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Introducción a la Física y a la Química.
Primer grado
La física y la química, dos ciencias de nuestro entorno
Actividades de observación y de formulación de preguntas respecto a fenómenos
físicos y químicos que acontecen en el entorno natural
- Selección de casos de observación, con la intervención del maestro y del grupo
- Formulación de preguntas sobre los fenómenos observados y comparación de esas
elaboraciones en clase
- Formulación de explicaciones tentativas sobre el fenómeno observado y
discusión de las propuestas en clase
- Búsqueda de elementos informativos acerca del fenómeno observado, en libros de
texto, enciclopedias, etcétera y preparación de reportes de la información
obtenida
Actividades de observación y de formulación de preguntas sobre el funcionamiento
de artefactos y máquinas simples que se utilizan comúnmente en la vida diaria
- Selección de casos de baja complejidad, que nos proporcionen comodidad o
ahorro de esfuerzo al realizar una actividad
- Elaboración y discusión de posibles explicaciones del porqué de su utilidad
- Trabajo de consulta para encontrar explicaciones acerca del porqué de las
ventajas que proporciona el utilizar los utensilios o máquinas observadas
- Dibujo de esquemas con los que se trate de explicar las ventajas que
proporciona la utilización de lo observado
De qué están hechas las cosas
- Selección de diferentes sustancias, realizada por el maestro y los alumnos,
entre las que se incluyan mezclas y compuestos
- Observación de las sustancias propuestas para distinguir las mezclas de los
compuestos
- Elaboración de reportes, después de las investigaciones documentales
correspondientes y de una definición de mezcla y otra de compuesto. Discusión de
esas propuestas
Algunas particularidades de la investigación científica
Las preguntas y las hipótesis
- Descripción, mediante relato o lectura, de algunos casos clásicos de
investigación científica
- Análisis de algún caso que muestre la evolución histórica de alguna
explicación científica. Por ejemplo el caso de la redondez de la Tierra
- Revisión del proceso seguido en algunos descubrimientos e inventos. Por
ejemplo el foco, los rayos X o la fuerza de gravedad
- Intercambio de impresiones en el grupo sobre las consecuencias de esos
descubrimientos o inventos en la vida cotidiana de la época en que se dieron
- Elaboración de un reporte sobre cómo llega el hombre a descubrir o inventar y
del impacto del resultado de su trabajo en la vida cotidiana
La importancia de la medición y la experimentación
- Intercambio de opiniones sobre ejemplos seleccionados por el maestro y
propuestos por los alumnos, en los que se aprecie cómo nos damos cuenta de la
transformación de un objeto o una sustancia
- Comentarios acerca de lo que es necesario medir para apreciar un cambio o
fenómeno
- Discusión acerca de la necesidad de controlar y repetir un fenómeno, para
apreciarlo mejor
- Elaboración de un reporte en el que se explique la necesidad de la medición y
la experimentación para acceder al conocimiento científico
La observación sistemática y el registro de los fenómenos
- Discusión en clase de diferentes tablas y gráficas tomadas de libros de texto,
periódicos, publicaciones de divulgación científica, etcétera
- Elaboración de tablas y gráficas a partir del registro de fenómenos del
entorno, como temperaturas en una semana, tallas, edades, pulso, etcétera
- Elaboración de un reporte de lo realizado
Condiciones para el trabajo en el aula-laboratorio
Los materiales disponibles en la escuela. Conocimiento de las sustancias,
instrumentos y aparatos de uso más frecuente
Descripción de algunos materiales y sustancias del entorno que son aprovechables
para la experimentación. Reflexiones sobre su utilización
El uso del laboratorio. Demostraciones y problemas
Las normas de trabajo y seguridad en el laboratorio. La prevención de accidentes
Naturaleza de la materia
Identificación de algunas propiedades de la materia
- Descripción de algunos cuerpos, diferentes por la materia de que están hechos,
considerando su peso, volumen, elasticidad, divisibilidad, estado de agregación,
densidad, solubilidad, punto de ebullición, etcétera
- Realización de experimentos sencillos en los que se aprecie que la
modificación de la temperatura u otra circunstancia puede hacer variar la
observación inicial. Dibujo de esquemas en los que se aprecien las experiencias
realizadas
- Trabajo de consulta sobre propiedades generales y específicas de la materia.
Elaboración de un cuadro que compare ambos tipos de propiedades
- Reporte escrito del trabajo realizado
Aproximación al conocimiento de la estructura de la materia
- Realización de listas de diferentes objetos elaborados con la misma sustancia
y discusión en cuanto a qué los hace distintos
- Intercambio de opiniones acerca de la diferencia entre cuerpo y sustancia y
entre sustancia y elemento
- Discusión acerca de hasta dónde es posible dividir un cuerpo por
procedimientos físicos. Aproximación al concepto de molécula y de átomo.
Información sobre el modelo de Dalton
- Investigación bibliográfica acerca de la definición de cuerpo, sustancia,
molécula, elemento, átomo
Medición de sólidos, líquidos y gases
- Ejercicios de medición de volúmenes de cuerpos sólidos, mediante fórmulas
geométricas y por desplazamiento
- Ejercicios de medición del volumen de un líquido, mediante el uso de
diferentes utensilios de uso común y del laboratorio
- Intercambio de opiniones acerca de las dificultades para medir el volumen de
un gas y de los factores que las provocan
- Ejercicio de determinación del peso de diferentes cuerpos utilizando balanzas
y el dinamómetro. Elaboración de tablas comparativas de los resultados y
discusión de las mismas
Uso cotidiano de patrones de medida
- Ejercicios de medición de longitud, masa, volumen y tiempo con unidades
convencionales y no convencionales
- Discusión acerca de los problemas que provocaría la medición con unidades no
convencionales
Nociones básicas de energía
Apreciación de algunas manifestaciones y transformaciones de energía
- Observación y discusión sobre el porqué del funcionamiento de algunos
artefactos caseros y del tipo de energía que se emplea en cada caso
- Investigación sobre algún ciclo de la energía en el que se aprecie su
transformación desde que es producida hasta que es utilizada por el hombre
- Análisis de la importancia de la energía, de sus usos y de sus consecuencias
- Reporte del trabajo realizado
Nociones de electricidad y magnetismo
- Realización de experiencias con imanes
- Experiencias sobre fenómenos electroestáticos
- Construcción de un circuito eléctrico básico para apreciar la corriente
eléctrica
- Elaboración de un reporte de estas experiencias
Propagación y efectos del calor
- Discusión de la forma en la que se propaga el calor en los sólidos, los
líquidos y los gases
- Realización de experimentos que muestren la dilatación en los sólidos, los
líquidos y los gases. El caso del agua
- Investigación y descripción de aparatos cuyo funcionamiento se basa en la
dilatación. Explicación de su funcionamiento utilizando esquemas
Interacción entre materia y energía
Experiencias para diferenciar fenómenos físicos y químicos
- Realización de experiencias en las que se observe el cambio de estado -la
condensación, la solidificación y la sublimación, la elasticidad, y otras
actividades en las que se aprecie el efecto de un ácido, la combustión, la
oxidación de un objeto metálico, etcétera. Discusión entre unos y otros
fenómenos y registro de sus diferencias
- Realización de experiencias en las que se manipulen mezclas y compuestos
comunes como arena, agua salada o azucarada, óxidos metálicos, etcétera
- Separación de mezclas mediante decantación, filtración y evaporación. Reporte
de este ejercicio
- Formación de algunos compuestos
Nociones básicas de movimiento
- Observación de fenómenos en los que se aprecie el efecto de las fuerzas.
Deformación, presión, choque entre cuerpos, movimiento
- Elaboración, por parte de los alumnos, de una definición de movimiento y
discusión de la misma
Realización de experiencias en las que se aprecie la relación espacio-tiempo
- Medición de la velocidad en el movimiento rectilíneo uniforme
- Apreciación del cambio de velocidad de un cuerpo que se desplaza sobre un
plano inclinado
- Construcción de un péndulo. Observación de su movimiento y consecuencias de la
variación de sus elementos
Segundo grado (Física 1)
Introducción a las propiedades físicas y su medición
La visión física del mundo
Utilización de las magnitudes fundamentales de la física
- Masa
- Longitud
- Área y volumen
- Tiempo
- Densidad
La medida
- ¿Para qué medimos?
- La medición como resultado de una comparación
- Concepto de medición
- Concepto de patrón de medida
Sistema Internacional de Unidades
- El patrón de las medidas que utilizamos, como resultado de una convención
internacional
- Unidades fundamentales (longitud, masa y tiempo)
- Prefijos del Sistema Internacional de Medidas
- Transformación de unidades
- Unidades derivadas (densidad)
Instrumentos de medida y medición
- Uso práctico de la medición de objetos y hechos cotidianos
- La precisión y la exactitud en la medición como elementos para el estudio de
una ciencia
- Expresión y lectura de mediciones utilizando los patrones del Sistema
Internacional de Medidas
- Notación científica
- Análisis de errores e incertidumbres
- Introducción a la graficación de resultados. Interpolación y extrapolación
El movimiento de los cuerpos
El movimiento como cambio de lugar en función del tiempo
Movimiento rectilíneo
- Descripción de este movimiento
- Caracterización e identificación de este movimiento a través de la
representación gráfica del cambio de posición en el tiempo. Asociación de una
velocidad con la inclinación de la recta resultante, visto como una proporción
directa
- Velocidad como consecuencia de la relación espacio-tiempo. Utilización de
unidades
- Representación de la velocidad mediante vectores
Otros movimientos
- El movimiento con aceleración uniforme y su representación gráfica.
Representación gráfica de las variables de este movimiento
- Representación gráfica e identificación de la caída libre. Análisis de este
caso como un movimiento del tipo de aceleración constante. Factores que lo
influyen
- Análisis de los experimentos de Galileo Galilei y su relevancia en el trabajo
científico
Fricciones, explicación de sus consecuencias
Leyes de Newton
- Concepto de fuerza y conocimiento de sus efectos
- Fuerzas que actúan sobre los cuerpos
- Unidades de fuerza
- Las tres leyes de Newton
Energía
Energía potencial y energía cinética
- Utilización de las unidades de energía
- Análisis de la transformación y la conservación de la energía
Concepto de trabajo en física:
- Origen y uso de las unidades de trabajo
- Conocimiento de la potencia mediante ejemplos cotidianos
- Utilización de las unidades de potencia
Estudio de las máquinas simples en relación con el ahorro de energía al realizar
alguna actividad y solución de problemas al respecto
- Plano inclinado
- Palancas
- Ruedas y ejes
- Tornillo
- Combinaciones comunes de estas máquinas
Ley de gravitación universal
- Sistema Solar
- El cosmos
- Las ideas de Copérnico, Galileo, Kepler, Newton y Einstein
Calor y temperatura
Medición de la temperatura. El uso del termómetro
- Diferencia entre calor y temperatura
- Concepto de equilibrio térmico
- La dilatación de los fluidos y la construcción de termómetros
- Escalas de temperatura: Celsius, Farenheit y Kelvin, como escala fundamental
- Puntos de fusión y de ebullición. Factores que los modifican
- Aplicaciones de los estudios sobre el calor
La diferencia de temperaturas como motivo de transferencia de calor
- El calor como energía en tránsito
- Dirección del flujo del calor
- Mecanismos de trasmisión del calor
Equivalente mecánico del calor
- El joule como unidad de calor
Efectos del calor sobre los cuerpos
- Relación entre calor y elevación de la temperatura
- El calor y las transformaciones del estado de la materia
Máquinas térmicas
- Conversión parcial del calor en trabajo
- El funcionamiento del refrigerador
Cuerpos sólidos y fluidos
Caracterización y diferenciación entre los cuerpos sólidos y los fluidos
- Forma
- Rigidez y fluidez
Caracterización y diferenciación entre líquidos y gases
- Volumen ocupado
- Fluidos sujetos a la influencia de una fuerza. Compresibilidad
Relación entre fuerza, área y presión en los fluidos
- Presión en columnas de líquidos
- Principio de Pascal
- Flotación y principio de Arquímedes
- Concepto de vacío
Propiedades de los fluidos
- Tensión superficial
- Movimiento de los cuerpos sólidos en los fluidos. Viscosidad
- Resistencia al flujo. Fricción
Electricidad y magnetismo
Los materiales y su conductividad eléctrica
- Metales y electrones
- Electrolitos e iones
- Moles de electrones y de iones
- Resistencia eléctrica y aislantes
Interacción eléctrica
- Carga eléctrica
- Ley de Coulomb
Corriente eléctrica
- Intensidad de corriente. El ampere como unidad fundamental
- Diferencia de potencial
- Resistencia eléctrica
- Ley de Ohm
- Circuitos eléctricos
- Potencia eléctrica
Relación entre calor y electricidad
- Ley de Joule
- Eficiencia
Magnetismo
- Imanes y polos magnéticos
- Magnetismo en la Tierra
Relación entre electricidad y magnetismo
- Inducción electromagnética
- Motores y generadores eléctricos
Óptica y sonido
El sonido y su propagación
- Vibraciones como fuentes de sonido
- Medios de propagación
- Variaciones de presión en una onda de sonido
- Velocidad de propagación
- Intensidad y sonoridad. Instrumentos musicales
- El oído y la audición
- Efecto Doppler
Movimiento ondulatorio
- Longitud de onda y frecuencia
- Velocidad de propagación
- Lentes y aparatos ópticos
- El ojo y la visión
Radiación electromagnética
- Fuentes de luz. Iluminación. Eficiencia en la iluminación
- Unidad fundamental de intensidad luminosa. Candela
- Luz visible. Colores
- Ondas de radio
- Radiación infrarroja y ultravioleta
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