesos termodinámicos. Núcleo Temático

Problemática Problema 1 Preconcepciones. El modelo cinético molecular. Ley de Charles, Ley de Avogadro, Ley de Gay-Lussac, Ley Problema 2 Construcción del modelo numérico. Leyes de Charles y de Avogadro. Problema 4 Construcción del modelo geométrico. Leyes de Boyle y de Gay-Lussac. de Boyle, Ley general de los gases. Problema 3 Construcción del modelo algebraico. Ley general de los gases. Problema 5 Aplicación del modelo numérico. Procesos termodinámicos en la industria. Problema 6 Aplicación del modelo algebraico. La olla exprés. Problema 7 Aplicación del modelo geométrico. Turbina de gas. Problema de evaluación. Trabajo. Estrategias de aprendizaje, enseñanza y evaluación. Secuencias didácticas. Desarrollo conceptual. Problema 1 Preconcepciones. El modelo cinético molecular. 1 horas. Realización de un examen diagnóstico sobre el modelo cinético molecular y por medio éste, introducir el concepto de gas ideal como un gas en el que no existen interacciones moleculares. Introducir la Ley de Avogadro: el volumen de un gas depende directamente de la cantidad de materia. Introducir los conceptos mol y volumen molar a condiciones normales (1 atmósfera y 273.15 kelvin). Construcción experimental y matemática. Problema 2 Construcción del modelo numérico. Leyes de Charles y de Avogadro. 2 horas. Experimento 1. Ley de Charles. Se requiere un plato, una moneda, un recipiente cilíndrico (una probeta de medio a un litro). Se determina el volumen total del recipiente, se mide la temperatura ambiente, se coloca sobre un plato una moneda y se vierte una cantidad de agua. Se pregunta ¿cómo sacar la moneda con la mano sin mojarse los dedos? Se colocan papeles encendidos dentro de la probeta dejándolos el mayor tiempo posible, se invierte la probeta y se coloca dentro del agua, se espera a que los gases se enfríen a temperatura ambiente y el agua penetre en la probeta, se mide el volumen de gas remanente, se saca la moneda del plato. Se pide al alumno que explique lo sucedido y si la presión ha variado. Posteriormente, al revisar la investigación, con los datos obtenidos se determina la temperatura de los gases calientes usando la Ley de Charles. 15

Investigación 1. Se realiza una investigación sobre las Leyes de Gay-Lussac y de Charles, discutir con sus compañeros de equipo lo investigado, para establecer un consenso sobre el enunciado de esa ley. Ver sitio: http://www.educaplus.org/gases/index.html Producto 1 Explicación del experimento e interpretación de la relación volumen temperatura en la ley de Charles. Experimento 2. Ley de Avogadro. Pesar una jeringa, determinar su masa. Por medio de una bomba de bicicleta, introducir cantidades iguales de aire en la jeringa a presión constante, observar que la temperatura también permanece constante, determinar el incremento de volumen en la jeringa; pesar la jeringa para determinar las masas de aire introducidas, verificar la proporcionalidad del volumen y la masa de gas. Ver sitio: http://www.educaplus.org/gases/index.html Producto 2. Interpretación de la ley de Avogadro. Evidencias de aprendizaje. Productos 1 y 2. Problema 4 Construcción del modelo geométrico. Leyes de Boyle y de Gay-Lussac. 3 horas. Experimento 3. Ley de Boyle. Conectar un manómetro (puede ser el elaborado en física II) con el lado de la aguja de una jeringa de diámetro interno conocido. Colocar el émbolo y medir la altura de éste. Ejercer una presión sobre el aire encerrado colocando pesas sobre el émbolo, una a una, (si las pesas tienden a caer, atarlas con un cordel y pegar este al émbolo), medir la altura al ir colocando cada pesa, determinar el volumen de aire, leer la presión en el manómetro, determinar la presión absoluta, graficar los resultados Pabs contra V. Investigación 2. Realizar una investigación sobre la Ley de Boyle, discutir con sus compañeros de equipo lo investigado, para establecer un consenso sobre el enunciado de esta. NOTA: en todos los experimentos usar unidades SI. Producto 3. Elaborar un Informe por equipo sobre el experimento 1. Gráfica e interpretación de la relación Presión contra volumen. Experimento 4. Ley de Gay-Lussac. Se requiere de una botella de boca ancha o bien un matraz y un huevo cocido que ajuste sobre la boca de la botella. Se colocan papeles encendidos dentro de la botella, luego se pone el huevo sobre la boca de ésta, observar lo que sucede y explicarlo usando la Ley de Gay-Lussac. ¿Cambió el volumen de gas? Repetir el experimento, esta vez colocando un tapón conectado al manómetro, y con un termómetro, medir temperatura y presión, Construir la gráfica presión contra temperatura a partir de los datos obtenidos. Producto 4 Gráfica e interpretación de la relación presión contra temperatura. Evidencias de aprendizaje. Productos 3 y 4. Problema 3 Construcción del modelo algebraico. Ley general de los gases. 2 horas. Experimento 5. Por medio de manejo algebraico, usando dos de las leyes particulares (Charles, Boyle o Gay-Lussac), determinar la ecuación general pV/T = p’V’/T’, y usando la Ley de Avogadro, obtener el modelo pV/T = nR o hacerlo en forma inversa como se describe en el sitio: http://www.educaplus.org/gases/index.html Sobre un volumen de aire contenido en una jeringa, medir p y T y calcular V; realizar un proceso isotérmico y posteriormente, un proceso isocórico, calentando a volumen constante, de forma que al final varíen p, V y T; determinar sus valores y verificar el cumplimiento de la Ley General de los Gases; determinar la cantidad de aire contenida en la jeringa. Investigación 3. Se realiza una investigación sobre la Ley General de los Gases Ideales, discutir con sus compañeros de equipo lo investigado, para establecer una interpretación común sobre el enunciado de esa Ley. Producto 5. Informe del experimento y descripción conceptual del modelo matemático de la Ley general de los gases ideales. 16

Evidencias de aprendizaje. Producto 5. Aplicación sistemática Problema 7 Aplicación del modelo geométrico. Turbina de gas. 1 horas. Investigación 4. Se realiza una investigación sobre Procesos Isobáricos y el trabajo realizado en estos como PΔV que corresponde al área bajo la línea isóbara; se investiga el ciclo de Brayton, también conocido como ciclo de Joule, aplicado en turbinas de gas; en este, los procesos de compresión y expansión se realizan a presión constante, se determina el calor suministrado a un gas ideal como Q = m Cp ΔT. Se investiga sobre las aplicaciones de las turbinas de gas en la industria y el transporte. Ver: Física: Álgebra y trigonometría. Vol 1, pp. 503-512. Producto 6. Diagrama y explicación del funcionamiento de una turbina de gas y aplicaciones de esta. Evidencias de aprendizaje. Producto 6. Problema 6 Aplicación del modelo algebraico. La olla exprés. 2 horas. Investigación 5. Con los antecedentes de Física II, se realiza una investigación sobre Procesos Isocóricos; el cambio en la energía interna es igual al calor suministrado al gas ideal Q = m Cv ΔT debido a que el trabajo es cero. Con base al modelo cinético molecular, se investiga sobre los calores específicos a presión y a volumen constante. Producto 7. Diagrama del funcionamiento de una olla exprés, mencionar que el aumento en la presión del espacio de vapor, lleva a un aumento en la temperatura de ebullición de la mezcla acuosa, de ahí el tiempo más corto de cocimiento. Evidencias de aprendizaje. Producto 7. Problema 5 Aplicación del modelo numérico. Procesos termodinámicos en la industria.1 horas. Investigación 6. Con los antecedentes de Física II, se realiza una investigación sobre procesos isotérmicos y el trabajo realizado en estos, se investiga la aplicación de estos procesos en la industria, notando que debido a que los procesos de ebullición se realizan a presión y temperatura constante, las aplicaciones principales son en sistemas bifásicos como, autoclaves, calderas y generadores de vapor, ver: Física: Álgebra y trigonometría. Vol. 1, pp. 503-512. Retomando el experimento 5, graficar sobre el plano p-V, los datos obtenidos en los procesos realizados y determinar el trabajo realizado en cada paso. Con base en la ley de Boyle y la Ley General de los Gases establecer el trabajo efectuado por un gas ideal en un proceso isotérmico como: W = nRT ln Vf/Vi.

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El área sombreada representa el trabajo en a) un proceso isobárico, b) un proceso isotérmico. Establecer esta cantidad como el área bajo la curva pV y determinar el área mencionada sobre la gráfica, dividiéndola en rectángulos pequeños como se indica en el texto de Hecht, mencionar que dicha área se llama la integral de la función p(V). Se tiene p = nRT/V y, por la definición del logaritmo natural, el área bajo esta curva es nRT ln Vf – nRT ln Vi

El área bajo una curva PV es igual al trabajo efectuado sobre el gas o por él. En este caso, esa área está dividida en una gran cantidad de rectángulos pequeños, para poder calcularla. Producto 8. Interpretación gráfica de la gráfica PV. Evidencias de aprendizaje. Producto 8. Evaluación del aprendizaje. 1 hora. Problema de evaluación. Trabajo. 2 horas. Implementar una hoja de cálculo para determinar el trabajo realizado en una compresión isotérmica por integración numérica. 18

Niveles de desempeño: Excelente, Bueno, Suficiente e Insuficiente. de El estudiante muestra el dominio alcanzado de las competencias del bloque, al momento de aplicar la ley general de un gas ideal en la Medios interpretación de los procesos termodinámicos, en situaciones nuevas a las de la problemática situada pero correspondientes al núcleo recopilación de evidencias. temático, en alguno de los siguientes niveles de desempeño: Evidencia

Actitud crítica.

Manejo conceptual.

Investigación. Experimento

Excelente Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal y matemático.

Bueno Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal.

Suficiente Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje matemático.

Insuficiente Presenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal o matemático.

Construye modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas.

Interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas.

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Diseña modelos para resolver problemas.

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, realizando experimentos pertinentes.

Interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de sólo uno de los procedimientos; numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes.

Realiza cálculos con modelos matemáticos mediante la aplicación de de los procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, sin la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas. Obtiene información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes.

Diseña modelos para demostrar principios científicos.

Diseña modelos para demostrar hechos o fenómenos.

Reproduce modelos para demostrar principios científicos, hechos o fenómenos.

Peso

30%

30%

Debate Ensayo. Exposición. Investigación documental. Investigación experimental. Comentario. Reseña. Reporte. Esquema. Experimento. Examen. Mapa conceptual.

20%

20%

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Materiales de apoyo y fuentes de información. Hecht, Eugene. Física: Álgebra y trigonometría. Vol. 1, segunda edición, Internacional Thompson Editores, México, 2000. Este autor nos presenta una excelente combinación entre la matemática conceptual y el desarrollo de los conceptos físicos. El libro en un buen apoyo para profundizar en el tratamiento de la enseñanza de la física. Tipler, Paul A., Física, tercera edición, Reverté, España, 1995. El tratamiento matemático es muy adecuado para el propósito de la competencia para elaborar modelos, aunque en algunos tópicos utiliza el cálculo diferencial, en la mayoría de los temas el nivel es algebraico y gráfico. Su formato contiene ejemplos, fotografías y diagramas, lo que le da un valor didáctico. Hewitt, Paul G. Física conceptual, novena edición, Pearson educación, México, 2004. El libro da un enfoque conceptual la Física utilizando las expresiones matemáticas como un lenguaje sintético, haciendo énfasis en el desarrollo del pensamiento analítico. Contiene numerosos ejercicios. Algunos de los cuales son moderadamente sencillos y están diseñados para estimular la aplicación de la Física a situaciones de la vida diaria, otros exigen un considerable razonamiento crítico, algunos son cuantitativos e implican cálculos sencillos y directos que ayudarán a los estudiantes a captar las ideas físicas sin que requieran de mucha habilidad en el manejo del álgebra. Las deducciones matemáticas aparecen en pies de página o en los apéndices. Alvarenga, B. y Máximo A., Física General, Harla, México, 1983. En el texto se busca utilizar los conceptos de la Física en la explicación de las actividades experimentales, proponiendo para esto, ejemplos y problemas que se resuelven en el mismo libro de manera detallada. Desarrollo de leyes generales de la Física, con un lenguaje muy sencillo buscando recapitulaciones al finalizar cada tema con sus respectivas preguntas. Haber-Schaim, et al, Física, PSSC, Reverté, España, 1975. Delimita los procesos que llevan al estudiante a la concepción de la Física como una forma de comprender a la naturaleza, con experimentos sencillos y un lenguaje accesible, hasta llegar a la explicación las leyes y principios de la Física y del uso de los conceptos en la explicación de diversos fenómenos. Halliday, et al, Física, vol. 2, CECSA, México, 1996. Este libro proporciona una fundamentación de mayor profundidad física y matemática a los sistemas físicos, su lenguaje matemático es más elevado que los textos de bachillerato.

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BLOQUE TEMÁTICO III. Cuerpos en equilibrio. 17 horas. Propósito: Al final de este bloque el estudiante será capaz de: construir e interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas; argumentar la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométrico, mediante el lenguaje verbal, matemático y el uso de las tecnologías de la información y la comunicación; obtener, registrar y sistematizar la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes, a partir de la construcción y aplicación de las condiciones de equilibrio de traslación a cuerpos rígidos para la predicción del comportamiento de sistemas reales. Núcleo Temático Primera condición de equilibrio, Segunda condición de equilibrio, Fuerza neta, Momento de una fuerza.

Problemática Problema 1 Preconcepciones. Desequilibrio de fuerzas. Problema 2 Construcción del modelo numérico. La balanza de fuerzas. Problema 3 Construcción del modelo algebraico. La balanza de fuerzas. Problema 4 Construcción del modelo geométrico. La piñata. Problema 5 Aplicación del modelo numérico. La balanza de fuerzas Problema 6 Aplicación del modelo algebraico. Palancas. Problema 7 Aplicación del modelo geométrico. Peso. Problema de evaluación. Músculos y huesos

Estrategias de aprendizaje, enseñanza y evaluación. Secuencias didácticas. Desarrollo conceptual. Problema 1 Preconcepciones. Desequilibrio de fuerzas. 1 hora. Demostración 1. Realizar la siguiente demostración en el salón de clase: una estudiante de complexión física delgada puede cerrar la puerta, empujándola con sus manos apoyadas sobre la puerta muy cerca de la orilla del lado de la cerradura, contra la acción de un estudiante de complexión robusta, que empuja la puerta con las manos muy cercanas a las bisagras de la puerta (menos de 20 cm). Destacar la diferencia en las fuerzas aplicadas. En el debate acerca de la comparación de dos fuerzas claramente diferentes, orientar a la observación de la diferencia de las distancias del punto de aplicación de las fuerzas al punto de apoyo. Producto 1. Elaborar una explicación escrita del resultado de la demostración. Debatir algunas de las explicaciones de manera grupal. Evidencias de aprendizaje. Producto 1.

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Construcción experimental y matemática. Problema 2 Construcción del modelo numérico. La balanza de fuerzas 2 horas. Solicitar a los estudiantes previamente la construcción de la Balanza de fuerzas. Un equipo por pareja permitirá fácilmente el trabajo en el salón de clase.

La Balanza de fuerzas Experimento 1. Los estudiantes, en grupos pequeños, y con el apoyo de la estrategia La balanza de fuerzas (Etapa 1), experimentaran las condiciones para que un cuerpo rígido sujeto a un conjunto de fuerzas coplanares, permanezca en reposo. Experimento 2. Se realiza la etapa 2 de la estrategia La balanza de fuerzas, Se registran los resultados en una tabla que contenga un par de columnas para la el registro del número de ligas y la distancia del clavo al centro de la barra, para cada nuevo arreglo de ligas propuesto una vez que se haya logrado el equilibrio. Producto 2. Modelo numérico en forma .de tabla de registros. Evidencias de aprendizaje. Producto 2. Problema 3 Construcción del modelo algebraico. La balanza de fuerzas 2 horas. Investigación 1. Inducir de la tabla de registros la relación F1d1 = F2d2. Investigar el concepto de momento de una fuerza. M = Fd. Experimento 3. Realizar la etapa 3 de la estrategia La balanza de fuerzas para ejemplificar que el lenguaje matemático no sólo sintetiza el conocimiento sino que permite plantear nuevas hipótesis. Se introduce el sistema de ejes coordenados y números con signo. Destacar que si el producto Fd tiene determinado signo, entonces tiende a girar en cierto sentido. Establecer la ecuación X1F1+X2F2+X3F3+…= 0. Producto 3. Tabla de registros reescrita de acuerdo al sistema de ejes coordenados. Producto 4 Enunciado y modelo matemático de la Segunda condición de equilibrio. Evidencias de aprendizaje. Producto 3 y 4. Problema 4 Construcción del modelo geométrico. La Piñata 3 horas. Demostración 2. Simular un arreglo de suspensión de una piñata. Los estudiantes experimentan la percepción de que se requiere mayor fuerza para soportar una piñata, cuando está muy arriba a diferencia de cuando está en la parte más baja (sin apoyarse en el suelo). Experimento 4 Medir con dos dinamómetros, las fuerzas en las cuerdas que sustentan un objeto en el aire (como en el caso de una piñata). Observar como varia la fuerza con respecto a la posición de la piñata y con los ángulos que forman las cuerdas con respecto a la horizontal. Establecer la primera condición de equilibrio. Presentar el método del paralelogramo como un modelo que permite determinar las fuerzas involucradas en un sistema de fuerzas coplanares y convergentes. 22

Investigación 2. Elaborar una explicación escrita del resultado de la demostración y contrastarla con los planteamientos de otras fuentes de información. Producto 5. Enunciado y modelo matemático de la Primera condición de equilibrio. Evidencias de aprendizaje. Producto 5. Aplicación sistemática Problema 5 Aplicación del modelo numérico. 1 hora. Predicción: Aplicar la tabla de registros para realizar las predicciones de equilibrio para los casos F de la estrategia La balanza de fuerzas (6 ligas y dos unidades de distancia). Producto 6. Predicción argumentada con base en la tabla de registros. Evidencias de aprendizaje. Producto 6. Problema 6 Aplicación del modelo algebraico. Palancas Las 2 horas. Experimento 5 Con el empleo de La balanza de fuerzas se pesan objetos como cuadernos o bolsas, expresando sus pesos en unidades patrón (ligas) y realizando su conversión posterior a newtons. Investigación 3 Empleando el modelo algebraico explica el funcionamiento de las balanzas comerciales, las grúas empleadas en la industria de la construcción (plumas) y otros dispositivos que basen su funcionamiento en el aplicación del principio de la palanca. Producto 7. Registro del peso de objetos empleando la balanza de fuerzas. Producto 8. Explicación argumentada del funcionamiento de los dispositivos anteriores. Evidencias de aprendizaje. Producto 7y Producto 8 Problema 7 Aplicación del modelo geométrico. Peso. 3 horas. Experimento 6 Pesar un objeto con un dinamómetro de capacidad inferior al peso del objeto, con base en el método del paralelogramo. Realizar un diagrama de cuerpo libre a escala para introducir la información inicial y mediante los trazos correspondientes deducir el peso del objeto. Producto 9. Diagrama de fuerzas a escala para determinar el peso de objetos. Evidencias de aprendizaje. Producto 9. Evaluación del aprendizaje. 1 hora. Problema de evaluación. Músculos y huesos. 2 horas. Aplicar la segunda condición de equilibrio al estudio de los músculos y articulaciones del cuerpo humano. Realizar un análisis cualitativo y cuantitativo empleando las condiciones de equilibrio.

Niveles de desempeño: Excelente, Bueno, Suficiente e Insuficiente.

Medios de 23

El estudiante muestra el dominio alcanzado de las competencias del bloque, al momento de aplicar las condiciones de equilibrio de recopilación de traslación de un cuerpo rígido al análisis de sistemas reales, en situaciones nuevas a las de la problemática situada pero evidencias. correspondientes al núcleo temático, en alguno de los siguientes niveles de desempeño: Evidencia

Excelente Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal y matemático.

Bueno Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal.

Suficiente Argumenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje matemático.

Insuficiente Presenta la solución obtenida de un problema, con procedimientos numéricos, algebraicos o geométricos, mediante el lenguaje verbal o matemático.

Manejo conceptual.

Construye modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas.

Interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas.

Investigación. Experimento

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Diseña modelos para resolver problemas.

Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, realizando experimentos pertinentes.

Interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de sólo uno de los procedimientos; numéricos, algebraicos y geométricos, para la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes.

Realiza cálculos con modelos matemáticos mediante la aplicación de de los procedimientos numéricos, algebraicos y geométricos, sin la comprensión y análisis de situaciones reales e hipotéticas. Obtiene información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes.

Diseña modelos para demostrar principios científicos.

Diseña modelos para demostrar hechos o fenómenos.

Reproduce modelos para demostrar principios científicos, hechos o fenómenos.

Actitud crítica.

Peso

30%

30%

Debate Ensayo. Exposición. Investigación documental. Investigación experimental. Comentario. Reseña. Reporte. Esquema. Experimento. Examen. Mapa conceptual.

20%

20%

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Materiales de apoyo y fuentes de información González, J. A., La balanza de ligas, en Enlace docente, COSNET, 1996. La revista contiene el artículo completo de la estrategia que el autor llamo balanza de ligas. Es una descripción muy completa que lleva paso a paso, desde las especificaciones técnicas del aparato hasta la construcción de las condiciones de equilibrio en particular de la segunda. La descripción contiene además la observación del proceso pedagógico de construcción del conocimiento tanto en su lenguaje materno, físico y matemático. Hewitt, Paul G. Física conceptual, novena edición, Pearson educación, México, 2004. El libro da un enfoque conceptual la Física utilizando las expresiones matemáticas como un lenguaje sintético, haciendo énfasis en el desarrollo del pensamiento analítico. Contiene numerosos ejercicios. Algunos de los cuales son moderadamente sencillos y están diseñados para estimular la aplicación de la Física a situaciones de la vida diaria, otros exigen un considerable razonamiento crítico, algunos son cuantitativos e implican cálculos sencillos y directos que ayudarán a los estudiantes a captar las ideas físicas sin que requieran de mucha habilidad en el manejo del álgebra. Las deducciones matemáticas aparecen en pies de página o en los apéndices. Alvarenga, B. y Máximo A., Física General, Harla, México, 1983. En el texto se busca utilizar los conceptos de la Física en la explicación de las actividades experimentales, proponiendo para esto, ejemplos y problemas que se resuelven en el mismo libro de manera detallada. Desarrollo de leyes generales de la Física, con un lenguaje muy sencillo buscando recapitulaciones al finalizar cada tema con sus respectivas preguntas. Haber-Schaim, et. al Física, PSSC, Reverté, España, 1975. Delimita los procesos que llevan al estudiante a la concepción de la Física como una forma de comprender a la naturaleza, con experimentos sencillos y un lenguaje accesible, hasta llegar a la explicación las leyes y principios de la Física y del uso de los conceptos en la explicación de diversos fenómenos. Hecht, Eugene. Física en perspectiva. SITESA y Adison Wesley, México, 1987. Explica los conceptos básicos de la Física, desde su surgimiento, establecimiento, dimensiones entre lo científico y la ciencia, delimitándolos en el contexto contemporáneo. Contempla que la Física evidencia aproximaciones restringidas en la explicación de los fenómenos de la naturaleza, abriendo la posibilidad de que el estudiante descubra por sí mismo el comportamiento de los fenómenos de la naturaleza. Halliday, et al, Física, vol. 2, CECSA, México, 1996. Este libro proporciona una fundamentación de mayor profundidad física y matemática a los sistemas físicos, su lenguaje matemático es más elevado que los textos de bachillerato. Tipler, Paul A., Física, tercera edición, Reverté, España, 1995. El tratamiento matemático es muy adecuado para el propósito de la competencia para elaborar modelos, aunque en algunos tópicos utiliza el cálculo diferencial, en la mayoría de los temas el nivel es algebraico y gráfico. Su formato contiene ejemplos, fotografías y diagramas, lo que le da un valor didáctico.

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Créditos

El presente Programa de Estudios se realiza en grupo cooperativo, donde participaron: Coordinación: Gerardo Emiliano Vázquez Leal

Docentes participantes: Andrés Luévano Calvo Gerardo Emiliano Vázquez Leal

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Directorio

María Guadalupe Murguía Gutiérrez Luis Miguel Samperio Sánchez Arturo Payán Riande Araceli Ugalde Hernández

Directora General Secretario General Secretario de Servicios Institucionales Secretaria Administrativa

Carlos David Zarrabal Robert Rafael Torres Jiménez Elideé Echeverría Valencia

Coordinador Sectorial de la Zona Norte Coordinador Sectorial de la Zona Centro Coordinadora Sectorial de la Zona Sur

Miguel Ángel Báez López Martín López Barrera

Director de Planeación Académica Director de Evaluación, Asuntos del Profesorado y Orientación Educativa

Rafael Velázquez Campos María Guadalupe Coello Macías Raymundo Tadeo García

Subdirector de Planeación Curricular Jefa del Departamento de Análisis y Desarrollo Curricular Jefe del Departamento de Coordinación de Academias

Colegio de Bachilleres Rancho Vistahermosa 105. Ex Hacienda Coapa, Coyoacán. 04920. México, D.F. www.cbachilleres.edu.mx 27