DISEÑO GENÉRICO PARA LA DOCENCIA ESTRATÉGICA (DGDE) (1/4)

Unidad Curricular: Física 21

Contextualización:

Los conocimientos manejados en Física 21 son fundamentales en la formación de profesionales en las ramas de la Ciencia y la Ingeniería, pues es el

curso introductorio de la teoría Electromagnética y la Termodinámica. Estas son dos de las teorías físicas más exitosas y difundidas, ya que no

solamente explican los fenómenos físicos básicos, sino que éstos tienen múltiples aplicaciones tecnológicas e industriales.

El manejo de las leyes y principios físicos que gobiernan la dinámica de los campos eléctricos y magnéticos, contenidos en las ecuaciones de

Maxwell, permiten orientar, desarrollar, modelar y aportar soluciones en las áreas de informática, computación, electrónica, biónica y muchos otros

campos relacionados con las tecnologías que hoy nos son tan familiares. Por otro lado, las leyes de la termodinámica encuentran su aplicación en la

industria, en el desarrollo de equipos, maquinarias, procesos industriales, su comprensión y modelado, entre muchas otras.

Más importante aún, el estudio, comprensión y desarrollo de estas teorías, orienta una conducta objetiva, sistemática, práctica, lógica y coherente,

que permite al Licenciado en Física abordar problemas en distintos ámbitos desde una perspectiva verdaderamente científica.

Competencias a desarrollar y/o fortalecer:

Combina las leyes de la Física que rigen los fenómenos electromagnéticos y termodinámicos, para abordar problemas en el ámbito académico o de

la industria y la tecnología, mediante el planteamiento y resolución de las ecuaciones apropiadas.

Unidad de Aprendizaje I: Circuitos Eléctricos

Contextualización:

En los computadores, televisores, teléfonos, automóviles y demás artefactos tecnológicos de uso común, abundan los circuitos eléctricos donde se

incluyen fuentes, resistores, capacitares e inductores, conectados por simples cables o integrados en chips semiconductores y en diversas

combinaciones. El análisis de estos circuitos se realiza mediante el uso de las llamadas reglas de Kirchhoff, las cuales surgen de las leyes de

conservación de la energía y de la carga. La aplicación de estos conocimientos es inmediata, además de entenderlos, se pueden diseñar pequeños y

simples circuitos tan útiles como la red eléctrica de una casa o el diseño de instrumentos de medición.

Gestión del conocimiento

Competencias a desarrollar y/o fortalecer:

Combina las leyes de conservación de la carga y la energía para calcular las corrientes, diferencias de potencial, capacidades, cargas, resistencias y

energías almacenadas o disipadas, en un circuito eléctrico construido con componentes básicos, resolviendo apropiadamente las ecuaciones de su

dinámica.

Metodologías aplicables Conceptos relacionados Vinculación con lo social

Búsqueda de información.

Análisis y síntesis de información.

Participación activa en experimentos

demostrativos.

Aprendizaje basado en problemas.

Corriente eléctrica.

Energía.

Capacidad.

Resistencia.

Inductancia.

Vinculación de las leyes de física con la

tecnología de uso común.

Lecturas y enlaces recomendados

1. Sears. Zemansky. Young. Freedman. Física Universitaria. Volumen 2. 11va edición. (Capítulos 24, 25 y 26).

2. Feynman, Richard. The Feynman Lectures on Physics. Volume II. (Chapter 22).

3. Cromer, Alan. Física para las ciencias de la vida. (Capítulos 17 y 18)

4. Fragmento de la entrevista “Fun to Imagine” que realizara la BBC a Richard Feynman. https://youtu.be/4QfbcDwR1Lg

5. Web del Laboratorio de Demostraciones de Física. http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/

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Mapa de aprendizaje para el desarrollo de la competencia

NIVELES DE DOMINIO

Pre-formal Receptivo reproductivo Resolutivo Autónomo Estratégico

Cognitivo: Identifica información acerca de los componentes eléctricos como base de los productos tecnológicos modernos.

Cognitivo: Interpreta información sobre los componentes eléctricos y su relación con los principios de la Física.

Cognitivo: Analiza los conceptos de conservación de la carga y la energía.

Cognitivo: Calcula las cantidades físicas pertinentes resolviendo las ecuaciones dinámicas apropiadas y analiza sus resultados.

Cognitivo: Diseña circuitos eléctricos sencillos que serán de utilidad en el laboratorio.

Afectivo: Percibe la importancia de los circuitos eléctricos en la ciencia y la tecnología.

Afectivo: Responde positivamente ante la relación entre los componentes eléctricos y los principios de la Física.

Afectivo: Valora la conveniencia del uso de las matemáticas para profundizar en los principios físicos relacionados.

Afectivo: Organiza las ideas y conceptos discutidos.

Afectivo: Acepta los métodos empleados y valora su uso en otros ámbitos.

Psicomotor: Distingue distintos componentes eléctricos y toma nota de sus características.

Psicomotor: Se muestra dispuesto a desarrollar en clases cálculos y análisis relacionados con diversos circuitos.

Psicomotor: Formula matemáticamente los principios de conservación de la carga y la energía.

Psicomotor: Resuelve correctamente las ecuaciones dinámicas que rigen el comportamiento de los circuitos eléctricos.

Psicomotor: Fabrica pequeños circuitos y utiliza instrumentos de medición para comprobar los resultados teóricos.

DESARROLLO DE LA TRANSVERSALIDAD: COMUNICACIÓN Y LENGUAJE - FORMACIÓN DE VALORES

Realiza las lecturas sugeridas y emplea parte de la información obtenida en sus

Identifica los principios físicos relacionados a los circuitos eléctricos y se comunica con información

Cuestiona y responde ante posibles modificaciones en los circuitos estudiados y los cambios que ocurrirían en su

Elabora esquemas que sintetizan los métodos de resolución usados en los circuitos eléctricos.

Describe con fluidez el funcionamiento de circuitos eléctricos sencillos y discute sus

intervenciones. Asiste a clase puntualmente.

más precisa usando la terminología apropiada. Participa con responsabilidad en las discusiones y actividades presenciales.

análisis. Trabaja en grupo mostrando respeto y solidaridad con sus compañeros.

Organiza actividades con sus compañeros y delega responsabilidades en ellos, respetando los acuerdos y conclusiones grupales.

posibles aplicaciones. Coopera y colabora en la resolución de problemas de la comunidad en que se desenvuelve, con ideas fundamentadas.

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ACTIVIDADES

Criterios Actividades

presenciales con el docente

Horas Actividades de

aprendizaje autónomo de los estudiantes

Horas Preguntas

orientadoras Producto esperado Recursos

Elabora un resumen donde identifica los componentes de circuitos eléctricos así como las leyes físicas básicas que rigen su comportamiento.

Discusiones guiadas. Presentación de ejemplos y contrajemplos.

6

Búsqueda y selección de información. Lectura de material sugerido por el docente. Organizar y consolidar información.

6

¿Qué son redes eléctricas? ¿Cuáles son los componentes básicos de un circuito? ¿Qué papel juegan la conservación de la carga y la energía en los circuitos?

Participación en las discusiones guiadas. Elabora un resumen donde organice información e identifique conceptos centrales.

Lecturas sugeridas. Material en la red.

Realiza predicciones (correctas o incorrectas), basadas en conocimientos previos.

Participación activa en los experimentos demostrativos.

4

Reflexión. Observación y contraste de información

4

¿Qué conozco del experimento? ¿Qué predicciones puede hacer? ¿Qué ocurre en realidad?

Documento que sintetice la predicción hecha y el contraste con el experimento demostrativo.

Experimento demostrativo. Instrumentos de medición.

Resuelve problemas de circuitos eléctricos planteando las ecuaciones que surgen de la aplicación de las leyes físicas.

Planteamiento de problemas. Sensibilización de la estrategia ABP. Debates Grupales.

8

Análisis de posibles explicaciones. Planificación e implementación de estrategias de resolución. Resolución de los problemas

8

¿Cómo se expresa matemáticamente el problema? ¿Qué estrategia de resolución aprendida se adecua a él? ¿Tiene sentido la solución obtenida?

Presentación de las soluciones a los problemas planteados. Participación en la discusión general.

Material bibliográfico preparado para la ocasión. Material en la red.