Física Astronómica - Instituto de Estudios Superiores Santa María

INSTITUTO DE ESTUDIOS SUPERIORES
DE SANTA MARIA
PROFESORADO EN FÍSICA
ASIGNATURA:
FISICA ASTRONÓMICA
Espacio Curricular anual
4º año del Profesorado en Física
Carga horaria semanal: 6 horas cátedra
DISEÑO CURRICULAR AULICO
Profesor: Ing. Lía Celinda Acosta
CICLO LECTIVO 2012
Santa María – Catamarca
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DISEÑO CURRICULAR AULICO de: Física Astronómica
FUNDAMENTACIÓN
La Astronomía clásica puede dividirse en Astrometría o Astronomía de posición, cuyo objetivo es la
localización de los astros mediante sistemas de coordenadas; y la Mecánica Celeste, que estudia
el movimiento de los cuerpos celestes, se basa en la aplicación de la Ley de Gravitación Universal
de Newton y tiene como objetivo el cálculo de órbitas y la elaboración de los anuarios astronómicos
(coordenadas de los astros en función del tiempo).
La Astrofísica, que se desarrolla a partir del siglo XX, analiza el comportamiento de los
cuerpos celestes según las pautas de aplicación de las leyes físicas. Técnicas como la fotometría y
la espectroscopía, permitieron tomar gran cantidad de datos, que fueron elaborados a la luz de la
Relatividad, la Mecánica cuántica y la Física de partículas, permitiendo la aceptación de estas
teorías, confirmaciones experimentales, y además hicieron posible responder a numerosos
interrogantes planteados sobre la estructura el cosmos.
El uso mas reciente de técnicas como la radioastronomía, que proporciona datos sobre las
partes mas alejadas del universo; la introducción del CCD, un detector o sensor de imágenes, que
utiliza silicio, generando cargas a partir de una lluvia de fotones (efecto fotoeléctrico); permiten la
obtención de espectros calidad y definición cada vez mayores.
¿Por qué consideramos importante incluir este espacio en la curricula del profesorado en
Física?. H. Tignanelli, astrónomo, de la Universidad Nacional de La Plata, investigador en el ámbito
de la Enseñanza de la Astronomía, dice al respecto:
“En la actualidad, frente al rol que jugó la Astronomía en el desarrollo de la humanidad…
resulta notable el escaso lugar que aún se le asigna a esa ciencia en los programas de enseñanza
de todos los niveles. Algunas de las razones por las cuales debería enseñarse a los jóvenes la
Astronomía, son:
- porque los fenómenos astronómicos despiertan curiosidad natural y espontánea
- porque permite enseñar no sólo la situación actual el conocimiento científico, sino también
grandes hitos en el desarrollo de la Historia de la Ciencia
- porque los problemas planteados por la Astronomía tornan necesarios y a la vez claramente
aplicables los conocimientos de Matemática y Física adquiridos por el alumno (Santaló, 1964).”
Como Formadores de Formadores, debemos tener claro el perfil de egresado que queremos;
entonces debemos hacer que construya saberes significativos en los campos de la Astrofísica y la
Astronomía:
- porque, como ya se mencionado en lo que precede: “No puede considerarse a la Física como una
ciencia anterior e independiente de la Astrofísica, ni histórica ni lógicamente. La Física, en su
camino histórico en busca de sus leyes fundamentales, siempre tuvo bien presentes los fenómenos
cósmicos…. En el Cosmos es realmente donde una ley fundamental está sometida a prueba”
- y para que pueda abordar dichos contenidos en su ejercicio profesional como docente de EGB3 y
Polimodal.
MARCO TEÓRICO METODOLÓGICO
Vamos a partir explicitando la concepción actual de ciencia, a la que adherimos.
La ciencia es (de acuerdo al consenso de la comunidad científica):
- Un cuerpo de conocimientos que se desarrolla en el marco de unas teorías que dirigen la
investigación de los científicos.
- Unas teorías en perpetua revisión y reconstrucción.
- Una forma de resolver problemas, que concede importancia a la emisión de hipótesis y su
contrastación.
- Una actividad con metodologías no sujetas a reglas fijas.
- Una tarea colectiva, que sigue líneas diversas de trabajo aceptadas por la comunidad científica.
- Una actividad impregnada por el momento histórico en que se desarrolla, involucrada y
contaminada por sus valores.
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- Una actividad sujeta a intereses sociales y particulares, que aparece a menudo poco objetiva y
difícilmente neutra.
Siguiendo a J. I. Pozo (“Mas allá del cambio conceptual: el aprendizaje de la ciencia como cambio
representacional”, 1999; Enseñanza de las Ciencias), vemos que:
A fuerza de enseñar el constructivismo en el marco de formatos didácticos bastante tradicionales,
es más fácil encontrar discursos constructivistas que prácticas constructivistas entre los profesores.
Muchas de éstas prácticas docentes tradicionales son redescribibles, sin embargo, en el marco de
prácticas constructivistas. El cambio conceptual o representacional debería ser la meta pero no el
método de esa construcción, la cual debería integrar formas de aprendizaje y enseñanza
diferentes. Pero ese cambio en las metas, mas que sólo en los métodos, exige un cambio
conceptual o representacional por parte de los profesores en sus concepciones del aprendizaje y
la enseñanza, que es mucho más difícil que lograr un cambio técnico, en los recursos didácticos, y
que estamos aún muy lejos de alcanzar.
… Recuperar y redescribir la vieja labor del profesor como alguien que explica a sus alumnos lo
que sabe, pero en este caso en el marco de una concepción perspectivista que le da un nuevo
sentido, ya que el discurso del profesor no podrá ser nunca unidimensional, sino que tendrá que
incorporar nuevas voces o modelos (de enseñanza aprendizaje).
Por otra parte la labor del alumno tampoco será ya repetir o recitar lo explicado por el profesor, sino
argumentarlo, redescribirlo en función de sus propias teorías implícitas, que, por ello, se irán
también redescribiendo, explicitando y reestructurando.
No se trata de sustituir una concepción de enseñanza de la ciencia por otra, sino buscar la forma
de integrar diferentes enfoques; debemos ser capaces reelaborar modelos que redescriban
eficazmente otras experiencias y modelos.
Me parece sumamente interesante la propuesta de Pozo en cuanto a qué modelo de
aprendizaje adoptar. Por otro lado, hay muy poca investigación y es muy reciente, sobre la
enseñanza de la física moderna, y menos aún sobre la enseñanza de la Astronomía y de la
Astrofísica. Es, por lo tanto, un campo de investigación que debe ser abordado.
Una primera dificultad, a raíz de lo precedente, es que poco o nada se conoce sobre las
concepciones alternativas o las representaciones, tanto de docentes como, de alumnos, en estas
ramas del conocimiento que nos ocupan.
¿Cómo, entonces, intentar contribuir a la reestructuración de aquello que aún desconocemos? Hay
un largo camino por delante en el ámbito de la Investigación Educativa, deberíamos tratar de
transitarlo si no como protagonistas, al menos como “usuarios críticos” de esa producción actual y
futura.
Se abordarán algunos aspectos de la física moderna necesarios para la comprensión de algunos
parámetros astrofísicos. Se estudiará luego la física de las estrellas (estructura y composición de
las mismas), la evolución estelar (diagramas HR), los modelos cosmológicos.
Para la enseñanza de la asignatura, podrán utilizarse por ejemplo: simulaciones mediante
computadora, animaciones obtenidas vía Internet.
ARTICULACION CON OTROS ESPACIOS CURRICULARES.
Esta asignatura se articula, principalmente con:
- Física I (1º año): en la cual se estudian las leyes de Newton, que constituyen la Mecánica Clásica
- Física II (1º año): en la cual se estudia la Termodinámica
- Física III (2º año): en la cual se estudian los fenómenos eléctricos y magnéticos.
- Física IV (2º año): en la que se estudia la radiación electromagnética
- Física atómica y nuclear (3º año): en la que se estudian los fundamentos de la Mecánica Cuántica
- Física cuántica (4º año, primer cuatrimestre): en la que se estudia la teoría cuántica y sus
aplicaciones. La articulación con esta materia es horizontal, no trae dificultades para el aprendizaje
porque ya se conocen lo fundamentos de la teoría cuántica. Por otro lado, le sirve al alumno para
comprender mejor ambas campos.
- Física Teórica (4º año, segundo cuatrimestre): es la que se estudian las ondas electromagnéticas
y la Teoría de la Relatividad. Esta asignatura se dicta en el segundo cuatrimestre, lo que debe
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tenerse en cuenta para la secuenciación de los contenidos, por ello contenidos como: teorías del
origen del universo, formación de agujeros negros; deben dejarse para el segundo cuatrimestre.
COMPETENCIAS
Las capacidades que se espera desarrollar en los estudiantes a lo largo de su formación inicial son
las siguientes, en los espacios curriculares de la Formación Orientada son los siguientes:
- Autonomía para poder seguir aprendiendo.
- Espíritu crítico.
- Adquisición de herramientas metacognitivas.
- Responsabilidad como profesional de la docencia.
OBJETIVOS
- Que nuestros futuros docentes de Física puedan transferir los temas de la Astronomía y la
Astrofísica al aula, habiendo recibido una razonable formación inicial en los mismos y contando con
su inducir en ellos una predisposición a continuar con su formación y actualización permanente.
- Que se supere, en la formación inicial y permanente, la pobreza de los temas de la física
moderna, lo cual impacta negativamente en la enseñanza impartida en la Nueva Escuela
Secundaria por cuanto están ausentes en la misma aquello que puede motivar para el estudio de
las Ciencias Naturales y contribuir a la alfabetización científica y tecnológica.
CONTENIDOS CONCEPTUALES
Núcleo temático I: Astronomía
Eje organizador 1: Modelo celeste
Introducción a la trigonometría esférica. La esfera celeste. Posición y movimientos aparentes de los
astros. Sistemas de coordenadas: horizontal, ecuatorial, ecliptical y galáctico; transformación de
coordenadas. Tiempo astronómico: definición, medida, registro, almacenamiento y distribución;
transformación de coordenadas. Posiciones aparentes; efectos de paralaje, refracción, aberración y
precesión.
Contenidos procedimentales: Utilización de cartas celestes. Identificación de astros en el cielo a ojo
desnudo. Transformación de coordenadas de un sistema a otro. Construcción de relojes de sol.
Eje organizador 2: El movimiento de los astros
Movimientos de la Tierra: rotación, traslación, precesión y nutación; movimiento del polo;
estaciones terrestres. Movimientos de la luna: revolución, rotación, libración; perturbaciones, fases
y eclipses. Movimientos en el sistema solar: leyes de Kepler, estabilidad orbital. Movimientos de
cuerpos artificiales: satélites, sondas y naves; mareas y fuerzas de marea. Movimiento de las
estrellas: velocidad radial, tangencial y espacial; movimiento propio; velocidad peculiar y
movimiento paraláctico; rotación estelar. Movimientos del Sol.
Contenidos procedimentales: obsevaciones utilizando el telescopio.
Núcleo temático II: Introducción a la astrofísica
Eje organizador 1: Modelo estelar
Datos astrofísicos de las estrellas: dimensiones, masa, magnitudes y espectros. Clasificación
estelar: clase de luminosidad, tipo espectral. Diagramas de Hertzsprung – Russell. Estructura
interna de las estrellas: fuentes de energía, reacciones nucleares. Evolución estelar: fases
principales: estrella de secuencia principal, gigante, etc. Objetos compactos: enanas blancas,
estrellas de neutrones (púlsares) y agujeros negros. Aplicación del modelo al Sol. Estrellas
variables, características generales y curvas de luz. Medio interestelar: gas, polvo, radiación.
Contenidos procedimentales: análisis de los procedimientos utilizados en esta rama de la ciencia:
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Eje organizador 2: Modelo galáctico
Características de la Vía Láctea: forma, tamaño, dimensiones, poblaciones. Principales
características de las galaxias: morfología, distancia, dimensiones, luminosidad, masa, actividad,
movimiento. Quásares y otros objetos peculiares.
Contenidos procedimentales: análisis de los procedimientos utilizados en esta rama de la ciencia:
Eje organizador : Teorías sobre el Universo
Introducción a la cosmología; principales teorías sobre el origen del Sistema Solar y del universo.
Contenidos procedimentales: análisis de los procedimientos utilizados en esta rama de la ciencia:
BIBLIOGRAFIA
-Feinstein Alejandro, Tignanelli Horacio; Objetivo Universo; 1997, Editorial Colihue
-Clariá J. J., 2007, Astronomía General 1. Parte Astrofísica. Universidad Nacional de Córdoba.
-Feinstein A.; 1969, Astronomía elemental, Editorial Kapelusz
- Material del Seminario de Astrofísica para Profesores de Física y Cosmografía (2004)
ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS
Para el desarrollo de las actividades se emplearán las siguientes estrategias:
- en clase expositiva se indagarán las ideas previas de los alumnos y se desarrollará del tema,
ejemplificando con situaciones que les son cotidianas.
- en clases prácticas pondrán a consideración de la clase y del profesor la solución de los
problemas previamente asignados.
- en el campo se realizarán observaciones a ojo desnudo y con telescopio, que favorezcan el
proceso de enseñanza aprendizaje.
- se leerán y analizarán textos que contextualicen históricamente las teorías y descubrimientos.
- se utilizarán videos para motivar y favorecer la comprensión de teorías y la tecnología empleada
por los astrónomos.
RECURSOS
-Los alumnos deberán contar cada uno con las fotocopias del texto seguido por el docente de la
cátedra.
-Videos proporcionados por el profesor y presentaciones en Power Point realizados por los
alumnos con material de distintas fuentes, principalmente bajados de Internet.
Cronograma
Primer cuatrimestre: Astronomía
Segundo cuatrimestre: Astrofísica
EVALUACION
Desde una perspectiva socio constructivista se parte de la hipótesis de que el conocimiento es una
construcción fundamentalmente social, que se realiza a través de un proceso en que los modelos
interpretativos de los individuos pueden evolucionar gracias a actividades que favorezcan la
explicitación de los propios puntos de vista y su contrastación con la de otros (compañeros,
docente, bibliografía) y con la propia experiencia. En el marco de ese modelo de enseñanza, la
evaluación y la autoevaluación formativa tienen la función de motor de la evolución o cambio en la
representación del modelo. Se evaluará: los distintos tipos de conocimiento, las estrategias de
razonamiento y las formas de comunicación.
Algunos criterios de evaluación:
-la reconstrucción de un concepto ¿dio como resultado una aproximación aceptable a la
conceptualización científica?
- el procedimiento empleado en la resolución de un problema ¿responde al abordaje que realiza la
ciencia?
Instrumentos de evaluación: desarrollo y exposición de la solución propuesta a los problemas en el
pizarrón, elaboración de mapas conceptuales, elaboración de presentaciones utilizando
herramientas informáticas como Power Point..
Las evaluaciones parciales, sumativas, seguirán los mismos criterios de evaluación.
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REGULARIZACIÓN Y ACREDITACIÓN
La asignatura se regulariza cumplimentando el régimen de asistencias previsto en el reglamento de
la institución y aprobando dos evaluaciones sumativas con nota no inferior a cuatro. El alumno
tiene derecho a recuperar una de las evaluaciones.
La asignatura se acredita con un examen final oral, ante tribunal, con nota no inferior a cuatro.
Existe la figura de alumno libre. Para hacer uso de ella, el alumno deberá ajustarse a la
reglamentación vigente en el IES.
ALUMNOS LIBRES
Si un alumno rinde una materia en calidad de alumno libre, debe:
1- Presentar una monografía, cuyo tema le ha sido asignado por el profesor, hasta diez días
antes de la fecha de examen (como plazo máximo). Si aprueba la monografía, pasa a la
siguiente instancia. La nota mínima es cuatro.
2- Rendir una evaluación escrita, que consiste fundamentalmente en la parte práctica de la
asignatura (corresponde a todos los parciales que rinden los alumnos regulares). Si aprueba
esta instancia , pasa a la siguiente. La nota mínima es cuatro.
3- Rendir un examen oral, correspondiente al examen oral que pasan los alumnos regulares.
ALUMNOS PROMOCIONALES
Los alumnos que deseen optar por la promocionalidad de este espacio curricular deben ajustarse a
la reglamentación vigente en el IES a partir del corriente año.
En cuanto a los requisitos de la cátedra, son los siguientes: aprobar los parciales con nota mínima
7; no recuperar ningún parcial; rendir un coloquio final, en el que se evaluarán contenidos
conceptuales, procedimentales y actitudinales.
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